城市轨道车辆智能运维环境下全日制工程硕士专业实践模式与方法研究

刘若晨 贝绍轶 张兰春

摘    要：为适应当前社会快速发展的需要，培养行业领域中的高层次、应用型人才，将理论与实践相结合，并进行高质量和充分的校外实践是必不可少的。根据现阶段城市轨道车辆的特点，结合大数据和人工智能背景下车辆智能运营与维护系统的现状，重点探讨该专业方向研究生在新环境下开展专业实践的模式与方法，旨在使全日制工程硕士充分利用所学知识和技能，有效提升工程实践创新能力。

关键词：城市轨道车辆;智能运维;工程硕士研究生;实践模式与方法

中图分类号：G643.2                 文献标识码：A             文章编号：2095-7394（2019）06-0107-05

随着时代的发展和技术的进步，与新科技和新工业背景相匹配的工程硕士培养得到了高校和企业的高度重视。专业实践是工程硕士将理论与实践相结合，从而获得实践经验和具备实践能力的重要途径，同时，也是提高工程硕士培养质量的有效方式。[1]2018年，国务院学位委员会办公室发布了《关于制订工程类硕士专业学位研究生培养方案的指导意见》，明确了专业实践是工程硕士培养的必要环节，要求工程硕士在完成课程学习和学位论文的同时，必须足够重视自身专业实践能力的培养，并将学位论文研究与专业实践相结合。[2-3]因此，如何根据各学科专业的特点，面向行业领域制定适合工程硕士培养的校外实践内容和模式，成为各大高校在培养高层次、应用型研究人才过程中所遇到的核心问题;而目前，对于这些问题的研究仍处于探索阶段。

在交通运输领域，城市轨道交通作为缓解城市交通压力的重要方式之一，已逐渐成为现代城市发展的重要组成部分。[4-5]以城市轨道车辆为研究对象，开展车辆运营与维护（即“运维”）方向的研究，尤其是基于“互联网+ ”、大数据和人工智能等相关技术的研究和实践具有重要意义。[6-8]目前，已有多个城市轨道交通运营企业成为车辆工程及交通运输相关专业方向全日制工程硕士的重要实践基地;然而，在专业实践过程中，要想真正实现高校与城市轨道交通运营企业间有效的产教融合与校企合作，仍然存在许多困难。

本文以城市轨道车辆智能运维环境为例，研究全日制工程硕士的专业实践模式与方法，从而为提高工程硕士培养质量与促进产教深度融合提供依据和参考。

1    城市轨道车辆智能运维现状

1.1  城市轨道车辆传统运维的问题

城市轨道车辆在传统运维环境下存在的主要问题包括以下四个方面。

（1）检修效率低。以人工检查为主，纸质工单记录数据分散，不利于统计;备件规模庞大，全寿命周期内数据量巨大;车辆检修模式与车辆增长规模不匹配。

（2）维修强度大。运营车辆服役时间增加，车辆设备老化严重，设备维护频率与要求不断提高;车辆数量不断增长，维修压力增大;人工重复操作工作量大，超负荷运转。

（3）占地资源多。花费大量资源建造停车库，用地资源矛盾日益凸显;当前超大规模城市的轨道交通网络，各基地相互离散，资源调配紧张。

（4）运维成本高。城市轨道交通规模不断增长，传统模式下用工成本过高，企业负担过重，难以持续发展。

1.2  传统运维方式的智能改造

为有效解决城市轨道车辆传统运维方式中产生的各种问题，各城市轨道交通运营企业利用现代数字化、信息化和自动化的先进技术，对传统运维方式进行智能改造。如图1所示，改造的主要方式是：以车辆智能运维系统平台为基础，基于各设备系统故障对车辆运行的影响及智能化建设成本两个维度综合考虑，从照明系统、空调系统、轮轨系统、受电弓系统到列车运行控制系统等，由易到难，逐步对车辆的设备系统进行智能化改造。

城市轨道交通运营企业在对车辆智能运维系统进行构建、改造、维护和扩展过程中，需要大量高层次、应用型人才参与其中，以提高系统的运行效率和可靠性;而以城市轨道车辆为研究对象的全日制工程硕士，通过专业实践，深度参与城市轨道交通运营企业智能运维的过程，也是他们提高工程实践能力与提升实际经验的重要途径。

2    与车辆智能运维相结合的专业实践模式与方法

2.1  总体思路

城市轨道车辆运维的核心业务主要包括维修规程、维修计划、交付运营和数据管理等多个阶段，工程硕士可通过基于人工智能、大数据和专家系统的车辆智能运维系统，在各个环节开展专业实践，总体思路如图2所示。

2.2  实践内容

基于上述总体思路，围绕城市轨道车辆智能运维的核心业务，可操作和学习的专业实践内容主要包括以下四个环节。

（1）基于车辆维修规程阶段的专业实践。当前，我国不同城市的轨道交通在发展时根据自身的特点，采用了不同的车辆维修制度。基于车辆维修规程阶段的专业实践，主要是参与车辆规程编制、规程审核、规程发布和可靠性分析等前期工作。要求熟悉车辆的使用条件和技术参数，根据现有基础数据和经验搭建模型，在传统根据运营里程和时间的分级维修中融入均衡维修和全效维修模式，制定高效合理可调的车辆维修制度。

（2）基于车辆维修计划阶段的专业实践。城市轨道车辆维修计划是在维修规程的基础上，分别按日、周、月、年对与车辆相关的各类资源进行具体的划分。基于车辆维修计划阶段的专业实践，主要是参与车辆的备件、生产物料、资金和资源等的配置工作，为确保车辆及设备安全高效地運行，根据检修基地的实际情况及车辆的类型和需要，进行资源的综合优化，减少配置不均和浪费现象的发生。

（3）基于车辆交付运营阶段的专业实践。城市轨道车辆在交付运营阶段需要操作人员具备必要的岗位能力和技术支持。基于车辆交付运营阶段的专业实践，主要是参与司机驾驶行为的评估、正线车辆故障应急处置、运营质量评估等工作，利用现有层次分析法、平衡计分法和模糊评估法等模型，动态评估线路、车辆及人员的状态，为车辆的正常运营提供保障。

（4）基于车辆运维数据管理的专业实践。与车辆运维相关的所有数据均存放于车辆智能运维数据中心，该中心是人工智能产品与服务平台相结合的产物。基于车辆运维数据管理的专业实践，主要是参与车辆知识库的搭建，车辆监测数据、检修数据和企业管理数据的分析等工作，通过强大的信息检索、分析和统计功能，实现车辆运维过程中海量数据的处理和高效率的动态响应。

3    基于车辆智能运维数据管理的专业实践实例

以大数据技术为支撑的城市轨道车辆数据管理，既是实现车辆智能运维的关键与核心，也是城市轨道车辆专业全日制工程硕士进行专业实践的重要对象。根据车辆运维数据管理中业务的不同层级，具体可分为基础业务实践、智能业务实践和专家业务实践，如图3所示。全日制工程硕士根据企业的要求，在不同层级相关工程技术人员的指导下开展实践。

3.1  基础业务实践

城市轨道车辆智能运维数据管理系统包括的基础业务主要有：企业资源管理系统、OA管理系统、施工管理系统、供应链管理系统等。该部分业务主要关注的是车辆所在企业、部门、人员及供应链的相关信息，负责具体指导实践的工程技术人员包括计划材料工程师、综合管理工程师以及培训工程师等，实践地点主要为车辆基地的物资中心、材料分库以及培训中心等。在实践过程中，硕士研究生充分发挥在信息传输与维护、库存调配优化和企业管理等领域所掌握的理论知识和技术优势，提升城市轨道车辆的作业保障能力。

3.2  智能业务实践

城市轨道车辆智能运维数据管理系统包括的智能业务主要有：车联网系统、轨旁车辆监测系统和车辆维修信息系统等。该部分业务主要关注的是线路及车辆零部件的实时动态监测信息，负责具体指导实践的工程技术人员包括机械工程师、电气工程师以及设备工程师等，实践地点主要为车辆基地的维修中心和维修工区等。在实践过程中，硕士研究生充分运用在智能监测传感器、状态信息统计和分析、故障预测和图像识别等领域所掌握的理论知识和技术，提升城市轨道车辆的动态监测能力。

3.3  专家业务实践

城市轨道车辆智能运维数据管理系统包括的专家业务主要有：车辆知识库系统、车辆运行评估系统、车辆检修作业系统等。该部分业务主要关注的是车辆服务和安全可靠性评估的相关信息，负责具体指导实践的工程技术人员包括安全工程师、质量工程师以及主任工程师等，实践地点主要为车辆段和停车场等。在实践过程中，硕士研究生充分运用在安全管理、质量评估和可靠性分析等领域所掌握的理论知识和技术，提升城市轨道车辆智能运维的安全性与可靠性。

4    结论

城市轨道交通是现代化城市的重要标志之一，城市轨道交通企业也是交通运输和车辆工程专业方向全日制工程硕士专业实践的重要基地。随着时代的发展，越来越多的新技术相继应用到城市轨道车辆的运维系统中，这给校企融合下研究生的实践带来了新的机遇和挑战。

针对城市轨道车辆分析了智能运维系统的现状，重点探讨了相关专业方向硕士研究生在新环境下开展专业实践的模式与方法;分析了基于车辆智能运维数据管理的专业实践实例，在充分运用学生所学理论和技术的前提下，有效提升了全日制工程硕士的工程实践能力与实际经验。

参考文献：

[1]单飞翔.全日制硕士专业学位研究生专业实践的全面质量管理研究[D].广州：华南理工大学，2018.

[2] 刘晶.产教融合模式下开展全日制工程硕士专业实践的机制研究[J].工业和信息化教育，2019（7）：30-34.

[3] 薛亚平，雷卫宁，叶霞，等.面向新工科的专业学位研究生工程实践创新能力培养研究[J].江苏理工学院学报，2018，24（4）：93-98.

[4] 周晓勤.中国城市轨道交通的发展现状及机遇[J].城市轨道交通，2018（10）：23.

[5] 于娟.新形势下城市轨道交通发展的前景、问题与对策[J].中国经贸导刊，2019（8）：33-36.

[6] 王继宇.“互联网+ ”在城市轨道交通中的应用及发展趋势[J].数字通信世界，2019（6）：153.

[7] 金曉凤.大数据时代城市轨道交通的创新与发展[J].科技风，2019（10）：232-233.

[8] 杜珊.基于大数据的在线监测系统在城市轨道交通中的应用[J].城市轨道交通研究，2018，21（S2）：30-33.

责任编辑    盛    艳