智能检修系统在地铁车辆检修中的应用研究

智能检修系统在地铁车辆检修中的应用研究

孙先锋

中车城市交通规划设计研究院有限公司  211800

摘要：地铁车辆的高质量检修是地铁安全运营的重要保障，在传统的检修过程中主要依靠检修人员的能力完成，检修质量很大程度上依赖于人员的经验，甚至是情绪，对地铁运营安全带来一定隐患。采用智能化、数字化、信息化技术，对传统的检修工艺进行智能化改造，将极大地改善检修质量、改进检修工艺、提升检修效率，进而使得地铁车辆的维护成本得到有效控制。基于此，本文将智能检修系统在地铁车辆检修中的应用作为研究内容，首先阐述了地铁车辆检修管理模式以及智能检修系统的组成，其次研究了智能装置的应用，最后对地铁车辆检修中应用可扩展性进行探讨，希望通过本次研究对日后该方面的研究提供借鉴。

关键词：智能检修系统；地铁车辆；智能装置

随着工业4.0和中国制造2025的提出，工业化和信息化两化融合、智能制造成为国家发展的重要战略,轨道交通行业也不断向数字化、信息化、智能化方向转型，智慧段场作为实现行业数智化转型、促进车地一体化机电系统集成的重要组成部分，对智慧城轨发展具有重要的技术支持和保障作用[1]。在新的发展机遇和技术革新的契机下，采用智能化、数字化、信息化技术，对传统的检修工艺进行智能化改造，探索智慧段场装备及系统的研制能够加快车辆段转型升级和提质增效。

1.地铁车辆检修管理模式概述

传统段场以计划修为主，根据车辆检修规程按车辆运营里程进行日列检、定临修、大架修等模式进行，场段无法获取车辆实时运行和故障状态，无法实时获取段场股道、物料、设备等检修资源状态，无法协同车辆相关的各类数据统一分析决策，从而导致车辆过修或者欠修检修成本居高不小，检修模式无法进一步优化提升。

目前，地铁车辆检修调度管理仍存在一些问题，如地铁车辆检修调度的工作机制不完善、未充分考虑检修设备及台位的使用情况、缺少维修监管的复查计划等等，基于此，将智能检修系统应用于地铁车辆检修中，不但能快速获得数据信息，构建完善的检修方案，同时还能有效分析出车辆故障检修状况。

2.智能检修系统的组成研究

通过顶层规划设计，建设以车辆段智能管控系统为中心、以新型日列检系统和智能架大修为应用的车辆-段场装备及系统，其主要组成见下表1.

表1 智能检修系统的组成

（1）车辆段智能管控系统

智能管控系统从“人、机、料、法、环、测”六个维度进行综合管控，实现车辆段相关业务管理。车辆段智能管控系统包括软件系统和硬件支撑。

软件系统包含智能调度管理子系统、智能检修管理子系统、检修设备智能管理子系统、检修安全智能管理子系统、数据分析服务子系统，实现从生产调度指挥编制下发、车辆车载数据分析到车辆检修质量管控分析以及车辆检修设备管理、检修所需物料物流管理以及检修安全管理整个车辆及部件的全生命周期的闭环管理，保证车辆检修质量安全，最终建立车辆及部件的“一车一档”的数据档案。

硬件支撑包含支撑系统应用所需服务器集群（应用服务器、数据服务器、代理服务器、消息服务器等）、无线网络相关设备（交换机、防火墙等）。

（2）新型日列检系统

通过安装在车辆基地咽喉区的机器视觉、声学、激光、红外等传感采集装置，及库内智能巡检机器人等设备，对车辆走行部、受电弓、车体等外部特征进行采集、分析和处理，协助检修人员对车辆日列检故障进行判断；通过信息化平台和手持终端，实现日常维修的计划、派工、检修的信息化管理，打通数据孤岛，为检修规程的优化提供决策依据。

（3）智能化架大修

主要检修设备包括转向架检修车间检修线、电气部件检修线、制动部件检修线、空调系统检修线、车端连接系统检修线等。车辆段物流系统包括集中仓储系统、车间仓储系统、线边仓储系统、AGV系统等。

3.智能装置的应用

3.1以车辆检修计划自动排程为模型的运筹优化技术

以城轨列车全寿命周期检修计划自动排程为业务场景，通过运筹优化、启发式算法等对车辆检修计划所涉及到的车辆运营状况、检修资源、人员排班等约束条件及约束目标进行检修计划的数学建模。为列车全寿命周期检修任务提供全寿命的检修计划建议，降低列车零部件的过修与欠修，提高列车的可靠性、可用率，降低维修成本。

3.2基于计算机视觉的人工智能技术

基于计算机视觉技术研制新型日列检系统包括轨旁综合检测设备和智能巡检机器人等智能化列检装备，实现对车辆走行部、受电弓等外部特征进行采集、分析和处理，协助检修人员对车辆故障进行判断。研发出高柔性，高自由度的协作机械臂，并采用多协作机械臂联合控制技术，提升了巡检效率；采用高清图像融合技术，自适应调节相机拍摄参数及光源亮度，得到若干低动态范围图像，经配准、融合后得到高动态范围、清晰图像。利用机器深度学习和图像分析的自动识别技术，对图像做出精准判断。

3.3基于段场安全管控的检修安全技术

基于高精度的定位技术对段场作业安全区域进行划分，并实现入侵报警，利用高可靠性的联锁技术实现段场断送电刀闸的自动控制，基于视频分析技术实现段场的人员行为智能分析，对重点区域实时监控，确保安全。

4.在地铁车辆检修中应用的可扩展性

智能检修系统通常可将各种设备与之链接，然后对设备进行较为全面的检修。在地铁运营过程中通常会受到多种安全隐患的影响，因此车辆安全行驶必须要得到保障。要想实现车辆的安全行驶离不开定期的检修，在检修过程中使用智能化检修工具能够使检修效率得到大幅度提升，如受电弓磨损检查、车辆轮对检修以及检测轴温等都可通过智能工具进行检修[4]。当完成检修后，系统会自动保存检修数据结果，一旦在检修过程中发现问题，将会第一时间进行警报反馈。检修工作人员结合警报反馈信息采取相应的处理方式，最大程度上保证地铁的正常运行。

结束语

综上所述，对于地铁车辆智能检修系统而言，其在近十年发展中有所提升，但在实际应用过程中使用率并未得到普及。因此，还需地铁运营企业足够重视智能检修系统，才能够促进该系统广泛使用，使得该系统为车辆检修、安全行驶做出有效保障。

参考文献

[1]厉砚磊. 智能检修系统在地铁车辆检修中的应用[J]. 电子技术与软件工程,2020(21):209-210.

[2]付杰,李贺,朱慧. 智能维保系统在地铁车辆中的应用[J]. 中国新技术新产品,2021(05):24-26.

[3]潘莹. 地铁车辆检修运维生产管理研究[J]. 上海节能,2021(09):968-975.

[4]陈文. 智能检修系统在地铁车辆检修中的应用研究[J]. 交通世界,2019(08):137-138.