轨道交通车辆智能化生产与运维系统的发展与探索

张云凯

摘要：进入二十一世纪以来，我国的科学技术水平不断进步，各个国家都制定了符合时代发展方向与目标的战略方案。现如今，铁路行业发展迅速，我国的高铁动车组列车在其中起到了至关重要的作用。其装备生产不仅应当注重高性能、高效率，还应注重高安全、低能耗的发展模式。城市轨道交通车辆的现代化智能化制造与运维体系的构建，将改变其生产方式，能够有效提升我国的智能制造技术。

关键词：智能制造;轨道交通;高铁动车组;发展战略

引言

在新一轮科技革命和产业变革的浪潮推动下，我国城轨交通行业信息化建设步入快速发展阶段，信息化建设的成果初具规模，改变了传统的建设模式、服务手段和经营方式。但是，鉴于全国城轨交通建设起步不一，所处阶段不同，特别是对“城轨交通+信息化”的认识程度深浅有别、信息化标准因地而异，致使各个城市轨道交通的信息化进程参差不齐，应用程度和水平差异较大，服务产品开发和管理信息应用不适应当前形势发展的需要。与此同时，随着云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术的飞速发展，京沪穗等先行城市的智慧车站建设已经起步，一批后发城市跃跃欲试，将很快遍及全行业，要求加强智能智慧建设的行业指导成为普遍呼声，及时研究相关政策的条件趋于成熟。为了促使我国城轨交通行业信息化的健康发展和智慧城轨的有序建设，亟需进行行业层面的顶层设计，以统筹发展战略，明确建设目标，确定重点任务，谋划实施路径，创新体制机制，制定保障措施，指导和鼓励各城市按照“因地制宜、开拓创新、大胆探索、勇于实践”的原则，有序推进智慧城轨建设。

1内涵标志

1.1智慧城轨内涵

应用云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术，全面感知、深度互联和智能融合乘客、设施、设备、环境等实体信息，经自主进化，创新服务、运营、建设管理模式，构建安全、便捷、高效、绿色、经济的新一代中国式智慧型城市轨道交通。

1.2标志

1.2.1智慧城轨与城轨信息化

“推进城轨信息化，发展智能系统，建设智慧城轨”是本《纲要》的主题词。新一轮科技革命汹涌澎湃，飞速发展，催生了云计算、大数据、物联网、人工智能、5G、卫星通信、区块链等新兴信息技术，从而将数字化、网络化、智能化提高到全新的高度。因此，从本质上讲，智慧城轨是利用新兴信息技术集成城轨交通各系统和集成各类服务的结晶，是城轨交通领域信息化建设进入新阶段的集中体现，因而信息化建设是智慧城轨建设的核心和基础。可见，城轨信息化和智慧城轨，是相互融合的统一体。本《纲要》是建设智慧城轨的顶层设计，也是城市轨道交通信息化建设的顶层设计。在《纲要》指导下，推进城轨信息化，发展智能系统，建设智慧城轨。

1.2.2智慧城轨标准与城轨信息化规范

信息化建设是智慧城轨建设的基础，因而中国城轨信息化规范体系也是中国智慧城轨技术标准体系的基础和重要组成部分。协会按照“规范研究先行，标准指导建设”的理念和原则，在《纲要》编制阶段，同步进行城轨信息化规范体系的顶层设计，建立并逐步发布“1352”四个层级组成的《中国城轨信息化规范体系》。城轨交通信息化规范体系的先行研究和实施，将为智慧城轨技术标准体系研究和制定打下坚实的基础。

2城市轨道车辆智能化系统的应用展望

为了深入了解与探索轨道交通车辆的发展方向与应用前景，不断向现代化智能化的最终目标靠拢，根据轨道交通车辆的发展方向的几个类型，可分别对其特征进行分析与定义。

传统型系统在生产制造过程中，具有独立运行的数据作业设备及其运作单元，并且已经实现了电子技术数据功能以及自动化网络管理与基本的财务、办公。精细型系统在生产制造过程中，初步实现设备的互联网互通，具有一定的网络数据信息体系与构架;能够实现三维技术及其数学建模，具有相关软件服务、维护网络平台系统;并且在生产流程方面，可实现流畅的衔接与贯通。精益型系统在生产制造的过程中，已经具备了较为完善的网络数据信息同设备的互联网互通体系;可流畅实现三维技术、完成具有生命周期的虚拟仿真的任务;构建了设备与网络信息实时互通平台;其各方面的业务流程管理也较为完善。数字化系统在生产制造过程中，其设备的网络数字信息可实现全方位的应用，生产流程中采集数据实时可控，可及时收集数据，工业网络平台功能较为完备;虚拟化生命周期生产制造达到数字化生产阶段，可实现落地;生产制造管理流程以及各方面实现可视化、安全监控。而智能化系统在生产制造过程中，其设备具有完善的自我感知、自我分析、自我学习与决策等功能的智能集成运用;在技术上具有大数据的采集、整理与分析、智能感知与计算、处理能力;其云端网络可与工业网络流畅衔接运行，协调控制管理系统平台具有自控管理、学习调节、多链条交叉管理等现代化智能化能力。

3智能检测系统成效分析

3.1旗舰配置

智能检测系统旗舰配置包括：振动式轮对擦伤检测系统、红外线轴温检测系统、受电弓动态检测系统、轮对外形尺寸动态检测系统、图像车号识别系统、全车360°图像动态监测系统、轮对动态超声波探伤系统、移动式车轴超声波探伤机、库内智能巡检机器人检测系统、智能指纹钥匙柜、智能指纹巡检仪、服务器交换机、显示屏、智能化软件管理系统。

3.2基础配置

智能检测系统基础配置包括：轮对故障在线动态检测系统、图像车号识别系统、图像动态监测系统、智能指纹巡检仪、服务器交换机、显示屏、智能化软件管理系统。

3.3智能运维安全：

2025年目标：车辆、能源、通信、信号等智能运维系统在全行业推广应用，日常检修效率和车辆整体可靠性达到世界先进水平;车辆运维行业技术标准和规范发布实施;建立基于大数据的线桥隧、通信信号以及机电设备等多专业设备智能运维体系和行业标准;基本建成列车调度指挥、运行控制、行车作业等关键系统安全保护和风险评估的标准化体系;建成与城轨交通客流特點相适应智能安检新模式;建成基于乘客行为分析和市政交通的综合应急管理系统;全行业运营安全和设备保障等指标达到世界先进水平。2035年目标：覆盖城轨全行业的智能运营安全和综合运维体系全面建成;行业技术标准发布实施，部分技术标准进入国际标准体系;全行业运营安全和设备保障等指标达到世界领先水平。

结语

我国城市轨道交通车辆的智能化制造与运维系统不断发展更迭，改革与创新刻不容缓。制定并建立良好的轨道交通车辆智能化体系的设计规划和标准，要提高制造效率、降低能耗、提升产品质量、完善整个制造技术体系，才能更好地、可持续地推动其现代化智能化发展实体落地。首先，需要制定智能制造发展计划;其次，执行智能制造计划，并在执行过程中不断优化调整;最后，要采用科学、合理、现代的方法模式与结构，不断深化智能制造发展方向与目标。

参考文献

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