轨道交通车辆智能运维技术状态修分析

轨道交通车辆智能运维技术状态修分析

杨家国

西安市轨道交通集团有限公司运营分公司   陕西省西安市  710000

摘要：我国的城市建设正步入快速轨道，城市轨道交通的建设与运用亦随之铺开。面对城市轨道交通系统中庞大的设施和设备规模，以及随之而来的维护挑战，如故障频发、保养任务繁重和资源分配有限，我们必须采纳智能化维护管理方案以应对。本篇文章旨在探讨一种新型的城市轨道交通设施设备的智能维护管理模式，以促进我国城市轨道交通维护管理朝着更加智能化的方向发展。

关键词：轨道交通车辆；智能运维技术；状态修

引言

轨道交通车辆技术的革新随着智能技术的飞速进步而迎来了新机遇，与此同时，智能运维技术也伴随而生。智能运维技术的核心目标之一是将传统的计划性维护和部分计划性维护转变为基于状态修，这有助于实现从广泛而粗放的运维管理向集中精力进行精准运维的转变。这种转变不仅优化了运维工作，而且也体现了新发展理念的贯彻和执行。

1、轨道交通车辆智能运维系统构建

通过无线车地通讯技术，将列车运行、场段设备运作及维修保养信息进行整合，依托统一数据平台，构建了一套高级自动运维管理系统。该系统能够对车辆的运营数据进行全面的收集与分析，提供故障检测、车辆健康评估及维护管理信息化服务。系统主要由数据捕获单元、数据准备单元、数据处理中心以及应用程序组成。数据捕获单元负责搜集车辆运作信息、轨道传输数据、以及牵引电力数据等。数据预处理单元承担着数据搜集、校验、转换、填充、异常报警以及数据储存的任务；数据处理中心根据不同的业务需求，将数据分类为标准核心数据库、异常事件数据库等[1]。

2、轨道交通车辆智能运维技术

2.1、在途车辆综合监测系统

车联网监控解决方案融合了列车管理与监控网络、车载传感技术以及移动通讯技术，构建了对车辆全面健康状态跟踪与关键部件性能监控的系统。该系统由车辆上的数据收集模块、存储部件以及无线通讯设施组成，其主要功能是获取并处理车辆数据，涉及数据标注、分析、储存以及整合，同时利用加密技术确保信息传输的安全性。经过处理的数据通过无线车载通信系统传输至地面运维控制中心。在地面智能维护平台上，经过解密后的数据会接受分析与深入挖掘。利用先进的人工智能、精准的检测设备和前沿的预测算法，可以对地铁车辆及其重要组成部分的实时运行状况进行持续监控。此外，该平台还能够执行故障检测与预警、预测可能出现的故障，并对车辆的整体健康状况进行评估，这些措施极大增强了地铁车辆系统的可靠性与运行安全性[2]。

2.2、轨旁车辆综合检测系统

利用高分辨率摄像机、热成像设备和激光传感技术，轨道旁监测系统能够实现对行驶列车的无缝全程检测，无需停车。该技术可以自动捕获车辆的外观信息、核心部件的轮廓以及磨损零件的尺寸数据，然后将这些数据传输至地面的运营维护系统。地面操作人员对收集到的数据进行详细分析，系统一旦发现任何偏差，便能立刻发出警报，实现了自动化的日常检测流程。该系统目前大约能处理60%到70%的人工检测任务，随着其功能的提升，预计将拓展其检测能力至更广泛的领域。

2.3、车辆检修管理信息系统

利用地面的维修设施，例如车辆维修基地的测试平台，可以对车辆的维修状况及故障数据进行即时跟踪。通过便携式手持设备，车辆保养状况能得到详尽把握。故障数据以工作单的形式被输入至系统，该系统随后会对这些工单进行处理，并通过语音、图像和文字等多种媒介，将故障排除方案及结果反馈至地面管理系统。这样的流程设计确保了工作单管理的高效循环，并为车辆在整个生命周期内的运维监管及管理提供了核心数据支撑。

3、轨道车辆状态修基础条件

3.1、影响状态修的主要因素

影响状态修的因素包括：汽车的技术状况；管理模式；高质量的零部件；维修对象的品质；检查和维护的全面性；故障发展的动态和影响；信息技术的应用；铁路交通的设计、建设、运营水平；铁路维护系统；以及建设和运营实体与维护服务市场的关系。

3.2、车辆状态评估方法

为了提升车辆维护的效率，必须明确哪些部件是需要重点监控的，例如刹车机制、车轮、以及轴箱等部位。准确评估车辆的运行状态是核心问题。只有通过实时收集车辆的运行数据，我们才能有效地进行车辆健康管理，并对车辆状况进行合适的判断。对车辆健康状况的评估是一项涉及众多方面的复杂工作，在评估时，必须同时兼顾车辆的固有属性、行进道路状况、操纵环境以及外部相关因素，并对可能出现的问题进行细致的划分。为了构建一个全面的车辆健康状态评估指标体系，我们必须首先确定关注的具体对象，以便确立恰当的状态准则和评价方法。在对车辆运行安全进行评价时，可运用多种方法，包括组合指标评价、专家系统评价、事件树分析、风险程度评定、故障树剖析以及危险性指数评定等。这些方法虽各有独特之处，但它们的共同目标在于通过多角度分析和运用多样化标准，对车辆的运行状况进行全方位的评价。这样做的目的是确保车辆能够安全且稳定地行驶

[3]。

3.3、零部件损耗与失效规律

铁路车辆智能维护技术大体可以区分为两个主要方向：一种研究路径是依托数据的方法，这包括了大数据技术与智能学习算法的利用。另一种研究路径则以机制模型为核心，涵盖了关键部件的磨损与故障机制、车辆的动力学模拟以及其他相关研究领域。通过考察故障率随时间变化的曲线，我们注意到，部件在其寿命周期中的偶然故障阶段越靠后，其故障率就越低，这通常表明了更长的使用寿命和更高的经济收益。因此，我们需要降低偶然故障率来减少零部件的损耗和失效。通过深入的现场研究以及详尽的运维数据评估，我们可以构筑数学与力学模型，用以准确预见部件故障的模式。这不仅为列车维护提供了有效的故障预测工具，同时也促进了制造工艺的进一步改进和提升。

4、城市轨道交通智能运维发展建议

4.1、推广专业化委外维护模式

在我国，众多城市的轨道交通公司主要采取的运维策略是以自我保养为基础，同时结合一定程度的对外合作。企业需具备一定的经营规模、丰富经验、适当的人力资源配置以及雄厚的资金实力，才能采纳该策略。为了确保城市轨道交通系统的顺畅运行，运营公司需在管理模式和思维方式上进行改革，借助供应商提供的技术援助，打造一支专业的维护队伍，该队伍将承担轨道交通设施的全套保养与修理任务。在考虑风险管控、成本控制、品质与进度监督以及大规模维修环境的安全性等关键因素时，选择专业化的外部维护合作模式明显展现出其无可比拟的优势。

4.2、剩余资源再利用

优化都市圈轨道交通网络间的资源整合与分配，推动跨城市轨道交通资源的区域共享与合作机制建设。利用专业供应链管理机构的先进能力和丰富备件资源，加强与合作伙伴的配合，有效降低成本及开支，特别针对那些价值较高、需求频繁、流通难度大的关键部件和设备的维护。

结束语

轨道交通车辆系统是一个复杂的整体，包含了多个具有专门职责和性质的子系统。在推进智能运维技术的研发过程中，关键在于紧密结合实际需求，选择合适的研究路径。轨道交通领域的智能运维技术正处在积极探索和发展阶段，目前还在不断完善之中，这项技术的进一步提升和完备，将需要广大行业人员的持续努力和创新。

参考文献：

[1]杨沛敏．我国城市轨道交通规划建设现状分析及发展方向思考[J].城市轨道交通研究，2019（12）：13-17．

[2]万传风，杨雨明，秦暄阳.中国城市轨道交通运营维保后市场发展分析[J].现代城市轨道交通，2020（3）：7-11．

[3］贾文峥，胡雪霏，熊振兴.城市轨道交通智能维保发展现状及趋势［J］.都市快轨交通，2020，33（2）：14-19.