廣州地鐵車輛智慧運(yùn)維建設(shè)分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20979廣州地鐵車輛智慧運(yùn)維建設(shè)分析案例 1231451.1廣州地鐵車輛運(yùn)維現(xiàn)狀 1212561.2廣州地鐵車輛智慧運(yùn)維建設(shè)思路 1198011.3廣州地鐵車輛智慧運(yùn)維平臺(tái) 290351.4智慧列車 3159851.5列車實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障分級及應(yīng)急處理 348641.6健康管理及狀態(tài)修 3277751.6.1空調(diào)健康管理 4161041.6.2車門健康管理 5157911.7智慧檢修 5264381.7.1圖像智能檢測 684281.7.2輪對尺寸動(dòng)態(tài)測量 661851.7.3作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)控 61.1廣州地鐵車輛運(yùn)維現(xiàn)狀GuangzhouMetro中文名稱廣州地鐵，指的是服務(wù)范圍包括中國的廣東省廣州市及珠江三角洲在內(nèi)的城市軌道交通，其作為國際地鐵聯(lián)盟的一員，在1997年6月28日的時(shí)候，開通運(yùn)營了地鐵1號線，到2022年5月的時(shí)候，又相繼開通了廣州地鐵的1號、2號、3號、4號、5號、6號、7號、8號、9號、13號、14號、18號、21號、22號、APM和廣佛地鐵等行線，其中包括302座車站，40座換乘站，全里程達(dá)到了621公里。具備車輛數(shù)量多、運(yùn)客量大、環(huán)境復(fù)雜和網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，同時(shí)也給安全性、質(zhì)量性、效率性、效益性等帶來一定的威脅，其中包括：①?zèng)]有建立具有主動(dòng)安全性的營運(yùn)模式；②沒有完善的列車維修模式；③不存在使安全可靠、效率、成本大小寫到平衡制約的點(diǎn)；④不存在較高的檢修水平。1.2廣州地鐵車輛智慧運(yùn)維建設(shè)思路把用戶的需求放在第一位，對于建設(shè)的方向要有明確的目標(biāo)。廣州地鐵在十幾年的車輛運(yùn)維上有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，所以對于未來的轉(zhuǎn)型有一定的決策能力。為了滿足客戶的需求，對管理上的不足之處進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)提高故障處理的能力，使運(yùn)維的效率得以提升，以列車的維修和重要零部件的維護(hù)為最終的目標(biāo)，以智慧列車，監(jiān)測和檢修等方面來運(yùn)營車輛，通過圖2可以看出。圖2?車輛智慧運(yùn)維維度（2）在進(jìn)行平臺(tái)化運(yùn)營的時(shí)候要兼顧時(shí)間的特殊性，在歷史的運(yùn)維信息中找到相關(guān)的信息，對不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的梳理，通過科學(xué)的方法進(jìn)行整合分類，把廣州地鐵的實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃，讓跨區(qū)域的數(shù)據(jù)能夠通過先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整傳輸，實(shí)現(xiàn)不同場景無限套用的功能，讓統(tǒng)一的信息突破平臺(tái)的限制，在不同的系統(tǒng)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步。（3）在列車出現(xiàn)故障的時(shí)候要對檢修系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的檢測，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)的比對和建模。在故障排除中心做好有序的排序，和PHM做好彼此的協(xié)調(diào)工作，在平臺(tái)還處于建立階段的時(shí)候就要做好壽命預(yù)測工作，把以后可能出現(xiàn)的意外情況進(jìn)行提前安排，保證地鐵在運(yùn)行之中不會(huì)出現(xiàn)常識性的錯(cuò)誤。利用數(shù)據(jù)的有效性建立閉環(huán)的服務(wù)器，讓廣州地鐵能夠在智慧運(yùn)維的系統(tǒng)中打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，做好檢修和優(yōu)化的預(yù)備工作。1.3廣州地鐵車輛智慧運(yùn)維平臺(tái)廣州地鐵的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是頂層，以此來建立智慧車輛的運(yùn)維平臺(tái)。平臺(tái)是在hadoop大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測和管理，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合、清洗、轉(zhuǎn)換和融合等，使各數(shù)據(jù)間相互聯(lián)系，缺一不可。在所有列車數(shù)據(jù)進(jìn)行兼容之后，進(jìn)行統(tǒng)一管理，同時(shí)使故障，工單、生成和派發(fā)形成可靠的關(guān)聯(lián)性，在故障發(fā)生的第一時(shí)間，做到及時(shí)的維護(hù)和處理。此外，要實(shí)時(shí)檢查平臺(tái)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，及時(shí)的更新和規(guī)范，把所有的車輛信息在監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)做好整理集成，使各數(shù)據(jù)之間具有一定的關(guān)聯(lián)開放性，以達(dá)到故障處理的最高效性。1.4智慧列車通過工業(yè)1.0可以看出，數(shù)字雙胞胎理念的意思是在傳感器的幫助下，完成物理狀態(tài)到虛擬狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過模塊的優(yōu)化返回到現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中，可應(yīng)用于地鐵中的具體車輛，就是以傳感器的方式來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，在真實(shí)虛擬化的列車上，進(jìn)行不斷的模擬和累積，進(jìn)而對列車進(jìn)行更進(jìn)一步的預(yù)測和優(yōu)化。智慧列車大都采用的是一些前沿技術(shù)，譬如譬如自感知技術(shù)，又如自診斷技術(shù)等，在這些技術(shù)的幫助下智慧列車實(shí)現(xiàn)了車載鏡像模型。“自感知”系統(tǒng)不僅能夠感知現(xiàn)有系統(tǒng)下列車的行駛狀態(tài)，而且還能夠感知新增系統(tǒng)和運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)之后的列車形式過程中的狀態(tài)?！白栽\斷”的含義則是基于列車現(xiàn)有的故障診斷系統(tǒng)，對列車出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷，并提出預(yù)警；“自管理”則是一種全新的模式，其是借助各種前沿技術(shù)，對列車的健康狀況進(jìn)行相應(yīng)的管理。智慧列車是在數(shù)字雙胞胎模型的基礎(chǔ)上，通過映射的方式建立起的一套模型，該模型是經(jīng)過優(yōu)化之后的原模型。在優(yōu)化模型的幫助，智慧列車既能夠預(yù)處理相關(guān)的數(shù)據(jù)，又能夠通過數(shù)據(jù)對列車的運(yùn)行狀態(tài)做出預(yù)診斷。同時(shí)對優(yōu)化模型的機(jī)理進(jìn)行分析，從而預(yù)測出列車及相關(guān)部件的使用壽命，并對列車的健康狀態(tài)做出相應(yīng)的評估，將一些預(yù)警信息輸入到列車的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中，通過這樣的方式，對列車進(jìn)行合理化的管理。1.5列車實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障分級及應(yīng)急處理列車控制管理系統(tǒng)簡稱為TCMS，該系統(tǒng)你能夠通過無線傳輸?shù)姆绞?，將列車的各種信息進(jìn)行傳遞，并通過遠(yuǎn)程的方式對列車的速度和車門等的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)按照自己的方式對系統(tǒng)中的故障信息進(jìn)行等級分類，且在相關(guān)信息的指引下，在后臺(tái)進(jìn)行關(guān)聯(lián)預(yù)警，希望能夠通過這樣的方式，及時(shí)的為列車提供技術(shù)方面的援助，讓列車擁有更強(qiáng)的應(yīng)急處理能力。1.6健康管理及狀態(tài)修以廣州地鐵為例，對該市地鐵車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，譬如，根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)找出列車各子系統(tǒng)的健康管理信息，并在設(shè)備供應(yīng)商開發(fā)的相關(guān)模型的幫助下對各種健康信息進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)通過現(xiàn)場模擬，對各項(xiàng)檢修流程進(jìn)行分解，然后做出相應(yīng)的分析，希望能夠通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警狀態(tài)修。1.6.1空調(diào)健康管理空調(diào)系統(tǒng)包含了多個(gè)不同的學(xué)科，譬如熱力學(xué)，又如自動(dòng)控制等，在控制關(guān)系方面，具有很高的耦合度，能夠?qū)Ω鞣N復(fù)雜的邏輯進(jìn)行控制。為了讓空調(diào)的健康管理系統(tǒng)更加的準(zhǔn)確，需要通過線性回歸的方式，對溫度等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過對分析之后，來對空調(diào)運(yùn)行的健康管理功能進(jìn)行研究，通過這樣的方式，來對17種零件進(jìn)行預(yù)警，譬如制冷系統(tǒng)，又如變頻器等。將空調(diào)機(jī)組電子膨脹閥作為研究對象，收集該系統(tǒng)3個(gè)月的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行分析，從分析結(jié)果中得出了排氣亞健康的閾值，即15AD，并借助該閾值來評估其他空調(diào)機(jī)制的健康狀態(tài)，如圖3，如果閾值較高，就可以判定該空調(diào)機(jī)組為亞健康狀態(tài)，經(jīng)過后期的檢查之后可以得出，主要是空調(diào)機(jī)組的電子膨脹閥出現(xiàn)了故障，經(jīng)過處理之后，就能夠恢復(fù)到如圖4的健康狀態(tài)。圖3?空調(diào)機(jī)組亞健康狀態(tài)曲線圖4?處理后的空調(diào)機(jī)組健康狀態(tài)曲線1.6.2車門健康管理借助類聚的方式對開關(guān)門的時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行提取，通過篩選特征閾值和特征變化趨勢來對車門的健康狀態(tài)做出評估。譬如車門下檔銷，通過不同的方式來對車門阻力的變化做出綜合評價(jià)，并做出判斷，看其是否如圖4-6所示的下檔銷能夠進(jìn)行干涉預(yù)警。對開門轉(zhuǎn)角曲線進(jìn)行分析，從中可以看出，開門動(dòng)作出現(xiàn)了滯后的情況，進(jìn)而判斷該車門正處于亞健康的狀態(tài)，且下檔銷對其有一定的干涉，當(dāng)開門電流曲線達(dá)到119°位置時(shí)，電流會(huì)出現(xiàn)一定的上升，且數(shù)值為5.7A，相較于正常開門電流的3.2A，該電流值更高，從這里可以看出，此時(shí)下檔銷的健康狀態(tài)。圖4門轉(zhuǎn)角曲線圖5開門轉(zhuǎn)速曲線圖6?開門電流曲線1.7智慧檢修所謂的智慧檢修主要指的是在日常的檢修工作中，使用智慧設(shè)備來對人工檢查的部分進(jìn)行檢修，讓車輛檢車更加的智能化，且在這些先進(jìn)技術(shù)的幫助下，縮短檢修的時(shí)間。譬如，列車圖像分析系統(tǒng)能夠通過沿線的監(jiān)控設(shè)備和后臺(tái)的分析系統(tǒng)，對列成的車底等部件進(jìn)行自檢，如果出現(xiàn)異常情況，自動(dòng)進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)，這樣就能夠減少人工檢查的次數(shù)，擴(kuò)大檢查范圍，進(jìn)而提高檢查的效率。站在安全風(fēng)險(xiǎn)的角度，在各種智能檢修設(shè)備的幫助下，對檢修和管控模式做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，讓其更加的智能和數(shù)字化，進(jìn)而形成一套智慧化的檢修系統(tǒng)，從根本上減少人為方面的失誤，同時(shí)優(yōu)化監(jiān)管模式和相關(guān)的生產(chǎn)模式。1.7.1圖像智能檢測在二維和三維成像技術(shù)的幫助下，通過360°的方式對列車各個(gè)部位的部件進(jìn)行高清三維結(jié)構(gòu)成像，從中找出哪些部位發(fā)生了明顯的變形，哪些部位出現(xiàn)了缺失等，并將檢測結(jié)果進(jìn)行上傳。從圖7中可以看出，圖像智能檢測系統(tǒng)技術(shù)具有以下特點(diǎn)：圖7圖像智能檢測系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)1.7.2輪對尺寸動(dòng)態(tài)測量輪對尺寸動(dòng)態(tài)測量系統(tǒng)能夠在不接觸的情況下，對關(guān)鍵尺寸和輪溫等進(jìn)行測量，還能夠?qū)囕喌闹睆胶蚎R值等進(jìn)行自動(dòng)檢測，并在不斷的積累中，對磨損情況做出合理的判斷，為后期計(jì)劃性鏇修奠定一定的基礎(chǔ)。1.7.3作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)控將虛擬現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航等技術(shù)運(yùn)用到巡檢儀中，借助巡檢儀對列車部件中可能出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行檢查，并從檢查中做出相應(yīng)的判斷，避免出現(xiàn)漏修和漏檢的情況，譬如：（1）在慣性導(dǎo)航技術(shù)的幫助下，對待檢車輛進(jìn)行定位，并借助穿戴式巡檢儀對巡檢點(diǎn)相關(guān)設(shè)備的圖片進(jìn)行采