160km_h动车组精准预防修的管理研究.pdf

第29卷第4期2023 年 10 月Vol.29 No.4October 2023铁道运营技术Railway Operation Technology摘要：铁路160km/h动力集中动车组各类行车监控系统各自独立、资源分散，不利于指导现场检修作业。为能够全面集中掌握动车组运用状态，改善因管理因素产生的设备失修、漏修、盲目检修局面，利用各类检测监测数据为基础，搭建了数字化精准预防修管理平台，实现了动态掌控、精准检修、自主保障的智能化运维管理，大幅提高了160km/h动力集中动车组运用检修效率及安全防范能力。关键词：160km/h动力集中动车组；行车监控；运维管理；精准预防修中图分类号：U27文献标识码：A文章编号：1006-8686（2023）04-001-4李晓楠160km/h动车组精准预防修的管理研究（中国铁路北京局集团有限公司北京车辆段，工程师，北京100039）10.13572/ki.tdyy.2023.04.001Abstract：In view of the existing problems of resource dispersion and lack of integration in the running monitoringsystem of various 160km/h EMUs,a digital precision preventive repair management platform is built basedon various detection and monitoring data to fully grasp the operating status of EMUs and realize the intelligent application and maintenance management of dynamic control,accurate maintenance and independentsupport.The situation of equipment disrepair,missing repair and blind repair caused by management factors is avoided,and the maintenance efficiency and safety prevention ability of 160km/h power concentrated EMU are improved.Key words：160km/h power concentrated multiple unit;driving monitoring;operation and maintenance management;accurate preventive maintenanceLI XiaonanResearch on the Management of Accurate PreventiveMaintenance for 160km/h Multiple Units（Beijing Rolling Stock Depot of China Railway Beijing Bureau Group Co.,Ltd.,Engineer,Beijing 100039，China）1160km/h动力集中动车组背景介绍为加快推进铁路装备现代化，充分利用既有线路和机、客车的检修资源，满足国铁集团运输和经营发展要求。2019年初160km/h动力集中动车组（以下简称动集动车组）正式在我国上线运行，此后几年，结合运用经验及新的需求，按照复兴号品牌战略，不断优化CR200J型动车组的产品定位，着力在技术先进性、经济合理性、乘坐舒适性等方面实现新的突破，将其打造成160km/h速度级“复兴号”定型产品，为中国铁路“走出去”提供装备支撑1。如图1所示为动集动车组外观及内部结构图。图1动集动车组外观及内部结构图1第29卷第4期2023 年 10 月Vol.29 No.4October 2023铁道运营技术Railway Operation Technology动集动车组设计运行速度 160km/h，主要分为长编动车组和短编动车组。长编动车组编组20辆，由2辆动力车和18辆拖车组成，长约518m，总定员1102人；短编动车组编组9辆，如图2所示，分别由1个动力车、7辆拖车和1辆控制车组成，长约234m，总定员720人2。图2短编动集动车组编组及内部结构图2目前动集动车组检修现状及问题动集动车组维修实行以走行千米周期为主，时间周期为辅的计划预防修。各检修级别均按修程规定检修项目开展维修，长时间的实践积累了很多以此为基础产生的检修思路、作业方式方法。但对动集动车组车载检测数据，以及各类检修、检测、监测设备设施产生的大量监控数据的分析利用仍显不足，动车组过度修仍然不同程度存在。现阶段，动集动车组车载数据以及地面各检测监测系统均独立运用，由相应监控部门将报警数据提炼，分别下发至运用车间，运用车间安排检修人员进行复核处理。此种作业方式对数据的利用率低，且程序繁琐、效率不高。3动集动车组网络信息传输原理动集动车组不同于传统机车车辆，其自身以及地面配套监控设备设施种类繁多，能够对动车组运行状态进行系统全面监控。动集动车组运用工作经过几年的发展，各系统监控手段及地面检测监测设备设施配置日趋完善，动车组网络信息传输基本原理如下。3.1动集动车组运行状态实时监控原理动车组作为当代高科技移动装备，各主要系统均安装了大量监控传感器，依靠车载网络控制系统各关键部件的运行数据均能传输至列车中央控制单元。经系统诊断，对于判别出的故障信息能够以安全为导向给出相应控制指令，同时基于移动通讯技术的发展，实现了车载数据的远程实时传输，地面监控中心可对动车组运行数据进行实时分析，发现安全隐患时可及时通知动车组乘务人员采取措施进行干预，保障动车组运行安全。同时通过对各系统数据的分析，可对动车组当前的健康状态进行全面评估，针对研判出的故障及隐患提前给出检修建议，指导检修单位提前做好检修物料工装的准备工作，进而提高动车组运用检修效率。如图3所示为CR200J动力车、拖车、控制车安全监控网络各网络拓扑关系。其中，拖车的车辆级总线对本车的供电、车下电源、轴温、烟火、防滑、塞拉门等状态进行实时监控，通过车电信息集中单元传送至TCDS主机，TCDS主机将信息通过列车以太网传递给动力车和控制车的MVB/ETH网关以及CMD系统，CMD系统通过无线通信方式与地面系统进行数据传输3。2图3动集动车组CR200J列车安全监控网络拓扑图3.2动车组列车级网络互联传输原理随着科技的发展，近年来基于力学、光学、声学等原理研发出的各类动车组检测监测设备越来越多，如动车组轮对故障动态检测系统、动车组运行故障图像检测系统、动车组滚动轴承故障轨旁声学诊断系统，如图4所示，监控车通过对全列运行数据的收集处理，通过GPS定位系统和GPRS数据传输系统功能，可实现监控部位故障的提前预警处置。同时基于人工智能技术，国内部分单位已深入开展动车组智能检修机器人研究，部分部位已能替代人工进行检查作业，动车组运维安全的信息化保障手段越发丰富，动车组运用检修方面已具备由人检逐步向机检过渡的实施条件。图4列车级网络互联传输关系图4动集动车组精准预防修方案设计数字化精准预防维修，是以动集动车组车载检测数据及地面设备的检测数据为依据，应用大数据分析技术，对各类数据进行整合分析，将分析结果直接应用到检修过程，精准定位故障隐患，提高检修效率与安全防范能力。具体应用层面，按照“利用数据诊断、逐车精准检修、运检信息共通、安全闭环管理”的思路，通过对数据的整合、分析、运用、共享，因“车”制宜实现精准施修。4.1整合数据资源4.1.1梳理监测数据信息按照动车组车载系统数据，检测设备设施监控数据两大类别对动集动车组运用检修过程进行全面梳理，抽取可集中分析利用的数据信息。其中动车组各个系统运行的车载数据通过远程无线传输系统传输落地，由动车组故障预测与健康管理系统实现自动分析；地面检测设备设施监控数据包括动车组运行故障图像检测系统、动车组滚动轴承故障轨旁声学诊断系统等系统数据。目前动集动车组涉及监控、检测以及信息管理系统5项，监控部位覆盖轮对、轴承、转向架、电器设备、网络通信等各个部位。表1所示为动集动车组监测系统统计表。表1动集动车组监测系统统计表序号12345类别地面设备地面设备地面设备地面设备车载数据系统名称车辆运行品质轨边动态监测系统车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统车辆轴温智能探测系统车辆故障轨边图像监测系统车辆运行安全监控系统监测部位轮对轴承内部轴承温度车辆两侧及底部配件轴温、烟火、转向架、制动、供电、绝缘、防滑器等4.1.2创新数据分析方式将车载数据、各类检测监测数据集中汇总，交由数据分析人员统一综合分析的优化方案，特别是针对某一系统分析发现的故障或隐患信息，横向对比其他系统数据，深度研判动车组健康状态，及时发现潜在的故障隐患。最终以动车组为单位，将数据分析结果以动车组健康卡的形式一次性下发至运用车间进行复核处理，彻底改160km/h动车组精准预防修的管理研究3第29卷第4期2023 年 10 月Vol.29 No.4October 2023铁道运营技术Railway Operation Technology变了前期各检测监测系统运用各自为战、各自监控分析并下发复核单的情况，有效整合了现有的数据资源，同时也提高了故障信息流转的效率。如图5所示为搭建设计的列车数字化精准预防修系统界面，其包含了对动集动车组调度编组管理、出入库计划管理、健康卡发布签收管理、库检作业管理等项目。图5动集动车组精准预防修系统界面4.2强化应急管理体制4.2.1完善动集动车组应急指挥中心职能将动车组远程数据无线传输系统复示终端接入调度安全监控中心，安排安全监控人员对动车组车载远程数据进行监控，一方面对制动系统、轴温系统、供电系统等关键系统进行实施监控，发现异常预警信息时及时联系随车机械师进行处置，将故障关口前移，保障动车组运行安全。另一方面动车组途中发生故障后，应急指挥人员可通过监控信息迅速查看动车组具体故障信息及各系统运行参数，帮助应急指挥人员准确判断故障原因，并迅速制定处置措施，提高动车组故障应急处置效率。4.2.2成立数据分析专业机构为深度挖掘动车组检测监测数据信息，实现大数据分析作用，安全监控中心选拔现场经验丰富、业务素质较高的技术人员专职负责动集动车组数据分析任务，会同主机厂技术人员，研究固化动车组相应故障代码的预警等级及处置策略，结合运用车间检修复核实际情况，归纳总结相应的应急处理及检修策略，提高了检修作业效率。4.3检修流程闭环管理动车组入库检修前，由数据分析组对动车组运行期间所有的故障信息、检测信息、图像信息等各类监控数据进行统一分析，针对分析发现的故障及隐患信息给出相应检修建议，并以动车组诊断健康卡形式下发至检修运用车间。一方面在动车组入库之前，检修班组根据健康卡上的故障信息以及处理方案提示，提前准备人员、物料、工具等生产资料。另一方面动车组入库后检修人员直达故障部位，进行精准化的检修作业，进一步压缩故障处理和库内检修的时间，提高检修作业效率。运用车间在完成相应动车组检修作业后，需将动车组诊断健康卡提示故障信息的检查处理情况反馈至数据分析组，由动车组数据分析组归档，形成一个完整的流程闭环。如图6所示，为某车次入库前系统自动推送的动集动车组诊断健康卡界面，其包含了当日入库列车重点推送的检修任务情况。图6动集动车组诊断健康卡界面5结论以提升动集动车组检修效率为目标，搭建了动车组数字化精准预防维修平台，通过开展数据资源的集中整合，大数据分析形成诊断报告，能够实时、动态掌握动车组状态，改变了过去零散度高、指导性不强的局面。该系统平台投入现场检修作业使用后，经过一段时间的实践，结果表明，有效减少了设备失修、漏修、过度修、盲目修等问题。特别是对于重点故障的预警提示，为方案制定、料件工具筹备、库线安排争取了时间，故障处置更加及时稳妥。提高了现场组织效率，达到精准检测、精准分析、精准预警、精准检修的目标。参考文献1 刘威.时速160km动力集中动车组网络控制系统优化 J.电力机车与城轨车辆,2022,45(01):80-84.2 宋国义.160km/h 动力集中动车组一体化整备作业研究J.中国铁路,2020,(07):84-89.3 杨天奇,王晓鹏,吴子伟,等.时速160公里动力集中动车组网络控制系统 J.铁道机车与动车,2020,(05):20-23+5.4