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陜西千方科技發(fā)展有限責(zé)任公司

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(論文)淺談鐵路客車(chē)上水的發(fā)展及前景(鐵路客車(chē)上水設(shè)備)

摘要:在中國(guó)鐵路高速發(fā)展的近10年里,鐵路客車(chē)上水設(shè)備由過(guò)去原始的人工手動(dòng)上水裝置到遙控回卷上水裝置,取得了較大的進(jìn)步,該設(shè)備在節(jié)約水資源,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,解決凍害等方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,已被總公司和業(yè)主單位所接受并推廣使用,但由于各方面的原因,導(dǎo)致該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,設(shè)備質(zhì)量良莠不齊等一系列問(wèn)題,加之沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)人工智能,滿足不了高鐵發(fā)展戰(zhàn)略的需求,隨著以智能制造為主導(dǎo)的工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),人工智能上水設(shè)備將會(huì)在這大背景下應(yīng)運(yùn)而生,該設(shè)備充分利用信息通訊技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)相結(jié)合的手段,完全實(shí)現(xiàn)坐在“辦公室里上水”,這也是最大的滿足了鐵路發(fā)展以人為本的要求,也是鐵路客車(chē)上水領(lǐng)域發(fā)展方向和目標(biāo)。

關(guān)鍵字:上水設(shè)備   上水領(lǐng)域   高鐵   人工智能   

前言

陜西千方科技發(fā)展有限責(zé)任公司作為專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)客車(chē)智能上水設(shè)備的廠家,經(jīng)過(guò)17年專(zhuān)業(yè)、專(zhuān)注的發(fā)展和堅(jiān)守,見(jiàn)證了客車(chē)上水設(shè)備的發(fā)展歷程;收集了大量的文獻(xiàn)資料;同時(shí)對(duì)路內(nèi)大中小型高鐵站、普速站及動(dòng)車(chē)整備庫(kù)的上水設(shè)備現(xiàn)狀及使用情況進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。對(duì)目前上水設(shè)備使用過(guò)程,存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析,對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行不斷攻克,同時(shí)對(duì)行業(yè)發(fā)展方向和目標(biāo)也有了明確認(rèn)識(shí)。

1 上水設(shè)備發(fā)展的基本現(xiàn)狀

1.1  以閥門(mén)+水管+扳手的老式上水設(shè)備

全路大多數(shù)普速車(chē)站還保持“一座上水井、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一根膠管”的作業(yè)狀態(tài),作業(yè)程序如下:列車(chē)靠站→人工將膠管插到列車(chē)注水口開(kāi)啟閥門(mén)上水目視列車(chē)溢水口溢水人力拔下膠管關(guān)閉閥門(mén)。

在拉管的過(guò)程中為了防止水噴出,上水工會(huì)把水管折起來(lái),當(dāng)?shù)竭_(dá)上水位置時(shí),打開(kāi)折的管子然后快速插入注水口,往復(fù)循環(huán),在這個(gè)過(guò)程中由于部分注水口與管子不配套,所以操作難度比較大。車(chē)流量大的車(chē)站每天插、拔、開(kāi)關(guān)這三個(gè)動(dòng)作每天要重復(fù)幾百次,上水過(guò)程中灑的水在夏天濕滑、冬天結(jié)冰,作業(yè)期間行走距離長(zhǎng),

         

優(yōu)點(diǎn):使用相對(duì)穩(wěn)定可靠

缺點(diǎn):水資源浪費(fèi),勞動(dòng)強(qiáng)度大,衛(wèi)生條件差,上水效率低,容易產(chǎn)生凍害。

1.2  電磁閥+遙控器的電子上水設(shè)備  

2004年第五次鐵路大提速后,列車(chē)??繒r(shí)間進(jìn)一步縮短,到發(fā)列車(chē)密度增加,對(duì)上水作業(yè)提出了新的要求,電磁閥加遙控器的應(yīng)用使得上水效率有了較大的提高,不再往復(fù)開(kāi)閥關(guān)閥。    

具體的操作是,當(dāng)列車(chē)進(jìn)站后,全部采用遙控器開(kāi)關(guān)上水電磁閥。整個(gè)過(guò)程改變了以前往復(fù)開(kāi)關(guān)閥門(mén)的弊病。作業(yè)過(guò)程變得相對(duì)輕松簡(jiǎn)單,工作效率有了很大的提升。 優(yōu)點(diǎn)是:操作簡(jiǎn)單,降低勞動(dòng)強(qiáng)敵。但冬季保溫及股道間上水管亂堆亂放及衛(wèi)生安全等問(wèn)題依然沒(méi)有解決。

   1.3 電磁閥+快速接頭+收管器+遙控器的新型上水設(shè)備

這種新型遙控自回卷設(shè)備是在第六次大提速和中國(guó)品牌高速列車(chē)CRH開(kāi)行后逐步推廣和應(yīng)用起來(lái),安裝在高鐵車(chē)站和動(dòng)車(chē)整備庫(kù),實(shí)現(xiàn)了客車(chē)上水作業(yè)方式的轉(zhuǎn)變。作業(yè)程序:列車(chē)到站→拉出上水管放進(jìn)注水口按遙控器上水快速接頭自動(dòng)鎖緊注水口并開(kāi)始上水水滿后按遙控器接頭與注水口分離上水管自動(dòng)收回,上水作業(yè)結(jié)束。

在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)近10年持續(xù)的創(chuàng)新,對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行研究攻克,設(shè)備的科技含量和穩(wěn)定性得到了逐步提升,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)為響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召,上水接頭由過(guò)去的氣動(dòng)控制升級(jí)為流體壓力接頭,降低了耗電量。同時(shí)采用變形系數(shù)大新型材料,適應(yīng)了不同型號(hào)車(chē)體的注水口,避免了水資源的浪費(fèi)。

2)為保證設(shè)備使用的絕對(duì)安全,設(shè)備新增加了防列車(chē)拖管功能,有效的保證了列車(chē)的運(yùn)行安全,將回卷電機(jī)升級(jí)為24V,有效保證了上水工的人身安全。

3)用動(dòng)力回卷的方式逐步淘汰機(jī)械回卷,動(dòng)力回卷平穩(wěn)可靠,機(jī)械回卷因彈簧疲勞等因素容易出現(xiàn)上水管不易回收,置于股道之間,既不美觀又不安全。

4)為有效杜絕鍍鋅帶來(lái)的環(huán)境污染,設(shè)備材質(zhì)由鍍鋅鋼板升級(jí)為304不銹鋼。不但綠色環(huán)保,還有效提高了設(shè)備的使用年限。

 

鍍鋅鋼板  

 

304不銹鋼

5)新研發(fā)的一體式電磁閥替代了分體式電磁閥,提高設(shè)備安裝的快捷性和操作的便捷性,

6)在用水安全方面把普通的上水膠管升級(jí)為具有歐盟認(rèn)證的食品級(jí)膠管,有效的杜絕了水體的二次污染。

         

普通上水管     

 

      食品級(jí)上水管

7)攻克了無(wú)電的情況下也能實(shí)現(xiàn)遙控上水的難題,給無(wú)電的站場(chǎng)安裝創(chuàng)造了條件。

8)設(shè)備的保溫采用PTC高科技發(fā)熱材料及風(fēng)循環(huán)智能控制系統(tǒng),保溫效果理想,在東北、新疆、蘭州等高寒地區(qū)應(yīng)用較為廣泛。                           

9)檢測(cè)及監(jiān)測(cè)功能

新增的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程操作以及數(shù)據(jù)分析處理等功能,可自動(dòng)探知上水過(guò)程的不同狀態(tài),采用新的算法來(lái)智能化的判斷操作正常與否,根據(jù)不同狀況做出相應(yīng)處理。

總之,新的客車(chē)上水設(shè)備實(shí)現(xiàn)了客車(chē)上水作業(yè)方式的轉(zhuǎn)變。降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約了水資源,提高了工作效率,同時(shí)在節(jié)能減排、綠色環(huán)保方面起到了示范效應(yīng)。滿足鐵路客車(chē)供水高效安全環(huán)保的要求。提升了客車(chē)上水信息化管理水平,達(dá)到科學(xué)管理的目的,但該設(shè)備總體技術(shù)有待提高和突破,由于車(chē)體等因素還需人工插拔,目前處于半自動(dòng)化狀態(tài),與目前中國(guó)鐵路高速發(fā)展的要求還有一定的距離。

2、客車(chē)上水設(shè)備行業(yè)存在問(wèn)題

1)客車(chē)上水行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)嚴(yán)重滯后,管理體制不順,缺乏系統(tǒng)規(guī)劃和技術(shù)指導(dǎo),設(shè)備廠家良莠不齊,使得一些工程選用的設(shè)備質(zhì)量欠佳,造成設(shè)備停運(yùn)或故障頻發(fā)。使用單位意見(jiàn)較大,嚴(yán)重影響該設(shè)備的推廣使用。

2)因缺乏足夠的經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)政策,設(shè)備廠家研發(fā)動(dòng)力不足,使得整體行業(yè)沒(méi)有較大的技術(shù)突破。

3)客車(chē)上水設(shè)備施工和驗(yàn)收缺乏明確的規(guī)范依據(jù),導(dǎo)致責(zé)任不清,給其正常運(yùn)行埋下隱患。

4)設(shè)備管理單位和使用單位不是同一單位,造成溝通障礙,目前車(chē)站運(yùn)力緊張的情況下,也沒(méi)時(shí)間和精力去改造,維護(hù)資金不到位對(duì)設(shè)備后期制約較大。

5)部分設(shè)備廠家責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)不強(qiáng),后期維護(hù)跟不上,尤其全國(guó)知名的幾個(gè)重點(diǎn)站,基本上又回到原來(lái)的上水模式,對(duì)行業(yè)形象造成嚴(yán)重影響,同時(shí)也阻礙了該行業(yè)的健康發(fā)展。

       

3 客車(chē)上水發(fā)展方向

工業(yè)4.0作為智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,可以說(shuō)是未來(lái)引領(lǐng)企業(yè)改革的新浪潮。鐵路作為國(guó)內(nèi)最大的運(yùn)輸企業(yè),鐵路制造必將在工業(yè)4.0時(shí)代下發(fā)生重大的變化。目前,中國(guó)已成為世界上高速鐵路發(fā)展最快、系統(tǒng)技術(shù)最全、集成能力最強(qiáng)、再建規(guī)模最大、運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)速度最高、產(chǎn)品性?xún)r(jià)比最優(yōu)的國(guó)家。高鐵是代表我國(guó)制造業(yè)的國(guó)家名片,同時(shí)也是“走出去戰(zhàn)略”的排頭兵,而且要安全可靠、便捷暢通、經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能環(huán)保。人工智能上水設(shè)備將會(huì)在這大背景下應(yīng)運(yùn)而生,該設(shè)備充分利用信息通訊技術(shù)和機(jī)械系統(tǒng)相結(jié)合的手段,使其更加智能化,完全實(shí)現(xiàn)坐在“辦公室里上水”,這也是最大的滿足了鐵路發(fā)展以人為本的要求,也是鐵路客車(chē)上水領(lǐng)域發(fā)展的方向和目標(biāo)。

制約人工智能的主要問(wèn)題是:列車(chē)??课恢玫牟淮_定性和列車(chē)注水口的不同一性,導(dǎo)致接口無(wú)法對(duì)應(yīng),因而無(wú)法完成自動(dòng)上水。移動(dòng)式智能上水設(shè)備可以滿足這一缺陷,列車(chē)進(jìn)站后,處在中央控制室的工作人員下達(dá)上水指令,該設(shè)備自動(dòng)搜尋列車(chē)注水口的信號(hào)源,采用圖像搜索或紅外檢測(cè),當(dāng)檢測(cè)到列車(chē)注水口時(shí),伸出機(jī)械臂上的上水接頭,完成和列車(chē)注水口的對(duì)接,開(kāi)始上水。當(dāng)上水結(jié)束時(shí),接口松動(dòng),機(jī)械臂收回,回到預(yù)設(shè)位置,同時(shí)在上水期間,該設(shè)備還負(fù)責(zé)檢測(cè)列車(chē)狀態(tài),有異常時(shí)第一時(shí)間停止上水并拔出上水接頭,保障安全以防列車(chē)拖管。

 

結(jié)論:在高速鐵路飛速發(fā)展的今天,鐵路上水裝備系向自動(dòng)化、信息化、系統(tǒng)化的提升勢(shì)在必行,通過(guò)技術(shù)手段和不懈的努力,可以快速實(shí)現(xiàn)客車(chē)上水設(shè)備的人工智能;通過(guò)科學(xué)的管理手段,大幅減少人力成本,提高運(yùn)營(yíng)效率,保障客車(chē)用水安全可靠,改變目前客車(chē)給水的面貌,在取得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),產(chǎn)生更大的社會(huì)效益,為推動(dòng)鐵路發(fā)展戰(zhàn)略起到積極的作用。

   


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