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        地鐵車輛智能檢修可行性研究

        2018-05-26 09:54:10李崗
        山東工業(yè)技術(shù) 2018年9期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)檢測(cè)

        李崗

        摘 要:隨著我國(guó)城市軌道交通的蓬勃發(fā)展,國(guó)家對(duì)現(xiàn)代軌道交通技術(shù)研發(fā)不斷加大投入,在車輛段配置了大量的現(xiàn)代化檢修設(shè)備及系統(tǒng)用于輔助列車檢修。在先前的智慧運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)上,一些公司研制出了軌道車輛智能檢修系統(tǒng);其采用先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、和列車仿真模擬檢測(cè)等技術(shù),以人工模擬作業(yè)方式對(duì)列車底部、轉(zhuǎn)向架等可視零部件進(jìn)行靈活多角度的自動(dòng)檢測(cè),高效解決動(dòng)車組一級(jí)修和城軌電客車日列檢人工作業(yè)存在的問(wèn)題。

        關(guān)鍵詞:智能檢修;模擬檢測(cè);自動(dòng)檢測(cè)

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.055

        1 地鐵車輛檢修目前形勢(shì)

        車輛檢修是保證地鐵交通安全平穩(wěn)運(yùn)行的必要保障。對(duì)地鐵車輛開(kāi)展合理的檢修在提高乘客舒適度和降低運(yùn)營(yíng)成本等方面具有十分重要的意義。

        地鐵車輛的計(jì)劃?rùn)z修按照時(shí)間劃分,包括:廠修、架修、定修、月修和日檢5類。日檢檢修時(shí)間間隔為1日、月修為1月、定修為1年(也稱年檢)、架修一般為5年、廠修10年[1]。

        隨著我國(guó)城市軌道交通快速發(fā)展,未來(lái)4年中,全國(guó)有超過(guò)3000公里地鐵將會(huì)修建完畢并投入使用,同期人才缺口有近20萬(wàn)。計(jì)劃?rùn)z修是減少地鐵車輛故障的一種預(yù)防性檢修措施,需要大量作業(yè)人員。

        現(xiàn)在,車輛檢修人員主要來(lái)源于國(guó)鐵、其他地鐵公司、高校畢業(yè)生和軌道交通設(shè)備廠家跳槽等,相關(guān)人員需求量大。全國(guó)已經(jīng)開(kāi)通或即將開(kāi)通軌道交通的城市,每年都有軌道交通新員工招收計(jì)劃。招聘主要有兩種途徑:社會(huì)招聘和校園招聘。社會(huì)招聘的人員具有工作經(jīng)驗(yàn),稍加培訓(xùn)即可上手工作。校園招聘人員剛從學(xué)校畢業(yè),實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)欠缺,需要花費(fèi)時(shí)間和精力培訓(xùn)。目前,計(jì)劃?rùn)z修主要通過(guò)作業(yè)人員目測(cè)、耳聽(tīng)、鼻嗅等主觀地檢測(cè)列車發(fā)現(xiàn)故障,由于人身體和精神狀態(tài)等有變化,檢測(cè)質(zhì)量會(huì)降低。當(dāng)作業(yè)人員疲憊時(shí),檢測(cè)質(zhì)量下降的明顯,會(huì)出現(xiàn)漏檢,主觀判斷性強(qiáng),檢測(cè)效率降低,作業(yè)人員自身安全性也不能得到切實(shí)保障。另外,由于檢修人員能力和綜合素質(zhì)等不同,檢修質(zhì)量也參差不齊。

        2 運(yùn)維雛形

        根據(jù)地鐵行業(yè)車輛檢修的現(xiàn)狀和作業(yè)人員來(lái)源,對(duì)于計(jì)劃?rùn)z修依靠作業(yè)人員主觀判斷故障,需要找到新的方法提升檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)效率,也保證作業(yè)人員的安全性。為了提升檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)效率,近年來(lái)國(guó)家對(duì)現(xiàn)代軌道交通技術(shù)研發(fā)不斷加大投入,在車輛段配置了大量的現(xiàn)代化檢修設(shè)備及系統(tǒng)用于輔助列車檢修。但段內(nèi)檢修設(shè)備和系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化、智能化程度較低。檢修產(chǎn)品線缺少自動(dòng)化、智能化裝備以提高作業(yè)效率。這就需要通過(guò)技術(shù)手段改進(jìn)車輛檢修管理水平,智慧運(yùn)維的維保思路應(yīng)運(yùn)而生。隨著軌道交通檢修領(lǐng)域的智能化也在蓬勃發(fā)展,一些地鐵公司和軌道交通設(shè)備廠家也應(yīng)用和研發(fā)出了智能檢修系統(tǒng)設(shè)備。比如一些地鐵應(yīng)用的弓網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng),由車頂?shù)母咚贁?shù)字相機(jī)、受電弓近側(cè)監(jiān)控相機(jī)、照明及定位電子標(biāo)簽構(gòu)成;建立一套完善的弓網(wǎng)關(guān)系評(píng)價(jià)體系,數(shù)據(jù)分析等技術(shù)改變現(xiàn)有設(shè)備維修模式,促進(jìn)管理水平的不斷提高。另外一些地鐵采用“輪對(duì)踏面動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)”采用非接觸式圖像測(cè)量技術(shù)、高精度位移測(cè)量技術(shù),對(duì)地鐵車輛走行部進(jìn)行監(jiān)測(cè),并具備系統(tǒng)自檢、數(shù)據(jù)通訊及數(shù)據(jù)管理功能,自動(dòng)判別通過(guò)車輛的踏面尺寸超差、踏面擦傷故障等,并能自動(dòng)判別列車運(yùn)行方向、自動(dòng)識(shí)別列車車號(hào)、自動(dòng)測(cè)速和自動(dòng)計(jì)輛計(jì)軸。

        3 車輛智能檢修

        為了適應(yīng)軌道交通網(wǎng)絡(luò)化大發(fā)展的需求,一些地鐵通過(guò)進(jìn)一步豐富和強(qiáng)化本公司地鐵列車信息化手段,建設(shè)了一套車輛智能專家支持平臺(tái),以車地?zé)o線數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)點(diǎn)巡檢系統(tǒng)、在線鷹眼平臺(tái)檢修可視化系統(tǒng)、預(yù)警管理系統(tǒng),保障車輛的安全運(yùn)營(yíng)。通過(guò)列車運(yùn)行大數(shù)據(jù)的積累,讓列車與人“對(duì)話”。就是在這種情況下提出了車輛智能檢修系統(tǒng)。一些車輛廠設(shè)計(jì)該系統(tǒng)包括控制中心和圖像采集機(jī)器人兩大部分,控制中心收集整理采集的圖像、調(diào)度整個(gè)檢查工作過(guò)程;當(dāng)列車入庫(kù)進(jìn)行檢修時(shí),啟動(dòng)圖像采集機(jī)器人進(jìn)行自檢,機(jī)器人勻速前行到達(dá)車頭位置時(shí),機(jī)器人自動(dòng)對(duì)車輛底部進(jìn)行圖像檢測(cè),采集車底圖片;當(dāng)機(jī)器人到達(dá)車尾定點(diǎn)位置后,機(jī)器人伸出機(jī)器手臂并逆向行駛,機(jī)器人發(fā)出的激光定位到轉(zhuǎn)向架位置后,機(jī)械臂按照預(yù)定設(shè)計(jì)進(jìn)入轉(zhuǎn)向架和車輛底部的狹窄空間,開(kāi)始采集列車關(guān)鍵部位圖片,同時(shí)在機(jī)械手臂隨著機(jī)器人前行采集圖片時(shí),機(jī)器人自動(dòng)開(kāi)啟面陣相機(jī),進(jìn)行更為詳實(shí)的底部高清拍攝。該智能檢修系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)人工作業(yè),可增加40%以上的檢修范圍,降低漏檢率,提高檢修效率。一些專業(yè)從事機(jī)器人研究的單位已經(jīng)研究出列車檢修機(jī)器人,其檢修設(shè)備列車采集信息會(huì)實(shí)時(shí)顯示在控制中心顯示器上,采集完成后,機(jī)器人自動(dòng)回復(fù)至初始位置并關(guān)機(jī),其采用先進(jìn)的雙臂機(jī)器人技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、全自動(dòng)化智能分析定位檢測(cè)技術(shù)和列車仿真模擬檢測(cè)技術(shù)等,以人工模擬作業(yè)方式對(duì)列車底部、轉(zhuǎn)向架等可視零部件進(jìn)行靈活多角度的自動(dòng)檢測(cè),高效解決動(dòng)車組一級(jí)修和城軌電客車日列檢人工作業(yè)存在的問(wèn)題。展示結(jié)果顯示該系統(tǒng)能夠自動(dòng)準(zhǔn)確尋找檢測(cè)目標(biāo)位置并自動(dòng)檢測(cè)目標(biāo)狀態(tài),定位和檢測(cè)精度可達(dá)到0.05mm。該機(jī)輛車底智能巡檢機(jī)器人的投入使用將大大縮短軌道列車的檢修時(shí)間,既減輕了作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度,又提高了檢測(cè)的質(zhì)量和效率,具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的社會(huì)效益。

        4 車輛智能檢修可能存在的問(wèn)題

        地鐵車輛車底沒(méi)有裙擺,所有的零部件都裸露在外面,導(dǎo)致需要檢查的零部件較多,好些螺母位置比較隱蔽,車底檢測(cè)機(jī)器人很難檢測(cè)到,可能導(dǎo)致漏檢漏修的情況出現(xiàn);地鐵車輛在隧道里運(yùn)行,車底灰塵較大,好些防松標(biāo)記可能被油污覆蓋,導(dǎo)致車將機(jī)器人無(wú)法識(shí)別。

        5 結(jié)語(yǔ)

        軌道車輛智能檢修已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。雖然該檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在部分車輛廠和研究單位已經(jīng)研究出軌道車輛智能檢修設(shè)備,雖然功能還不完善,隨著技術(shù)的發(fā)展和隨著實(shí)際運(yùn)用中的技術(shù)改進(jìn),智能檢修必將成為未來(lái)軌道車輛檢修中發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]《城市軌道交通車輛檢修》[J].機(jī)械工業(yè)出版社,第2版,2016.

        [2]冷慶君.城市軌道交通車輛檢修模式及建議[J].機(jī)電傳動(dòng),2011.

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