上海軌道交通列車智能檢修計劃系統研究

解嵩博 宗志祥

(上海地鐵維護保障有限公司車輛分公司，200235，上海∥第一作者，高級工程師)

近年來，隨著城市軌道交通的蓬勃發展，檢修業務量顯著增大[1]，對檢修計劃也提出了更高的要求。科學合理地安排列車檢修計劃，可以有效利用現有檢修資源、提高檢修作業的效率、節省檢修費用[2]，有效保障列車運營的安全可靠。

1 列車檢修管理模式現狀

1.1 檢修管理模式的局限性

目前，上海地鐵現行的列車檢修管理模式，是基于計劃維修為主線的管理模式，包括了日檢、均衡修、架大修等內容。對于臨時突發的專項普查、整改、重大故障或臨時故障的處置等類活動，都難以在目前的列車檢修生產管理模式中得到很好的管控，而且最終又會對列車檢修造成以下影響：① 因為不能及時有效地共享信息，降低了各項檢修工作的協同檢修效率；② 由于突發故障導致生產工作任務繁重，維修班組人員分配工作任務效率低，進而導致人員使用設備的效率低；③ 由于缺乏有效的管控手段，檢修人員的專業水平不足，故維修管理不能實現精細化、標準化；④ 物料消耗高，人工成本虛高。

因此，在列車面臨突發的檢修任務時，現有的檢修管理模式存在局限性。隨著大數據逐漸被運用到城市軌道交通行業中，采用智能檢修計劃系統對城市軌道交通列車的檢修計劃進行管理，將會成為未來城市軌道交通列車檢修管理的新模式。

1.2 檢修管理模式的關鍵環節

目前，上海地鐵列車檢修管理模式主要依托智能運維平臺來實現，其主要有專家系統、檢修規程、檢修計劃、檢修執行等4個環節[3]。其中，檢修計劃環節需綜合設備狀態及維修條件來制定維修計劃，并推送維修任務，是檢修規程后、檢修執行前的最關鍵一環，承載著檢修規程的正確、合理運用，也是檢驗規程中檢修活動定義有效性、可執行性的關鍵步驟。此外，檢修計劃還是檢修執行的前提。沒有合理的檢修計劃做指引，檢修執行工作就會出現混亂。一旦出現臨修、故障修及正線亂表等特殊情況，檢修計劃會面臨更多不確定因素。因此，需改變管理理念，由事后管理轉變為事前管理。

2 列車智能檢修計劃系統介紹

隨著上海軌道交通智能運維系統的全面覆蓋，為更好地發揮其大數據平臺的作用，并對其衍生功能進行開發應用，列車智能檢修計劃系統應運而生。

2.1 列車智能檢修計劃限制條件

列車智能檢修計劃的主要限制條件有：① 各基地檢修資源限制(工作日與節假日各基地的檢修條件不同)；② 運行車次限制(不同運行圖的早高峰出庫數與平時出庫數不同)；③ 運營限制(部分檢修項只能扣車完成，部分檢修項優先在早高峰時段完成)；④ 可同時進行多個檢修項，但檢修項間不能沖突；⑤ 各檢修項有各自獨特的選車規則，如指定車次、按計劃日期選車、按間隔選車等；⑥ 架大修車、季度清掃車、故障車等特殊情況[4]。

2.2 列車智能檢修計劃生成邏輯

如圖1所示，列車智能檢修計劃系統的生成邏輯主要分為3個步驟：

圖1 列車智能檢修計劃生成邏輯圖

第一步，根據現有可用列車，結合列車當日的檢修項目，確定當日檢修計劃表。

第二步，利用既有檢修計劃表、今明日檢修事項，生成明日用車車次。

第三步，對明日用車計劃校驗。主要校驗是否有檢修項、和運營計劃是否有沖突、基地列車數、后日檢修事項等，確定列車可用狀態，最終形成明日用車計劃表。

2.3 列車智能檢修計劃系統的功能

列車智能檢修計劃系統旨在結合列車實時的運營情況(含每日運營圖定列車安排及列車運營故障情況)及列車的各項檢修修程修制要求(含列車架大修、均衡修、日檢、各類洗車修程、各類整改及各類普查)，通過大數據及人工智能等技術手段幫助檢修人員智能制訂更為合理的生產計劃，通過分析檢修數據與列車運營狀態之間的關聯，不斷優化提升檢修水平，實現城市軌道交通檢修修程修制的改革。列車智能檢修計劃系統具備以下功能。

2.3.1 智能編制檢修計劃

為防止漏排、錯排檢修計劃，也為提高計劃編排效率，統一編排檢修計劃標準，列車智能檢修計劃系統提供了智能編制檢修計劃的功能。只需操作人員填寫必須要檢修的事項，以及各基地期望的檢修數、回庫數，便能生成一份完整的檢修計劃。

2.3.2 智能調整檢修計劃

列車智能檢修計劃系統在第一階段(使用初期)，由于缺少大量數據支撐，無法自動生成月度計劃和年度計劃，故需自動將上級單位下發的月度及年度檢修任務，按具體情況拆分到日檢修計劃中。

由于運營存在不確定性，當檢修計劃需調整時，若通知不到位，則可能會影響后續多項計劃。故列車智能檢修計劃系統設置了任務交換及順延日期等功能，可批量修改檢修計劃，并保留調整記錄，以避免計劃修改及通知延后導致的不便。

待列車智能檢修計劃系統積累了一定的使用數據，便能進入第二階段(成熟應用期)：智能編制檢修計劃。對各檢修項的檢修間隔、維修條件、人員配置及列車走行公里數等指標進行分析，并按權重打分排序，進而配置出符合要求的月度檢修計劃甚至是年度計劃。

2.3.3 檢修任務實時下發

為了節省登記、整理每日檢修任務的時間，避免任務下發不及時等問題，列車智能檢修計劃系統提供維修任務查詢功能。檢修班組可查詢其責任范圍內的檢修任務內容。日檢班組可直觀地看到各庫各車的任務安排和回庫情況。一旦發生任務變更，執行班組也能及時查閱。這一功能有效地縮減了下發任務、接收任務的流程及時間。

此外，列車智能檢修計劃系統具備對接 “釘釘”等平臺的推送功能，可直接將檢修任務以文字的形式發送到指定群組。

2.3.4 檢修日志的智能生成、保存及分析

列車智能檢修計劃系統提供確認檢修功能，由檢修人員每日確認當日任務完成情況，自動快速匯總每日檢修情況，智能生成檢修日志。若檢修人員未完成當日任務，則需填寫原因。列車智能檢修計劃系統將保存所有檢修記錄，實時反映各條線路的檢修完成情況，以便用戶隨時查詢所需信息。

2.3.5 檢修信息數據總覽

列車智能檢修計劃系統的輸入數據與使用記錄，經積累后便能成為分析各項生產指標的基礎數據。目前，列車智能檢修計劃系統提供故障、運營、檢修及架大修等情況的數據分析，并通過圖表和表格的方式呈現各線路的工作情況，如圖2所示。列車智能檢修計劃系統根據每日工作完成情況自動生成的檢修日志、班組日志和線路日報，可直接導出為電子臺賬，有助于管理人員實時看到每條線路的詳細情況。

a)故障情況

2.3.6 檢修數據的全壽命周期分析

檢修工作的信息化管理使得每個計劃、每條記錄都可追溯。在列車從新車到架大修的全壽命周期中，都可通過列車智能檢修計劃系統查詢到其詳細的檢修信息，進而得出更有利于維修實施的檢修策略方案。以自動化機械洗車(以下簡為“機洗”)為例：首先，針對均衡修清潔及季度清潔等涉及洗車的檢修項，匯總每個檢修項的檢修次數，進而計算平均檢修間隔、繪制檢修項整體控制圖，從而獲得檢修間隔在可接受范圍外的檢修記錄；然后，通過自然語言處理進行命名實體識別，識別出操作人、工藝及配件等，并統計出頻次最多的詞，從而找到影響檢修間隔的主要因素；最后，根據主要影響因素采取針對性改善措施，即能大大提高檢修效率。

2.4 列車智能檢修計劃系統的核心技術

1)通過高度可配置的智能計劃流技術來梳理復雜的、不同的計劃流程。

2)通過可配置的智能檢修邏輯規則來完成復雜的檢修計劃邏輯設定。

3)通過大數據分布式計算組件來處理復雜多維的檢修計劃條件，進而提高計算能力[5-6]。

3 列車智能檢修計劃試用效果

自2018年起，列車智能檢修計劃系統在上海某線的車輛檢修生產活動中試用，并于1年內完成了適用性調試及功能調試。

采用傳統檢修計劃方式時，落實活動的管理工作主要為檢修故障記錄，相應的列車檢修計劃管理及檢修日志信息化工作仍處于空白；管理人員僅能手動安排多個車輛基地的日常生產多任務計劃，難以做到面面俱到；一旦發生任務沖突，管理人員只能憑經驗處置；故障處理、供應商整改、整改后運營安全確認、洗車及施工配合等大量活動未納入常規計劃中。可見，采用傳統檢修計劃方式，不僅工作計劃落實性差，而且難以幫助管理者掌控全局、判斷每條線路的檢修活動質量及效率。

列車智能檢修計劃系統可根據檢修項目自動生成檢修計劃，在計劃沖突時能提醒計劃編制人員進行調整，可形成統一格式的線路日志，能減少線路檢修計劃制定中出現的“拍腦袋”現象，能幫助維修生產班組更高效、快速地制定復雜計劃。

表1為不同列車檢修計劃方式的對比。由表1可知，相比傳統檢修計劃方式，列車智能檢修計劃系統具有計劃編制用時短、檢修計劃編制與任務下發智能化、相關信息存儲容量大、大數據分析適用性強、適用范圍廣等優點。

表1 不同列車檢修計劃方式對比

4 結語

檢修計劃是檢修管理模式的關鍵環節。本文從列車智能檢修計劃系統的限制條件、生產邏輯、實用功能、核心技術等方面進行介紹，并在某線路進行試用。從試用效果來看，與傳統檢修計劃相比，智能檢修計劃系統具有編制用車計劃時間短、檢修計劃編制和任務下發智能化、信息存儲容量大、大數據分析適用性強、適用范圍廣等優點。此外，智能檢修計劃還實現了檢修活動可視化管理，改變了管理理念，由事后管理轉變為事前管理。