展曉義

摘要：結(jié)合近年來智能運(yùn)維技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的發(fā)展，提出智能運(yùn)維技術(shù)在車輛基地的應(yīng)用分析。通過論述車輛基地智能運(yùn)維現(xiàn)狀，提出車輛基地智能運(yùn)維設(shè)計(jì)方案及實(shí)施方案。方案中提出了實(shí)施應(yīng)用建議，對軌道交通智能運(yùn)維方向的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通;智能運(yùn)維;車輛基地

Abstract：According to development of intelligent operation and maintenance technology in urban rail transit in recent years， the application analysis of intelligent operation and maintenance technology in vehicle base is proposed. By analyzing the current situation of intelligent operation and maintenance of vehicle base， this paper puts forward the design scheme and implementation scheme of intelligent operation and maintenance of vehicle base. In the scheme， the implementation and application suggestions are put forward to provide reference for the development of intelligent operation and maintenance direction of rail transit.

Keywords： rail transit; intelligent operation; metro depot

1 引言

伴隨近年來我國城市軌道交通的快速發(fā)展，國內(nèi)軌道交通運(yùn)營里程的不斷提高，越來越多的城市軌道交通進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營階段。軌道交通飛速發(fā)展的同時(shí)，也帶給建設(shè)單位和運(yùn)營單位巨大的挑戰(zhàn)。應(yīng)對當(dāng)前形勢，智能運(yùn)維技術(shù)的發(fā)展為解決建設(shè)與運(yùn)營的壓力帶來了契機(jī)。

智能運(yùn)維技術(shù)的發(fā)展已成為各軌道交通建設(shè)單位的當(dāng)務(wù)之急。此外，國家層面也高度重視城市軌道交通行業(yè)智能化的發(fā)展，“十四五”規(guī)劃綱要中強(qiáng)調(diào)，加快建設(shè)交通強(qiáng)國，深入實(shí)施智能制造，推動先進(jìn)軌道交通裝備產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。因此，迫切需要加快智能運(yùn)維技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用。

車輛基地作為保證地鐵正常運(yùn)營的維護(hù)和檢修基地，涉及的專業(yè)眾多，車輛基地內(nèi)各機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)綜合集成度高、技術(shù)先進(jìn)且復(fù)雜，智能運(yùn)維技術(shù)在車輛基地的應(yīng)用對整個(gè)地鐵線路的正常運(yùn)營具有舉足輕重的作用。

2 車輛基地智能運(yùn)維現(xiàn)狀

隨著各城市地鐵運(yùn)營線路的增加，對車輛基地運(yùn)維的要求也不斷提高，目前各地軌道交通建設(shè)過程中車輛基地運(yùn)維管理方面存在下述相關(guān)問題：

（1）不同線路車輛基地之間分別進(jìn)行運(yùn)維管理，信息數(shù)據(jù)交互性低，開放性差，缺少集成管理。

（2）各綜合系統(tǒng)及設(shè)備間數(shù)據(jù)信息存在較大差異，互通性低。

（3）技術(shù)應(yīng)用相對陳舊，系統(tǒng)、設(shè)備智能化程度低。

除此之外，行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)仍較為普遍采用傳統(tǒng)維修模式，日常運(yùn)維工作仍采用以人工為主的作業(yè)方式。工作效率低，運(yùn)維成本高，運(yùn)維數(shù)據(jù)采集精度低，無法滿足現(xiàn)階段越來越高的智能運(yùn)維需求[1]。

具有前沿設(shè)計(jì)理念的車輛基地，需要結(jié)合設(shè)備設(shè)施“狀態(tài)修”模式的發(fā)展，利用大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)手段，通過對車輛、設(shè)備設(shè)施及檢修數(shù)據(jù)的采集，以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)車輛基地運(yùn)維管理的精細(xì)化。同時(shí)，通過對各類數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)與分析，還可幫助決策層和管理層指導(dǎo)后續(xù)項(xiàng)目管理及新線建設(shè)[2]。

3車輛基地智能運(yùn)維設(shè)計(jì)方案

車輛基地智能運(yùn)維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是搭建智能運(yùn)維大數(shù)據(jù)平臺，大數(shù)據(jù)及云計(jì)算的迅猛發(fā)展為智能運(yùn)維的應(yīng)用提供了難得的機(jī)遇。

車輛基地智能運(yùn)維設(shè)計(jì)的核心主要是整合利用車輛、設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、故障信息、管理數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等綜合數(shù)據(jù)信息，通過大數(shù)據(jù)云平臺、智能計(jì)算和人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛基地運(yùn)維管理的智能化。主要涉及以下幾個(gè)方面：

3.1設(shè)備智能化監(jiān)測

車輛基地作為保證地鐵正常運(yùn)營的后勤基地，包含車輛段、綜合維修中心、物資總庫及培訓(xùn)中心以及必要的辦公、生活設(shè)施等。車輛基地各建筑物內(nèi)涉及各類綜合機(jī)電設(shè)備，如空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備、給排水系統(tǒng)設(shè)備、電力設(shè)備、綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、電梯設(shè)備等。這些機(jī)電設(shè)備種類多、分散廣，但設(shè)備及系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)方式基本類似，設(shè)備智能化監(jiān)測可收集、記錄、保存及管理相關(guān)系統(tǒng)的重要信息和數(shù)據(jù)，以達(dá)到提高運(yùn)行效率，保證各系統(tǒng)正常工作的目的。

3.2在線數(shù)據(jù)采集分析

安全行車是地鐵運(yùn)營的基本要求，行車過程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)有著重要的參考和指導(dǎo)意義。通過在線數(shù)據(jù)的采集，可在不影響行車安全的前提下，準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的采集各項(xiàng)關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)。在線數(shù)據(jù)采集主要包括車載數(shù)據(jù)采集分析和軌旁數(shù)據(jù)采集分析。

結(jié)合國內(nèi)實(shí)際應(yīng)用及發(fā)展趨勢，車載數(shù)據(jù)采集技術(shù)已日漸成熟，如車門故障采集系統(tǒng)、走行部診斷系統(tǒng)、空調(diào)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、蓄電池狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、弓網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、輔助供電狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、軸溫監(jiān)測系統(tǒng)等。但與此同時(shí)，各監(jiān)測系統(tǒng)存在相對獨(dú)立、數(shù)據(jù)分散等問題，采集數(shù)據(jù)缺乏共享與關(guān)聯(lián)，無法發(fā)揮各類數(shù)據(jù)的有效性。

軌旁數(shù)據(jù)采集主要通過視覺檢測、圖像對比、激光測量、超聲波或紅外探測等方式完成。車輛通過軌旁數(shù)據(jù)采集設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)對車底、車身、車頂、輪對、受電弓、電機(jī)等各部件進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)采集。

通過智能運(yùn)維系統(tǒng)的搭建，可將各系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析處理，加強(qiáng)數(shù)據(jù)溝通及共享，并進(jìn)一步完成智能診斷及評估[3]。

3.3智能化檢修

隨著地鐵檢修作業(yè)的復(fù)雜化、精細(xì)化，現(xiàn)階段對檢修作業(yè)提出了更高的要求，智能化檢修主要通過采用智能檢修設(shè)備、優(yōu)化檢修工藝等措施，提高地鐵各項(xiàng)檢修作業(yè)的工作效率，降低維修成本，主要包括用于日檢車底車側(cè)檢查的智能巡檢機(jī)器人、可實(shí)現(xiàn)節(jié)拍化生產(chǎn)的智能檢修流水線、適用于惡劣環(huán)境的智能車底吹掃設(shè)備、可實(shí)現(xiàn)精確控制的智能裝配流水線等設(shè)備。

3.4智能化信息管理

智能化信息管理是通過運(yùn)營大數(shù)據(jù)融合和智能算法，對車輛基地進(jìn)行一體化運(yùn)作管理，包括提高作業(yè)效率的智能調(diào)度管理系統(tǒng)、提高安全防護(hù)作業(yè)等級的智能安全防護(hù)系統(tǒng)、提高檢修效率的智能檢修信息系統(tǒng)、完善物料管理的物料管理系統(tǒng)等。

4車輛基地智能運(yùn)應(yīng)用實(shí)施方案

車輛基地智能運(yùn)維系統(tǒng)的實(shí)施是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)并非一日之功。其功能的實(shí)現(xiàn)是從信息化到智能化不斷完善的過程。智能運(yùn)維的實(shí)現(xiàn)需要有大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及原始資料的累積，同時(shí)系統(tǒng)的硬件設(shè)施投入也需要結(jié)合全線及線網(wǎng)的規(guī)劃統(tǒng)籌考慮。綜合現(xiàn)階段各地的發(fā)展趨勢，車輛基地智能運(yùn)維的實(shí)施可以分為以下幾個(gè)過程：

4.1基礎(chǔ)平臺的建設(shè)

軌道交通各個(gè)系統(tǒng)間每天產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，將這些數(shù)據(jù)有效采集并存儲分析，是車輛基地智能運(yùn)維的基礎(chǔ)。車輛基地智能運(yùn)維基礎(chǔ)平臺的建設(shè)可通過大數(shù)據(jù)分析，將各系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息完成相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互、共享等。

通過建立一個(gè)基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)云平臺，可對各專業(yè)系統(tǒng)采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗及統(tǒng)計(jì)，篩選有價(jià)值信息為智能運(yùn)維系統(tǒng)提供評價(jià)依據(jù)，如圖3所示。

4.2信息化管理

信息化管理是建立在基礎(chǔ)平臺之上，依靠先進(jìn)的、智能的以及符合運(yùn)營管理需求的相應(yīng)系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)車輛基地不同專業(yè)、部門之間的統(tǒng)籌管理。

通過智能調(diào)度管理系統(tǒng)可解決車輛基地作業(yè)效率低，專業(yè)數(shù)據(jù)孤立等問題。系統(tǒng)可將傳統(tǒng)的分散調(diào)度與控制轉(zhuǎn)變?yōu)榧姓{(diào)度與控制，保障人員與車輛在各場景下的安全作業(yè)與運(yùn)行。

通過智能安全防護(hù)系統(tǒng)可解決車輛基地內(nèi)生產(chǎn)作業(yè)的安全防護(hù)、停送電防護(hù)、登頂作業(yè)防護(hù)及遠(yuǎn)程請銷點(diǎn)等問題。系統(tǒng)可整合綜合監(jiān)控、門禁、接觸網(wǎng)、信號、檢修、保潔等不同專業(yè)信息，結(jié)合混合作業(yè)時(shí)信息閉塞、紊亂問題，將調(diào)度所需的設(shè)備、人員、車輛等信息實(shí)時(shí)反饋至調(diào)度中心， 實(shí)現(xiàn)各專業(yè)作業(yè)過程中的信息互通。

通過智能檢修系統(tǒng)可將車輛基地內(nèi)的車輛及重要工藝設(shè)備，以信息化技術(shù)為紐帶，整合自動化作業(yè)設(shè)備及健康分析系統(tǒng)，形成符合自動化檢修模式的管理信息系統(tǒng)。

通過智能物料管理系統(tǒng)可完善工器具、物料的日常管理，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口，實(shí)現(xiàn)與物資管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)的無縫衍接及集成。

4.3車輛基地智能運(yùn)維

車輛基地智能運(yùn)維的實(shí)現(xiàn)是整個(gè)地鐵智能運(yùn)維系統(tǒng)的重要組成部分，伴隨數(shù)據(jù)的累積、設(shè)備及車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可通過互聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)的技術(shù)完成各運(yùn)維場景的智能化，運(yùn)營人員可不再以發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的傳統(tǒng)模式為目標(biāo)模式，轉(zhuǎn)而關(guān)注于設(shè)備及車輛的運(yùn)營狀態(tài)，進(jìn)一步研究并完善運(yùn)維需求，豐富智能運(yùn)維系統(tǒng)的深度及廣度[4]。

5結(jié)論

在軌道交通智能化的建設(shè)過程中，車輛基地智能運(yùn)維更加貼合實(shí)際運(yùn)營生產(chǎn)管理，不僅可以實(shí)現(xiàn)對車輛、設(shè)備運(yùn)維工作的全程監(jiān)管，還可以實(shí)現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)資料的規(guī)范統(tǒng)一，幫助設(shè)備管理、運(yùn)營檢修過程中的信息共享，解決欠修和過修的問題，提高設(shè)備的利用率，降低運(yùn)營維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]Zhang Y X， Zhang B S. Design of Intelligent Opeartion and Maintenance System for Urban Rail Transit Network[J]. Railway Communication Signal Engineering Technology， 2020， 10（17）： 58-62. （張義鑫， 張炳森. 軌道交通線網(wǎng)智能運(yùn)維系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案思考[J]. 鐵路通信信號工程技術(shù)， 2020， 10（17）： 58-62.）

[2]Cao Y， Zhang Y W，Gong Y. Subway Vehicle Intelligent Opeartion and Maintenance Mode Based on Big Data and Cloud Computing[J]. Urban Mass Transit， 2020， 04（20）： 69-73. （曹勇， 張玉文， 龔燕. 基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的車輛智能運(yùn)維模式[J]. 城市軌道交通研究， 2020， 04（20）： 69-73.）

[3]Guo Z K， Zhang Y B， Wang L. Application of Depot Intelligent Control System in Subway Maintenance[J]. Urban Rapid Rail Transit， 2019， 32（3）： 19-38. （郭澤闊， 張艷兵， 王璐. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧運(yùn)維在地鐵車輛段的應(yīng)用[J]. 都市快軌交通， 2019， 32（3）： 19-38.）

[4]Pang Y;Zhu W W;Zhu C C. Research on Intelligent Diagnosis Technology for Urban Rail Transit Vehicle[J]. Urban Mass Transit， 2019，S2： 39-42.（龐穎， 朱微維， 朱串串. 城市軌道交通車輛基地智能診斷技術(shù)研究[J]. 城市軌道交通研究， 2019，S2： 39-42.）