地铁车辆段检修作业智能管控系统的研究与应用

申飞彤 沈翔

摘要：随着科技的不断进步，运用智能管控系统提高地铁车辆段检修作业已成为发展趋势，智能管控系统结合了网络技术、电子技术、统计分析技术、生物特征识别技术等，迅速获取检修作业所需要的信息。本文就地铁车辆段检修作业智能管控系统开展研究与分析。

关键词：地铁车辆段;检修作业;智能管控系统

地铁车辆段是轨道交通系统的重要组成部分，主要用于车辆的停放、检查和维修，能为地铁车辆的安全运行提供保障。地铁车辆段智能管控系统是指应用网络技术、电子技术、统计分析技术、生物特征识别技术等，实时收集现场检修、设备运行、车辆状况、维修相关人员等有关信息，整合所采集到的数据，实时保护车辆段检修工作的全过程，通过各种相关统计分析，得出各设备和车辆的状态预测和趋势预测，并将统计分析结果用于指导现场工作，调整整个工艺流程，提高规划和决策分析的准确性和效率性，从而提高地铁车辆的维修水平[1]。地铁车辆段智能管控系统通过采用物联网技术，基于大数据构建智能维修决策模型，实现了监控与维修作业一体化系统，实现了资产的可视化和数字化，实时保护整个车辆段维修作业，可以预见工作计划和实时反馈工作过程，实现了在线闭环管理以及所有数据的标准化、数字化和信息化。

一、智能管控系统功能

地铁车辆段智能管控系统可以实现检修作业的信息管理、车辆检修质量的分析，从而满足不同层次的需求，为管理层提供明确的数据支持，实现成本、质量、成本的多维控制，提高检修工作的效率，从而实现多场作业、任务预警、安全作业等功能。智能管控系统通过现场操作指导和检修过程的数据采集，为车辆检修提供全面的信息覆盖和智能信息协作功能[2]。同时，智能手持终端和工作站终端为各级用户提供更方便的信息查询、输入和分析功能。①精细维修作业管理： 维修管理规范化、标准化，全过程动态跟踪监督，维修专项检查智能化管理。②智能质量控制： 通过信息手段和设备控制维修作业，实现维修监控程序的智能化。 ③平台化维护数据： 整合地铁车辆质量数据、分析和指导工作，建立地铁车辆、零部件的电子简历，以及质量动态跟踪，完成平台化的维修作业设计，建立分析过程，完成系统预警。④科学化管理决策： 各项检修数据的实时处理和综合分析， 查询内容的综合显示，包括检修作业过程监控、车辆安全监控、关键指标等。

二、检修作业流程

智能管控系统通过线检测系统收集轮对信息数据、缺陷检测数据、行驶部件检测数据和受电弓检测数据，从故障诊断系统和远程监测系统中获取地铁车辆的实时故障数据，并依据历史故障数据，通过质量分析模块对地铁车辆综合分析，包括按照预先制定的故障等级标准进行分类，完成综合评价，提出专家分析意见，从而完成地铁车辆质量分析报告，根据预处理方案生成作业设备清单和指令的建议清单[3]。智能管控系统将生成的作业指令发送给车辆操作维护控制中心，检修人员依照作业指令领取工具，遵照维修标准开始检修作业，并通过手持智能终端收集反馈现场工作信息，进行各项维修试验，如有问题将数据反馈给质量综合分析模块，再次进行分析处理，进行第二次操作。最后根据操作规程开始质量检验，完成各项维修作业任务后发放合格证书，并将相关备件使用信息反馈到备件管理模块。根据工艺流程和要求，建立了相应的数据库，如地铁车辆状态数据库、设备故障数据库、操作模板数据库等。如图1为地铁车辆段智能管控系统工作流程。

三、地铁车辆智能检修

智能管控维修系统是对地铁车辆维修过程进行管理和控制的系统。针对地铁车辆维修过程的各个阶段，提出了信息化和智能化的方案， 运用FMECA方法对故障模式、故障影响及损坏程度进行分析，并根据数据制定或调整维修作业计划，为地铁车辆维修提供技术参考[4]。如图2为地铁车辆段智能检修作业流程，智能管控维修系统可以为维修员提供维修计划模块，可以在车辆入库时动态调整车辆状态和维修内容，为物料管理人员提供物料的库存、使用跟踪信息，记录和协助维修团队进行日常、在线和月度检查，维修人员可以通过手动终端和工作站终端记录维修过程，为维修团队提供作业指导、信息记录和大件跟踪，为维修过程管理员提供配置、跟踪和优化过程流程的依据，为质量控制人员提供过程的質量跟踪和评价。

四、检修作业安全

智能管控系统是通过检修平台的隔离开关、接触网实时在线电气检测、门卫联锁、接触网远距离接地、视频联动保护、图像智能报警等功能，对地铁车辆维修过程中人员的安全进行管理和控制的系统。从综合考虑车辆段安全生产的各个环节和各个过程出发，将安全管理融入检修作业的各个环节，构建了网络化、程序化、标准化、可视化的安全保障体系，保证了平台运行过程中人员的安全[5]。 图3说明了维修安全智能管理和控制系统的流程。地铁车辆进库时，信号接口会获取车辆信息，通过视频智能分析实现列车到达，控制器进入股道闸门，控制接触网闸门拉开，在线检测接触网电压，接触网可靠接地实现接触网断电，只有在逻辑判断和人员判断双层控制下，才能允许人员进入，并用技术比较进出人员，同时进行视频实时跟踪监控和语音对讲，以保证人员的安全。首先，会通知其他系统维护启动，维护过程由维护相关系统管理，在使用视频辅助监控、自动报警后开始作业，维护结束后通知其他维护系统。在撤离阶段，会启动声光报警器，提醒人员离开，同时，计数比较和视频情报分析将被激活，以检查物品和人员是否撤离完毕。

（一）控制隔离开关

接触网电动隔离开关集中监控系统设置在地铁车辆段，实时采集段内电动隔离开关、轨道电位限制装置、单向导通装置等设备的运行状态，与变电站综合自动化系统实时通信数据，实现对分散在现场的所有电动隔离开关设备的实时集中监控[6]。

（二）在线接触网验电

每条轨道配有接触网带电检验主机，与接触网的正负极相连，测试接触网电压通过无线网络，将电压值和带电状态发送到显示单元的带电显示模块，并上传到DCC测量系统工作站。

（三）远程可视化接地

可视化直流验电接地装置优化了接触网运行方式，提高了安全管理和控制水平。通过可视化直流验电接地装置，实现了DCC远程接地二级控制，以及车辆段接触网接地作业[7]。该系统具有远程通信、远程测量、远程控制和远程观察等功能，可实现接触网接地状态的实时远程报告和接地运行过程的远程监控。接地柜具有电检接地联锁、遥控回路硬接触锁定、手动操作机构锁定等安全保证。接地状态灯报警功能有LED显示屏或LED灯，用于直接显示接触网的通电状态和接地情况，在出现故障时会安全报警。

（四） 安全检测车辆入库

安全检测系统主要是车辆段的在线安全检测系统，通过对地铁车辆行驶部分的在线安全检测，保证车辆的安全运行，节约检修成本，提高车辆检修效率。安全检测系统的检测项目主要包括车顶受电弓检测、磨损检测、缺陷检测、踏面检测和轮对尺寸检测，根据车辆类型和车辆运行状况，以及车轴温度等车辆运行部件实时监测系统和其他检测子系统，除了在线安全检测系统之外，不同车辆库还有一些便携式安全检测装置。

五、设备智能管理

设备智能管理系统是对地铁车辆检修以及周围各类设备的维护、状态监测和故障采集的总结性管理系统。实时監测系统自动采集、传输和存储测试设备的运行数据，监测各项设备的运行状态[8]。通过自动提醒系统对上次维修时间和累计运行时间进行自动记录，自动提醒设备的维修，以及设备的更换记录和查询。故障诊断报警系统建立测试设备故障库，实现设备维修故障的预警和故障报警，及时排除故障和解决方案。设备智能管理系统会在现有设备档案的基础上，建立相应的电子档案，自动归档各设备的全生命周期数据，便于检验和查询，为今后的维护提供参考依据。

智能管理档案文件内容包括：①设备账户信息。其中对设备名称、型号、制造商、安装地点、使用部门等建立档案。②设备生命周期记录。档案内容有随机技术数据、安装调试记录、验收记录、维护、故障排除、转移、储存、报废等记录。管理层通过指纹验证登录智能管控终端，统计人员的工作量、出勤量、上岗时间、下岗时间等，上级可以及时进行监控，防止设备因维护不充分而出现故障，实现定岗定制、定岗定责。智能管控系统终端自动采集运行设备的实时数据，并实时上传到服务器，后台管理软件通过数据分析实现维修预警和故障自动报警，提供维修计划。智能管控系统将维修的原因、内容和结果输入智能终端并自动上传到服务器，为制定维修计划和确定维修质量提供依据。以无轮机床的智能维修为例，设备智能管理系统会记录无轮机床的维修周期和维修过程，当检测到故障时，根据采集到的状态数据进行故障报警和故障诊断，并对故障进行及时处理。

六、结束语

地铁车辆段通过智能管控系统进行维修作业，能迅速获取维修作业所需要的各项信息数据，能够全面掌握地铁车辆状态，从而更加深入的维修。同时，智能管控系统可以全方位、多角度的分析维修作业数据，掌握故障的劣化情况，完成检修数据的储存，以便后期维护参考。智能管控系统能及时发出警报，实现预防式的维修到状态维修，为地铁列车的安全运行提供保障。

参考文献：

[1]叶鹏君.地铁车辆段检修作业智能管控系统的研究与应用[J].电工技术，2019，（18）：139-141.

[2]王小飞.地铁车辆段智能综合业务管理平台研究[J].铁道通信信号，2020，56（3）：90-94.

[3]赖迪.地铁车辆检修安全因素分析[J].建筑工程技术与设计，2018，（35）：2399.

[4]郭泽阔，张艳兵，王璐.基于物联网技术的智慧运维在地铁车辆段的应用[J].都市快轨交通，2019，32（3）：19-24，38.

[5]李森林.车辆段智能管控系统在地铁车辆检修中的应用[J].工程建设与设计，2016，（13）：234.

[6]陈文.智能检修系统在地铁车辆检修中的应用研究[J].交通世界（中旬刊），2019，（3）：137-138.

[7]王茂润.智能检修系统在地铁车辆检修中的应用研究[J].电子世界，2018（1）：171-172.

[8]金艳萍.地铁车辆检修智能管理系统研究与开发[D].兰州交通大学，2018.

（作者单位：南京地铁运营有限责任公司）