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城市轨道交通智能维保解决方案分析

2021-12-30

科学与信息化 2021年7期
关键词:城轨交通智能化

中车大连电力牵引研发中心有限公司 辽宁 大连 116000

目前全球已有75个国家地区开通城轨交通系统,我国40个城市开通运营城轨交通,线网规模为全球第一,许多大城市在线网规模基础上变革传统运营管理模式,实现网络化运营。中国大陆地区有16座城轨交通系统实现网络化运营,我国城轨交通建设处于国际领先地位,但设备维保水平与日美等国家存在一定差距。随着网络化运营范围扩大,轨道交通网络化维护在发达城市轨道交通中得到应用。城轨交通行业发展自90年代末起步,从一条线路延伸到片区运营,车辆与基建设备维保是主要研究课题,如何提高车辆维修质量,使管理现代化,精细化是行业人士追求的目标。通过数据收集分析,减少资本占用,提高效率是通行的做法。

1 城轨交通车辆维保现状

城轨设备设施维保是运营管理的重要环节,我国城轨常见设备维保模式包括自主与委外维保,城轨系统涉及设备众多,以车辆维保为例,对其运营维保模式调研分析。车辆维保劳动强度大,检修技术要求专业性强,工作风险高。轨道专业技术性强,轨道车辆结构复杂,为城轨交通车辆维保提出很高的要求。

调研发现,国内运营单位多采用完全委外维保模式,利用委外单位技术力量减少运营人员投入,但缺点是配备适量外委监管人员,无法进行自主技术人力培养[1]。委外维保模式在保证设备可靠性等方面存在安全风险。随着物联网等先进技术的发展,寻求适合城轨可持续发展的经济安全维保模式,追求实现综合效益最优化意义重大。以科技为手段对传统维保模式改进,实施智能运维合作维保模式非常必要。

2 智能化维保实现方式

随着大数据,5G技术的发展,激光定位技术等人工智能实现,现有智能运维方式在城轨交通车辆维保中应用日益增多。主要体现在从软件到硬件智能升级,将智能技术融入生产环节,自动上传生产作业数据,提升企业生产效率。如在架大修车间采用DCS技术,将维修设备关键数据传送到设备运维服务中心,节省录入计算机时间,可在系统基础上进行改造,实现架大修车间无人化生产。人工智能算法嵌入产品中,生产新智能产品。利用人工智能算法,为车辆维护提供精准服务,通过数据进行聚合统计,提高日常维护实时监测效率。

随着我国城市化进程加快,城轨交通通信质量对轨道交通安全运行产生很大影响,5G通信技术应用对城轨交通通信系统发展具有重要意义。5G通信技术传输延迟低,应用中具有很强抗干扰性,在人群密集处可得到大规模应用,如地铁中由于地下信号传输受到干扰,5G通信可以保证人们正常通信。应用5G通信技术能将高铁列车运行状态传输到控制中心,确保列车运行安全。在城轨交通车辆智能维保中应用5G技术可以提高维修效率,5G通信技术应用可以解决无线通信信号不稳定的问题,确保城轨交通系统稳定运行。

状态性维修是基于国内主要城轨交通企业标准,参照铁路行业标准建立供电设备评判数据库,通过运行中数据,结合大数据算法对采集数据计算得出评估结果,实现对各类设备自动预警等功能的设备运检。目的是减少人员到现场巡视次数,迅速排除故障,为各业务的标准化提供有效的信息支撑平台,提高设备运维管理水平。目前技术在车辆设备加装在线监测装置,搭建状态评估系统为主的系统框架。系统采用集中管理的模式,分布式系统结构,由站级管理层、网络通信层组成。覆盖范围包括所有供电系统主要设备。

3 车辆智能化维保

城轨交通车辆维修工作分为车辆级与部件级,车辆级维修是单节车落车,覆盖工作部分任务[2]。部件维修包括车辆11大系统拆解,组装等。车辆结构复杂,现有维保模式将部件更换工作集中于车辆维修某特定作业周期,地铁车辆维保分为日常维保与高级维修,现有制式有轨电车,自动导向轨道系统等车型无统一维修周期标准。

3.1 日常维保智能化

由于现有维修模式定期维修,导致工作任务不均衡,如何降低人员成本支出,成为城轨交通公司主要研究课题。城轨交通车辆日常维保作业覆盖车辆寿命周期,设备耗资巨大,是持续耗时的工作。目前主流方向是提高检修技能水平等方式,依托大数据,人工智能等技术提高检修水平。城轨交通企业使用维修机器人进行设备维保,通过图像设备给出车下部件检查记录,针对作业中专项检查,如轴承温度检查,车顶空调检查等,可用激光定标后拍摄,以更多维度对数据记录,为大数据分析提供数据支撑。

城轨交通企业使用智能化技术,致力于增强数据可追溯性。近阶段智能设备对车辆检测无法摆脱技术人员甄别,但通过持续积累数据,进入遗传算法等高级算法,可提高诊断准确度。建议城轨交通企业参考钢铁维保理念,以常年积累车辆数据为基础为列车制定修程,根据运营状态监测结果调整维修周期。应用于各系统部件产生较好的经济效益。

3.2 架大修智能化

城轨交通车辆架修为高级维修,以车辆部件寿命为依据,对车辆进行解体,检修、实验等工作。很多城轨交通企业将车辆主机厂精益生产理念引入架大修,避免物料管理混乱等问题。

车辆架大修涉及预检、部件检修等过程,采用静态铺开方式,导致难以形成节奏等问题。可将修理流程分为上体修理与转向架修理工艺路线。通过对车辆工艺分解,将架大修分解为多台位,通过自动导引运输车将对应台位物料配送到台位处智能物料箱。通过智能化手段对工具使用频次进行分项统计,智能物料箱可用于车间消耗物料管理。放置在生产车间固定点,系统后台规定物料最低库存,物流部门自动收到补料信息,现场作业人员通过刷卡领料,输入物料编码,领取对应数量。智能工具箱记录使用者信息,分配操作人员系统权限等。工具箱习使用情况反馈到平台,提高车间工具管理水平。

4 结束语

由于城轨交通行业起步较晚,维修时采取修复性维修策略。随着城轨交通车辆行业发展,现有机电设备自动化水平提高,城轨交通车辆维修策略从定期维修,发展到依靠健康诊断系统检修。本文对城规车辆维修+信息化解决方案进行探讨,为城轨交通车辆智能化维保提供参考。

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