智能机器人在动车组检修应用前景分析

摘 要：高速动车组检修维护工作是高速动车组运行安全的保证，如何减轻高速动车组检修维护工作人工劳动强度、缩短动车组休时、保证检修质量，提高动车组运用效率和安全是当下重要研究课题。机辆车底智能巡检机器人系统，变动车组“人检人修”的工作模式为“机检人修”的工作模式，有望提高高铁检修效率，但其真正投入到高铁检修实际工作中，还需要进行多方改进。

关键词：动车组;检修;机器人;安全

据报道，2017年上海铁路局组织召开的“神州高铁‘机辆车底智能巡检机器人系统技术评审会”，与会专家认为：神州高铁机辆车底智能巡检机器人的投入使用，可以大幅度缩短轨道列车的检修时间，有利于减轻人工劳动强度、提高巡检的质量和效率，同意通过评审。机辆车底智能巡检机器人系统应用图像特征识别技术和机器深度学习技术，自动识别图像中体现的设备故障。具有先进的图像识别技术是否就能代替人工进行巡检作业，答案是否定的。具体原因分析如下。

一、动车组检查作业范围及常见故障类型

动车组有一套完善的维修体系，是动车组设备达到规定的功能和技术状态的根本保证，是列车安全高效运行的前提。动车组修程分为五个级别，机辆车底智能巡检机器人系统进行的巡检作业属于一二级检修范围，一级检修也称为例行检查，是在运行整备状态下，进行易耗部件补充调整、对各部位部件进行检查，对偶发故障进行维修处理。二级检修是在一级修的基础上增加部分检修项目、扩大檢修范围、提高检修程度，必要时停车使用进行维修作业。

动车组运用检修中常见故障类型有：

（1）视觉类故障，如制动闸片磨耗到限、防松铁丝断、渗油漏水、部件折断、螺栓松脱掉等。

（2）嗅觉类故障，导线短路、高温烧损发出焦糊味道;减震器渗透液体味道;动物尸体腐臭味道;管道破损溢出粪便味道等。

（3）听觉类故障，风管泄漏声音、液体喷射声音、部件摩擦、撞击声音等。

（4）触觉类故障，局部温差、异常震动等。

二、动车组检查对作业人员的要求

在动车组检查过程中，作业人员不仅需要扎实的专业知识，还需要丰富的检修经验，要充分发挥眼耳鼻身手各器官的功能，全神关注按照作业程序及标准依次检查各部位、各部件，并按照规定的动车组顺位记录方法记录故障，以便维修人员及时准确处理故障。

三、智能检修机器人在动车组检查过程中存在的不足分析

人工检查高速动车组时，依靠视觉检查发现零部件的缺损、擦伤、松动、超限等问题;依靠听觉判断不可视部位风管路泄露;依靠嗅觉判断设备过热、短路烧损情况;依靠触觉感知不可见部位油水的泄露。总之，人工检查高速动车组时，充分发挥人体的各项感觉器官功能，还有第六感官功能。智能检修机器人具有深度学习技术能力，但是没有听、嗅、触传感器，也无法完成这些人工可以完成的工作。

（1）智能检修机器人缺乏听觉能力，无法完成风管路泄露检查，特别是制动风管路的检查，大部分风管路都布置在裙板内不可见。

（2）智能检修机器人缺乏嗅觉能力，不能完成设备过热、烧损的检查。车下有很多风机、电机、电力干线，发生短路、烧损情况，发出糊味，人工可以凭嗅觉发现，智能检修机器人缺乏嗅觉能力无法发现。

（3）智能检修机器人缺乏触觉，不能感知温度等故障。如抗蛇行减震器活动部位渗油，外面有橡胶护套无法直接视察，人工可以通过手感发觉，智能检修机器人缺乏触觉能力无法发现。如防松铁丝在螺栓内部断裂，智能机器人也无法检查。

（4）由于线路环境原因，杂物、污物经常覆盖应检查部件或部位，人工可以手动清除杂物污物再检查。如增压缸、主空气压缩机的油窗被灰尘覆盖，接地碳刷观察窗被灰尘覆盖等，不能观察油位或碳刷磨耗情况时，人工用纱布擦拭观察窗再观察判断油位、碳刷磨耗是否符合要求。针对这类情况，智能机器人通过图像就会做出错误判断，需要人工确认，降低检修效率。

（5）由于目前线路环境还比较差，特别是既有线改造运行动车组，如京广线，经常发生纸巾、塑料布、纱布缠在夹钳、电机、联轴器等部位，影响列车制动、电机散热、车轴的转动等，在检查时必须人工清理。智能机器人对于这类问题恐怕无能为力。

四、智能检修机器人不足之处解决办法

在很多工厂流水线上或一些岗位上的机器人，能够很好完成该岗位工作，充分发挥机器人专一、快速、准确、不受情绪、时间、温度影响的特点，较好提高劳动效率和劳动质量。而动车组巡检作业相对复杂：检查范围广、故障类型多、检查手段各种各样，智能机器人完成动车组全面巡检作业有难度。将智能机器人的检查范围缩小，形成专项检查机器人，如螺栓检查机器人、风管泄露检查机器人、油位检查机器人等，就能发挥机器人的特长，在保证安全的前提下，真正提高检查质量和劳动效率，降低人工劳动强度。

五、智能检修机器人完善的建议

（1）增加机器人识别动车组故障的方法类型。

（2）完善机器人检查动车组的功能结构，如增加观察窗擦拭、味道觉察、异物清除等功能。

（3）机器人设计完善人员不仅要深入动车组检修一线了解情况，还要加强与动车组检修运用管理人员、研究动车组检修运用工作的有关人员的交流沟通，全面理解动车组检修运用的各项指标要求。

机辆车底智能巡检机器人系统如果在功能结构上完善、检修范围上细化，充分发挥机器人高技术的优势，会在高速动车组的运输中发挥重要作用。

参考文献：

[1]曾照平.CRH2型动车组主电路及常见故障分析与处理.科教导刊，2016（31）.

[2]贾茂盈.分析计算机技术在通信中的应用和发展前景.数字技术与应用，2017（5）.