旅客列车给水调度及管理系统

旅客列车给水管理及调度系统可行性研究

（初稿）辽宁奇辉电子系统工程有限公司上海分公司李利2015.4TOC\o"1-5"\h\z一、现有旅客列车给水系统的状况3二、全路旅客列车上水漏耗情况测算3三、研究的方向及内容4四、客车自动上水系统设计说明41、主要运行方式42、系统要求主要功能43、系统组成5五、效益分析51、节水效果明显52、上水效率提高53、作业人员的劳动强度减轻，作业环境改善6六、市场前景分析6近几年我国的铁路运输得到迅速的发展，旅客列车已经进行了多次提速，在极大的提高运输效率的同时也给行车的后勤供给工作带来了很大的挑战，尤其是对旅客列车的上水工作。现阶段，铁路旅客列车上水整体设施、设备、技术的滞后，给上水、节水及其管理等工作带来了很大困难，造成了大量的水资源浪费，同时引发的站、车、环境污染也相当严重，因此，结合实际应开发出一套实用的给水调度及管理系统是很有必要的。一、现有旅客列车给水系统的状况当前，我国铁路大多数车站和客车整备所的上水流程如下：作业时将上水软管接到旅客列车水箱的注水口上，当开始溢流时，关闭上水栓阀门，拔下上水软管，上水作业结束。这种作业方式主要存在以下问题：1、没有专门的自动控制装置，上水作业复杂；2、没有专门的上水管回收装置，软管随意堆置，既不美观又不卫生；3、为防止产生溢流，上水作业时操作人员须密切关注水箱是否上满，但这一步很难做到，经常造成水流溢出对水资源的浪费，在我国北方地区冬季寒冷会造成线路周边结冰影响行车及人身安全，或是旅客列车的水箱没被上满水；4、在我国北方地区冬季寒冷，管道内余水若不排干净，可能造成管内结冰而影响正常上水作业等等。5、无法了解到上水操作人员给每节列车是否上水，以及上水量是多少等等。二、全路旅客列车上水漏耗情况测算“水”作为一种资源，并非是取之不尽，用之不竭。就客车上水、跑水、溢流水而言，依据铁路总公司“安全卫生与环保”的有关资料，对14个车次的216节车箱的客车水箱溢水以科学的方法测定，日溢水量多达7吨，我国铁路近4800余条上水线，96000个或更多上水进，昼夜不间断地为数以千计的客车车箱注水，可想而知对水源浪费达到了何种程度。根据调查及网上查询的数据，全路客车水漏耗差别很悬殊，大量分析数据大多是采用在“十五”前，客车上水普遍存在“长流水”现象时期的资料。根据北京局客车上水漏耗情况分析测算结论，综合漏耗率按27.8%考虑。三、研究的方向及内容1、车站及客车整备库给水井及上水软管接头的改造。2、列车上水自动控制系统及研究与开发。3、对上水操作人员及上水过程实时监控，实现上水过程中水压、上水量的统计，上水结束的控制以及数据库的存取等操作。4、开发列车自动上水监控系统的远程监控及操作功能。5、结合旅服系统列车到发时间对现场操作人员进行预告，并在开车前30秒（时间可设）停止上水并且完成自动脱管及收管，如有没自动脱管的进行报警。四、客车自动上水系统设计说明1、主要运行方式客车上水自动控制及管理系统安装于股道上水井（栓）室内，与客车上水管连接。主要用于车站的到发线与动车段整备线股道间，供给城际、高速及普速客车及CRH动车停靠站、整备上水。正常工况下，快速管接头与客车注水口对接，同时无线遥控器发出控制指令，上水控制机（阀）开启，上水与计量开始。车上水箱水满或达到规定的上水时限后，排空上水软管内余水，快速管接头自动或遥控脱落，上水与计量完成，上水软管自动回卷。整个水过程操作简便，自动程度高，避免溢水现象，达到节水和保护站场环境整洁，提高上水效率的目的。2、系统要求主要功能⑴气压式自动锁紧、自动脱落：开始上水时，气压式快速管接头能够与列车上水注入口紧密锁紧：上水结束后，气压式快速管接头在关闭水阀15秒后（或与旅服系统及CTC进行联控在开车前30秒）自动脱管。⑵水满自动关停：上水过程中上水控制机检测到上水量达到列车水箱容积、管内水压上限或达到上水设定时间时，上水控制机自动关停，恢复至待机状态。⑶余水自动排空，当环境温度低于0℃时，可对供水支管及阀加热防冻。⑷过程管理、控制信息化。（可选配流量监测系统及无线抄表等系统）⑸具有自动、手动一体化，无线遥控（或采用手持机进行遥控），紧急脱管与自动关停，上水量监控、计量、显示（选配），监控上水操作人员情况，可记录每次上水情况，便于事后查询。3、系统组成系统由给水单元及自动控制、供配电、集控及信息化管理等部分组成。⑴给水单元给水单元即电磁给水栓，由给水支管、检修阀、两位三通电磁阀组成。其中检修阀用于设备维护、保养及检修时使用的手动阀门，采用DN40球阀或蝶阀。两位三通电磁阀为了使系统具有余水排空（防冻）/自动/手动功能。⑵自动控制部分即上水控制机，由自动控制单元及卷管机组成。自动控制单元采用模块化设计，包含气压式快速管接头、动力盒、电源盒、控制盒、遥控盒、流量检测及计量单元（选配）等七大模块组成。承担上水操作的核心控制与监测任务，以及胶管后上水胶管自动排水及回收功能。卷管机采用水气双通道管中管设计，用于上水管的自动回收。⑶集控及信息化管理集控及信息化管理部分由上水管理服务器、股道控制管理软件、控制电缆、无线传输模块、客车上水管理监控中心组成。五、效益分析1、节水效果明显改造前原有的上水设备存在多种浪费现象，如：上水过程中的流溢、冬季防冻长流水的浪费等，综合考虑水费节约与电费支出因素，每年每股道（上水线）可节约8万元，如果考虑冬季“长流水”因素，则节能效果更明显。2、上水效率提高上水效率提高表现在两方面，一是上水流量有所提高；二是在服务时间同等的条件下有效上水时间显著延长。改造前上水作业时水阀开启度为满开启度的30%（过大则水管易脱落、不能上水），改造后水阀工作时阀门满开，水流量大于改造前。改造前上水作业时，辅助工作要耗费大量时间，导致上水效率低下。改造后大部分辅助过程被省去，使有效上水时间平均延长约20%以上。另外改造后系统具有的信息化管理功能，减少管理环节，降低管理成本。3、作业人员的劳动强度减轻，作业环境改善系统改造后，因大部分水管能与车体自动分离而免去了快速奔跑拔管操作，作业劳动强度明显减轻。路基渍水著减少，既保护路基，又增强了上水、列检及保洁等工作人员的作业安全性与舒适性。六、市场前景分析经过不完全统计，全国共有18个铁路局，上水站共计357个，上水栓28332个，整备所86个，上水栓8657个，共计36989个上水栓，然而全国除北京、成都、青岛等极少数车站安装了自动上装置，新建的动车（站）采用了自动上装置之外，全国其他客车站全部是老式陈旧的上水设备，并且也未见国外类似设备的输入。由此可见，全国铁路系统自动上水装置的应用才刚刚开始，市场前景广阔，市场容量极其巨大。以沈阳铁路局沈阳站为例，有上水线9条，每条上水线为两股道进行上水，每条上水线有18口上水井，每口上水井有2个上水栓，我们要针对上井及上水栓进行改造，改造上水井约3万元~5万元，改造上水栓约1千元~2千元，按均值计算改造费用为：9*18=162口井，162*2=324个上水栓，162*40000+324*1500=6966000元；再加上管理平台软件及管理设备等费用，像沈阳站这样规模的特等客运站对上水系统进行升级改造的总体费用应该在1000万左右。以乌鲁木齐局哈密站为例，有上水线5条，每条上水线为两股道进行上水，每条上水线有20口上水井，每口上水井有2个上水栓，我们要针对上井及上水栓进行改造，改造上水井约3万元~5万元，改造上水栓约1千元~2千元，按均值计算改造费用为：5*20=100口井，100*2=200个