动车组检修智能化与自动化技术发展研究

动车组检修智能化与自动化技术发展研究

刘忠诚张洋姜浩

中车长春轨道客车股份有限公司  130000

摘要：现阶段，我国高铁里程居于世界第一，这意味着动车检修业务的大幅度增长，而动车组作为我国的核心交通工具，其维护和检修工作显得十分关键。因此发展检修技术刻不容缓。本文重点探讨了动车组检修智能化和自动化的技术策略，包括自动化测试系统的实施、智能化维修支持系统的开发以及检修流程的优化与自动化集成技术。这些技术的应用不仅提高了检修的效率和准确性，也为确保动车组的安全运行提供了强有力的技术支持，进而推动了整个铁路运输行业的技术进步和发展。

关键词：动车组；检修；智能化；自动化

引言：我国幅员辽阔，不同地区的气候和地理环境对动车组的运行和维护提出了多样化的要求。此外，中国高铁线路经常穿越复杂的地形，如山区、桥梁和隧道，这些特殊的线路条件对动车组的机械和电子系统提出了更高的维护要求。为了应对这些挑战，智能化与自动化技术在动车组检修中的应用成为了一个重要的发展路径。

一、中国动车组运用检修现状

1.1运用现状

在动车组运用方面，我国主要受到广阔国土上多样化的气候和地理环境的影响。在夏季高温地区的气温可达40℃以上，这对空调机组和牵引单元的散热性能构成了严峻考验。而在冬季，温度在-40℃的高寒地区则对动车组的给排水系统和卫生系统部件提出了防冻问题，同时还需处理转向架的融冰除雪问题。此外，雨雪天气和雾霾对动车组的运行也有显著影响[1]。例如，在雪天，动车组可能需要限速运行，雪块和道砟夹杂的冲击有时会损坏车底设备。为了防止污闪现象，雾霾天气则要求每日对绝缘子等车顶电器进行擦拭。在气候和环境条件方面，季节性的风沙和柳絮对各类滤网和滤器构成了严重影响，如空调滤网在遇到这些天气时需进行日常的清洗或更换。东南沿海地区的潮湿和盐雾等因素，则导致车体和构架的腐蚀现象更加明显。在地形和地质条件方面，由于国内多数高铁线路穿越山区、桥梁和隧道，如宝鸡至兰州客运专线的桥隧比例高达92%，太行山隧道长达28公里，这些线路特点导致了气动力和机械振动对车体、转向架、制动系统等的显著磨损和疲劳[2]。

1.2检修现状

目前，动车组的检修体系已经形成了一套以现代维修理论为指导，依据计划预防修理的原则而制定的详尽程序。这一体系包括了动车组一至五级的修程，其中每个级别的维修都有其独特的重点和操作方式。具体来看，一级和二级修程属于运用维修的范畴，主要集中在日常维护保养上，以确保动车组的正常运行。这些基础级别的维修工作通常在动车所完成，强调的是对动车组的日常检查和轻微故障的即时处理。与此同时，三级、四级和五级修程则属于更高级别的维修，其主要目的在于恢复动车组的基本性能。这些高级别的维修工作主要在动车段进行，包括对动车组关键部件的深度检查和必要的性能恢复。这些高级修程的实施，确保了动车组在长期运行中的性能稳定性和安全性[3]。

二、动车组检修智能化与自动化技术发展策略

2.1自动化测试系统

自动化测试系统需要利用物联网和互联网技术，以此来实现各种检测仪器不同通讯协议和接口的高效整合。通过物联网技术连接，这些设备被集成到一个中心电脑软件中，允许通过以太网智能地收集和分析来自各检测仪器的数据，系统内置的程序能够控制特制工装，替代传统的人工操作，进而提高操作的精准度和效率。接着，所有的数据，无论是发出的还是反馈的，都通过以太网汇聚到电脑主机，由软件进行深度智能分析。这个过程不仅包括数据的收集和分析，而且包括对测试结果的自动调整和再测试，直到数据满足所有检测要求。此外，系统还能进行数据波形的智能化分析和比对，智能识别并判断数据是否符合测试标准，测试完成后，结果既可以保存在本地计算机，也可以通过互联网发送到其他服务器，以便相关管理人员进行实时的监控、抽查和管理。

2.2 智能化维修支持系统 

 智能化维修支持系统的设计理念是基于数据驱动和智能决策的支持，其核心在于利用高级数据分析和机器学习技术，对维修过程中的各种数据进行深入分析和智能处理。与自动化测试系统相比，智能化维修支持系统更加注重于数据的分析、故障诊断和预测维护[4]。在此系统中，可以通过先进的传感器和诊断工具收集动车组在运行和维修过程中的实时数据，这些数据不仅包括机械性能指标，还包括操作历史、环境条件和维修响应等信息。通过对这些数据的集中处理和分析，系统能够提供维修建议，预测潜在的故障点，从而实现预防性维修，减少非计划停机时间。同时，系统还需要增强其自学习和适应能力，例如通过不断的数据积累和分析，系统可以自动优化维修流程，实现更加个性化和精确的维护策略。此外，考虑到复杂的维修场景，系统应具备高度的灵活性和可扩展性，以适应不同类型的动车组和多样化的维修需求。

2.3 检修流程优化与自动化集成技术

检修流程优化与自动化集成技术在于对整个检修流程进行系统化的再设计和优化，以及将各个检修环节通过自动化技术紧密集成，实现整个检修过程的高效、精准和智能化。这需要构建一个全面的检修流程管理系统，该系统不仅覆盖动车组的各个检修环节，还包括与之相关的物流、人力资源、质量控制等方面。系统应能够实时跟踪检修进度，分析维修效率，从而为检修计划的制定和执行提供数据支持，通过对检修流程的全面优化，可以显著减少维修时间，提高资源利用率，确保检修工作的高效和规范。接着，应考虑将高级数据分析和人工智能技术融入流程优化中，使系统能够基于大数据分析预测维修需求，自动调配资源，优化工作安排。同时，集成的自动化技术如机器人臂、自动化工具和智能诊断设备，将在减少人力需求、提高工作精度和降低安全风险方面发挥重要作用

[5]。

结语

综上所述，面对复杂多变的运行环境和日益增长的运营需求，传统的动车组检修方法已难以满足现代高铁网络的需求。因此，采用自动化测试系统、智能化维修支持系统及检修流程优化与自动化集成技术，不仅优化了动车组的维护流程，还可以进一步提升了维修工作的准确性和效率。而随着技术的不断发展和应用，动车组的运维管理将更加高效、精准，为乘客提供更安全、可靠的旅行体验。

参考文献：

[1]代宗权. 高原双源动力集中动车组整备检修工艺设计 [J]. 工程建设与设计, 2023, (16): 60-62. DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2023.08.219. 

[2]李旭. PHM技术在高速动车组关键部件检修中的应用 [J]. 机械管理开发, 2023, 38 (05): 262-264. DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1134/th.2023.05.107. 

[3]王华胜,朱庆龙,钱小磊等. 动车组整车RAM评价指标体系研究 [J]. 中国铁路, 2021, (05): 59-64. DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2021.05.059. 

[4]任小冬,王向锋,胡滇. 动车组检修测试自动化研究 [J]. 电子世界, 2019, (24): 45-46. DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2019.24.017. 

[5]刘杨,张升,姚月明等. 动车组整车气密性试验优化 [J]. 装备机械, 2019, (01): 67-70.