城市軌道交通具有運(yùn)量大、能耗低、集約化、環(huán)境友好、安全舒適等諸多優(yōu)點(diǎn)，是城市公共交通出行的主要方式之一。近年來，我國城市軌道交通快速發(fā)展，路網(wǎng)規(guī)模超1.1萬公里，全球第一?？瓦\(yùn)量持續(xù)攀升，北、上、廣、深多地城軌客運(yùn)量占公共交通出行比率超過50%。城軌已成為公共出行首要選擇。

 

　　《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》提出：推廣應(yīng)用智能運(yùn)維系統(tǒng)，研發(fā)分析決策系統(tǒng)，通過設(shè)備故障預(yù)測與健康管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理，提升城軌安全運(yùn)營能力。通過智能化手段降低人車比，減少維護(hù)成本，保證檢修質(zhì)量，優(yōu)化檢修模式是行業(yè)共識。城軌運(yùn)維所需專業(yè)多、人員需求大，包括站務(wù)、乘務(wù)、調(diào)度以及維保等。據(jù)交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，地鐵每公里約需要運(yùn)營人員50至70人。大量人工操作導(dǎo)致運(yùn)維效率低，故障預(yù)警不足，維護(hù)成本高。

 

　　智能運(yùn)維旨在以關(guān)鍵設(shè)施設(shè)備為管控對象，采用大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建智能化裝備或系統(tǒng)，通過列檢自動(dòng)化、檢修項(xiàng)點(diǎn)替代、精準(zhǔn)故障修等技術(shù)手段，提高日常檢修效率、提升設(shè)備整體可靠性、促進(jìn)檢修修程修制優(yōu)化、降低運(yùn)維成本。

 

　　城軌智能維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾個(gè)方面。

 

　　1、狀態(tài)監(jiān)測

 

　　基于圖像識別、紅外傳感、振動(dòng)監(jiān)測等智能傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警和檢修計(jì)劃動(dòng)態(tài)調(diào)整，最終形成包含檢修對象、檢修時(shí)間、檢修地點(diǎn)的檢修建議。

 

　　2、故障預(yù)警

 

　　通過城軌關(guān)鍵部件及系統(tǒng)現(xiàn)場服役數(shù)據(jù)與健康狀態(tài)演變規(guī)律，構(gòu)建基于健康度評估的神經(jīng)網(wǎng)模型，推測一定時(shí)間段內(nèi)相應(yīng)部件與系統(tǒng)的健康變化情況，實(shí)現(xiàn)故障的提前預(yù)測。

 

　　3、壽命預(yù)測

 

　　通過“失效物理+數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”雙模型與應(yīng)力譜特征分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)面向?qū)嶋H工況下電氣物料應(yīng)用壽命預(yù)測。

 

　　4、健康管理

 

　　牽引PHM：基于系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生的歷史故障信息，結(jié)合電氣原理、專家規(guī)則及智能學(xué)習(xí)等方法，構(gòu)建知識與數(shù)據(jù)相結(jié)合的故障診斷模型，實(shí)現(xiàn)故障快速診斷定位。

 

　　電機(jī)軸承PHM：基于已有控制信號的非侵入式牽引電機(jī)軸承故障狀態(tài)評估，實(shí)現(xiàn)軸承故障的精準(zhǔn)辨識和劣化狀態(tài)評估，已通過地鐵車輛盲測驗(yàn)證和裝車驗(yàn)證。

 

　　電機(jī)絕緣PHM：基于電機(jī)匝間短路狀態(tài)評估，攻克電機(jī)早期絕緣劣化在線識別的技術(shù)難題。

 

　　5、運(yùn)維優(yōu)化

 

　　基于功能結(jié)構(gòu)樹、失敗模式的效應(yīng)和鑒定分析、可靠性統(tǒng)計(jì)與評估、故障影響與邏輯決斷等分析技術(shù)，建立面向故障風(fēng)險(xiǎn)控制的檢修修程優(yōu)化體系，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維修程優(yōu)化。

 

　　隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)廣泛應(yīng)用，將重構(gòu)城軌系統(tǒng)從設(shè)計(jì)-應(yīng)用-運(yùn)維的全生命周期保障模式，從“以可靠性為中心的維修”向“以健康為目標(biāo)的智能預(yù)測與健康管理”轉(zhuǎn)變，從“追求無故障”的完美階段，向“允許帶病生存而保障健康”的實(shí)用階段轉(zhuǎn)變。