軌道交通裝備的智能化、綠色化設計及制造

劉福貴

中車齊齊哈爾車輛有限公司 黑龍江齊齊哈爾 161002

1 序言

軌道運輸對國民經濟起到了重要的支撐作用，軌道交通裝備被稱之為“國之重器”，當前軌道交通裝備制造業已經被高度關注。在“互聯網+”和一系列產業轉型與升級政策的推動和引導下，鐵路行業的高鐵、機車及貨運車輛等制造業紛紛借助物聯網技術進行產品智能化提升。隨著信息化技術的快速發展和國家對綠色環保的重視，軌道交通裝備智能化和綠色環保技術也成為新的發展需求，貨運裝備產品逐漸把綠色環保意識融入到設計、制造和運用等環節中。我公司圍繞軌道交通裝備智能化和綠色環保技術，不斷創新，推出新技術、新產品、新服務，持續引領鐵路貨運裝備技術發展方向。

2 軌道交通裝備的智能化、綠色化產品設計

2.1 智能軌道交通裝備技術

隨著互聯網、大數據等技術的快速發展，國家及行業政策均提出了貨運智能化的長遠發展要求，智能貨車技術已成為新的發展趨勢和研究方向。運用現代信息技術和大數據分析技術，開展機車車輛等設備故障預測與全壽命周期健康管理技術研究，已經被確定為鐵路貨車產品的發展方向之一。我公司適應智能化、智慧化的發展趨勢，以神華鐵路KM82型漏斗車項目為切入點，聯合中車長江公司等單位，突破貨運裝備供電系統、車載傳感及監測系統關鍵技術，深入開展鐵路智能貨車產品研發。已經開展制動性能監測、頂蓋和底門狀態監測等車輛智能監測技術研究及應用，并且獲得良好效果。啟動開展車輛安全監測及預警技術、貨物安全狀態和車內環境監測等智能技術研究，進一步推進貨車產品智能化研發。借助物聯網技術，開展鐵路救援起重機產品智能化研究，搭建遠程監控及維護系統，對位置信息、狀態信息及故障信息實行遠程動態監控，實現對鐵路救援起重機的遠程定位、設備狀態實時運行監控和遠程故障診斷等功能。

2.2 貨運裝備綠色環保技術

隨著國家對環境保護的重視和國民環保意識的增強，貨運裝備也將綠色環保意識融入到設計和制造等過程中。

近年來，煤炭運輸更多采用鐵路運輸方式，如日夜穿梭的大秦線運煤列車，采用敞車進行煤炭運輸雖然采取了噴灑抑塵劑、苫蓋篷布等一些防護措施，但仍不可避免地存在煤炭揚塵拋灑的問題（見圖1），既造成了煤炭資源的浪費，也污染了鐵路沿途的大氣以及水和土壤，持續地產生環境污染。針對煤炭運輸防塵問題迫切需要解決的現狀，國內積極研究煤炭運輸防塵環保技術，以適應綠色環保運輸需求。我公司與國家能源公司研制出25t軸重環保型煤炭運輸車（見圖2），在傳統運煤敞車結構基礎上，大膽創新，增設防塵環保活動頂蓋，采取根治措施，通過運用考驗，有效地解決了多年困擾煤炭運輸的揚塵問題，減少甚至杜絕了煤炭運輸過程中所造成的煤炭資源浪費和環境污染問題，目前該技術處于國際先進、國內領先地位，必將為推動綠色發展做出貢獻。

圖1 鐵路運輸煤炭揚塵拋灑現象

圖2 25t軸重環保型煤炭運輸車

3 軌道交通裝備的智能化、綠色化制造工藝

3.1 智能化技術

智能化技術是當今制造業的一個重點發展方向，如在鐵路貨車制造領域中焊接機器人、搬運機器人和涂漆機器人大量應用在焊接生產線、造型生產線和涂漆生產線等，將人工勞動從重復的、繁雜的作業中最大程度地解放出來，通過精準的程序化、自動化獲得了優質高效的貨車產品，同時很大程度上降低了人工成本。企業一般選取重點生產線推進智能化技術應用，我公司選取貨車轉向架組裝生產線實施智能化生產線建設（見圖3），引入自動識別技術、精準定位技術、智能檢測技術和網絡技術等新技術，實現三大件式轉向架組裝少人化生產，推進了智能化生產作業，顯著提高了生產效率和產品制造質量，極大地降低了制造成本。

圖3 轉向架生產線

3.2 綠色環保技術

推行先進的焊接工藝，減少焊接煙塵污染。鐵路貨車制造過程中焊接作業非常多，多年來，企業一直致力于焊接煙塵的治理。近年來，攪拌摩擦焊技術獲得廣泛應用，焊接作業時將攪拌頭插入工件待焊接部位，通過攪拌頭高速旋轉與工件之間的攪拌摩擦產生熱量，使該部位金屬處于熱塑性狀態，并在攪拌頭壓力下使焊接件壓焊在一起。攪拌摩擦焊作業不存在射線和電磁輻射危害，無焊接煙塵產生，無需煙塵治理及操作人員個人防護。通過在160km/h快速棚車全側開門鋁合金側門焊接作業等場合廣泛應用（見圖4），獲得良好效果。工件焊接質量良好，操作人員可以在良好的環境里進行焊接作業，實現了清潔文明生產。

圖4 160km/h快速棚車全側開門鋁合金側門攪拌摩擦焊作業

推行先進的涂漆工藝，減少漆霧排放污染。鐵路貨車制造過程中涂漆作業較多，多年來，企業一直致力于漆霧的治理，配備了成套的漆霧處理系統裝備，為此耗費了大量的資金。近年來，公司積極推行水性預涂底漆及清漆在鐵路貨車上的研究應用，目前已經完成在整車和零部件的生產應用。由于水性涂料揮發性有機化合物含量大大降低，屬于低污染的材料，極大地改善了作業環境，有利于防止火災的發生，大幅降低了環保投入，實現了清潔文明生產，保障了員工健康安全，體現了企業防治污染的社會責任。

4 結束語

把握國家交通強國，鐵路貨運增量行動歷史機遇，響應借助物聯網技術與應用進行產品智能化提升、推動綠色發展以及促進人與自然和諧共生等戰略部署，大力發展智能化技術、綠色軌道交通裝備產品技術，是滿足我國經濟社會高質量發展需求的重要手段。同時智能化技術、綠色制造技術的工藝應用，在降低產品制造成本、提高產品質量、提高生產效率、充分解放勞動力、降低人工成本、保障職業健康安全、實現節能減排及體現綠色環保等方面充分體現出諸多的優越性。智能化、綠色環保的軌道交通裝備和與之配套的工藝智能化技術、綠色制造技術正成為我國軌道交通裝備發展的一個重要方向。