地铁车辆智能检修可行性研究

李岗

摘 要：随着我国城市轨道交通的蓬勃发展，国家对现代轨道交通技术研发不断加大投入，在车辆段配置了大量的现代化检修设备及系统用于辅助列车检修。在先前的智慧运营的基础上，一些公司研制出了轨道车辆智能检修系统；其采用先进的机器人技术、机器视觉技术、和列车仿真模拟检测等技术，以人工模拟作业方式对列车底部、转向架等可视零部件进行灵活多角度的自动检测，高效解决动车组一级修和城轨电客车日列检人工作业存在的问题。

关键词：智能检修；模拟检测；自动检测

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

1 地铁车辆检修目前形势

车辆检修是保證地铁交通安全平稳运行的必要保障。对地铁车辆开展合理的检修在提高乘客舒适度和降低运营成本等方面具有十分重要的意义。

地铁车辆的计划检修按照时间划分，包括：厂修、架修、定修、月修和日检5类。日检检修时间间隔为1日、月修为1月、定修为1年（也称年检）、架修一般为5年、厂修10年[1]。

随着我国城市轨道交通快速发展，未来4年中，全国有超过3000公里地铁将会修建完毕并投入使用，同期人才缺口有近20万。计划检修是减少地铁车辆故障的一种预防性检修措施，需要大量作业人员。

现在，车辆检修人员主要来源于国铁、其他地铁公司、高校毕业生和轨道交通设备厂家跳槽等，相关人员需求量大。全国已经开通或即将开通轨道交通的城市，每年都有轨道交通新员工招收计划。招聘主要有两种途径：社会招聘和校园招聘。社会招聘的人员具有工作经验，稍加培训即可上手工作。校园招聘人员刚从学校毕业，实战经验欠缺，需要花费时间和精力培训。目前，计划检修主要通过作业人员目测、耳听、鼻嗅等主观地检测列车发现故障，由于人身体和精神状态等有变化，检测质量会降低。当作业人员疲惫时，检测质量下降的明显，会出现漏检，主观判断性强，检测效率降低，作业人员自身安全性也不能得到切实保障。另外，由于检修人员能力和综合素质等不同，检修质量也参差不齐。

2 运维雏形

根据地铁行业车辆检修的现状和作业人员来源，对于计划检修依靠作业人员主观判断故障，需要找到新的方法提升检测质量和检测效率，也保证作业人员的安全性。为了提升检测质量和检测效率，近年来国家对现代轨道交通技术研发不断加大投入，在车辆段配置了大量的现代化检修设备及系统用于辅助列车检修。但段内检修设备和系统的自动化、信息化、智能化程度较低。检修产品线缺少自动化、智能化装备以提高作业效率。这就需要通过技术手段改进车辆检修管理水平，智慧运维的维保思路应运而生。随着轨道交通检修领域的智能化也在蓬勃发展，一些地铁公司和轨道交通设备厂家也应用和研发出了智能检修系统设备。比如一些地铁应用的弓网检测系统，由车顶的高速数字相机、受电弓近侧监控相机、照明及定位电子标签构成；建立一套完善的弓网关系评价体系，数据分析等技术改变现有设备维修模式，促进管理水平的不断提高。另外一些地铁采用“轮对踏面动态检测系统”采用非接触式图像测量技术、高精度位移测量技术，对地铁车辆走行部进行监测，并具备系统自检、数据通讯及数据管理功能，自动判别通过车辆的踏面尺寸超差、踏面擦伤故障等，并能自动判别列车运行方向、自动识别列车车号、自动测速和自动计辆计轴。

3 车辆智能检修

为了适应轨道交通网络化大发展的需求，一些地铁通过进一步丰富和强化本公司地铁列车信息化手段，建设了一套车辆智能专家支持平台，以车地无线数据传输、移动点巡检系统、在线鹰眼平台检修可视化系统、预警管理系统，保障车辆的安全运营。通过列车运行大数据的积累，让列车与人“对话”。就是在这种情况下提出了车辆智能检修系统。一些车辆厂设计该系统包括控制中心和图像采集机器人两大部分，控制中心收集整理采集的图像、调度整个检查工作过程；当列车入库进行检修时，启动图像采集机器人进行自检，机器人匀速前行到达车头位置时，机器人自动对车辆底部进行图像检测，采集车底图片；当机器人到达车尾定点位置后，机器人伸出机器手臂并逆向行驶，机器人发出的激光定位到转向架位置后，机械臂按照预定设计进入转向架和车辆底部的狭窄空间，开始采集列车关键部位图片，同时在机械手臂随着机器人前行采集图片时，机器人自动开启面阵相机，进行更为详实的底部高清拍摄。该智能检修系统相比于传统人工作业，可增加40%以上的检修范围，降低漏检率，提高检修效率。一些专业从事机器人研究的单位已经研究出列车检修机器人，其检修设备列车采集信息会实时显示在控制中心显示器上，采集完成后，机器人自动回复至初始位置并关机，其采用先进的双臂机器人技术、机器视觉技术、图像识别技术、全自动化智能分析定位检测技术和列车仿真模拟检测技术等，以人工模拟作业方式对列车底部、转向架等可视零部件进行灵活多角度的自动检测，高效解决动车组一级修和城轨电客车日列检人工作业存在的问题。展示结果显示该系统能够自动准确寻找检测目标位置并自动检测目标状态，定位和检测精度可达到0.05mm。该机辆车底智能巡检机器人的投入使用将大大缩短轨道列车的检修时间，既减轻了作业人员劳动强度，又提高了检测的质量和效率，具有广泛的应用前景和良好的社会效益。

4 车辆智能检修可能存在的问题

地铁车辆车底没有裙摆，所有的零部件都裸露在外面，导致需要检查的零部件较多，好些螺母位置比较隐蔽，车底检测机器人很难检测到，可能导致漏检漏修的情况出现；地铁车辆在隧道里运行，车底灰尘较大，好些防松标记可能被油污覆盖，导致车将机器人无法识别。

5 结语

轨道车辆智能检修已经成为一种趋势。虽然该检测系统已经在部分车辆厂和研究单位已经研究出轨道车辆智能检修设备，虽然功能还不完善，随着技术的发展和随着实际运用中的技术改进，智能检修必将成为未来轨道车辆检修中发挥出更大的优势。

参考文献：

[1]《城市轨道交通车辆检修》[J].机械工业出版社，第2版，2016.

[2]冷庆君.城市轨道交通车辆检修模式及建议[J].机电传动，2011.