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摘要：城市轨道交通车辆智能运维系统优势突出，在城市轨道交通车辆中应用智能运维系统，不仅能够提高车辆检修的效率、延长车轮等设备的使用寿命，还能够控制检测维修费用，节约人力成本，提高车辆检修的安全性。
关键词：城市轨道交通；车辆智能运维指标体系；应用
1智能运维总体方案
城市轨道交通车辆智能运维系统分为三大部分，具体包括：车厂智能生产管理系统、车辆智能检修系统、车辆智能专家诊断系统。三大子系统所承担的工作有所不同，具体职能也有所差异。（1）车厂智能生产系统主要工作内容为安排车辆的生产，智能管理车辆生产计划，并通过设备的自动定位和核对施工工单展开智能冲突检测工作。（2）车辆智能检修系统的主要功能为智能检修，主要工作任务检测城市轨道车辆的车底、车轮及车侧是否存在异常情况和安全隐患。（3）车辆智能专家诊断系统主要是应用科学技术手段如图像处理技术、大数据技术和AI技术等，以模糊逻辑为推理算法，对城市轨道车辆的运行状态进行全方位评估和检测，掌握真实的车辆健康信息，确定车辆故障，并判断出故障原因后，制定合理的维修方案，提升车辆的运营水平和运营质量。
2车辆智能检修系统
2.1智能检修机器人
在车辆智能检修系统中配置智能检修机器人，能够全面收集车辆信息，减轻人工作业的负担，保证检修的精准性。这种智能检修机器人能够在动静态的工作环境下收集高清的车底、车轮及车侧图像，并能够通过应用先进的图像处理技术、控制技术和算法，判断车辆是否出现异常。
车底定位模块由面阵相机和线扫相机构成，通过轮轴编码器保持相机的稳定性，面阵相机的主要功能是定位车底设备，线扫相机的主要功能是采集车底设备的图像。
智能机器人借助相机采集车底设备的高清图像，以便运维系统根据图像判断轨道车辆设备是否存在异常，更高效地确定故障位置，诊断故障等级，给出相应的故障原因和维修决策方案，便于维修人员选择恰当的检修标准和工具设备，达到提升维修效率、降低经济损失的目的。
2.2走行部智能检测
走行部检测系统是一个安装在城市轨道交通车辆入库线上的系统，轨道交通车辆不需要停车，就能够对轨道交通车辆进行自动检测，采集高清的走行部及闸片的图像，诊断车辆走行部是否存在异常。走行部智能检测系统的工作原理是借助库内轨旁检测设备采集车侧部分的高清图像，以数字图像处理技术为计算手段，对走行部及闸片展开详细全面的异物检测，判断车辆的关键部件是否存在缺失和变形等问题。
2.3其他规划布局
车辆360°视觉检测的功能检测主要针对城市轨道交通车辆关键部件和可视部位，通过采集的高清图像判断车辆关键部件，如螺栓、螺母、受流器及齿轮箱等是否出现了松动和丢失，检查各类管线是否存在脱落问题。在对车辆关键部件常规测距和可视部位的图像监视过程中，若发现存在异常情况，系统会自动提示和报警。
轮对数字激光检测的主要功能是精准、高质量地完成车轮踏面轮廓、车轮直径及对内侧距的测量工作，以无线数据传输为手段，将采集的数据传输到控制系统，便于分析车辆稳定性，为轮对镟修决策提供科学有效参考，为提升列车运行的稳定性和安全性奠定良好基础。车辆360°视觉检测和轮对数字激光检测能够提升车辆轨旁检修水平，实现对车辆走行部、闸片的科学检测，掌握准确的车体情况，提升车辆检修的智能化水平。
3车厂智能生产管理系统
3.1车辆状态管理
车厂智能生产管理系统能够借助定位设备对已经进入厂段的车辆开展实时动态监测，精准定位车辆停放的股道，反馈车辆的带电状态、故障信息等相关状态信息，确定维修工单的情况，为检修人员查询确定车辆的整体状态提供便利。同时，以逻辑条件为算法，能够对股道的状态进行全天候动态管理和检测，判断作业是否能够正常进行，确定各个检修维护作业时间是否冲突，最终达到提升车辆状态管理智能化水平的目标。
3.2运营日计划管理
智能运维系统能够综合考虑车辆检修计划、施工情况及厂段股道信息等影响因素，建立并完善车辆智能排布模型；按照各影响因素的权重值对车辆进行排布，智能化排列车辆运营日计划；根据车辆检修的具体需要和实际情况，如需要收回、发出的车辆，检修维护人员再次对运营日计划进行灵活调整，提升运营日计划管理的水平。
3.3定位管理
系统基站以超宽带定位技术与车载定位设备为技术手段，对进入车厂车辆进行精准定位，并使车辆状态在车厂控制中心的监控屏幕上能够实现实时更新。借助安装在铁鞋等车厂内关键设备上的定位设备，系统基站能够精准定位这些关键设备的位置，并调整其摆放位置。佩戴安全帽和胸牌等定位设备的作业人员及检修人员，同样能够实现和系统基站进行通信，并且能够在车厂控制中心的监控屏幕上实时更新其位置和状态，防止未授权人员进入现场，提高生产作业和检修作业的安全性。
3.4施工作业管理
车厂智能生产管理系统能够快速、高效、自动生产车厂当日的检修计划工单，值班人员能够借助移动终端远程设备查看核对检修人员，并且可以一键派发检修计划工单。系统以当值检修人员的专业资格、经验为参考，同时考虑车辆检修工作的工作量和检修难度，合理分配检修任务，完成车辆检修计划工单的派发。派发完工单且车辆检修完成关闭工单后，车厂智能生产管理系统就自动生成车辆电子维修履历，便于判断车辆寿命周期和后期的检修工作。
4智能专家诊断系统
4.1车载数据采集
车载状态监测设备的主要任务是实时动态监测车辆关键系统和关键部件的运行状态，实时更新车辆运行状态，这一设备由传感器、多功能车辆总线（MVB）网络等部件构成，其数据传输依靠5G等车地无线传输方式实现。
4.2异常状态检测
车辆智能专家诊断系统的工作原理为选择影响车辆运转的关键因素，全面收集影响车辆运转的过程变量，以全部车辆状态数据为基础，统计不同区段模拟量数据，再提取不同区段的各类参考数和区间特征值（如最大值、最小值），利用相应算法完成数据重组。最后，车辆智能专家诊断系统会选择同类车辆及其相关状态数据、故障判定的标准作为参照和学习样本，利用无监督机器学习算法对城市轨道交通车辆进行数据检查，判断车辆是否出现异常情况。
4.3故障预测方法
系统故障预测应以故障数据点作为基础，并应用监督机器学习方法。先选择数据进行标记和处理，以时间窗为段；再按照数据处理流程对数据进行归一化和均衡化处理，形成数据集，并根据故障预测的需要将数据集划分为训练集和测试集；以机器学习算法为学习方法，让系统在训练集中进行故障预测，建立故障预测的模型，实现对数据异常的反映，保证系统检测到数据存在连续异常时，能够自动发出报警信号。
结束语
智能运维理念中最为基础的内容是数据信息的收集和分析，其核心目的是科学地掌握城市轨道交通车辆各系统的健康质量情况，合理制定维修策略，从而在保证安全可靠的前提下，尽量降低全寿命周期的维修成本，达到网络化运营模式下的可持续、最优化资源配置。文章依托数据平台，就城市轨道交通车辆智能运维指标体系与应用展开了详细讨论，并提出相关的措施，以供参考。
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