浅谈车辆检测技术

孟德有 芦阳 于昳琳

摘  要：近些年，随着科技手段的不断进步，我国地铁借助在线检测设备和数据分析手段，不断调整维修流程和维修制度，将“计划修”逐步调整为“状态修”或"均衡修"。而目前国内一些城市地铁车辆维修依然采用传统的“计划修”模式，这种维修模式缺点是人员配置多、工作效率低、停机时间长，易存在过度维修，造成维修成本上升，车辆周转率和利用率较低等诸多不足。为了提高检修效率，促进资源优化配置，该文基于一些城市铁车辆检修现状及存在主要问题，参考国内其他城市先进的检修方法，为车辆维修体制的发展与完善提出可行性建议。

关键词：车辆;在线检测;状态修;维修窗

中图分类号：U467      文献标志码：A

目前一些城市地铁公司车辆检修修程修制仍采用车辆制造商规定的日检、周检、双月检、定修、架修和大修的计划预防维修体系，这种传统修程修制的特点是划分较细，对于可靠度已有较大提升的车辆制造而言，可能存在过度维修行为。在规定修程中，存在多数部件仍处在健康状态，只有少数部件健康状态存在隐患，即将按修程定期对部件进行更换的情况，造成一些部件并不是用坏的而是拆坏的，并且这种修制人员配置多，维修成本高，因此需要改进。

据了解，在国铁领域，为了提高检修效率、减少人员配置，已经开始试点应用创新的智能图像识别技术的复合型巡检机器人，以自动化、智能化的视觉识别设备代替人工目检，完成日常的巡检作业。目前合肥地铁、武汉地铁等地铁运营公司已着手规划采用该类新技术实现车辆的自动化巡检作业。

1 大连地铁车辆检修现状

我国地铁车辆大部分采用的是日常维修和定期检修相结合的检修制度，检修修程一般可分为厂修、架修、定修、月检和列检5个等级，见表1。大连地铁1、2号线自运营以来，一直沿用这种传统的检修制度，检修周期按照车辆运营时间和运行公里进行划分，安排日/周检、双月修、定修、架修、厂修，并增加了临修的检修方式。

以桧柏路车辆基地为例，目前检修日检班/周检班共用4个班组，以“白、夜、休、休”方式进行倒班作业（白天为周检作业，夜晚为日检作业），每个班组为12人，每班工作时间为12小时，无节假日;双月检班共1个班组，全组25人，全部白班制，每班8小时工作，有节假日;年检班共1个班组，全组27人，全部白班制，每班8小时工作，有节假日。目前人员安排集中的日检班组工作包括走行部检查、客室内饰检查及司机室功能检查3个部分，其中每部分又包括更加细致的作业内容，员工完成一次检查将耗费大量的时间，见表2。

2 一些城市地铁车辆检修存在的不足

（1）日常维修和定期检修相结合的传统检修制度存在局限性。采用这种修程安排，忽略了实际使用时间、质量状况等方面的差异，全部按统一的修程内容进行作业。这种日常维修和定期结合的传统检修制度造成了车辆、材料、人工等资源的浪费。

（2）人员分配不均衡。在目前的检修制度下，即使日/周检班组在人员配属较多的前提下仍然存在巡检时间紧张、专业性不够强等问题。而双月检修由于为了完成某些保养与清洁工作，同样配属人员较多，并未采用把部分检修项目分散到日/周列检中的方式。

（3）定修与检修的内容与时间分配不尽合理。从车辆检修需求角度考虑，目前的双月检与定修的在修时间普遍较长，没有考虑到车辆状态的因素进行均衡修或状态修，存在过度维修的问题。

3 国内先进的车辆检修技术

3.1 沈阳地铁的“维修窗”模式

沈阳地铁车辆现有的维修模式与大连地铁的维修模式十分相似，其理论基础是预防性维修。沈阳地铁目前正在研究采用“维修窗”检修模式对既有检修制度进行优化。地铁的运营通常依据客流的高峰、平峰来组织数量不一样的车辆上线，此维修模式便利用高峰、平峰之间的时间安排部分车辆的检修，实现车辆资源利用效率的最大化。

就地铁目前的情況而言，定修以下的所有修程都可以运用“维修窗”模式进行维修。向“维修窗”模式进行改进与过渡分为2个阶段：第一，在不改变现有维修周期的前提下，对维修的内容进行调整，充分利用车辆维修窗的检修时间完成检修工作;另外对三月检项目应根据故障率及系统性，把当前三月检的具体维修内容合理压缩和拆分，当前三月的检停时间是3天，主要针对车辆电气以及车下、车内、车上的机械进行测量、清洁、检查，把检修项目拆分后，从之前的3天停时转变为利用3个维修窗对车辆进行维修，可大大缩短停机时间。

第二，对于定修以下的修程，可以根据走行公里将其划分为级别不一样的检修。级别的判定应基于系统安全性、运行表现、维修耗时等因素，借助检修、管理信息系统，将系统特点和故障表现作为依据，科学合理地对维修计划进行调整。

向“维修窗”模式过渡的第一个阶段主要是对维修规程进行改进，而第二个阶段是以维修信息化为前提、以建设完善的检修信息化系统为保证的具有科学性和系统性的操作阶段，对管理人员提出了更高的要求。

3.2 大连地铁的无源无线振动传感器

大连地铁已于去年在车辆上试点安装无源无线振动传感器设备。该传感器通过夹具安装固定于列车轴箱轴承位置，无需改动或破坏转向架原有结构，同时通过收集车辆运行时的振动能量转化为电能提供给其内部的数据预处理与传输系统，通过LTE网络将数据回传至后台数据中心进行大数据分析，以此监测走行部的关键部件运行状况及线路状态，在故障出现早期阶段及时发现并予以处理。进一步可实现对轴箱轴承及车轮剩余寿命阈值的预测并给出检修周期建议，为实现走行部关键部件由“计划修”到“状态修”的转变提供了良好的系统化平台基础。

3.3 上海虹桥动车的轨道式车底巡检机器人

上海虹桥动车运用所引进了轨道式车底巡检机器人设备，实现以自动化、智能化的设备视觉识别代替动车组日常一、二级检修中人工目检，对列车底部、转向架等可视零部件进行灵活多角度的自动检测，提高了检修效率、减少了人员配置。

该巡检机器人设备在检修地沟内铺设运行导轨，巡检机器人在导轨上运行巡检，该设备主要包括视觉检测模块、多功能机械臂、安全防撞系统等。检修人员通过配备的手持终端控制机器人开始作业，车底巡检机器人能够按照事先设定的巡检部位可以自动准确寻找检测目标位置，并运用图像检测模块实现对列车底板及转向架关键部位的扫描检测，利用图像识别技术实现对列车底部、转向架、车轴、车轮等关键部件进行状态监测、尺寸测量等日常检修作业，大大缩短检修时间，减轻作业人员劳动强度，同时提高了检修质量和效率。

4 总结与建议

鉴于国内一些城市车辆检修水平存在一定差距，因此笔者提出建议如下。

（1）在车辆检修模式方面，应深入学习借鉴其他地铁公司较为先进的“维修窗”检修方法，将双月检、定修的部分检修内容分散到列检当中，压缩检修停时。

（2）维修信息化为前提，因此需要建设完善的检修信息化系统，可采用为检修提质增效带来变革的前沿技术，象无源无线传感监测系统及集群自动化巡检机器人等先进的检修设备。同时建议地铁停车列检库试点配备技术前沿、可为检修减员提质增效带来变革的集群自动化巡检机器人设备。

（3）应选定与运营安全、效率、成本相关度都很高的转向架-轮对-轴箱轴承与车轮为研究部件主体，并规划试点较为成熟的轴箱轴承与车轮无源无线传感在线监测、故障预测健康管理与维修决策建议的一体化综合系统，加快对该系统的试点推广工作，为后续车辆其他核心部件状态检修进行技术储备与经验积累。

参考文献

[1]顾煜炯，宋磊，徐天金，等.变工况条件下的风电机组齿轮箱故障预警方法[J].中国机械工程，2014（10）：1346-1351，1405.

[2]苏晓舟， 顾保南， 孙世超. 2013年中国城市轨道交通运营线路统计和分析[J].城市轨道交通研究， 2014， 17（1）：1-6.

[3]许雪贵， 徐文琴.齿轮箱故障的振动机理与故障特征研究[J]. 机械制造与自动化， 2012， 41（4）：74-77.