如何运用智能化技术优化铁路车辆制造系统检修

如何运用智能化技术优化铁路车辆制造系统检修

于海然

中车青岛四方机车车辆股份有限公司  山东青岛  266111

摘要：传统的人工检修方式存在效率低下、成本高昂、容易出现人为错误等问题,亟需寻找一种更加智能化的技术来优化车辆检修系统。本研究旨在基于智能化技术,对铁路车辆制造系统的检修过程进行优化研究。通过对车辆检修过程中的关键环节进行深入分析,结合智能化技术的应用,提出一种改进的车辆检修方案。该方案将利用物联网技术实现车辆的实时监测和数据采集,通过大数据分析技术对车辆运行状态进行智能分析和预测,以提前发现潜在故障和问题。同时,通过结合人工智能技术,我们能够建立智能化的检修决策模型,从而实现对车辆检修方案的自动优化和调整。

关键词：智能化技术；铁路车辆；检修

引言

城市轨道交通作为现代化城市公共交通的重要组成部分，具有高效、便捷、安全等优点，对缓解城市交通压力和促进经济社会发展具有重要意义。开展智能化运维检测措施是保障城市轨道交通车辆安全、高效运行的关键。传统的城市轨道交通车辆运维检测措施主要包括定期检修、故障诊断和预防性维修等。这些方法在一定程度上可以保障车辆的安全运行，但存在检测不及时、不全面等问题。随着智能化技术的发展，越来越多的学者开始研究基于智能化的城市轨道交通车辆运维检测措施，这些研究主要包括利用传感器、数据挖掘、机器学习等技术对车辆进行实时监测、故障诊断和预测性维护等。然而，现有的智能化运维检测措施也存在一些问题，比如数据采集不准确、算法模型适用性不强等。针对上述存在问题，该文开展了城市轨道交通车辆智能化运维检测措施研究。

1智能控制技术在车辆工程的应用概述

在车辆工程中智能控制的初始阶段，仅仅借助简单的电气控制来实现单一的控制功能，具体的特征是控制粗放、功能简单。随着智能控制技术的发展，开始广泛使用集成化的模块，对车辆的各个系统进行集中控制。开始利用各种传感元件采集电控系统所需要的各种信号，并将各种信号转换后传输给电子控制模块，由电子控制模块对信号进行计算和分析后，对执行器发出执行指令，从而实现对车辆工程的各功能系统的精确控制。在当前时代背景下，智能化已经成为了汽车行业公认的未来发展方向之一。车辆工程中智能控制技术的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互体验。为了控制目标的实现，必须采用集中式电子电气架构，整车控制器必须将以太网、CANFD、多核芯片、OTA等各种关键技术进行应用融合，最终实现车辆的智能化。

2智能化技术在铁路车辆制造系统中的应用

2.1无线传感技术

无线传感技术在铁路车辆制造系统中的应用具有重要意义。通过无线传感器的安装,可以实时监测车辆各个部件的运行状态,包括发动机、制动系统、悬挂系统等。传感器可以收集大量的数据,并通过无线网络将其传输至中央控制系统,从而实现实时分析和监控。使用无线传感技术,可以实现对车辆的远程监测和故障诊断。一旦车辆出现异常状况,传感器会立即触发警报,及时通知相关人员采取相应措施。这极大地提高了车辆的安全性和可靠性,有效降低了事故风险。此外,无线传感技术对于优化车辆维护计划起到了关键作用。传感器通过持续监测车辆各部件的磨损情况和预估寿命。根据收集到的这些数据,可以制定出更科学合理的维护计划。这不仅可以延长车辆的使用寿命,还能显著降低维护成本,进一步提升车辆的运营效率。

2.2数据分析与处理

在铁路车辆制造系统中,数据分析与处理是智能化技术的重要应用领域之一。随着大数据时代的来临,如何有效地收集、分析和处理海量数据,提高生产效率与质量,成为了关键问题。数据采集技术的应用使得铁路车辆制造系统能够实时获取各个环节的生产数据。传感器、监测设备和物联网技术的应用,使得制造系统能够实时监测车辆制造过程中的各项参数,如温度、压力、振动等。这些数据被收集并传输到数据中心,为后续的数据分析提供了基础。其次,数据分析技术的应用使得铁路车辆制造系统能够从海量数据中提取有价值的信息。通过数据挖掘、机器学习和人工智能等技术,制造系统可以对数据进行深入分析,发现其中的规律和趋势。例如,通过对车辆制造过程中的数据进行分析,系统可以识别出生产过程中的潜在问题,并及时采取措施进行调整,以避免质量问题的发生。数据处理技术的应用使得铁路车辆制造系统能够实现数据的高效存储和管理。

2.3虚拟现实技术

虚拟现实技术是一种通过计算机生成的仿真环境,能够模拟真实世界的感觉和体验。在铁路车辆制造系统中,虚拟现实技术的应用正在逐渐增长。虚拟现实技术可以用于车辆设计和模拟。传统的车辆设计过程需要大量的物理样机和试验,而虚拟现实技术可以提供一个虚拟的环境,使设计师能够在计算机上进行各种设计和模拟。通过虚拟现实技术,设计师可以快速创建和修改车辆的外观、结构和功能,从而减少了传统设计过程中的时间和成本。虚拟现实技术可以用于车辆装配和维修。在传统的车辆装配和维修过程中,工作人员需要阅读大量的纸质图纸和手册,而虚拟现实技术可以将这些信息以虚拟的形式呈现出来。工作人员可以通过佩戴虚拟现实头盔或使用其他虚拟现实设备,直接在虚拟环境中进行装配和维修操作,减少了对实际车辆的依赖和错误率。虚拟现实技术还可以用于培训和教育。对于新员工和操作员来说,熟悉车辆的操作和维修流程是非常重要的。通过虚拟现实技术,可以创建一个模拟的培训环境,让员工在虚拟环境中进行操作和练习,提高了培训的效率和质量。虚拟现实技术还可以用于车辆的性能测试和优化。在车辆制造过程中,对车辆的性能进行测试和优化是非常关键的。通过虚拟现实技术,可以模拟不同的工况和环境,对车辆的性能进行全面的测试和分析。

2.4人工智能与机器学习技术

在铁路车辆制造系统中,人工智能与机器学习技术的应用正在逐渐成为一个关键领域。人工智能技术的引入,为铁路车辆制造带来了许多创新和改进的机会。人工智能技术可以通过数据分析和预测,提供更准确的生产计划和资源分配。通过对历史数据和实时信息的分析,人工智能可以预测生产线上的瓶颈和故障,并提前采取相应的措施,从而提高生产效率和质量。机器学习还可以通过不断地学习和优化,提高车辆制造的自动化程度,减少人工干预的需求,提高生产效率和一致性。然而,人工智能与机器学习技术的应用也面临着一些挑战和难题。数据的质量和可靠性对于人工智能和机器学习的效果至关重要。如果数据不准确或缺乏代表性,那么人工智能和机器学习的分析和预测结果可能会出现偏差。人工智能和机器学习技术的引入需要大量的数据和计算资源,这对于一些中小型企业来说可能是一个挑战。此外,人工智能和机器学习的算法和模型的可解释性也是一个问题,这可能会限制其在铁路车辆制造系统中的应用。

3城市轨道交通车辆故障管理现状

3.1主要部件故障调节数据信息不完整

我国城市轨道交通经营规模发展与车辆技术发展呈现出不平衡的情况，城市轨道交通车辆为实现迅猛发展，盲目地扩大城市轨道交通运行的经营规模，导致车辆品种过多，车辆信息化规划不够的状况尤其明显，许多运行车辆的早期稳定汇报不足，诊断与维修材料缺乏或相关资料的整理没有收录在计算机系统中；车辆维修工作人员水平比较单一，故障处理方式中无法将参数信息进行比较详细的储存，且人员车辆维修水平良莠不齐，数据信息分析的稳定较低，因而城市轨道交通车辆故障管理的早期数据信息不够，后期不得不花费很多的时长与维修工作经验的累积。

3.2对主要部件预测分析精度要求与应急响应技术存有分歧

车辆运行情况主要是在于主要部件的运行情况，为了顺应新时期城市轨道交通的发展，对车辆主要部件的预测分析精度越来越高，相应的规定也变得更加细化，需要对车辆主要部件运行情况进行多种渠道的收集，对预警信息阈值作出合理区划与准确定位，并能自动检索与合理分析超出预警信息阈值的信息；但是传统的维修管理方式与技术并未达到要求，传统的维修管理方式对预警信息阈值的设置与区划没有进行明确的定义和展开，当前需合理更新维修管理的模式。

3.3故障管理一体化水平要求高

车辆事故智能管理的工作流程关系到事故采集、编码、纪录、传递的流程，事故信息的运转需要统一化、规范性执行，保养的实际效果需要对保养方案、修理报价、配件价值及控制措施做出定量判断，保养现场需要对事故做出再度检查，所以车辆事故管控流程中的程序必须统一化、规范性地制定，而车辆事故管理一体化规范的标准需要更高。

3.4故障管理分析过程繁杂、信息化管理规定水平高

车辆故障管理分析对车辆主要部件及其典型故障进行模型建立，根据对数据进行分析培训，测算出特殊构件、特殊故障的评价指标及其主要参数，引入现场维修步骤与管理模式，明确维修价值系数，最后获得维修指导建议，并对维修实际效果进行系统记录，随后修订相关主要参数；分析维修情况下涉及到的每一个组件的参数均需要电子信息的设置，但是车辆系统存在内部复杂、初始信息内容混乱、材料文件格式不统一等状况，对车辆维修的效率、成本相关的信息化管理要求较高，系统构建的过程比较艰难。

4基于智能化技术的铁路车辆制造系统检修优化方法

4.1交通安全性的提升

智能化技术在交通运输中的运用能够显著提高交通出行安全系数。比如，智能驾驶辅助系统能通过实时检测与分析道路情况、车子行为以及周边环境，给予驾驶人员警示和协助实际操作，降低驾驶员因疲劳等而产生的错误行为，从而减少事故的发生率。除此之外，通信和协作开车技术能够实现车辆间的实时动态沟通交流和协作，提升车流量的效率和安全系数。

4.2加大对后服务市场专业技术人才的培养

智能技术在车辆工程中的大量运用，使得车辆智能化水平越来越高。这不仅对行业监管提出新的挑战，也对从业人员的技能素质要求更高更严。而当前的后服务市场的从业人员大多只具备简单的基本电气知识与技能的储备，为了满足车辆智能化的后服务市场的需求，需要大量的电气维修技术人员参与进来，所有后服务市场专业的电气维修技术人才的缺乏从某种程度上影响着智能控制技术在车辆工程中的推广使用。

4.3提升检修的智能化

将智能化检修系统引入地铁车辆的检修过程当中不仅可以优化地铁的检修环境，还可以更好地实现对检修人员的监督管理。就整体来看，在智能化的环境下开展相应的检修过程可以进一步实现信息化数据的反馈，进而在此基础上对现有的车辆检修计划进行优化与完善。当前，针对车辆的检修流程主要包括检修之前的准备工作、检修相关的计划编制、车辆的质量检修、车辆磨损的管理、车辆的故障管理以及相关工作人员的培训等环节。现阶段，随着我国社会经济发展水平的不断提升，对地铁运行质量也提出了更高的要求，因此做好地铁车辆的定期检修工作非常关键。在开展地铁检修工作之前，需要确保检修工序、检修周期等环节的合理性，进而借助智能化检修系统结合其实际情况制定出合理的检修计划，并有效推动其落实与应用。这样不仅可以进一步优化工序模板的制定环节，还可以更为精准地找出车辆故障原因，提升检修计划的适用性。

4.4提升设备管理的科学性

通过智能检修系统对地铁车辆进行检修可以对其中影响数据进行有效收集，并以这部分数据为基础制定合理的统计条例。同时，将这部分数据传输到数据库当中，不仅可以提升各项工作运行的整体质量，还可以加强对车辆设备运行过程的检测，以确保设备的合理运行。而且智能检修系统还可以对检修过程中的检修时间等信息加以统计，通过对其中规律的分析，系统可以按照其中的规律定期提醒相关工作人员进行地铁车辆的检修工作。而相关检修人员想获取相关的车辆信息时也可以在智能检修系统当中进行查询，从而更好地保障检修工作的有序进行，充分发挥了智能检修系统的实际效用。在自动故障检测数据库当中储存着大量关于地铁车辆故障的信息，这部分信息可以有效用于地铁车辆的检修过程中。在检修开始之前，只需要将检修系统和故障数据库连接起来，系统就会自动根据车辆的故障表现匹配出数据库当中的故障信息，进而得出地铁车辆的实际运行状况。这样不仅可以大大减少相关工作人员的压力，还可以通过报警器向其发出预警，同时还可以进一步给出合理的维修措施，以为保障各项工作的合理开展奠定坚实基础。

4.5注重检修的安全性

为进一步提升车辆检修的质量，在开展检修操作的过程中，相关人员应不断加强对相关设备的检查，但事实上这部分工作存在一定的危险性，稍有不慎就会影响检修人员的人身安全，因此加强对智能检修系统的使用具有十分重要的意义。在接入智能检修系统以后，相关检修人员可以通过系统对设备的运行状态进行实时监控，提升对安全事故预防的有效性。而当系统检测到检修环节出现危险之后，就可以立即发出报警，当即停止进一步地检修工作，避免安全事故的发生。除此之外，在进行车辆检修工作的时候还应加强对车辆安全生产位置和生产流程的检测，提升整体监测工作的有效性。

结束语

强化道路运输车辆本质安全和运行安全是提升我国道路交通安全的重要任务。本文研究以问题和需求为导向，分析了我国道路运输安全事故的典型事故形态和道路运输装备智能化技术应用需求与配置现状，综合考虑我国道路运输车辆技术管理特点，围绕车辆智能化技术在道路运输车辆的全车型应用、新技术推动、使用效果评估等三个方面提出思考建议，希望能够为道路运输装备智能化技术发展提供参考和借鉴。

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