軌道交通車輛智能化生產(chǎn)與運(yùn)維系統(tǒng)的發(fā)展與探索

張云凱

摘要：進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，我國的科學(xué)技術(shù)水平不斷進(jìn)步，各個國家都制定了符合時代發(fā)展方向與目標(biāo)的戰(zhàn)略方案。現(xiàn)如今，鐵路行業(yè)發(fā)展迅速，我國的高鐵動車組列車在其中起到了至關(guān)重要的作用。其裝備生產(chǎn)不僅應(yīng)當(dāng)注重高性能、高效率，還應(yīng)注重高安全、低能耗的發(fā)展模式。城市軌道交通車輛的現(xiàn)代化智能化制造與運(yùn)維體系的構(gòu)建，將改變其生產(chǎn)方式，能夠有效提升我國的智能制造技術(shù)。

關(guān)鍵詞：智能制造;軌道交通;高鐵動車組;發(fā)展戰(zhàn)略

引言

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的浪潮推動下，我國城軌交通行業(yè)信息化建設(shè)步入快速發(fā)展階段，信息化建設(shè)的成果初具規(guī)模，改變了傳統(tǒng)的建設(shè)模式、服務(wù)手段和經(jīng)營方式。但是，鑒于全國城軌交通建設(shè)起步不一，所處階段不同，特別是對“城軌交通+信息化”的認(rèn)識程度深淺有別、信息化標(biāo)準(zhǔn)因地而異，致使各個城市軌道交通的信息化進(jìn)程參差不齊，應(yīng)用程度和水平差異較大，服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)和管理信息應(yīng)用不適應(yīng)當(dāng)前形勢發(fā)展的需要。與此同時，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等新興信息技術(shù)的飛速發(fā)展，京滬穗等先行城市的智慧車站建設(shè)已經(jīng)起步，一批后發(fā)城市躍躍欲試，將很快遍及全行業(yè)，要求加強(qiáng)智能智慧建設(shè)的行業(yè)指導(dǎo)成為普遍呼聲，及時研究相關(guān)政策的條件趨于成熟。為了促使我國城軌交通行業(yè)信息化的健康發(fā)展和智慧城軌的有序建設(shè)，亟需進(jìn)行行業(yè)層面的頂層設(shè)計，以統(tǒng)籌發(fā)展戰(zhàn)略，明確建設(shè)目標(biāo)，確定重點(diǎn)任務(wù)，謀劃實(shí)施路徑，創(chuàng)新體制機(jī)制，制定保障措施，指導(dǎo)和鼓勵各城市按照“因地制宜、開拓創(chuàng)新、大膽探索、勇于實(shí)踐”的原則，有序推進(jìn)智慧城軌建設(shè)。

1內(nèi)涵標(biāo)志

1.1智慧城軌內(nèi)涵

應(yīng)用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等新興信息技術(shù)，全面感知、深度互聯(lián)和智能融合乘客、設(shè)施、設(shè)備、環(huán)境等實(shí)體信息，經(jīng)自主進(jìn)化，創(chuàng)新服務(wù)、運(yùn)營、建設(shè)管理模式，構(gòu)建安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的新一代中國式智慧型城市軌道交通。

1.2標(biāo)志

1.2.1智慧城軌與城軌信息化

“推進(jìn)城軌信息化，發(fā)展智能系統(tǒng)，建設(shè)智慧城軌”是本《綱要》的主題詞。新一輪科技革命洶涌澎湃，飛速發(fā)展，催生了云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等新興信息技術(shù)，從而將數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化提高到全新的高度。因此，從本質(zhì)上講，智慧城軌是利用新興信息技術(shù)集成城軌交通各系統(tǒng)和集成各類服務(wù)的結(jié)晶，是城軌交通領(lǐng)域信息化建設(shè)進(jìn)入新階段的集中體現(xiàn)，因而信息化建設(shè)是智慧城軌建設(shè)的核心和基礎(chǔ)。可見，城軌信息化和智慧城軌，是相互融合的統(tǒng)一體。本《綱要》是建設(shè)智慧城軌的頂層設(shè)計，也是城市軌道交通信息化建設(shè)的頂層設(shè)計。在《綱要》指導(dǎo)下，推進(jìn)城軌信息化，發(fā)展智能系統(tǒng)，建設(shè)智慧城軌。

1.2.2智慧城軌標(biāo)準(zhǔn)與城軌信息化規(guī)范

信息化建設(shè)是智慧城軌建設(shè)的基礎(chǔ)，因而中國城軌信息化規(guī)范體系也是中國智慧城軌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)和重要組成部分。協(xié)會按照“規(guī)范研究先行，標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)建設(shè)”的理念和原則，在《綱要》編制階段，同步進(jìn)行城軌信息化規(guī)范體系的頂層設(shè)計，建立并逐步發(fā)布“1352”四個層級組成的《中國城軌信息化規(guī)范體系》。城軌交通信息化規(guī)范體系的先行研究和實(shí)施，將為智慧城軌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究和制定打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

2城市軌道車輛智能化系統(tǒng)的應(yīng)用展望

為了深入了解與探索軌道交通車輛的發(fā)展方向與應(yīng)用前景，不斷向現(xiàn)代化智能化的最終目標(biāo)靠攏，根據(jù)軌道交通車輛的發(fā)展方向的幾個類型，可分別對其特征進(jìn)行分析與定義。

傳統(tǒng)型系統(tǒng)在生產(chǎn)制造過程中，具有獨(dú)立運(yùn)行的數(shù)據(jù)作業(yè)設(shè)備及其運(yùn)作單元，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電子技術(shù)數(shù)據(jù)功能以及自動化網(wǎng)絡(luò)管理與基本的財務(wù)、辦公。精細(xì)型系統(tǒng)在生產(chǎn)制造過程中，初步實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)互通，具有一定的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息體系與構(gòu)架;能夠?qū)崿F(xiàn)三維技術(shù)及其數(shù)學(xué)建模，具有相關(guān)軟件服務(wù)、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng);并且在生產(chǎn)流程方面，可實(shí)現(xiàn)流暢的銜接與貫通。精益型系統(tǒng)在生產(chǎn)制造的過程中，已經(jīng)具備了較為完善的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息同設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)互通體系;可流暢實(shí)現(xiàn)三維技術(shù)、完成具有生命周期的虛擬仿真的任務(wù);構(gòu)建了設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)信息實(shí)時互通平臺;其各方面的業(yè)務(wù)流程管理也較為完善。數(shù)字化系統(tǒng)在生產(chǎn)制造過程中，其設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信息可實(shí)現(xiàn)全方位的應(yīng)用，生產(chǎn)流程中采集數(shù)據(jù)實(shí)時可控，可及時收集數(shù)據(jù)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺功能較為完備;虛擬化生命周期生產(chǎn)制造達(dá)到數(shù)字化生產(chǎn)階段，可實(shí)現(xiàn)落地;生產(chǎn)制造管理流程以及各方面實(shí)現(xiàn)可視化、安全監(jiān)控。而智能化系統(tǒng)在生產(chǎn)制造過程中，其設(shè)備具有完善的自我感知、自我分析、自我學(xué)習(xí)與決策等功能的智能集成運(yùn)用;在技術(shù)上具有大數(shù)據(jù)的采集、整理與分析、智能感知與計算、處理能力;其云端網(wǎng)絡(luò)可與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)流暢銜接運(yùn)行，協(xié)調(diào)控制管理系統(tǒng)平臺具有自控管理、學(xué)習(xí)調(diào)節(jié)、多鏈條交叉管理等現(xiàn)代化智能化能力。

3智能檢測系統(tǒng)成效分析

3.1旗艦配置

智能檢測系統(tǒng)旗艦配置包括：振動式輪對擦傷檢測系統(tǒng)、紅外線軸溫檢測系統(tǒng)、受電弓動態(tài)檢測系統(tǒng)、輪對外形尺寸動態(tài)檢測系統(tǒng)、圖像車號識別系統(tǒng)、全車360°圖像動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、輪對動態(tài)超聲波探傷系統(tǒng)、移動式車軸超聲波探傷機(jī)、庫內(nèi)智能巡檢機(jī)器人檢測系統(tǒng)、智能指紋鑰匙柜、智能指紋巡檢儀、服務(wù)器交換機(jī)、顯示屏、智能化軟件管理系統(tǒng)。

3.2基礎(chǔ)配置

智能檢測系統(tǒng)基礎(chǔ)配置包括：輪對故障在線動態(tài)檢測系統(tǒng)、圖像車號識別系統(tǒng)、圖像動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、智能指紋巡檢儀、服務(wù)器交換機(jī)、顯示屏、智能化軟件管理系統(tǒng)。

3.3智能運(yùn)維安全：

2025年目標(biāo)：車輛、能源、通信、信號等智能運(yùn)維系統(tǒng)在全行業(yè)推廣應(yīng)用，日常檢修效率和車輛整體可靠性達(dá)到世界先進(jìn)水平;車輛運(yùn)維行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范發(fā)布實(shí)施;建立基于大數(shù)據(jù)的線橋隧、通信信號以及機(jī)電設(shè)備等多專業(yè)設(shè)備智能運(yùn)維體系和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);基本建成列車調(diào)度指揮、運(yùn)行控制、行車作業(yè)等關(guān)鍵系統(tǒng)安全保護(hù)和風(fēng)險評估的標(biāo)準(zhǔn)化體系;建成與城軌交通客流特點(diǎn)相適應(yīng)智能安檢新模式;建成基于乘客行為分析和市政交通的綜合應(yīng)急管理系統(tǒng);全行業(yè)運(yùn)營安全和設(shè)備保障等指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)水平。2035年目標(biāo)：覆蓋城軌全行業(yè)的智能運(yùn)營安全和綜合運(yùn)維體系全面建成;行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施，部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入國際標(biāo)準(zhǔn)體系;全行業(yè)運(yùn)營安全和設(shè)備保障等指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

結(jié)語

我國城市軌道交通車輛的智能化制造與運(yùn)維系統(tǒng)不斷發(fā)展更迭，改革與創(chuàng)新刻不容緩。制定并建立良好的軌道交通車輛智能化體系的設(shè)計規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，要提高制造效率、降低能耗、提升產(chǎn)品質(zhì)量、完善整個制造技術(shù)體系，才能更好地、可持續(xù)地推動其現(xiàn)代化智能化發(fā)展實(shí)體落地。首先，需要制定智能制造發(fā)展計劃;其次，執(zhí)行智能制造計劃，并在執(zhí)行過程中不斷優(yōu)化調(diào)整;最后，要采用科學(xué)、合理、現(xiàn)代的方法模式與結(jié)構(gòu)，不斷深化智能制造發(fā)展方向與目標(biāo)。

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