摘要:随着信息技术、自动控制技术等高新技术在城市轨道交通中的广泛应用,城市轨道交通已经成为先进科技应用比较集中的行业。研究城市轨道交通工务维修现状,推进维修技术进步,创建工务维修管理模式,对促进城市轨道交通运营管理现代化建设具有重要意义。推进工务维修先进管理应该从以下几方面着手。
关键词:城市轨道交通;工务设施;动态检测
一、工务设施检修手段现代化
1.线路检测
(1)线路质量动态检测方法。轨道检测车(以下简称轨检车)是用于对轨道几何状态数据进行实时采集、处理、显示和记录的专用、大型动态检测设备。轨检车可快速检测高低、轨向、轨距、水平加速度、垂直加速度、曲率、超高、垂磨、侧磨、三角坑等10余项参数。通过开行轨检车,掌握线路局部不平顺(峰值管理)和线路区段整体不平顺(均值管理)的动态质量,指导线路养护维修工作。利用轨检车检测轨道几何状态是目前普遍采取的检测手段,需要创新的是深度挖掘轨检数据,建立数据分析系统,进一步跟踪同期历史数据,掌握数据的变化趋势,以启动不同的维修方案。
车载式轨道动态检测系统(车载式晃车仪)安装在城市轨道交通车辆上,在运行过程中对线路质量进行动态监测,通过车体垂直、水平加速度来量化线路的平顺状态,实时监测晃车数据信息,有利于发现线路中几何状态的偏差,取代了人工添乘作业。
钢轨探伤车是装有检测钢轨伤损设备的专用车辆,在运行过程中对钢轨表面伤损、侧面状态、扣件状态、轨道板表面状态、轨枕和道床表面进行动态采集,代替传统的人工探伤检查,在非运营期间快速探伤钢轨,并与人工探伤相结合,探伤车初探初检,人工复探复检。
双轨式钢轨超声探伤仪具有优秀的缺陷检测能力和较高的精度,行驶稳定性高,操控性好,噪音低,拆装方便快捷,适应50~75千克/米多种轨型,全方位检测钢轨内部缺陷,比较适合用于安装信号波导管线路和长、大区间探伤作业。
(2)线路质量静态检测方法。人工使用检测工具沿线逐点对线路和道岔静态下的几何状态进行的检测,属于静态检测,常用的是轨道检查仪,一种高精度数字陀螺精密测量仪器,能够检测轨距、水平、三角坑、轨距变化率、左右轨向、左右高低和里程等参数。
2.线路检修机械化
线路检修的日常重点是钢轨打磨作业。钢轨打磨列车是应用比较成熟的现代化钢轨打磨设备,通过打磨钢轨,消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷的问题,使钢轨轮廓恢复到设计要求,减缓钢轨表面缺陷的加剧;提高钢轨的表面平滑度,进一步改善乘车舒适度,降低轮轨噪音,延长钢轨使用寿命。钢轨打磨车主要用于预防、消除钢轨的表面磨损、变形和其他缺陷,可以完成钢轨预防性维修、钢轨修复性维修、钢轨波浪型磨耗修复性维修等任务。钢轨打磨车的创新发展是改磨削方式为铣削,研制钢轨铣削车,大幅度提高钢轨修复效率,尤其是适应新线开通前的钢轨预打磨工作。
钢轨打磨车另一个创新发展是与钢轨动态检测相结合,建立数字化钢轨轮廓模型,合理设置钢轨打磨参数,实现钢轨的经济性打磨,延长钢轨使用寿命。
3.结构检查与检测
(1)隧道结构雷达扫锚。隧道结构雷达检测,主要可检测混凝土和围岩接触面的脱空情况,支护(衬砌)厚度、内部钢架、钢筋分布情况,检测仰拱充填虚渣、虚土情况并圈定其范围,探查围岩地质情况。在城市轨道交通运营方面,隧道结构雷达检测适用的情况包括运营前隧道结构验收检查,为移交接管提供可靠的参考资料;为隧道结构注浆堵漏提供指导,可有的放矢地进行壁后注浆,并对注浆情况进行复检复查。
(2)隧道结构三维激光检测。三维激光扫描技术的原理是通过发射激光来扫描获取被测物体表面三维坐标和反射强度,是一种非接触式主动测量系统。三维激光扫描技术的主要优势在于可快速获取高分辨率的空间点位坐标、纹理色彩及回波反射强度等信息,从而为快速建立物体的三维数字模型提供了一种全新的技术手段。利用三维扫描仪可以高速度、高密度采集隧道内壁的三维坐标及激光反射率。通过一定的数学模型计算处理,其测量成果可获得直径收敛数据、正射影像图、相邻管片错台错缝、结构病害等信息。可以提供包括断面收敛、中心轴线、线路侵界报告,以及渗水、裂缝、钢筋裸露等隧道异状。建议在结构工程由建设移交运营前,增加三维激光检测,建立隧道断面的基础数据,为后期运营维修期间结构沉降检测建立基础数据库提供保障。
(3)结构自动化监测。
轨道交通在运营期间,受临近施工、不良地质、结构性能劣化等不利因素影响,隧道、高架桥、路基挡墙等主体结构可能发生变形,当变形到一定程度会引起线路沉降、结构变形,严重时则影响城市轨道交通的运营安全。为了对受影响区段城市轨道交通结构进行全面、及时的监测,须对受影响段的城市轨道交通结构进行沉降、水平位移、收敛等变形的自动化监测,实时掌握受影响区段结构变形发展情况,必要时采取适当的补救措施。
4.先进的维修管理架构设计
按照专业化的原则,从工务维修中心(车间)中分离出专业检测队伍,成立专业的综合检测中心(车间),负责特定线路的工务设施专业化检测,将检测和维修分离。专业的检测队伍负责对工务设施进行检测,专门的维修队伍负责养护维修,检测队伍再对维修质量进行复测验收。通过发现问题、解决问题和验收等环节,不断提升专业人员的能力,将检测工作做强做精。
二、工务设施生产管理信息化
1.建立智慧城市轨道基础设施维护系统
(1)线路专业方面。以轨检车数据图表、智能添乘仪数据、车载式晃车仪检测信息为主要数据来源,建立设备动态病害数据库,综合评估线路质量,为整体维修工作提供依据。为有效管理线路专业各类数据,须建立工务线路检测数据分析系统,对全线的线路质量进行跟踪分析,总结病害产生原因,评价各区段维修质量,为维修方案决策提供详细的资料。此外,要加大智能添乘仪、机车轨道动态检查仪检查频次,全面监控线路变化状态。通过网络信息系统对所有数据进行综合分析评价,以此指导现场维修生产,强化重点区段、重点病害的整治,并加大对重复出现病害责任人的考核,提高设备整体综合水平。
(2)土建(房建、结构)专业方面。鉴于BIM技术在建设期的广泛使用,工务部门可充分利用已建立的BIM数据库,建立部门(分公司)、中心(车间)和班组设备设施数据库,并录入日常故障检修、雷达扫描、激光三维检测及自动化监测数据,建立设备基础障碍数据库,分门别类地为设备检修提供人、料、机需求参考数据,对房建、结构质量进行分析,进一步总结病害产生原因,评价专业维修质量。将房建、结构故障导入网络信息化系统,可以指导现场维修,进行实时查看,并为各层级管理人员掌握故障动态,为故障处理管控提供保障。
2.建立网络化生产管理信息系统
工务管理要把网络化的信息系统作为管理体制的神经中枢,将所有现场生产信息和管理层的任务指令纳入网络信息传输。建立公司、部门(分公司)、中心(车间)、班组的四级网络,推动设备维修养护管理的信息化、数字化发展。在挖掘检测数据的基础上,分析历史趋势,根据生产任务制定生产任务工单,指派任务负责人,自动分发现场检修工单和验收工单,强化工作任务的督办,打通生产任务的闭环。
三、工务设施应急反应快速化
1.提升应急能力
(1)提升员工应急操作技能。员工技能培训应包括新进员工技能培训和老员工技能提升培训。新员工技能培训第一要务就是要让新员工掌握其岗位必须具备的技能,即应知应会知识。提升老员工的技能可通过技术比武、送外培训和外聘专家授课等形式。员工只有不断提升其业务技能,才能提升应急能力。
(2)提升团队应急反应能力。要提升工务维修团队应急反应能力,最有效的是常态化应急演练,包括桌面演练、实战演练和盲演等,还要建立团队具体的应急能力培养、评估、考核机制。
2.细化应急预案
应急工作须有应急预案,应急预案是用来指导应急抢险工作的指南和日常演练的脚本,应充分体现可操作性、严谨性和协调性。应急预案编制好后不能束之高阁,要通过日常的应急演练和实际抢修来检验、测试各个部门之间的接口,不断地修订和完善应急预案。
3.建立区域化应急救援体系
布置区域化救援点和组建应急救援队伍。城市轨道交通形成线网后,工务部门要从大局考虑,按照就近兼顾的原则,打破传统线路维修包线分工原则,进行区域化布局,在合理的位置设立应急救援点,兼顾几条线,且使救援点到达责任区线路抢险时间最短,配备应急救援物资和工具,合理安排救援人员。一旦某条线发生应急情况,其他各条线根据抢险需要,进行应急联动和跨线支援。
4.应急能力社会化
目前,除北京、上海、广州、南京等城市轨道交通企业应急抢险能力尚可外,其他新成立的城市轨道交通企业中有经验的工务人员数量少,且工务维修工作多委外维修,工务人员应急处理经验少、业务技能不熟练,未参加过大型故障处理,应急能力没有得到实战检验,需借助社会化力量来应急救