轨道车辆智能运维技术发展及应用现状

轨道车辆智能运维技术发展及应用现状铁橡栎
摘要:车辆运营过程中,受到车辆自重和载重力、运行中的冲击和振动等载荷作用及运行环境影响,关键零部件不可避免地发生疲劳、磨损、腐蚀、裂纹等失效现象,导致车辆动力学性能下降,进而影响行车安全。因此,对车辆的全生命周期进行检修与维护十分必要。随着车辆保有量的不断扩大,基于传统运维模式的车辆运维过度修、欠修、成本高、效率低、数字化程度低等问题日益凸显,难以满足市场对安全性、可靠性、经济性的需求。
关键词:轨道车辆;智能运维;技术
1轨道车辆智能运维技术要求
1.1 智能运维体系架构
目前,行业内并无车辆智能运维相关标准,缺少统一公认的车辆智能运维基本定义。以学者表述的城市轨道交通车辆智能运维概念为例,车辆智能运维,即采用预设点位的传感器、图像、特征识别等采集手段,通过移动通信、物联网、工业互联网等传输技术,将车辆运行及维护状态数据实时在线传输到车辆控制中心,然后基于统计分析学、大数据挖掘、人工智能
等技术,实现车辆运维的人、物、作业规程的综合决策和智能化管理。以传统运维工作中的问题为导向,结合先进技术手段,通过构建智能运维体系框架,实现智能运维的场景化应用,可在运营、管理等各方面实现突破。
智能运维系统作为一个多学科交叉的数字化信息平台,主要由数据采集传输层、数据分析处理层、管理操作决策层等三个层面构成,包括了两大组成部分:1)以云计算、大数据构成的技术平台,是开展智能运维的基本载体;2)由故障预测与健康管理、智能化生产作业构成的应用系统。如何实现大规模数据数字化及各相对独立系统数据的信息融合,是构建智能运维体系的重点。
轨道车辆与基础设施的数据安全也是研究的重点。有学者通过研究信息安全模型,提出了基于网络安全研究机构的责任分担模型和滑动尺度模型的云数据中心安全构架,涵盖基础设施安全、深度防御、主动防御。智能运维体系架构并不唯一,可根据功能需求、技术特点、场景要求进行搭建,实现轨道交通数字化转型升级,并实现运维数据的价值最大化。
1.2 智能基础设施建设
轨道交通系统装备及其基础设施体系庞大且技术复杂,对于智能基础设施建设的研究可从行车系统、车站系统和基础设施等三方面考虑:1)行车系统,主要有辅助供电系统、信号系统、通信系统等;2)车站系统,主要有售检票系统、综合监控系统、环境控制及电梯与扶梯、安全防护设施、隧道通风系统、给排水及消防系统等;3)基础设施,主要有桥梁与隧道、车站建筑、车辆设备维护基地和装备,以及轨道线路等。
随着我国轨道交通网规模的持续扩大,基础设施在未来发展过程中面临一系列问题,如设备设施老龄化、维护成本增加、运行风险提升等。智能基础设施可用于解决当前问题,主要研究内容包括:智能基础设施架构、智能感知体系、智能分析处理和智能运维管理。
1.3 维修模式与修程修制
维护理论经历了事后维修、定期维修、视情维修与自主保障等阶段,随着轨道交通装备技术水平的快速发展,“计划修”、“故障修”的轨道车辆维修模式会逐步转变为更先进的“状态修”,但以状态修为主,多种维修方式并存的模式将成为一个过渡阶段。因此,进一步转变维修理念,创新维修工艺,进行科学完善的顶层设计,从全生命周期角度剖析轨道车辆修程修制特征和目标,制定符合当前甚至超前要求的修程修制是必要的。
2智能运维体系的方案
各种专业级的运维管理平台:通过数字化,信息化的手段,对设备基础运行数据及日常检修数据进行标准化治理,实现了设备运行运维参数的综合监控和管理,采用物联网技术,对设备故障进行分级诊断处理,专业内部设备数据的挖掘与分析,与设备检修规程相结合,实现了专业常规检修过程的信息化管理,做到专业内人员、物资协调调配等。
智能运维一体化生产平台:通过所述设备状态监测诊断模块、生产管理模块,用于智能运维、智能应急指挥模块的3个功能模块,实现了对线网数据的深度挖掘、资源的整体调配、生产信息管控等,每个模块的主要作用是:
(1)设备状态监测与诊断模块:利用大数据平台作为载体,形成智能运维大脑,对线网设备的基础数据、运行数据、运行维护数据、环境数据、深度挖掘关联数据,设备状态及寿命周期评估管理,进行运营风险的安全预警,制定了装备的维护和优化策略,支撑设备的运维模式转向状态修,向各个需求平台及系统推送相关资料。
(2)生产管理模块,用于智能运维:实现了设备设施资产的信息化管理,用报警,图形,音调控制电路
图像,表格等形式对有效的数据进行处理、统计趋势的直观反映,各专业的智能运维融入线网级的综合管理,达到全线网线路,场站,设备,人员,备品备件等、对维修工具和其他运输资源进行动态监测,优化配置、精准调度,协同运转等。
(3)所述智能应急指挥模块:通过和NCC的数据联通,把装备的卫生和应急物资,救援人员、及时将救援设备有关情况推送到应急指挥平台,同时,通过应急预案的自动推送、智能与辅助决策,达到灵活调度资源和人员的目的,及时防范和应对应急事件的发生,减少事件的影响。
3智能运维体系的构建策略
在数字化阶段,达到了下列目的:
(1)运维信息数据化:借助手机APP、使用数字化的手持终端等等、信息化手段把原有的日常手工台账和作业记录,统一变成数据化的信息。
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(3)设施设备标签化等:通过二维码,物联网以及其他电子标签技术,使设施和设备资产的管理标签化,与运维终端设备之间的信息互联互通。
(4)设备装备实现智能化:从运营需求出发,与物联网和人工智能技术的发展相结合,制定了西安轨道交通装备运行维护子系统层面的装备自身监测指标和规范,同时,建立了数据标准化规则,列入设备采购的需要,引导轨道交通建设的数字化转型。
在智能化阶段,主要达到了如下几个目的:
(1)实现设备巡检自动化:借助人工智能、视频分析技术和其他技术,使用车载监测设备、远程机器人,视频监控等、无人机等对设备状态进行自动化巡检。
(2)资产状态可视化:BIM,GIS,3D三维可视化技术的应用,实现了对设备资产状态的远程监控和可视化展示。
在智慧化阶段,主要达到了如下几个目的:
(1)设备寿命精确化:在大数据分析技术的基础上,将最小的维修单元作为基准,对设施设备的寿命进行精细化管理。
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(2)设备维修的状态化:借助云平台,大数据平台的支持,设备的状态进行实时监控,将设备状态作为基准,引导设备维修的发展,实现了状态修模式的变革。
4结语
随着我国轨道交通行业的快速发展,以及车辆服役年限的增长,服役条件逐渐严苛,对车辆的可靠性、安全性要求越来越高。轨道车辆检修制度改革已提出多年,在关键部件状态修的研究中也取得了一定成果,但目前为止,轨道车辆的状态修还没有全面实施,原因在于难以准确评估其状态和预测剩余寿命,强力推行状态修制度将存在风险。车辆智能运维的提出,使轨道交通装备可实现先进智能化检修,最大程度地避免欠修、过度修,有效提高运维效率,降低运维成本。
参考文献:偏心井口
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本文发布于:2024-09-23 12:28:13,感谢您对本站的认可!

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