尤晓锋
中车唐山机车车辆有限公司、河北省唐山市 064000
摘 要：我国高速铁路动车组的维修是采用状态检修制与定期检修相结合的方式。状态检修是指利用监测和诊断设备来确定电动车组的运行状态、部件的性能或偶发故障的维修方式; 定期检修是预防性维修，牵引动力和运输车辆按规定时间使用定期检查和调整，以恢复动车组的性能，防止故障的发生。 为此，本文对动车组的紧急故障情况进行了分析和研究。
关键词：动车组 紧急故障 维修改进
一．动车组紧急故障概述
1.1动车组紧急故障的种类
自1964年第一条高铁线路在日本开通以来，高铁已被证明是一种迅速发展的新型交通方式，这得益于其为消费者和社会提供的服务特性: 安全、便捷和高效。随着社会经济的空前发展，高速铁路在现代交通运输体系中的作用越来越突出，例如，截至2018年底，中国高速铁路网总长度为29,000公里，占全国铁路网总长度的22% ，而2013年仅占总长度的10% ，2007年仅占总长度的1.6%。高铁不仅缩短了时间和空间，而且影响了城市的连通性，导致了人员流动性和货物运输对高铁的依赖。例如，大约74% 的人口和82% 的 GDP 都在距离中国高速铁路网两小时车程的范围内。根据世界银行2019年发布的文件和报告，中国高铁的客流量已经增长到每年17亿人次。由于其在社会和经济活动中的重要作用，它的中断或失败可能导致严重后果，例如1998年德国艾雪德列车出轨事故，造成101人死亡，200人受伤，2011年中国2011年甬台温铁路列车追尾事故，造成40人死亡，192人受伤，2013年西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉铁路灾难，造成80人死亡，144人受伤(古德伊尔和克鲁格，2019)。
目前，我国正在运行的动车组有四种类型: CRH 1型、 CRH 2型、 CRH 3型、 CRH 5型。Crh1动车组是以瑞典庞巴迪公司的重型动车组为基础，通过技术引进在中国制造的，而 crh2动车组是以日本的 e2系列1000为基础，crh3动车组是以西门子的成功开发为基础，适应中国客运需求，针对中国 CRH5动车组客运需求进行优化设计的，适合在高寒地区使用。
1.2动车组紧急故障处理技术发展现状
虽然目前的高铁系统已被证明能够在发生灾难时保证乘客的安全，但这些系统的设计并不能很好地处理以下事件，即在灾难应对阶段完成相关的调度工作。换句话说，如果高铁负责人员，如现场工程师、火车司机、调度中心的调度员以及仓库的维修人员，不能很好地完成后续工作，可能会发生长时间的延误和可能的灾难性系统故障，从而加剧灾难造成的影响。应当指出，这里界定的灾害应对阶段是高铁系统需要紧急调度计划将受影响乘客运送到安全地点以及派遣检查和/或工程列车修理受损基础设施或设备的时期。在灾难应对阶段之后，如果所有安全相关问题都得到解决，至少可以运行一些经过调整的客运列车服务。还应该指出的是，与传统的铁路系统不同，高铁系统总是需要一个时间表来管理每次列车运行，即使是在灾难反应阶段。因此，制定一个切实可行的应急调度计划，其中包括各类列车所遵循的时刻表，是这一时期的首要任务。应急调度计划的行动可包括从高铁车站派遣备用列车前往受损列车所在地运送乘客，以及从高铁车站派遣检查列车检查受损的铁路基础设施。文献表明，由于人类在压力下的情绪行为和由此产生的错误，高铁应急调度计划并不总是合理的。文献还表明，在一个传统的铁路系统，人员伤亡确实发生在灾难的最初几个小时，主要是由于应急调度计划差。
二．动车组紧急故障的处理对策探究
2.1 应急调度系统的设计
为了克服目前以人为本的做法所带来的问题，从而制定高铁应急调度计划。在这样一个信息丰富、动态多变的环境中，做出合理、快速的决策是解决这类问题的关键。最近，一种叫做多智能体系统的新方法正在越来越多地应用于交通运输领域。文献表明，多智能体系统适合于解决分布式环境下的通信和协调问题。
目前，为了帮助项目利益相关者在决策过程中进行协作，通常将 MAS 与一个设计良好的本体模型相结合，获取领域知识，以增强其推理能力。在多智能体辅助环境下，项目利益相关者可以首先通过 MAS 的软件智能体对当前情况进行咨询并提出相应的行动建议，然后做出相应的决策。为此，本文提出了灾害响应应急列车调度模型。进一步的改进可包括测试关于将救护车和穿梭巴士送到难以到达的备用火车的地点的附加规则。当一列火车不能移动，另一条轨道也被堵塞时，就会发生这种情况。在这种情况下，就需要使用地面运输工具，运输部应直接派拖车前往现场。
在系统当中设计了四个代理机构，其目标如下: 动车的目标是将乘客运送到安全地点，并在必要时运送到车辆段进行检查和/或维修。PA 和 DA 的目标是报告其管理的每个资源的状况，而 OCCA 的目标是通过收集所有必要的信息和应用11个推理规则，制定合理的应急调度计划。该方案可用于指导每列火车的运行，包括原来的高铁列车、备用列车、牵引列车、检查列车和工程列车，并且可以在高铁系统的任何状态发生变化时有效地生成。该系统是利用 SWRL 和 JADE 开发的; 因此，FIPA 的使用将是简单易行的，可以促进在高铁系统不同地点部署更多代理的开发，以便相互沟通和协调。选择了三个由有经验的高铁调度员执行的实际案例来验证所提出的系统。比较结果表明，该系统生成的应急调度计划与原系统相同，占用的时间较少。
2.2 恶劣天气环境之下的紧急故障预警系统设计
高铁的安全运行问题是当前的热点问题。与其他运输方式相比，铁路运输对气候和自然条件的影响最小，保证了运营的连续性和正点性。高速列车的安全性和正点性受到自然环境的严重影响。特别是，暴雨对高铁安全运行的影响非常大。暴雨天气对高铁正常运行的影响是: 对于少量降雨，铁路部门通常采取申报或停运控制措施，造成高铁延误，影响行车效率。此外，强降雨还可能引起泥石流，甚至对高铁运营造成更为严重的影响。因此，如何利用防灾预警系统有效地提高恶劣天气行车的应急响应水平，是降低防洪安全风险、减少列车延误次数、缩小延误作用范围的重要保证。高速铁路降雨监测系统对于统计分析间接降雨引起的其他灾害有很大的帮助。该系统是铁路沿线汛期滑坡、泥石流、危岩、崩塌等灾害的实时雨量监测系统，对高速铁路的安全运营造成严重影响。主要用于为铁路局、防汛办公室等部门服务，也为实施列车限速运行和雨天交通管理提供科学依据。
由于我国幅员辽阔，自然条件不同，降雨量很不均匀，降雨特性也有很大差异，这将在一定程度上影响当地的降雨监测和控制。特别是 RMSH 的现场检测设备一般只安装在工作区、车站和铁路沿线，数量较少。一些不良地质道路基段和山区难点尚未建立，无法获取降雨信息，因此该系统仅限于监测汛期线路基础沉降、坍塌等危险。
2001年，我国一些学者对高铁综合防灾系统的建设进行了初步探讨，简要介绍了该系统的结构、功能和应用，包括暴雨监测。从那时起，许多学者改进并补充了灾害预防监测系统的设计。在实际应用方面，中国已经在 Beijing-Tianjin 城际高速铁路、武广高速铁路等铁路沿线建立了灾害预防和安全监测体系。目前，暴雨监测的研究主要集中在铁路沿线降雨量的计算和预报上。分析高铁沿线40年来各类气象站的月暴雨观测资料，掌握高铁沿线暴雨的类型和特点，确定暴雨监测技术，如利用雨量传感器监测暴雨，确定暴雨是否满足电动车组运行前的限值，以及电动车组在不同地区、不同路段暴雨条件下的运行控制。当高铁路段最大降水量在10分钟内达到2.0 mm 时，启动 RMSH，有效地保证了高速列车在暴雨洪水发生时的安全运行。因此，高铁暴雨监测是高铁防治技术的重要组成部分。
三．结束语
综上所述，动车组运行维护是一项系统性强、科技含量高、理论和实践性强的技术。它以先进的维修模式和检测设备为基础，以高度信息化的管理系统为支撑，采用先进的维修理论和标准，保证了动车组的安全高效运行。在部件寿命管理的基础上，采用计划修理与状态修理、修理与维护、单元件更换修理与主要部件专业化集中修理相结合的动车组维修模式，体现了高度的专业化、集约化和程序化。
参考文献：
[1]武建平. 动车组高级修计划优化的理论和方法[D].北京交通大学,2019.
[2]梁皓妍. 高铁快递产品优化配置研究[D].北京交通大学,2015.
[3]姜飞鹏. 构建中国高铁动车组检修体系的思考[J]. 交通科技,2014,(03):163-166.