鐵路貨車(chē)檢修信息化建設(shè)及應(yīng)用研究

宋志剛

摘 要：在社會(huì)發(fā)展水平不斷提高的背景下，鐵路貨車(chē)的運(yùn)輸任務(wù)越來(lái)越繁重，因而在貨運(yùn)車(chē)輛的使用過(guò)程中也難免會(huì)產(chǎn)生故障。本文結(jié)合鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)應(yīng)用背景，分析了當(dāng)前鐵路貨車(chē)檢修信息化應(yīng)用中存在的問(wèn)題，提出了一些可行的建設(shè)建議，如加快平臺(tái)的響應(yīng)速度、建立健全的評(píng)判體系、完善信息平臺(tái)功能以及提高車(chē)輛檢修的指導(dǎo)作用，最后提出鐵路貨車(chē)信息化檢修平臺(tái)的建設(shè)方案。

關(guān)鍵詞：鐵路貨車(chē);檢修;信息化技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）23-0035-02

0 引言

在鐵路系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)備的穩(wěn)定對(duì)于鐵路車(chē)輛的運(yùn)行安全有著決定性作用，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵路車(chē)輛也會(huì)不斷出現(xiàn)老化以及損壞問(wèn)題，影響著車(chē)輛的正常使用，造成了一定的安全隱患。貨運(yùn)列車(chē)載重較大、貨運(yùn)任務(wù)較重，而相對(duì)應(yīng)地，當(dāng)前的鐵路貨車(chē)檢修信息化建設(shè)仍然有所不足，需要基于其中的問(wèn)題進(jìn)行完善。

1 鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)的應(yīng)用背景

鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)是應(yīng)用于鐵路貨車(chē)檢修、開(kāi)展信息化管理的系統(tǒng)平臺(tái)，其在鐵路貨車(chē)檢修作業(yè)過(guò)程中的所有環(huán)節(jié)都有所應(yīng)用。同時(shí)，鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)還可以應(yīng)用數(shù)字化的方式來(lái)描述如調(diào)度擺車(chē)、修車(chē)日計(jì)劃等等調(diào)度人員較常應(yīng)用的信息，從而給貨車(chē)檢修人員以及調(diào)度人員提供一定的便利?；阼F路貨車(chē)檢修系統(tǒng)所生成的貨車(chē)交路模型，檢修人員與調(diào)度人員能夠及時(shí)調(diào)整工作計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)資源最大利用率的同時(shí)，也可以簡(jiǎn)化檢修調(diào)度工作。總結(jié)起來(lái)，鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效地提高貨車(chē)檢修效率、簡(jiǎn)化了檢修與調(diào)度工作流程。

2 鐵路貨車(chē)檢修信息化應(yīng)用中存在的問(wèn)題

2.1 平臺(tái)信息更新緩慢

信息化技術(shù)的應(yīng)用是鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，在鐵路貨車(chē)檢修工作領(lǐng)域，“5T”是其中較為重要的概念，其代表著貨運(yùn)列車(chē)檢修的五個(gè)方面，分別是車(chē)輛滾動(dòng)軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)、車(chē)輛軸溫智能檢測(cè)系統(tǒng)、貨車(chē)運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及貨車(chē)運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測(cè)系統(tǒng)。在現(xiàn)階段的信息化檢測(cè)系統(tǒng)中，車(chē)輛5T信息是車(chē)輛性能以及運(yùn)行狀態(tài)的重要體現(xiàn)，也是具體檢修對(duì)策制定的依據(jù)。

當(dāng)前的地對(duì)車(chē)5T監(jiān)測(cè)平臺(tái)上雖然已經(jīng)綜合了很多功能，但信息查詢(xún)功能仍然不夠完善，需要連接到不同的系統(tǒng)當(dāng)中分別進(jìn)行相關(guān)信息的查詢(xún)，并且所獲得的信息之間關(guān)聯(lián)性弱，信息不集中直接影響到檢修人員對(duì)整車(chē)性能以及運(yùn)行狀況的評(píng)估。檢測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)隨著鐵路貨車(chē)技術(shù)管理信息系統(tǒng)動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)更新，系統(tǒng)可以將平臺(tái)的數(shù)據(jù)與總部的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，下載操作檢修信息，確定檢修策略。但是實(shí)際上，該系統(tǒng)由于信息查詢(xún)速率不高，因而影響了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)車(chē)輛狀態(tài)一直處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，因而無(wú)法及時(shí)而準(zhǔn)確地監(jiān)督車(chē)輛的信息狀態(tài)。

2.2 綜合評(píng)判功能不完善

當(dāng)前，我國(guó)鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)應(yīng)用的平臺(tái)并不統(tǒng)一，因而信息文件格式也有所區(qū)別，這就給不同平臺(tái)的信息共享造成了一定的障礙。鐵路貨車(chē)的信息系統(tǒng)功能并不完善，主要體現(xiàn)在信息系統(tǒng)僅僅具備信息存儲(chǔ)功能，但是仍然無(wú)法進(jìn)行綜合評(píng)判，與此同時(shí)，不同的信息系統(tǒng)間信息交換也需要較長(zhǎng)的時(shí)間，效率不高。因而在跨系統(tǒng)信息查詢(xún)過(guò)程中，由于數(shù)據(jù)信息處理時(shí)間較長(zhǎng)，也會(huì)對(duì)檢修工作人員的工作效率造成影響，長(zhǎng)此以往，對(duì)于車(chē)輛檢修水平的提高極為不利。

2.3 信息平臺(tái)功能不足

貨車(chē)檢修平臺(tái)的功能不完善，甚至在一些關(guān)鍵的技術(shù)方面有所欠缺。很多軟件開(kāi)發(fā)部門(mén)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)與架構(gòu)之初，目的大多在于解決其中較為突出的某個(gè)問(wèn)題、滿(mǎn)足于某個(gè)特定的需要，在這種情況下，系統(tǒng)的后續(xù)功能也不夠完善。在信息查詢(xún)過(guò)程中，很多信息檢修功能無(wú)法得到支持，平臺(tái)整體功能性不足也已經(jīng)成為了影響貨車(chē)檢修水平提升的限制因素。舉例來(lái)說(shuō)，檢修人員需要在系統(tǒng)當(dāng)中獲取車(chē)輛故障信息，但由于信息分散、關(guān)聯(lián)性弱，因而無(wú)法為檢修工作的開(kāi)展提供參考。

2.4 無(wú)法用于指導(dǎo)車(chē)輛檢修

一個(gè)完整的列車(chē)檢修流程包括了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、確定故障點(diǎn)、判斷故障類(lèi)型以及故障排除，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的效率都會(huì)影響到列車(chē)維修的整體效率。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣與普及已經(jīng)為列車(chē)檢修系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化發(fā)展提供了必要的軟硬件基礎(chǔ)。但是現(xiàn)階段，鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)當(dāng)中由于系統(tǒng)銜接性上的不足，導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息共享，信息利用率較低。車(chē)輛入庫(kù)檢修過(guò)程中仍然以人工檢修方式為主，檢修效率較低。

3 鐵路貨車(chē)檢修信息化建設(shè)的建議

3.1 加快平臺(tái)響應(yīng)速度

當(dāng)前，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)基本完成，從而為車(chē)輛信息建設(shè)提供了必要的條件，并且“5T”系統(tǒng)也已經(jīng)投入使用?；谄浯嬖诘钠脚_(tái)響應(yīng)效率較低的問(wèn)題，需要結(jié)合貨車(chē)檢修系統(tǒng)的實(shí)際情況，統(tǒng)一建設(shè)規(guī)劃，形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)規(guī)范，提高信息查詢(xún)速率，確保數(shù)據(jù)信息的時(shí)效性，這樣才能為檢修工作的開(kāi)展提供有效的參考。

3.2 建立健全的評(píng)判體系

貨車(chē)檢修系統(tǒng)可以結(jié)合現(xiàn)有的鐵路貨車(chē)檢修平臺(tái)來(lái)擴(kuò)充部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容，增加安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口。可以說(shuō)只有實(shí)現(xiàn)了信息的互聯(lián)互通才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的評(píng)判功能。不同的鐵路部門(mén)應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)短期內(nèi)無(wú)法統(tǒng)一，則可以提高跨系統(tǒng)信息查詢(xún)速率，讓數(shù)據(jù)信息為列車(chē)狀態(tài)的評(píng)估判斷提供基本的參考依據(jù)。

3.3 完善信息平臺(tái)功能

在信息平臺(tái)功能方面，可以組建一個(gè)信息標(biāo)準(zhǔn)化小組，專(zhuān)門(mén)進(jìn)行車(chē)輛技術(shù)以及車(chē)輛信息化技術(shù)的研究，制定完善的信息技術(shù)規(guī)范、編碼規(guī)則，統(tǒng)一現(xiàn)有的信息接口，推進(jìn)信息融合。在這個(gè)過(guò)程中，所制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需要具有一定的前瞻性，對(duì)于新系統(tǒng)設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義，將車(chē)輛靜態(tài)數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)相結(jié)合，為平臺(tái)功能的完善做出貢獻(xiàn)。

3.4 提高車(chē)輛檢修的指導(dǎo)作用

為了提高貨車(chē)檢修信息平臺(tái)對(duì)于檢修工作的指導(dǎo)性，需要進(jìn)行必要的技術(shù)升級(jí)改造，如早期投入使用的車(chē)號(hào)識(shí)別系統(tǒng)、紅外線(xiàn)軸溫探測(cè)系統(tǒng)等等。在具體的升級(jí)措施上，可以對(duì)于車(chē)號(hào)的軟件系統(tǒng)進(jìn)行更新，將其合并到貨車(chē)技術(shù)管理信息系統(tǒng)當(dāng)中;而紅外線(xiàn)軸溫探測(cè)系統(tǒng)的更新則需要進(jìn)行技術(shù)升級(jí)以及與現(xiàn)有的信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。經(jīng)由這些改進(jìn)措施的實(shí)施，可以節(jié)約傳輸通道費(fèi)用的同時(shí)，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)利用率，進(jìn)而對(duì)車(chē)輛檢修工作的開(kāi)展提供有效的指導(dǎo)與參考信息。

4 鐵路貨車(chē)檢修信息化技術(shù)的應(yīng)用

4.1 系統(tǒng)模型的建立

當(dāng)前，我國(guó)貨運(yùn)列車(chē)的檢修任務(wù)越來(lái)越繁重，因而需要實(shí)現(xiàn)全方位的信息查詢(xún)功能，并開(kāi)展監(jiān)測(cè)管理工作，但是當(dāng)前并沒(méi)有一個(gè)功能完善的平臺(tái)可以達(dá)到上述需求。因而需要構(gòu)建一個(gè)鐵路貨車(chē)綜合性智能化管理平臺(tái)，其不僅僅有助于提高檢修效率，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)檢修信息的共享。在鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)模型的構(gòu)建過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將多個(gè)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，其中主要包括了5T系統(tǒng)、檢修HMIS系統(tǒng)以及輪廠(chǎng)HMIS系統(tǒng)，經(jīng)由軟件來(lái)將多個(gè)系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)信息綜合平臺(tái)。在該平臺(tái)的支持下，可以將多種數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，并自動(dòng)分析數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)車(chē)輛狀況進(jìn)行判斷。維修人員在接收到數(shù)據(jù)后即可獲取列車(chē)運(yùn)行信息，確定故障點(diǎn)以及安全隱患點(diǎn)，結(jié)合車(chē)輛的故障類(lèi)型提前準(zhǔn)備檢修預(yù)案，并及時(shí)確定運(yùn)行狀況不佳的車(chē)輛，有效地指導(dǎo)車(chē)輛檢修工作。除此之外，該系統(tǒng)也可以應(yīng)用于鐵路貨車(chē)檢修作業(yè)的調(diào)度工作，對(duì)檢修任務(wù)進(jìn)行更為合理的安排，實(shí)現(xiàn)人力、物力資源的合理應(yīng)用。

4.2 貨車(chē)檢修系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

4.2.1 系統(tǒng)功能

本文以貨車(chē)輪軸檢測(cè)功能進(jìn)行分析，簡(jiǎn)要介紹鐵路貨車(chē)檢修系統(tǒng)的功能。在列車(chē)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，輪軸是其中重要的組成部分，因而該環(huán)節(jié)的故障檢測(cè)與維修尤為重要。對(duì)于輪軸部位的故障檢測(cè)以及檢修需要實(shí)現(xiàn)下列功能：

識(shí)別輪對(duì)身份：輪載電子設(shè)備與軸端連接時(shí)，會(huì)首先啟動(dòng)閱讀設(shè)備，經(jīng)過(guò)軸端的觸發(fā)識(shí)別設(shè)備來(lái)控制電子設(shè)備，發(fā)送軸端信息，之后即可經(jīng)由閱讀設(shè)備來(lái)抓取其中的關(guān)鍵信息。

甄別輪對(duì)身份：軸端觸發(fā)識(shí)別設(shè)備所發(fā)送的信息可以直接送達(dá)到工控機(jī)處，進(jìn)而識(shí)別輪對(duì)狀態(tài)，即可確定輪對(duì)是否處于檢修工位。如果處于檢修工位的輪對(duì)發(fā)生故障，則在記錄工作人員進(jìn)入工位的時(shí)間后開(kāi)始檢修，如出現(xiàn)問(wèn)題，則可以及時(shí)發(fā)出告警信息。

識(shí)別與處理軸號(hào)：每一輛列車(chē)的輪軸號(hào)碼都是獨(dú)有的，在檢修輪軸時(shí)，首先需要將所識(shí)別的輪軸號(hào)碼與操作時(shí)間一并上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)當(dāng)中，之后由所識(shí)別的軸號(hào)自動(dòng)錄入到工位的數(shù)控設(shè)備端前。服務(wù)器可以基于所獲得的輪軸號(hào)碼提取HMIS系統(tǒng)當(dāng)中對(duì)應(yīng)于該軸號(hào)與工位的數(shù)據(jù)。

輪對(duì)檢修后的操作：在檢修完畢后，可以提取工位數(shù)控設(shè)備上的檢修數(shù)據(jù)，將其傳輸?shù)綑z修系統(tǒng)服務(wù)器上，再交由服務(wù)器進(jìn)行處理，判斷本次檢修作業(yè)是否合格。如果檢修結(jié)果不合格則需要重新進(jìn)行返修，在檢修合格后則開(kāi)始下一項(xiàng)檢修作業(yè)。

4.2.2 功能的實(shí)現(xiàn)

一個(gè)完整的貨車(chē)輪軸檢修過(guò)程如下：將輪對(duì)收入檢修區(qū)域、對(duì)故障部位進(jìn)行探傷、處理檢修區(qū)信息并開(kāi)展檢修作業(yè)、在壓裝區(qū)域進(jìn)行壓裝作業(yè)、進(jìn)行信息校對(duì)后即可完成檢修。

輪對(duì)收入檢查區(qū)環(huán)節(jié)：檢查區(qū)的功能為記錄輪軸信息，并將其錄入到信息系統(tǒng)，如軸承的外觀(guān)、使用時(shí)長(zhǎng)以及現(xiàn)階段運(yùn)行狀態(tài)等等，并需要進(jìn)行初步清理與除銹，為后續(xù)檢修工作提供便利。經(jīng)過(guò)機(jī)器視覺(jué)算法來(lái)對(duì)輪軸軸端相關(guān)信息進(jìn)行識(shí)別，再由輪載電子設(shè)備來(lái)錄入所識(shí)別的信息，再將電子設(shè)備安裝在需要檢修的輪對(duì)上，將輪對(duì)傳送到檢修工位。

探傷區(qū)環(huán)節(jié)：對(duì)于輪對(duì)等設(shè)備的故障探傷都是在探傷區(qū)完成的，其可以判斷輪對(duì)具體故障部位以及故障類(lèi)型，只有確定了詳細(xì)的故障情況才能制定維修對(duì)策。探傷主要分為以下幾個(gè)流程：在輪對(duì)進(jìn)入探作檢測(cè)區(qū)域后，首先應(yīng)用磁粉探傷方式來(lái)檢測(cè)輪軸的軸身與軸頸部位;再應(yīng)用微機(jī)超聲波探傷來(lái)檢測(cè)輪軸內(nèi)部結(jié)構(gòu);最后，應(yīng)用手工超聲波探傷來(lái)判明故障的類(lèi)型，并確定輪軸故障的準(zhǔn)確位置，提出具體的維修方法。

旋修區(qū)環(huán)節(jié)：從功能上看，旋修區(qū)需要收集檢查區(qū)所收入的輪對(duì)尺寸數(shù)據(jù)，從而確定該輪對(duì)是否需要進(jìn)行檢修。在較長(zhǎng)時(shí)間使用后，輪對(duì)容易出現(xiàn)踏面磨損問(wèn)題，而旋修區(qū)可以檢查踏面的狀況，判斷是否需要進(jìn)行加修，從而保證貨車(chē)的平穩(wěn)運(yùn)行。

壓裝區(qū)環(huán)節(jié)：壓裝區(qū)需要將已經(jīng)推卸的軸承重新壓裝完畢，讓設(shè)備可以再次投入使用，并完成信息收集工作。

支出區(qū)環(huán)節(jié)：在支出區(qū)需要收集輪軸的尺寸、磨合情況等信息，確定檢修質(zhì)量，保證上述輪軸檢修操作符合使用要求。

可以說(shuō)以上五個(gè)檢修環(huán)節(jié)對(duì)于鐵路貨車(chē)來(lái)說(shuō)都極為重要，需要認(rèn)真對(duì)待。本系統(tǒng)將上述環(huán)節(jié)都進(jìn)行了分區(qū)處理，在確保檢修質(zhì)量的同時(shí)，也為檢修人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提供了信息支持，所收集的數(shù)據(jù)可用于以后同類(lèi)型檢修工作的指導(dǎo)與參考。

5 結(jié)語(yǔ)

在前文分析中不難發(fā)現(xiàn)，鐵路運(yùn)輸在我國(guó)物流領(lǐng)域中承擔(dān)著重要作用，但是由于貨運(yùn)列車(chē)在使用過(guò)程中載重較大、運(yùn)行較頻繁，因而在使用過(guò)程中也很容易出現(xiàn)故障。貨運(yùn)列車(chē)的檢修工作需要與現(xiàn)代化信息技術(shù)相結(jié)合，注重檢修管理，并基于當(dāng)前的需要來(lái)不斷完善信息化管理系統(tǒng)，這樣才能為檢修人員提供更為有效的數(shù)據(jù)信息。

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