AR技术在铁路设备信息管理中的应用探讨

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:束展逸1 宋成洋1 蔡荣富2 刘世峤3
[导读] 摘要:根据铁路智能化的需要,本文首先介绍了铁路设备信息管理的发展方向。
        1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司;2.浙江众合科技股份有限公司;3.武汉地铁运营分公司
        摘要:根据铁路智能化的需要,本文首先介绍了铁路设备信息管理的发展方向。然后分析了AR技术在铁路设备信息管理中的应用。最后分析应用AR技术的优缺点,为铁路智能化提供参考。
        关键词:信息管理;AR技术;铁路设备
        引言
        随着现代信息技术的发展,越来越多的领域向智能化、智慧化发展[1]。铁路设备由于种类繁多、各司其职,所以忽视了很多设备信息的作用。随着数据挖掘技术的不断发展,数据成为了制约铁路智能化发展的原因,所以如何合理地利用数据,挖掘数据潜在的联系成为了重中之重。
        本文根据铁路设备信息管理的发展需要,依照AR技术的技术特点,探讨分析了AR技术在铁路设备信息管理中的应用,为铁路信息化、智能化提供参考依据。
        1 相关技术介绍
        1.1AR技术
        AR技术全称为增强现实技术,一般分为两种。一种是将三维虚拟对象与现实环境融合,实现使用者可以看到现象背后的信息,并充分挖掘信息背后的联系,并把结果提供给使用者以供决策。另一种是将现实对象叠加到虚拟的环境,用来模拟仿真分析参数变化,方便设计人员的工作。
        AR技术起源于20世纪中后期的美国,我国目前也开始了相关研究。AR技术在国内外应用广泛,文献[2]针对AR技术在计算机图形学方面的应用进行研究。文献[3]针对AR技术在航空领域方面的应用进行分析,并发现使用AR技术可以方便航空装备的运维,有很大的应用前景。文献[4]分析了AR技术在解剖学方面可以方便解剖课教师的教学难度,并为减少医学诊治问题提供新的思路。
        1.2铁路设备信息管理
        铁路设备信息管理是铁路信息化面临的基本问题,无论国内外都开始注重数据的挖掘和信息的交互。铁路车务部门的信息系统TMIS和电务部门的信息系统DMIS很早就进行了数据融合,并产生了TDCS/CTC。新系统同时为车务和电务部门提供信息支持,得到了良好的效果[5]。文献[6]对BIM+GIS的方法进行研究,发现有助于设计院进行站前勘察设计,尤其对选线和工程评估有着重大助力。文献[7]搭建了动车组转向架信息管理平台管理信息,并对信息管理范围和管理流程进行梳理。综上,铁路设备的信息管理已成为目前的发展趋势。
        2 AR技术在铁路设备信息管理中的应用
        铁路设备信息一般包括生产厂家的技术资料、现场运维的故障处理和信息反馈以及教学中的知识传递。现阶段不同系统的信息不能互相融合,所以在铁路设备信息管理中合理地利用AR技术可以直观地获取设备信息。
        2.1AR技术在铁路设备全生命周期管理中的应用
        铁路设备全生命周期管理一般分为设计、制造、运维三个方面。一般会在建立的模型中插入设备信息。
        (1)当处于设计阶段,设计人员利用AR技术可以更直观地看到设备不同部件的参数信息,了解到忽略的设备问题。并能够根据设计标准对已设计的产品进行优化。
        (2)在制造时,生产部可以通过AR技术看到每日班组输入到OA系统中的生产进度来安排未来一段时间的工作任务。同时现场操作员工经常会忘记参数标准,只能频繁地查找电子资料或者纸质资料,AR技术的应用可以有效防止出现的风险隐患。
        (3)在运维阶段,检修售后人员不仅可以通过AR平台及时准确地查阅设备信息和技术资料,还可以与客户共享信息。

根据运维过程中设备的健康状态进行反馈,这样全生命周期的设备信息都存储在系统里,方便挖掘深度数据。AR技术的应用不仅大大减少了各部门的沟通时间,而且可以记录操作历史记录,有助于逆向追踪。
        2.2AR技术在教学中的应用
        AR技术不仅可以用于设备生产,还可以应用在教学领域。对于缺少实践经验的高校学生和初级职业技术员工,一款使用AR技术的教学方案更能方便知识的积累,而且一定程度上减少了安全隐患。例如兰州交通大学就在教材中使用了AR技术,使得书本上平面的高压隔离开关和转向架等设备结构图立体地展现出来[8,9]。这样既可以立体直观地向初学者讲解设备信息,还可以丰富考试方式,更灵活地掌握知识还带来趣味性。
        2.3AR技术在铁路设备展示的应用
        现阶段,越来越多的产品要在展会上向客户介绍。有时客户不能直观的感受产品的先进,但是通过AR技术,产品参数和性能完全可以可视化,降低客户的接受标准,提高产品的宣传效果,并且方便扩大产品的宣传范围,也有助于零部件的性能介绍。
        3 AR技术的优缺点
        AR技术作为新兴技术,势必为铁路信息的管理带来新的思路。在应用AR技术的同时不仅可以提高生产效率,还可以对产品的生产流程构成正向反馈。在铁路相关知识的教学上使用AR技术还可以提高教学效率,让初学者可以理论与实践相结合。综上,参数性能可视化是AR技术最主要的优点,可以在同等条件下向使用者提供更详实的技术资料。
        AR技术的缺点在于目前相关人才较少,达到效果的项目不多。交互界面有待优化,且数据繁多,需要有次序有选择地显示,技术还有待提高。
        4 结论
        本文简要地介绍了AR技术在铁路设备信息管理的应用。肯定了AR技术的优势,也点名了目前存在的问题,为AR技术在铁路信息化、智能化方向的发展提供参考。
        参考文献:
        [1]王同军.中国智能高速铁路体系架构研究及应用[J].铁道学报,2019,41(11):1-9.
        [2]Zhu Z,Oskiper T,Samarasekera S,et al. Real-time global localization with a pre-built visual landmark database. In:Proceedings of Computer Vision and Pattern Recognition,Alaska,2008.1-8.
        [3]汪时交,梁志帅,宋海方等.浅析增强现实技术在航空装备维修保障中的应用[J].航空维修与工程,2021(04):25-28.
        [4]王治国,郑勇军.增强现实技术在解剖学中的应用以及系统评价[J].科教文汇,2021(04):109-110.
        [5]刘朝英.中国铁路分散自律调度集中[M].中国铁道出版社,2009.
        [6]柳婷,陈小松,张伟.无人机倾斜摄影辅助BIM+GIS技术在城市轨道交通规划选线中的应用[J].测绘通报,2017 (S1):197-200.
        [7]陈彦,张惟皎,孙鹏等.动车组换架修转向架信息管理平台研究[J].中国铁路,2014(09):22-25.
        [8]雍玖,王阳萍,岳彪等.基于增强现实技术的虚拟仿真实验教学资源体系建设研究[J].工业和信息化教育,2019 (10):85-89.
        [9]雍玖,王阳萍,雷晓妹等.全景视频增强现实系统设计与研究[J].计算机应用与软件,2017,34(07):110-115+165.
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