城市軌道車輛智能運維環境下全日制工程碩士專業實踐模式與方法研究

劉若晨 貝紹軼 張蘭春

摘? ? 要：為適應當前社會快速發展的需要，培養行業領域中的高層次、應用型人才，將理論與實踐相結合，并進行高質量和充分的校外實踐是必不可少的。根據現階段城市軌道車輛的特點，結合大數據和人工智能背景下車輛智能運營與維護系統的現狀，重點探討該專業方向研究生在新環境下開展專業實踐的模式與方法，旨在使全日制工程碩士充分利用所學知識和技能，有效提升工程實踐創新能力。

關鍵詞：城市軌道車輛;智能運維;工程碩士研究生;實踐模式與方法

中圖分類號：G643.2? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-7394（2019）06-0107-05

隨著時代的發展和技術的進步，與新科技和新工業背景相匹配的工程碩士培養得到了高校和企業的高度重視。專業實踐是工程碩士將理論與實踐相結合，從而獲得實踐經驗和具備實踐能力的重要途徑，同時，也是提高工程碩士培養質量的有效方式。[1]2018年，國務院學位委員會辦公室發布了《關于制訂工程類碩士專業學位研究生培養方案的指導意見》，明確了專業實踐是工程碩士培養的必要環節，要求工程碩士在完成課程學習和學位論文的同時，必須足夠重視自身專業實踐能力的培養，并將學位論文研究與專業實踐相結合。[2-3]因此，如何根據各學科專業的特點，面向行業領域制定適合工程碩士培養的校外實踐內容和模式，成為各大高校在培養高層次、應用型研究人才過程中所遇到的核心問題;而目前，對于這些問題的研究仍處于探索階段。

在交通運輸領域，城市軌道交通作為緩解城市交通壓力的重要方式之一，已逐漸成為現代城市發展的重要組成部分。[4-5]以城市軌道車輛為研究對象，開展車輛運營與維護（即“運維”）方向的研究，尤其是基于“互聯網+ ”、大數據和人工智能等相關技術的研究和實踐具有重要意義。[6-8]目前，已有多個城市軌道交通運營企業成為車輛工程及交通運輸相關專業方向全日制工程碩士的重要實踐基地;然而，在專業實踐過程中，要想真正實現高校與城市軌道交通運營企業間有效的產教融合與校企合作，仍然存在許多困難。

本文以城市軌道車輛智能運維環境為例，研究全日制工程碩士的專業實踐模式與方法，從而為提高工程碩士培養質量與促進產教深度融合提供依據和參考。

1? ? 城市軌道車輛智能運維現狀

1.1? 城市軌道車輛傳統運維的問題

城市軌道車輛在傳統運維環境下存在的主要問題包括以下四個方面。

（1）檢修效率低。以人工檢查為主，紙質工單記錄數據分散，不利于統計;備件規模龐大，全壽命周期內數據量巨大;車輛檢修模式與車輛增長規模不匹配。

（2）維修強度大。運營車輛服役時間增加，車輛設備老化嚴重，設備維護頻率與要求不斷提高;車輛數量不斷增長，維修壓力增大;人工重復操作工作量大，超負荷運轉。

（3）占地資源多?；ㄙM大量資源建造停車庫，用地資源矛盾日益凸顯;當前超大規模城市的軌道交通網絡，各基地相互離散，資源調配緊張。

（4）運維成本高。城市軌道交通規模不斷增長，傳統模式下用工成本過高，企業負擔過重，難以持續發展。

1.2? 傳統運維方式的智能改造

為有效解決城市軌道車輛傳統運維方式中產生的各種問題，各城市軌道交通運營企業利用現代數字化、信息化和自動化的先進技術，對傳統運維方式進行智能改造。如圖1所示，改造的主要方式是：以車輛智能運維系統平臺為基礎，基于各設備系統故障對車輛運行的影響及智能化建設成本兩個維度綜合考慮，從照明系統、空調系統、輪軌系統、受電弓系統到列車運行控制系統等，由易到難，逐步對車輛的設備系統進行智能化改造。

城市軌道交通運營企業在對車輛智能運維系統進行構建、改造、維護和擴展過程中，需要大量高層次、應用型人才參與其中，以提高系統的運行效率和可靠性;而以城市軌道車輛為研究對象的全日制工程碩士，通過專業實踐，深度參與城市軌道交通運營企業智能運維的過程，也是他們提高工程實踐能力與提升實際經驗的重要途徑。

2? ? 與車輛智能運維相結合的專業實踐模式與方法

2.1? 總體思路

城市軌道車輛運維的核心業務主要包括維修規程、維修計劃、交付運營和數據管理等多個階段，工程碩士可通過基于人工智能、大數據和專家系統的車輛智能運維系統，在各個環節開展專業實踐，總體思路如圖2所示。

2.2? 實踐內容

基于上述總體思路，圍繞城市軌道車輛智能運維的核心業務，可操作和學習的專業實踐內容主要包括以下四個環節。

（1）基于車輛維修規程階段的專業實踐。當前，我國不同城市的軌道交通在發展時根據自身的特點，采用了不同的車輛維修制度?；谲囕v維修規程階段的專業實踐，主要是參與車輛規程編制、規程審核、規程發布和可靠性分析等前期工作。要求熟悉車輛的使用條件和技術參數，根據現有基礎數據和經驗搭建模型，在傳統根據運營里程和時間的分級維修中融入均衡維修和全效維修模式，制定高效合理可調的車輛維修制度。

（2）基于車輛維修計劃階段的專業實踐。城市軌道車輛維修計劃是在維修規程的基礎上，分別按日、周、月、年對與車輛相關的各類資源進行具體的劃分?；谲囕v維修計劃階段的專業實踐，主要是參與車輛的備件、生產物料、資金和資源等的配置工作，為確保車輛及設備安全高效地運行，根據檢修基地的實際情況及車輛的類型和需要，進行資源的綜合優化，減少配置不均和浪費現象的發生。

（3）基于車輛交付運營階段的專業實踐。城市軌道車輛在交付運營階段需要操作人員具備必要的崗位能力和技術支持?；谲囕v交付運營階段的專業實踐，主要是參與司機駕駛行為的評估、正線車輛故障應急處置、運營質量評估等工作，利用現有層次分析法、平衡計分法和模糊評估法等模型，動態評估線路、車輛及人員的狀態，為車輛的正常運營提供保障。

（4）基于車輛運維數據管理的專業實踐。與車輛運維相關的所有數據均存放于車輛智能運維數據中心，該中心是人工智能產品與服務平臺相結合的產物?；谲囕v運維數據管理的專業實踐，主要是參與車輛知識庫的搭建，車輛監測數據、檢修數據和企業管理數據的分析等工作，通過強大的信息檢索、分析和統計功能，實現車輛運維過程中海量數據的處理和高效率的動態響應。

3? ? 基于車輛智能運維數據管理的專業實踐實例

以大數據技術為支撐的城市軌道車輛數據管理，既是實現車輛智能運維的關鍵與核心，也是城市軌道車輛專業全日制工程碩士進行專業實踐的重要對象。根據車輛運維數據管理中業務的不同層級，具體可分為基礎業務實踐、智能業務實踐和專家業務實踐，如圖3所示。全日制工程碩士根據企業的要求，在不同層級相關工程技術人員的指導下開展實踐。

3.1? 基礎業務實踐

城市軌道車輛智能運維數據管理系統包括的基礎業務主要有：企業資源管理系統、OA管理系統、施工管理系統、供應鏈管理系統等。該部分業務主要關注的是車輛所在企業、部門、人員及供應鏈的相關信息，負責具體指導實踐的工程技術人員包括計劃材料工程師、綜合管理工程師以及培訓工程師等，實踐地點主要為車輛基地的物資中心、材料分庫以及培訓中心等。在實踐過程中，碩士研究生充分發揮在信息傳輸與維護、庫存調配優化和企業管理等領域所掌握的理論知識和技術優勢，提升城市軌道車輛的作業保障能力。

3.2? 智能業務實踐

城市軌道車輛智能運維數據管理系統包括的智能業務主要有：車聯網系統、軌旁車輛監測系統和車輛維修信息系統等。該部分業務主要關注的是線路及車輛零部件的實時動態監測信息，負責具體指導實踐的工程技術人員包括機械工程師、電氣工程師以及設備工程師等，實踐地點主要為車輛基地的維修中心和維修工區等。在實踐過程中，碩士研究生充分運用在智能監測傳感器、狀態信息統計和分析、故障預測和圖像識別等領域所掌握的理論知識和技術，提升城市軌道車輛的動態監測能力。

3.3? 專家業務實踐

城市軌道車輛智能運維數據管理系統包括的專家業務主要有：車輛知識庫系統、車輛運行評估系統、車輛檢修作業系統等。該部分業務主要關注的是車輛服務和安全可靠性評估的相關信息，負責具體指導實踐的工程技術人員包括安全工程師、質量工程師以及主任工程師等，實踐地點主要為車輛段和停車場等。在實踐過程中，碩士研究生充分運用在安全管理、質量評估和可靠性分析等領域所掌握的理論知識和技術，提升城市軌道車輛智能運維的安全性與可靠性。

4? ? 結論

城市軌道交通是現代化城市的重要標志之一，城市軌道交通企業也是交通運輸和車輛工程專業方向全日制工程碩士專業實踐的重要基地。隨著時代的發展，越來越多的新技術相繼應用到城市軌道車輛的運維系統中，這給校企融合下研究生的實踐帶來了新的機遇和挑戰。

針對城市軌道車輛分析了智能運維系統的現狀，重點探討了相關專業方向碩士研究生在新環境下開展專業實踐的模式與方法;分析了基于車輛智能運維數據管理的專業實踐實例，在充分運用學生所學理論和技術的前提下，有效提升了全日制工程碩士的工程實踐能力與實際經驗。

參考文獻：

[1]單飛翔.全日制碩士專業學位研究生專業實踐的全面質量管理研究[D].廣州：華南理工大學，2018.

[2] 劉晶.產教融合模式下開展全日制工程碩士專業實踐的機制研究[J].工業和信息化教育，2019（7）：30-34.

[3] 薛亞平，雷衛寧，葉霞，等.面向新工科的專業學位研究生工程實踐創新能力培養研究[J].江蘇理工學院學報，2018，24（4）：93-98.

[4] 周曉勤.中國城市軌道交通的發展現狀及機遇[J].城市軌道交通，2018（10）：23.

[5] 于娟.新形勢下城市軌道交通發展的前景、問題與對策[J].中國經貿導刊，2019（8）：33-36.

[6] 王繼宇.“互聯網+ ”在城市軌道交通中的應用及發展趨勢[J].數字通信世界，2019（6）：153.

[7] 金曉鳳.大數據時代城市軌道交通的創新與發展[J].科技風，2019（10）：232-233.

[8] 杜珊.基于大數據的在線監測系統在城市軌道交通中的應用[J].城市軌道交通研究，2018，21（S2）：30-33.

責任編輯? ? 盛? ? 艷