淺談車輛檢測(cè)技術(shù)

孟德有 蘆陽(yáng) 于昳琳

摘? 要：近些年，隨著科技手段的不斷進(jìn)步，我國(guó)地鐵借助在線檢測(cè)設(shè)備和數(shù)據(jù)分析手段，不斷調(diào)整維修流程和維修制度，將“計(jì)劃修”逐步調(diào)整為“狀態(tài)修”或"均衡修"。而目前國(guó)內(nèi)一些城市地鐵車輛維修依然采用傳統(tǒng)的“計(jì)劃修”模式，這種維修模式缺點(diǎn)是人員配置多、工作效率低、停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，易存在過(guò)度維修，造成維修成本上升，車輛周轉(zhuǎn)率和利用率較低等諸多不足。為了提高檢修效率，促進(jìn)資源優(yōu)化配置，該文基于一些城市鐵車輛檢修現(xiàn)狀及存在主要問(wèn)題，參考國(guó)內(nèi)其他城市先進(jìn)的檢修方法，為車輛維修體制的發(fā)展與完善提出可行性建議。

關(guān)鍵詞：車輛;在線檢測(cè);狀態(tài)修;維修窗

中圖分類號(hào)：U467? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

目前一些城市地鐵公司車輛檢修修程修制仍采用車輛制造商規(guī)定的日檢、周檢、雙月檢、定修、架修和大修的計(jì)劃預(yù)防維修體系，這種傳統(tǒng)修程修制的特點(diǎn)是劃分較細(xì)，對(duì)于可靠度已有較大提升的車輛制造而言，可能存在過(guò)度維修行為。在規(guī)定修程中，存在多數(shù)部件仍處在健康狀態(tài)，只有少數(shù)部件健康狀態(tài)存在隱患，即將按修程定期對(duì)部件進(jìn)行更換的情況，造成一些部件并不是用壞的而是拆壞的，并且這種修制人員配置多，維修成本高，因此需要改進(jìn)。

據(jù)了解，在國(guó)鐵領(lǐng)域，為了提高檢修效率、減少人員配置，已經(jīng)開始試點(diǎn)應(yīng)用創(chuàng)新的智能圖像識(shí)別技術(shù)的復(fù)合型巡檢機(jī)器人，以自動(dòng)化、智能化的視覺(jué)識(shí)別設(shè)備代替人工目檢，完成日常的巡檢作業(yè)。目前合肥地鐵、武漢地鐵等地鐵運(yùn)營(yíng)公司已著手規(guī)劃采用該類新技術(shù)實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)化巡檢作業(yè)。

1 大連地鐵車輛檢修現(xiàn)狀

我國(guó)地鐵車輛大部分采用的是日常維修和定期檢修相結(jié)合的檢修制度，檢修修程一般可分為廠修、架修、定修、月檢和列檢5個(gè)等級(jí)，見表1。大連地鐵1、2號(hào)線自運(yùn)營(yíng)以來(lái)，一直沿用這種傳統(tǒng)的檢修制度，檢修周期按照車輛運(yùn)營(yíng)時(shí)間和運(yùn)行公里進(jìn)行劃分，安排日/周檢、雙月修、定修、架修、廠修，并增加了臨修的檢修方式。

以檜柏路車輛基地為例，目前檢修日檢班/周檢班共用4個(gè)班組，以“白、夜、休、休”方式進(jìn)行倒班作業(yè)（白天為周檢作業(yè)，夜晚為日檢作業(yè)），每個(gè)班組為12人，每班工作時(shí)間為12小時(shí)，無(wú)節(jié)假日;雙月檢班共1個(gè)班組，全組25人，全部白班制，每班8小時(shí)工作，有節(jié)假日;年檢班共1個(gè)班組，全組27人，全部白班制，每班8小時(shí)工作，有節(jié)假日。目前人員安排集中的日檢班組工作包括走行部檢查、客室內(nèi)飾檢查及司機(jī)室功能檢查3個(gè)部分，其中每部分又包括更加細(xì)致的作業(yè)內(nèi)容，員工完成一次檢查將耗費(fèi)大量的時(shí)間，見表2。

2 一些城市地鐵車輛檢修存在的不足

（1）日常維修和定期檢修相結(jié)合的傳統(tǒng)檢修制度存在局限性。采用這種修程安排，忽略了實(shí)際使用時(shí)間、質(zhì)量狀況等方面的差異，全部按統(tǒng)一的修程內(nèi)容進(jìn)行作業(yè)。這種日常維修和定期結(jié)合的傳統(tǒng)檢修制度造成了車輛、材料、人工等資源的浪費(fèi)。

（2）人員分配不均衡。在目前的檢修制度下，即使日/周檢班組在人員配屬較多的前提下仍然存在巡檢時(shí)間緊張、專業(yè)性不夠強(qiáng)等問(wèn)題。而雙月檢修由于為了完成某些保養(yǎng)與清潔工作，同樣配屬人員較多，并未采用把部分檢修項(xiàng)目分散到日/周列檢中的方式。

（3）定修與檢修的內(nèi)容與時(shí)間分配不盡合理。從車輛檢修需求角度考慮，目前的雙月檢與定修的在修時(shí)間普遍較長(zhǎng)，沒(méi)有考慮到車輛狀態(tài)的因素進(jìn)行均衡修或狀態(tài)修，存在過(guò)度維修的問(wèn)題。

3 國(guó)內(nèi)先進(jìn)的車輛檢修技術(shù)

3.1 沈陽(yáng)地鐵的“維修窗”模式

沈陽(yáng)地鐵車輛現(xiàn)有的維修模式與大連地鐵的維修模式十分相似，其理論基礎(chǔ)是預(yù)防性維修。沈陽(yáng)地鐵目前正在研究采用“維修窗”檢修模式對(duì)既有檢修制度進(jìn)行優(yōu)化。地鐵的運(yùn)營(yíng)通常依據(jù)客流的高峰、平峰來(lái)組織數(shù)量不一樣的車輛上線，此維修模式便利用高峰、平峰之間的時(shí)間安排部分車輛的檢修，實(shí)現(xiàn)車輛資源利用效率的最大化。

就地鐵目前的情況而言，定修以下的所有修程都可以運(yùn)用“維修窗”模式進(jìn)行維修。向“維修窗”模式進(jìn)行改進(jìn)與過(guò)渡分為2個(gè)階段：第一，在不改變現(xiàn)有維修周期的前提下，對(duì)維修的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，充分利用車輛維修窗的檢修時(shí)間完成檢修工作;另外對(duì)三月檢項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)故障率及系統(tǒng)性，把當(dāng)前三月檢的具體維修內(nèi)容合理壓縮和拆分，當(dāng)前三月的檢停時(shí)間是3天，主要針對(duì)車輛電氣以及車下、車內(nèi)、車上的機(jī)械進(jìn)行測(cè)量、清潔、檢查，把檢修項(xiàng)目拆分后，從之前的3天停時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槔?個(gè)維修窗對(duì)車輛進(jìn)行維修，可大大縮短停機(jī)時(shí)間。

第二，對(duì)于定修以下的修程，可以根據(jù)走行公里將其劃分為級(jí)別不一樣的檢修。級(jí)別的判定應(yīng)基于系統(tǒng)安全性、運(yùn)行表現(xiàn)、維修耗時(shí)等因素，借助檢修、管理信息系統(tǒng)，將系統(tǒng)特點(diǎn)和故障表現(xiàn)作為依據(jù)，科學(xué)合理地對(duì)維修計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。

向“維修窗”模式過(guò)渡的第一個(gè)階段主要是對(duì)維修規(guī)程進(jìn)行改進(jìn)，而第二個(gè)階段是以維修信息化為前提、以建設(shè)完善的檢修信息化系統(tǒng)為保證的具有科學(xué)性和系統(tǒng)性的操作階段，對(duì)管理人員提出了更高的要求。

3.2 大連地鐵的無(wú)源無(wú)線振動(dòng)傳感器

大連地鐵已于去年在車輛上試點(diǎn)安裝無(wú)源無(wú)線振動(dòng)傳感器設(shè)備。該傳感器通過(guò)夾具安裝固定于列車軸箱軸承位置，無(wú)需改動(dòng)或破壞轉(zhuǎn)向架原有結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)收集車輛運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能提供給其內(nèi)部的數(shù)據(jù)預(yù)處理與傳輸系統(tǒng)，通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)回傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，以此監(jiān)測(cè)走行部的關(guān)鍵部件運(yùn)行狀況及線路狀態(tài)，在故障出現(xiàn)早期階段及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以處理。進(jìn)一步可實(shí)現(xiàn)對(duì)軸箱軸承及車輪剩余壽命閾值的預(yù)測(cè)并給出檢修周期建議，為實(shí)現(xiàn)走行部關(guān)鍵部件由“計(jì)劃修”到“狀態(tài)修”的轉(zhuǎn)變提供了良好的系統(tǒng)化平臺(tái)基礎(chǔ)。

3.3 上海虹橋動(dòng)車的軌道式車底巡檢機(jī)器人

上海虹橋動(dòng)車運(yùn)用所引進(jìn)了軌道式車底巡檢機(jī)器人設(shè)備，實(shí)現(xiàn)以自動(dòng)化、智能化的設(shè)備視覺(jué)識(shí)別代替動(dòng)車組日常一、二級(jí)檢修中人工目檢，對(duì)列車底部、轉(zhuǎn)向架等可視零部件進(jìn)行靈活多角度的自動(dòng)檢測(cè)，提高了檢修效率、減少了人員配置。

該巡檢機(jī)器人設(shè)備在檢修地溝內(nèi)鋪設(shè)運(yùn)行導(dǎo)軌，巡檢機(jī)器人在導(dǎo)軌上運(yùn)行巡檢，該設(shè)備主要包括視覺(jué)檢測(cè)模塊、多功能機(jī)械臂、安全防撞系統(tǒng)等。檢修人員通過(guò)配備的手持終端控制機(jī)器人開始作業(yè)，車底巡檢機(jī)器人能夠按照事先設(shè)定的巡檢部位可以自動(dòng)準(zhǔn)確尋找檢測(cè)目標(biāo)位置，并運(yùn)用圖像檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)列車底板及轉(zhuǎn)向架關(guān)鍵部位的掃描檢測(cè)，利用圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車底部、轉(zhuǎn)向架、車軸、車輪等關(guān)鍵部件進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、尺寸測(cè)量等日常檢修作業(yè)，大大縮短檢修時(shí)間，減輕作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高了檢修質(zhì)量和效率。

4 總結(jié)與建議

鑒于國(guó)內(nèi)一些城市車輛檢修水平存在一定差距，因此筆者提出建議如下。

（1）在車輛檢修模式方面，應(yīng)深入學(xué)習(xí)借鑒其他地鐵公司較為先進(jìn)的“維修窗”檢修方法，將雙月檢、定修的部分檢修內(nèi)容分散到列檢當(dāng)中，壓縮檢修停時(shí)。

（2）維修信息化為前提，因此需要建設(shè)完善的檢修信息化系統(tǒng)，可采用為檢修提質(zhì)增效帶來(lái)變革的前沿技術(shù)，象無(wú)源無(wú)線傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及集群自動(dòng)化巡檢機(jī)器人等先進(jìn)的檢修設(shè)備。同時(shí)建議地鐵停車列檢庫(kù)試點(diǎn)配備技術(shù)前沿、可為檢修減員提質(zhì)增效帶來(lái)變革的集群自動(dòng)化巡檢機(jī)器人設(shè)備。

（3）應(yīng)選定與運(yùn)營(yíng)安全、效率、成本相關(guān)度都很高的轉(zhuǎn)向架-輪對(duì)-軸箱軸承與車輪為研究部件主體，并規(guī)劃試點(diǎn)較為成熟的軸箱軸承與車輪無(wú)源無(wú)線傳感在線監(jiān)測(cè)、故障預(yù)測(cè)健康管理與維修決策建議的一體化綜合系統(tǒng)，加快對(duì)該系統(tǒng)的試點(diǎn)推廣工作，為后續(xù)車輛其他核心部件狀態(tài)檢修進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備與經(jīng)驗(yàn)積累。

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