高原高寒条件对车辆维修保障的影响

高原高寒条件对车辆维修保障的影响

张后强 李记峰

中国人民解放军 69250部队 新疆乌鲁木齐市 830002

摘要：现阶段，我国的各行各业的发展迅速，随着我国各大城市轨道交通运营里程的大幅增加，上线列车数量激增，导致列车的检修量大幅增加，如何应对海量繁杂的检修任务，成为当前城市轨道交通行业的研究热点。传统的检修模式中，车辆采用计划修与故障修相结合的模式，易造成过度维修；车辆状态信息的采集一般由人工巡检获得，耗时费力；检修计划的制定、人员的分配、物料的领发等缺少智能化的管理手段，检修效率不高。针对以上痛点，需要建立一套智能化的维修管理系统，对车辆状态、人员、物料、档案等相关信息进行及时的采集与控制，实现从部件状态监测、检修资源录入、故障智能诊断到检修计划的编制等全流程的智能化覆盖，从而提高车辆检修效率，降低运维成本。

关键词：高原高寒条件；车辆维修保障；影响

引言

目前一些城市地铁公司车辆检修修程修制仍采用车辆制造商规定的日检、周检、双月检、定修、架修和大修的计划预防维修体系，这种传统修程修制的特点是划分较细，对于可靠度已有较大提升的车辆制造而言，可能存在过度维修行为。在规定修程中，存在多数部件仍处在健康状态，只有少数部件健康状态存在隐患，即将按修程定期对部件进行更换的情况，造成一些部件并不是用坏的而是拆坏的，并且这种修制人员配置多，维修成本高，因此需要改进。据了解，在国铁领域，为了提高检修效率、减少人员配置，已经开始试点应用创新的智能图像识别技术的复合型巡检机器人，以自动化、智能化的视觉识别设备代替人工目检，完成日常的巡检作业。

1检修计划

智能维修管理系统自动将检修任务和检修资源相匹配，并生成具体的检修计划。检修计划可分解成调度管理、电子工单、质量要求、检修安全管理措施等子目，具体指导检修作业。（1）检修调度管理根据车辆检修计划确定人力资源、检修设备、材料等的使用计划。在检修过程中，根据检修的具体情况还可以对以上生产要素进行合理的调整，以保证检修计划的实施。（2）检修工单管理，系统可以自动生成电子化的检修工单，检修人员借助手持智能终端在现场进行各项检修作业，并按照作业规程进行质检验收。作业过程自动形成记录，并上传至管理系统，形成数据闭环。（3）检修质量控制，主要包括检修技术管理规程、每道工序的具体作业方法和验收方法等。（4）检修成本控制，系统自动生成各检修工序标准人工定额、材料定额，检修实际用量应标准定额保持一致。（5）检修安全保障，手持式智能终端可实现现场作业过程中的安全管控，系统会根据当前的工作状态，对车辆段库区各个接触轨停送电、安全措施到位情况以及检修平台的关联互锁，保证检修前接触网停电。（6）检修档案管理，检修完成后系统会自动生成维修档案，成为历史数据，并为维修管理系统的未来的优化升级做准备。

2高原和高寒环境的特点

为了分析车辆在高原和高寒环境中的维修和保养状况，首先应当了解高原和高寒环境的特征。高原和高寒环境的气候相比平原来讲是比较特殊的，因为所处地势较高，对应的地理气候环境比较多变和特殊，有时会比较复杂，主要表现在4个方面。（1）高原和高寒环境所处位置大气压较低，因为海拔越高的地区空气中的氧气就会越稀薄，也就直接对应着大气压低的特点。一般情况下，海拔高度每升高1000m，对应的大气压力就会下降9%。（2）当地环境的大气温度较低。在同一纬度地区内，海拔高度每上升1000m，对应的大气温度就会下降6.5℃，即海拔越高的环境中，所对应的大气温度就越低，一年中低温的时间段就会越长。海拔4000m之上的高原地区，就是常说的常年定冷区，这个地区的年平均气温保持4℃，一年中处于低温的时间＞5个月，而且越是高原地区，昼夜温差就越大，越容易出现极端的天气，比如说极寒或极热的天气。（3）高原和高寒地区的空气稀薄。海拔越高的地区大气压力就越小，这其实是因为空气中氧气的含量在逐渐下降的结果。海拔高度在5000m的地区，空气中氧气含量仅为海平面氧气含量的50%。而且，越是海拔高的地区就越不利于人的生存，海拔越高，对应的降水量就越少，而且空气对水的蒸发量还大，形成了恶性循环。这样的地区常年气候干燥，不利于各种动植物的生长。（4）高原地区还有一个特点就是日照时间特别长，因为海拔较高，面对紫外线的辐射就更强，年辐射量大概高于平原地区（4~16）kJ/m2。在高海拔地区，风力也相对更大、风速更快、沙尘较多，一年中有很长一段时间都是在刮风。离北京最近的张家口，那里的人有一句话：“张家口一年只刮2次风，1次刮半年。”高原环境还有另一个问题，就是水的沸点较低，当水达到沸点之后就不再继续升温了，而水不能达到正常的沸点，即使是水沸腾了，但水的温度还是低，这对人们的生活有着很大影响。

3高原和高寒环境对车辆维修保障的影响

3.1车辆状态信息

车辆状态信息采集系统主要包括车地无线传输系统、轨旁综合检测系统两个主要子系统，传输手段包括光纤、WLAN、5G等多种形式。车地无线传输系统主要负责传递列车状态信息，包括列车出厂数据、实时数据、故障数据等。出厂数据是车辆各子系统、各部件的固有属性，由主机厂在车辆出厂时提供。实时数据和故障数据通过车载故障在线检测系统获得。该系统可以实时采集转向架、电机、受电靴、蓄电池等部件的状态数据。实现方法是通过安装在列车关键部件上的复合传感器，实时监测冲击、振动、温度等物理量，并通过故障诊断技术，实现关键部件的健康自诊断。轨旁综合检测系统通过在车辆段、正线轨旁安装基于机器视觉、红外线、激光等传感技术的检测装置，车辆经过时自动检测车辆的外表、磨耗件尺寸、走行部状态等各种数据，并上传至车辆智能维修管理平台，由智能维修管理系统对数据进行归类和分析。轨旁综合检测系统一般可分为4个模块，分别是：车体360图像智能检测系统、轮对在线监测系统、受电弓在线监测系统和红外线轴温在线监测系统。车体360全景图像智能检测系统采用线阵高清成像技术，以不停车检测的方式实现日常检修中对车顶、车侧、车底走行部、设备箱等关键部件的智能图像检测和分析预警。

3.2柴油机优化

在低温环境下，柴油机很难正常做功，在高原和高寒环境下，因为空气的稀薄和寒冷，会影响到缸内气体的正常做功，无法达到正常的燃点状态。大气压力和温度较低，柴油机在压缩终了时的气体压力和温度均低于正常值，着火延迟期随之增长，再加上刚刚开始启动时曲轴的转速很慢，气缸容易爆发，做功就会更加困难。在高原和高寒环境下，柴油机低气温启动是很困难的，若不采取有效的应对措施让柴油汽车在这种恶劣环境下强制启动，就会造成柴油机内部构造的毁坏和早期磨损。此时的维修保养已不能满足高原高寒地区的要求，启动电机低温超负荷运转，会使电机故障率提高，特别是对启动电机的电磁特性影响较大。高原和高寒环境中，柴油机的与变矩器的匹配会发生变化。车辆在高原和高寒环境中使用时，由于柴油机的实际输出功率下降，会导致柴油机的最大扭矩转速与变矩器的匹配出现问题。因为柴油机在高原环境下额定功率的下降，影响了柴油机正常工作的效率和正常输出特性，在车辆行驶的过程中表现为车辆牵引能力不足，发动机的驱动力不够，造成车辆行驶速度下降。因为变扭器的改变，柴油机的速度系数也会变小，变扭器的失速点可能落在最大扭矩点的后面。

结语

高原和高寒地区的恶劣环境，气候和地理环境复杂，会对车辆本身的一些特性造成影响，而且这种影响是不可逆的。在这种外部环境下，车辆的性能和使用年限还有维修的状况都会受到很大影响。应该正确认识高原地区车辆使用的特殊相，采取先进的手段对车辆进行维护和管理，才能够更好的延续车辆的使用寿命和增强使用的可靠性，要高度重视开发能够更好适应高原和高寒环境的不同车辆。

参考文献

[1]顾煜炯，宋磊，徐天金，等.变工况条件下的风电机组齿轮箱故障预警方法[J].中国机械工程，2014（10）:1346-1351，1405.