城市轨道交通车辆维修信息系统研究

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摘要：为提升城市轨道交通车辆的投运率和运行可靠性，基于可靠性为中心维修和状态维修的先进理念，分析了城市轨道车辆维护、维修需求和现有信息系统存在的问题，提出了同时支持定修和状态修的车辆维修保障策略。采用基于状态的分布式维修软件结构模型，建立了城市轨道交通车辆维修信息系统的功能模块和系统架构，并对系统的具体部署进行了探讨。
关键词：城市轨道交通；车辆维修；信息系统
前 言
城市轨道交通车辆是集机械、电子、微控制、通信信号等高新技术于一体的技术密集型机电一体化产品。相关研究表明，车辆的维修成本约占整个地铁设备维修成本的40%，合理的车辆维修模式可以为地铁的经济运营打下良好的基础。
一、城轨维修管理系统简介
地铁运营是一个规模庞大的资产密集型行业，资产种类繁多、结构各异，涉及房屋、构筑物、人防、车辆、轨道、信号、AFC等多专业设备。设备设施维修管理系统，以工单的创建、审批、执行、关闭为主线，以各专业的设备、资产为载体，合理、优化地安排相关的人、财、物资源，将传统的被动检修转变为积极主动的预防性维修，与实时数据采集系统集成，可以实现预测性维修。通过跟踪记录企业全过程的维护历史活动，将维修人员的个人知识转化为企业范围的智力资本。集成的工作流与业务流程配置功能，使得用户可以方便地进行系统的授权管理和应用的客户化改造工作。
二、城轨交通系统车辆设备的分类
1.车辆系统
（1）地铁车辆
地铁车辆通常分为：A型车、B型车、C型车、D型车和L型车等。采用的是电力牵引，受电方式有接触网或三轨，接触网供电一般为1500V直流，三轨供电为750V直流。
（2）工程车
地铁工程车辆采用的是内燃机车牵引，主要功能是为地铁设备维护检修服务，包括：轨道车、接触网维修作业车、轨道检测车、轨道打磨车、轨道平车等。
2.供电系统
供电系统是城市轨道交通系统中重要的基础设备，其功能是为城市轨道交通中的各种用电设备提供能源，确保城市轨道交通车辆和各机电设备系统的正常运行。按照功能的不同，地铁供电系统一般划分为：外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明系统、杂散电流腐蚀防护系统、和电力监控系统。
3.机电设备
主要包含：通风空调系统、给排水及消防系统、电扶梯系统、屏蔽门系统、人防工程及防淹门。
4.通信设备
城市轨道交通通信系统是为了提高地铁运输效率、保障运营安全、提高现代化管理水平、迅速、准确、可靠地传递语音、数据、图像和文字等各种信息的需要而设置的系统。按照业务类型，分为专用通信系统、商用通信系统和警用通信系统三大类。
5.信号系统
信号系统（ATC）是轨道交通线路上惟一的指挥列车运行系统，主要由列车自动驾驶系统（ATC）、车辆段（停车场）信号设备、信号培训设备、信号维护监测设备等。列车自动驾驶系统（ATC）由列车自控监控子系统ATS、列车自动防护子系统ATP、列车自动驾驶子系统ATO和正线计算机联锁系统组成。
三、城轨交通车辆维修信息系统功能模块
1.维修信息管理
1.1维修需求
1）车辆系统与部件目录标准化为了确保每一辆列车在全寿命周期内的每次维修、维护操作都能通过快速检索，获得标准化操作流程。需根据车辆系统与部件的技术规格与参数建立统一的目录，形成车辆维修标准化的基本框架结构。
2）维修技术规范管理
将某一具体维修任务的人员消耗、所需备品备件、所需维修时间、判定依据等用系统的代码描述后放置于该维修所属的系统或部件的标准化目录之下。
3）维修操作规程管理
将某一维修工作及需要进行的操作步骤置于维修技术指导书管理下对维修操作标准化流程的指导。从而使系统能够有效的监控维修计划的执行，避免因缺乏标准而造成的错误维修。
1.2维修资料
1）存储管理
为了便于维修人员的查找，所存储的车辆维修资料数据将于车辆的系统与部件建立关联。模块支持文件、图纸、音频、视频等数字化资料的上传与搜索。
2）基础信息管理
为所有维修资料数据建立索引，以便维修人员快速检索所需信息。
2.维修计划管理
每一列车全生命周期内的维修计划与维修信息都将被记录。
2.1履历管理
1）建立履历
为了建立车辆全生命周期的维修数据档案，每一列车的任何一项维修维护操作完成后都将进行编号，上传至该车的履历表，对车辆维修历史进行记录。
2）资源消耗记录
上传至履历表的数据除了故障信息、维修信息、维修结果等之外，还应包括维修过程中的资源消耗情况（人工、备品备件等），以便于系统做出资源消耗分析和预警。
2.2维修计划的编制与下达
1）定修计划的产生与下达
根据车辆维修参数生成各级别维修程度上（隔日检、月检、列检）的维修任务，从而生成维修计划，并将维修任务传达到责任人。
2）故障管理
当故障发生后，迅速上传故障现象，系统检索对比故障原因和处理方法后给出维修指令并下达至维修部门。
3）大修计划管理
当车辆的运行状态数据已经达到所设定的大修阀值时启动大修计划，并将车辆的所有基础数据、运行数据、维修数据传送至大修负责人员。
2.3维修过程的控制
维修过程的控制模块将全程监控维修过程，并反馈相关的维修结果：
1）编制维修操作规程
为了保证每一项的维修操作都有章可依、有据可循，进行每一项操作时系统都会生成标准化操作流程。
2）确认维修执行结果
为实现对维修任务的全过程掌控，操作人员必须严格按照标准化操作流程执行。在完成每一个步骤后在系统中确认，方可进入下一步骤。
3）生成维修报告
维修操作完成后，维修人员在系统给出的模板上填写相关信息，最后系统会生成维修报告并上传存档。
3.行驶信息管理
车辆参数数据的变化主要发生在正线行驶的过程中，该模块主要包括行驶参数的存储和显示管理。
（1）车辆行驶参数的存储
虽然现在车辆上基本都配备了相关设备实时监控和采集行驶参数（主要包括转向架、牵引和制动、车门、轮对等），但这些设备普遍缺少数据的分析挖掘功能。本系统对车辆行驶数据进行有效的存储管理，为车辆状态的深层处理分析奠定基础。
（2）历史数据管理
通过图、表等直观的表现方式，将所存储的车辆行驶参数表现出来，方便维修人员的查询。
4.综合信息管理
（1）车辆维修统计
在统计分析的基础上，生成清晰直观的车辆维修统计报表，主要包括人员消耗、备品备件、维修成本等。
（2）资源预警
对于某个给定的时间段，对比分析现有的维修资源储备情况与可能的维修资源消耗，如果超过了设定的上限阀值，则做出预警。
四、结束语
在车辆维修信息系统的帮助下，城市轨道交通运营单位可以实时掌握车辆的运行状态，在合适的时间做出相应的维修决策，使车辆维修资源的使用效率达到最优。同时车辆维修信息系统还可以大大降低维修过程中的人为失误，改善车辆维修的效果。
参考文献：
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