付國(guó)平，楊明輝，郭正海

（杭州市地鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司 運(yùn)營(yíng)分公司，浙江 杭州 310017）

0 引言

截至2021年6月，中國(guó)內(nèi)地累計(jì)有48個(gè)城市開(kāi)通城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線路8 258.81 km，城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)模和客流規(guī)模均居世界第一［1‐2］。杭州地鐵目前已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)9 條線路，線網(wǎng)總里程323 km，運(yùn)營(yíng)車(chē)站175座，線網(wǎng)日均客運(yùn)量292萬(wàn)人次。在建線路7條（延伸4條、新建3 條），共193 km，計(jì)劃2022 年亞運(yùn)會(huì)前全部開(kāi)通，屆時(shí)將形成包含12 條線路、263 座車(chē)站，總長(zhǎng)516 km的城市軌道交通骨干網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)行的軌道交通車(chē)輛維護(hù)方案來(lái)源于國(guó)家鐵路的定修方案，即按照年限和里程數(shù)制定維修計(jì)劃進(jìn)行預(yù)防性維修，其檢修過(guò)程主要依賴人工作業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)行的地鐵列車(chē)檢修模式下，車(chē)輛生命周期內(nèi)的維護(hù)費(fèi)用約占地鐵車(chē)輛總投資費(fèi)用的60%～70%。

目前，杭州地鐵列車(chē)運(yùn)維模式同樣以人工為主，對(duì)目視、手動(dòng)等檢查方式的修程尚無(wú)有效把控手段［3‐4］，列車(chē)維修工作量大、時(shí)間窗口少，檢修員工素質(zhì)技能和工作狀態(tài)對(duì)列車(chē)維護(hù)質(zhì)量存在一定的影響，且列車(chē)全生命周期成本居高不下［5‐8］。因此，亟須對(duì)列車(chē)運(yùn)維質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、集中調(diào)度進(jìn)行研究，搭建適用于杭州地鐵的智能運(yùn)維平臺(tái)，以降低正線故障率，提高檢修效率與列車(chē)運(yùn)行安全水平，打造智慧地鐵［9‐10］。

本文闡述了杭州地鐵車(chē)輛智能運(yùn)維系統(tǒng)總體方案，對(duì)各子系統(tǒng)功能、涉及的關(guān)鍵技術(shù)以及整體系統(tǒng)的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹，并基于當(dāng)前系統(tǒng)存在的不足，提出進(jìn)一步深化研究的實(shí)施思路。

1 杭州地鐵車(chē)輛智能運(yùn)維體系

車(chē)輛智能運(yùn)維系統(tǒng)具有復(fù)雜度高、設(shè)備分布廣，智能化程度高等特點(diǎn)，一般覆蓋“車(chē)載監(jiān)測(cè)-軌旁監(jiān)測(cè)-健康管理-檢修管理”4 大板塊。結(jié)合杭州地鐵的基礎(chǔ)與現(xiàn)實(shí)需求，杭州地鐵構(gòu)建了“1+4+N體系”作為車(chē)輛智能運(yùn)維系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，即1 個(gè)智能運(yùn)維平臺(tái)、4 個(gè)核心子系統(tǒng)和N個(gè)執(zhí)行模塊，如圖1所示。其通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理、檢修運(yùn)維等技術(shù)應(yīng)用，創(chuàng)新檢修運(yùn)維服務(wù)新模式，保障列車(chē)安全運(yùn)行，提升運(yùn)維服務(wù)效率。

圖1 杭州地鐵車(chē)輛智能運(yùn)維體系Fig. 1 Intelligent operation and maintenance system for Hangzhou Metro vehicles

該智能運(yùn)維體系由智能運(yùn)維平臺(tái)、車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、軌旁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、運(yùn)維支持系統(tǒng)和智能檢修系統(tǒng)組成，具有以下功能特點(diǎn)：（1）打造了車(chē)載監(jiān)測(cè)和軌旁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用故障診斷與預(yù)警、圖像識(shí)別等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)輛狀態(tài)信息的全方位采集和車(chē)輛外觀的自動(dòng)化檢測(cè)；（2）通過(guò)構(gòu)建統(tǒng)一的列車(chē)智能運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類(lèi)型的監(jiān)測(cè)/檢測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、存儲(chǔ)，并結(jié)合不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的具體需求，在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)平臺(tái)上構(gòu)建數(shù)據(jù)中臺(tái)和業(yè)務(wù)中臺(tái)，為N個(gè)執(zhí)行模塊提供快速、便捷的數(shù)據(jù)服務(wù)支持；（3）以車(chē)輛智能運(yùn)維平臺(tái)為數(shù)字底座，通過(guò)運(yùn)維支持系統(tǒng)和智能檢修系統(tǒng)，打造車(chē)輛正線運(yùn)行、設(shè)備狀態(tài)平臺(tái)、檢修計(jì)劃管理等面向一線作業(yè)人員的具體功能，實(shí)現(xiàn)了基于車(chē)輛檢修業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流的人與系統(tǒng)、系統(tǒng)與系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)。

1.1 智能運(yùn)維平臺(tái)

智能運(yùn)維平臺(tái)為整個(gè)運(yùn)維系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，其以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)共享等技術(shù)實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)題數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)接入規(guī)范和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)調(diào)用規(guī)范，支持海量、高頻、大并發(fā)數(shù)據(jù)流的接收、解析、存儲(chǔ)和查詢。杭州地鐵智能運(yùn)維平臺(tái)通過(guò)核心交換機(jī)組織連接各個(gè)服務(wù)器，形成大數(shù)據(jù)平臺(tái)與應(yīng)用服務(wù)器（虛擬化服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器）數(shù)據(jù)的高速傳輸；采用千兆交換機(jī)作為服務(wù)器日常管理接口，以防火墻實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)隔離，結(jié)合軟件防護(hù)措施，滿足信號(hào)系統(tǒng)邊界防護(hù)要求及其各專(zhuān)業(yè)的安全要求，其硬件架構(gòu)如圖2所示。

圖2 智能運(yùn)維平臺(tái)硬件構(gòu)架Fig.2 Hardware architecture of the intelligent operation and maintenance platform

1.2 車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、走行部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、車(chē)門(mén)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)，主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)整車(chē)及網(wǎng)絡(luò)、弓網(wǎng)、牽引、制動(dòng)、走行部、空調(diào)、車(chē)門(mén)等關(guān)鍵子系統(tǒng)的狀態(tài)感知及診斷預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)控，降低正線故障率并指導(dǎo)精準(zhǔn)檢修排故。杭州地鐵目前已安裝車(chē)門(mén)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和走行部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

（1）車(chē)門(mén)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在地鐵車(chē)輛運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，車(chē)門(mén)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集電機(jī)電流、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角等狀態(tài)參數(shù)信息，分析不同狀態(tài)因素影響下車(chē)門(mén)表征數(shù)據(jù)指標(biāo)偏差產(chǎn)生機(jī)理并提供消除方法；從大數(shù)據(jù)中提煉車(chē)門(mén)健康狀態(tài)演變規(guī)律，通過(guò)比較不同算法獲得規(guī)律的差異性并不斷優(yōu)化算法，從而實(shí)現(xiàn)地鐵車(chē)門(mén)故障診斷預(yù)警，項(xiàng)點(diǎn)如表1所示。

表1 車(chē)門(mén)系統(tǒng)故障預(yù)警項(xiàng)點(diǎn)Tab.1 Door system failure warning items

（2）弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由主防護(hù)罩、補(bǔ)光燈及法蘭構(gòu)成，被安裝于Mp 車(chē)車(chē)頂受電弓平臺(tái)，位于受電弓和空調(diào)機(jī)組之間，具有圖像數(shù)據(jù)采集、車(chē)地通信及補(bǔ)光等功能。通過(guò)弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)并判斷接觸網(wǎng)導(dǎo)線拉高、接觸網(wǎng)拉出超限、弓網(wǎng)燃弧和弓網(wǎng)超溫等異常狀態(tài)，其監(jiān)測(cè)項(xiàng)點(diǎn)見(jiàn)表2。

表2 弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)點(diǎn)Tab.2 Pantograph and catenary monitoring items

（3）走行部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

走行部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在走行部關(guān)鍵部件上安裝復(fù)合傳感器，同時(shí)檢測(cè)列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的沖擊、振動(dòng)和溫度信息。系統(tǒng)基于廣義共振與共振解調(diào)的故障診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)走行部關(guān)鍵部件的在線實(shí)時(shí)診斷，支持早期故障預(yù)警及分級(jí)預(yù)警，以準(zhǔn)確指導(dǎo)列車(chē)的運(yùn)用和維修。其監(jiān)測(cè)項(xiàng)點(diǎn)見(jiàn)表3。

表3 走行部監(jiān)測(cè)項(xiàng)點(diǎn)Tab.3 Running gear monitoring items

1.3 軌旁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

軌旁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)在線的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能，主要包括輪對(duì)-受電弓在線監(jiān)測(cè)、列車(chē)檢修機(jī)器人車(chē)底監(jiān)測(cè)和360°動(dòng)態(tài)圖像智能監(jiān)測(cè)等。其通過(guò)各類(lèi)軌旁、庫(kù)內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)的功能互補(bǔ)及數(shù)據(jù)融合實(shí)現(xiàn)地鐵車(chē)輛車(chē)底、車(chē)頂、車(chē)側(cè)檢修項(xiàng)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)及多角度檢測(cè)，滿足檢修項(xiàng)點(diǎn)多范圍覆蓋需求，節(jié)省列車(chē)日檢的人力成本和時(shí)間成本。

（1）輪對(duì)-受電弓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

受電弓車(chē)頂監(jiān)測(cè)部分實(shí)時(shí)對(duì)受電弓功能參數(shù)和磨耗情況進(jìn)行監(jiān)控，判斷車(chē)頂是否有異物侵入，不間斷地反饋受電弓工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。輪對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)部分通過(guò)3D掃描、探傷技術(shù)，對(duì)輪對(duì)輪緣高度、厚度、QR值、內(nèi)側(cè)距和車(chē)輪直徑等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，將輪對(duì)磨耗和損傷情況等信息傳遞給運(yùn)維支持平臺(tái)。

（2）列車(chē)檢修機(jī)器人

列車(chē)檢修機(jī)器人應(yīng)用SLAM（即時(shí)定位與地圖構(gòu)建）技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)及激光測(cè)量手段，模擬人工作業(yè)方式對(duì)列車(chē)轉(zhuǎn)向架、車(chē)鉤、各類(lèi)下掛件等進(jìn)行全覆蓋自動(dòng)檢測(cè)，替代巡檢人員完成車(chē)底檢查工作，有效地解決了人工檢修作業(yè)質(zhì)量難以把控、作業(yè)效率難以提升等問(wèn)題。其作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示。

圖3 列車(chē)檢修機(jī)器人作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)Fig.3 Worksite of vehicle inspection robot

（3）360°動(dòng)態(tài)圖像智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

軌旁監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了360°動(dòng)態(tài)圖像智能監(jiān)測(cè)替代人工檢查，通過(guò)采集車(chē)底、車(chē)側(cè)可視部位的高清圖像，應(yīng)用HTM（層次時(shí)間記憶）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模式識(shí)別、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全車(chē)可視部件異常的自動(dòng)分析和預(yù)警，有效地解決了人工檢修效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大和人力成本高等問(wèn)題。

1.4 運(yùn)維支持系統(tǒng)

運(yùn)維支持系統(tǒng)主要包括車(chē)輛健康管理、列車(chē)實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢及維護(hù)管理等功能，通過(guò)建立列車(chē)智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)監(jiān)控界面，直觀展示列車(chē)運(yùn)營(yíng)狀態(tài)、健康狀態(tài)、維修決策及部件更換建議等主要信息，當(dāng)車(chē)輛出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)立即發(fā)送報(bào)警信號(hào)至車(chē)輛段調(diào)度中心（DCC）大屏幕，使得運(yùn)維人員可全面掌控列車(chē)運(yùn)營(yíng)情況。其具體功能如下：

（1）運(yùn)營(yíng)管理。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視單線路狀態(tài)和單車(chē)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)不同維度的列車(chē)在線故障、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視（如圖4）以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)展示。

圖4 列車(chē)實(shí)時(shí)監(jiān)控界面Fig. 4 Train real‐time monitoring interface

（2）健康管理。系統(tǒng)針對(duì)牽引、輔助、弓網(wǎng)、車(chē)門(mén)、走行部、制動(dòng)、空調(diào)等子系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷預(yù)警及健康評(píng)估，并通過(guò)數(shù)據(jù)整合實(shí)現(xiàn)整車(chē)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

（3）維護(hù)管理。實(shí)現(xiàn)列車(chē)各系統(tǒng)軟件自動(dòng)維護(hù)，并對(duì)異常狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警提示。

（4）數(shù)據(jù)分析。系統(tǒng)支持對(duì)故障信息、預(yù)警信息、事件信息、部件壽命、列車(chē)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、篩選及統(tǒng)計(jì)分析，便于技術(shù)人員進(jìn)行報(bào)表編制與數(shù)據(jù)利用。

（5）綜合分析。系統(tǒng)提供線路級(jí)的載荷、旅速及能耗分析功能。

（6）規(guī)則引擎。系統(tǒng)提供智能化機(jī)器學(xué)習(xí)手段與圖形化編輯方法，支撐技術(shù)人員快速進(jìn)行診斷、分析規(guī)則的自定義創(chuàng)建，并結(jié)合平臺(tái)數(shù)據(jù)執(zhí)行規(guī)則運(yùn)算。

1.5 智能檢修系統(tǒng)

智能檢修系統(tǒng)基于容器微服務(wù)和Activiti7流程引擎，構(gòu)建了以檢修作業(yè)編制、生產(chǎn)調(diào)度管理以及檢修作業(yè)管理為核心的功能框架，主要具備生產(chǎn)調(diào)度管理、檢修作業(yè)管理、履歷管理和資產(chǎn)管理等功能，具體如下：

（1）檢修作業(yè)總覽。系統(tǒng)以餅狀圖、柱狀圖、指標(biāo)卡、橫向柱圖及表格等多元化形式實(shí)時(shí)展示檢修任務(wù)總體進(jìn)展情況。

（2）生產(chǎn)調(diào)度管理。系統(tǒng)提供列車(chē)的檢修計(jì)劃管理，包括日檢計(jì)劃、均衡修計(jì)劃、普查計(jì)劃、技改計(jì)劃、洗車(chē)及保潔計(jì)劃；結(jié)合檢修計(jì)劃及完成情況，自動(dòng)生成收發(fā)車(chē)計(jì)劃，并根據(jù)股道排定規(guī)則自動(dòng)預(yù)排股道；結(jié)合車(chē)輛故障情況、車(chē)輛檢修維護(hù)情況、次日生產(chǎn)計(jì)劃等，自動(dòng)確定具備上線運(yùn)行的良好列車(chē)；根據(jù)檢修工單自動(dòng)預(yù)填請(qǐng)點(diǎn)申請(qǐng)單，并由班組人員進(jìn)行調(diào)整確認(rèn)。

（3）檢修作業(yè)管理。系統(tǒng)結(jié)合檢修計(jì)劃、收發(fā)車(chē)計(jì)劃自動(dòng)生成檢修工單，并根據(jù)排班情況自動(dòng)預(yù)分配檢修班組（支持人工調(diào)整）；結(jié)合修程及工藝的要求，根據(jù)任務(wù)單的類(lèi)型自動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)作業(yè)內(nèi)容及時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求；支持按車(chē)廂、部件、類(lèi)型、等級(jí)等對(duì)故障進(jìn)行分類(lèi)展示，可查詢歷史故障，可按月、季度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)慣性故障，為普查整改提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

（4）履歷管理。將車(chē)輛結(jié)構(gòu)按照系統(tǒng)、子系統(tǒng)、模塊、部件、子部件進(jìn)行分級(jí)分類(lèi)，可查看車(chē)輛完整層次結(jié)構(gòu)；查看車(chē)輛履歷，履歷內(nèi)容包括微機(jī)軟件版本變更記錄、關(guān)鍵部件更換記錄、維修動(dòng)態(tài)記錄、重大故障及事故處理情況、技術(shù)改造及國(guó)產(chǎn)化記載、特別記載等。

（5）資產(chǎn)管理。連接智能物料箱數(shù)據(jù)，并對(duì)工器具、消耗品和?；返冗M(jìn)行編碼與分類(lèi)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛檢修現(xiàn)場(chǎng)常用的備件管理，以及全過(guò)程的信息流轉(zhuǎn)與管控。

2 智能運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用情況

基于上述“1+4+N”車(chē)輛智能運(yùn)維體系建設(shè)思路，杭州地鐵已初步完成車(chē)輛智能運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)，并在車(chē)輛正線監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警及日檢自動(dòng)化等方面取得了一定成果：

（1）實(shí)現(xiàn)了對(duì)全線和單車(chē)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可對(duì)正線關(guān)鍵故障進(jìn)行分解，支撐正線應(yīng)急處置。

（2）借助故障預(yù)警與壽命評(píng)估技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)門(mén)、走行部、牽引系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)的故障預(yù)警以及車(chē)輛健康狀態(tài)的評(píng)估，并可通過(guò)圖形化方式展示具體線路下所有車(chē)輛的健康評(píng)分。

（3）在車(chē)底檢修機(jī)器人應(yīng)用方面，已實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在股道間的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，并完成了識(shí)別算法的調(diào)試，即將投入正式應(yīng)用。

3 智能運(yùn)維體系深化研究設(shè)想

車(chē)輛智能運(yùn)維系統(tǒng)是推動(dòng)車(chē)輛從“計(jì)劃修”向“狀態(tài)修”轉(zhuǎn)型的重要工具，但當(dāng)前智能運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)與生產(chǎn)流程的結(jié)合相對(duì)松散，對(duì)檢修相關(guān)數(shù)據(jù)的應(yīng)用仍需進(jìn)一步挖掘。為改善此情況，一方面需要以系統(tǒng)集成為手段，逐步提高日常檢修中的“機(jī)檢比例”，推動(dòng)日檢自動(dòng)化；另一方面需要在運(yùn)維實(shí)踐過(guò)程中積累應(yīng)用數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)等，利用可靠性分析手段探索修程優(yōu)化策略。

3.1 日檢自動(dòng)化

以日檢檢修流程和項(xiàng)點(diǎn)為依托，串聯(lián)智能檢修系統(tǒng)、軌旁檢測(cè)系統(tǒng)、運(yùn)維支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛故障、PHM預(yù)警以及軌旁檢測(cè)等功能的有效整合，并通過(guò)構(gòu)建車(chē)輛自檢模型、優(yōu)化識(shí)別算法等手段進(jìn)一步提升日檢作業(yè)的自動(dòng)化水平。如：（1）基于車(chē)輛狀態(tài)信號(hào)和故障數(shù)據(jù)建立車(chē)內(nèi)功能人工檢測(cè)項(xiàng)點(diǎn)的自動(dòng)化檢測(cè)手段，逐步替代人工作業(yè)（如MVB自檢）；（2）通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證及模型優(yōu)化，提高既有軌旁檢測(cè)系統(tǒng)的識(shí)別準(zhǔn)確度，替代車(chē)外日檢人工作業(yè)；（3）納入地溝內(nèi)作業(yè)的檢修機(jī)器人的檢測(cè)數(shù)據(jù)，以提高車(chē)底檢測(cè)項(xiàng)點(diǎn)覆蓋率，并與360°圖像檢測(cè)裝置檢測(cè)項(xiàng)目形成有效互補(bǔ)；（4）實(shí)現(xiàn)日檢清單電子化，利用運(yùn)維支持系統(tǒng)將各項(xiàng)檢測(cè)信息自動(dòng)化采集填報(bào)，減少人工作業(yè)量。

3.2 修程修制優(yōu)化

利用運(yùn)維支持系統(tǒng)、智能檢修系統(tǒng)完成車(chē)輛運(yùn)維相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與整理，并以車(chē)輛故障數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)等為基礎(chǔ)，基于PHM 在線診斷技術(shù)與壽命評(píng)估技術(shù)，實(shí)現(xiàn)依據(jù)產(chǎn)品狀態(tài)決策定修項(xiàng)點(diǎn)、周期與頻次，依據(jù)壽命預(yù)測(cè)決策換件更新的修程優(yōu)化目標(biāo)。如：（1）開(kāi)展車(chē)輛關(guān)鍵部件PHM技術(shù)研究，優(yōu)化并完善關(guān)鍵部件故障診斷、預(yù)警與狀態(tài)評(píng)估能力，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛關(guān)鍵部件部分檢測(cè)項(xiàng)點(diǎn)替換，并融入檢修作業(yè)內(nèi)容；（2）以關(guān)鍵部件故障為線索，梳理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)樹(shù)及故障樹(shù)，并針對(duì)各自部件開(kāi)展失效模式分析（DFEMA），得到系統(tǒng)故障原因、對(duì)應(yīng)的部件故障模式，以及部件故障模式對(duì)應(yīng)的所有維修工作類(lèi)型，并建立針對(duì)每個(gè)故障原因的維修決斷邏輯；（3）依據(jù)檢修數(shù)據(jù)和加速壽命試驗(yàn)結(jié)果確定部件的壽命預(yù)測(cè)曲線，根據(jù)壽命預(yù)測(cè)曲線及設(shè)備可靠性指標(biāo)確定各種維修類(lèi)型的間隔，包括保養(yǎng)維修間隔、檢查潛在故障的維修間隔、定期更換和定期維修的時(shí)間間隔。

4 結(jié)語(yǔ)

為了推進(jìn)軌道交通行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)地鐵車(chē)輛基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的預(yù)防性維修技術(shù)的發(fā)展，需要開(kāi)展車(chē)輛專(zhuān)業(yè)智能運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)。杭州地鐵智能運(yùn)維系統(tǒng)以“1+4+N體系”為智能運(yùn)維系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，車(chē)載和軌旁監(jiān)測(cè)設(shè)備負(fù)責(zé)前端車(chē)輛各項(xiàng)數(shù)據(jù)的感知與采集，運(yùn)維支持平臺(tái)接收相關(guān)數(shù)據(jù)并對(duì)車(chē)輛各系統(tǒng)進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能檢修系統(tǒng)提供檢修人員維修指導(dǎo)方案并加強(qiáng)維修人員和物料的過(guò)程管理，提升了地鐵運(yùn)營(yíng)維護(hù)的質(zhì)量。但受限于通信條件、建設(shè)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)成熟度等多方面因素，當(dāng)前系統(tǒng)仍然存在故障診斷、預(yù)警覆蓋面不足、技術(shù)與業(yè)務(wù)綁定程度不深等問(wèn)題，后續(xù)需通過(guò)構(gòu)建車(chē)輛自檢模型優(yōu)化識(shí)別算法、視頻識(shí)別等手段進(jìn)一步提升日檢作業(yè)的自動(dòng)化替代水平，并基于PHM 在線診斷技術(shù)與壽命評(píng)估技術(shù)優(yōu)化修程修制。