城市軌道交通智能維保解決方案分析

中車大連電力牽引研發中心有限公司 遼寧 大連 116000

目前全球已有75個國家地區開通城軌交通系統，我國40個城市開通運營城軌交通，線網規模為全球第一，許多大城市在線網規模基礎上變革傳統運營管理模式，實現網絡化運營。中國大陸地區有16座城軌交通系統實現網絡化運營，我國城軌交通建設處于國際領先地位，但設備維保水平與日美等國家存在一定差距。隨著網絡化運營范圍擴大，軌道交通網絡化維護在發達城市軌道交通中得到應用。城軌交通行業發展自90年代末起步，從一條線路延伸到片區運營，車輛與基建設備維保是主要研究課題，如何提高車輛維修質量，使管理現代化，精細化是行業人士追求的目標。通過數據收集分析，減少資本占用，提高效率是通行的做法。

1 城軌交通車輛維保現狀

城軌設備設施維保是運營管理的重要環節，我國城軌常見設備維保模式包括自主與委外維保，城軌系統涉及設備眾多，以車輛維保為例，對其運營維保模式調研分析。車輛維保勞動強度大，檢修技術要求專業性強，工作風險高。軌道專業技術性強，軌道車輛結構復雜，為城軌交通車輛維保提出很高的要求。

調研發現，國內運營單位多采用完全委外維保模式，利用委外單位技術力量減少運營人員投入，但缺點是配備適量外委監管人員，無法進行自主技術人力培養[1]。委外維保模式在保證設備可靠性等方面存在安全風險。隨著物聯網等先進技術的發展，尋求適合城軌可持續發展的經濟安全維保模式，追求實現綜合效益最優化意義重大。以科技為手段對傳統維保模式改進，實施智能運維合作維保模式非常必要。

2 智能化維保實現方式

隨著大數據，5G技術的發展，激光定位技術等人工智能實現，現有智能運維方式在城軌交通車輛維保中應用日益增多。主要體現在從軟件到硬件智能升級，將智能技術融入生產環節，自動上傳生產作業數據，提升企業生產效率。如在架大修車間采用DCS技術，將維修設備關鍵數據傳送到設備運維服務中心，節省錄入計算機時間，可在系統基礎上進行改造，實現架大修車間無人化生產。人工智能算法嵌入產品中，生產新智能產品。利用人工智能算法，為車輛維護提供精準服務，通過數據進行聚合統計，提高日常維護實時監測效率。

隨著我國城市化進程加快，城軌交通通信質量對軌道交通安全運行產生很大影響，5G通信技術應用對城軌交通通信系統發展具有重要意義。5G通信技術傳輸延遲低，應用中具有很強抗干擾性，在人群密集處可得到大規模應用，如地鐵中由于地下信號傳輸受到干擾，5G通信可以保證人們正常通信。應用5G通信技術能將高鐵列車運行狀態傳輸到控制中心，確保列車運行安全。在城軌交通車輛智能維保中應用5G技術可以提高維修效率，5G通信技術應用可以解決無線通信信號不穩定的問題，確保城軌交通系統穩定運行。

狀態性維修是基于國內主要城軌交通企業標準，參照鐵路行業標準建立供電設備評判數據庫，通過運行中數據，結合大數據算法對采集數據計算得出評估結果，實現對各類設備自動預警等功能的設備運檢。目的是減少人員到現場巡視次數，迅速排除故障，為各業務的標準化提供有效的信息支撐平臺，提高設備運維管理水平。目前技術在車輛設備加裝在線監測裝置，搭建狀態評估系統為主的系統框架。系統采用集中管理的模式，分布式系統結構，由站級管理層、網絡通信層組成。覆蓋范圍包括所有供電系統主要設備。

3 車輛智能化維保

城軌交通車輛維修工作分為車輛級與部件級，車輛級維修是單節車落車，覆蓋工作部分任務[2]。部件維修包括車輛11大系統拆解，組裝等。車輛結構復雜，現有維保模式將部件更換工作集中于車輛維修某特定作業周期，地鐵車輛維保分為日常維保與高級維修，現有制式有軌電車，自動導向軌道系統等車型無統一維修周期標準。

3.1 日常維保智能化

由于現有維修模式定期維修，導致工作任務不均衡，如何降低人員成本支出，成為城軌交通公司主要研究課題。城軌交通車輛日常維保作業覆蓋車輛壽命周期，設備耗資巨大，是持續耗時的工作。目前主流方向是提高檢修技能水平等方式，依托大數據，人工智能等技術提高檢修水平。城軌交通企業使用維修機器人進行設備維保，通過圖像設備給出車下部件檢查記錄，針對作業中專項檢查，如軸承溫度檢查，車頂空調檢查等，可用激光定標后拍攝，以更多維度對數據記錄，為大數據分析提供數據支撐。

城軌交通企業使用智能化技術，致力于增強數據可追溯性。近階段智能設備對車輛檢測無法擺脫技術人員甄別，但通過持續積累數據，進入遺傳算法等高級算法，可提高診斷準確度。建議城軌交通企業參考鋼鐵維保理念，以常年積累車輛數據為基礎為列車制定修程，根據運營狀態監測結果調整維修周期。應用于各系統部件產生較好的經濟效益。

3.2 架大修智能化

城軌交通車輛架修為高級維修，以車輛部件壽命為依據，對車輛進行解體，檢修、實驗等工作。很多城軌交通企業將車輛主機廠精益生產理念引入架大修，避免物料管理混亂等問題。

車輛架大修涉及預檢、部件檢修等過程，采用靜態鋪開方式，導致難以形成節奏等問題。可將修理流程分為上體修理與轉向架修理工藝路線。通過對車輛工藝分解，將架大修分解為多臺位，通過自動導引運輸車將對應臺位物料配送到臺位處智能物料箱。通過智能化手段對工具使用頻次進行分項統計，智能物料箱可用于車間消耗物料管理。放置在生產車間固定點，系統后臺規定物料最低庫存，物流部門自動收到補料信息，現場作業人員通過刷卡領料，輸入物料編碼，領取對應數量。智能工具箱記錄使用者信息，分配操作人員系統權限等。工具箱習使用情況反饋到平臺，提高車間工具管理水平。

4 結束語

由于城軌交通行業起步較晚，維修時采取修復性維修策略。隨著城軌交通車輛行業發展，現有機電設備自動化水平提高，城軌交通車輛維修策略從定期維修，發展到依靠健康診斷系統檢修。本文對城規車輛維修+信息化解決方案進行探討，為城軌交通車輛智能化維保提供參考。