动车组检修系统的研究与实现.doc

1、动车组检修系统的研究与实现摘要：随着交通运输业的发展壮大，动车组在为旅客提供高效、便捷服务的同时，也对安全提出了更高的要求。伴随着各种检修制度、可靠性管理和产品全生命周期管理等理念的逐步深入，如何采用信息化手段实现动车组检修管理是当前我国有关企业所面临的一个难题。基于此，文中笔者就我国高铁动车组运行状况存在的一些问题进行了简要的分析，并对如何实现动车组检修的安全保障体系以及对动车组检修技术的创新提出了自己的见解。 关键词：动车组、检修系统、信息化 中图分类号： U266 文献标识码： A 一、前言 自 2007 年 4 月中旬开行动车组以来，我国高速铁路的发展有了很大进步，在过去的 7 年时间

2、里，我国高铁客运专线里程已经接近 1 万 km，开行动车组 850 多组，累计运营里程约 3 亿 km。目前我国已成立 7 个动车检修基地和 33 个动车运用所，负责动车组的日常维护、检修。但如何保证动车组的运行安全，提供高质量的运输载体仍旧是当前车辆系统最为主要的问题。 二、我国高铁的运行现状 1、运行速度快、运行时间及里程长 目前我国高铁客运专线里程居世界第一，动车组的运行速度分为300km/h、250km/h、200km/h 三个等级，仅速度为 300km/h 等级的有 340多组，且每天最长运行时间为 13h14min，每天的运行里程达 3000km/组/天；250km/h 等级每天最

3、长运行时间为 14h58min，200km/h 等级每天最长运行时间为 14h5min，同世界其他国家相比，我国动车组数量是最多的，运行速度是最快的，运行时间也是最长的。 2、运行环境差 （1）动车组要在既有线、有砟轨道高速线及无砟轨道高速线 3 种不同工况环境下运行，既要满足既有线的运行条件，还要适合高速线的运行条件，特别是要克服有砟线的环境污染及道砟击打动车组的隐患，安全压力大。 （2）外部运行温度环境差，要适应南北温差大的条件，在冬季还要在零下 30的寒冷气温下运行。 3、备用车不足 高铁客运专线里程已接近 1 万 km，而动车组配备仅 800 多组，与日本及欧洲国家配属的比例相比还有较

4、大差距。另外各配属局为最大发挥动车组的运用效率，将配属的动车组尽可能地编入图中，以致备用车数量明显不足。 4、其他 我国在培养管理人才、培训专业队伍方面虽然做了大量工作，但还远远跟不上高铁发展的速度。 三、动车组运输存在的问题及隐患 1、运行故障多发 2011 年 110 月的主要故障统计显示，故障总计 779 件，其中高压牵引系统 377 件，车内设施 142 件，转向架 108 件，供风系统 108 件，网络系统 44 件，这些故障均影响到了动车组的运行安全。 2、检修手段及方式需优化 我国动车组的修制分一至五级修，同时也规定了各级修程的检修手段及方式，但针对我国高铁的现状，检修手段及方式

5、还需要进一步优化。（1）冬季冰雪气候给动车组开行带来的安全隐患。哈大高速铁路于2012 年 11 月开行，1 个多月的时间就下了 6 场雪，走行部的存雪及砟石带来了动车组检修的不便及运行的安全隐患。 （2）环境温度低带来的检修能力的不足。我国动车组均采用通过式洗刷方式，冬季因环境温度低洗刷设备不能使用，构架更换设备、轮对旋修设备因环境温度低而影响其检修能力。 3、信息化的作用没能充分发挥出来 我国动车组检修信息化系统虽已搭建，但其作用还需要进一步发挥。存在的问题有： （1）动车组故障不能随时传输到地面； （2）信息化共享的功能需进一步扩展，如检修基地与动车运用所的信息共享等； （3）信息化的源

6、点录入问题仍没解决； （4）信息化管理功能仍很薄弱。 4、安全预警系统还需完善 动车组的设计理念是利用网络自动诊断故障，实现故障导向安全。高速铁路在我国开通已经 7 年，走行部的安全问题仍然没有完全解决。走行部及车体底部悬吊件的检测存在的问题有： （1）在运行中无防范措施。 （2）动车组出入库无评判依据。 四、应用现代化装备搭建动车组检修的安全保障体系 1、信息化安全保障体系 （1）通过信息化手段把制造厂、配件供应商、检修基地与动车运用所的信息有机地结合起来； （2）车载信息系统的故障信息可随时传到运用所，实现运用所的信息与高级修的检修基地检修信息共享，同时实现局间信息系统的数据共享； （3）

7、检修工序间实现互控； （4）实现依法、合规修车的理念； （5）建立动车组的追踪系统，实施信息到工位、质量互控、安全监控的三级四层信息化管理系统。 2、智能设备安全预警保障体系 （1）通过动车组信息系统建立动车组的故障分析系统； （2）进一步建立站间动车组动态运行监控系统 （3）进一步建立动车组入库的故障自动诊断系统。 目前，该体系在其他国家的高速铁路动车组上的安全防范也是不全面的，是动车组安全保障体系较薄弱的环节，是危及动车组运行安全的重大隐患。动车组的设计理念是故障导向安全，这是局限于动车组的主要部件如轴温报警器，火灾报警器，制动、牵引模块故障自动停车装置等。目前动车组上的主要部件故障信息可

8、以通过动车组本身的车载监控系统下载，对故障现象及故障的发展趋势进行分析，实现超前防范。但针对走行部及车体底部悬吊件这类危害性大的故障的检查及控制手段还是一个空白，特别是对动车组运行的安全监控手段尚不完善，站间运行缺少安全预警装置。沈阳铁路局 43 组 CRH5 型动车组 1 个月中走行部及车体底部悬吊件故障即达 51 件，这反映出对站间动车组实施安全监控是必要的。目前，北京铁路局、沈阳局在秦沈线上、武汉铁路局在动车运用所入库前均安装了动车组运行故障动态图像检测系统（TEDS） ，对动车组悬吊件进行检测。检测范围包括：主要部件是否异位、变形、缺失，主要螺栓是否松动，齿轮箱是否漏油等，出现异常时自

9、动报警。2011 年28 月，秦沈线共检测列车 3700 列（沈局：2189 列，哈局：673 列，京局：622 列，其他：216 列） ，计 44914 辆（沈局：28491 辆，哈局：8337辆，京局：5647 辆，其他：2439 辆） ，发现故障 259 件，其中重要故障185 件，一般故障 74 件。 3、检修检测安全保障体系 随着动车组检修基地的投产和动车运用所的运用，动车组的检修检测安全保障体系也已搭建。中国高铁动车组的检修检测体系是吸收了德铁及日铁的经验，通过静态、动态检测的现代化装备建立的安全保障体系。 （1）采用先进实用的检测设备对组装件及部件进行检测。如采用三维技术对构件实

10、施检测；车轮尺寸采用自动检测；转向架组装采用静态负重检测；对全车转向架电缆进行测试等。 （2）采用先进成熟的检测设备对部件进行动态检测，如转向架的动态检测、齿轮箱的动态检测、轴承的动态检测和轮对及制动盘的动平衡试验等。 （3）对电气件、集成件的检测。采用 BPE 试验台对辅助控制单元（ACU） 、牵引控制单元（TCU）实施检测。目前，对制动控制单元（BCU）和变流器还需要委外检测。 （4）建立融冰除雪库。采用热风对动车组进行吹扫，提高构架、车体连接等部位的温度，实现快速除冰雪。 4、探伤安全保障体系 我国动车组轮对探伤体系主要引进德铁 ICE 的模式，通过对车轮踏面、轮辋、轮辐及车轴部位进行定

11、期的探伤来防止车轮部位缺损、剥离及疲劳裂纹故障。 （1）采用电磁、超声波探伤技术进行日常动态检测。采用轮对动态检测装置（LY）对踏面进行浅表面裂纹检测。 （2）采用相控阵技术进行定期在线检测。采用移动式轮辋、轮辐探测设备（LU）对踏面及轮辐进行定期检测，主要检测轮辋、轮辐缺陷。采用空心轴探伤设备（LHZ）对车轴实行定期检测，主要检测车轴故障。 （3）采用相控阵及电磁探伤技术进行定期落轮探伤检测（三、四、五级修） 。采用固定式轮辋轮辐探伤设备（LA） 、空心轴探伤设备（LHZ）分别来检测轮辋、轮辐缺陷及车轴缺陷。采用电磁探伤设备检测车轴表面缺陷。通过上述手段健全了动车组轮对探伤体系，确保了运行安

12、全。 五、动车组检修系统技术创新 1、动车组检修系统突破了以往“检修小系统”的局限，在设计上体现全面生产检修管理的思想，满足维修企业“全局”的管理需求。它以检修业务为核心业务驱动相关供应链和财务管理，从检修业务管理角度，覆盖了与检修业务相关的所有部门，如检修事业部、技术工程部、技术中心、检修车间、财务、物流等部门；从企业管理系统角度，集成了与生产紧密相关的系统，如财务、物流、采购、人事、物资；从业务流程角度，设计与集成了从新车交付、试运行、运营、检修、检修车间生产管理、质量管理、故障管理到报废主要业务流程操作。 2、建立了完整的科学的可扩展的检修数据模型，实现企业集中统一管理检修业务数据，消除

13、了数据碎片化及冗余，保证数据的一致性，减少了维护成本，理清和维护各种数据之间的业务逻辑关系，为产品全生命周期管理奠定了数据基础。其 3 层功能结构与主数据的模块化设计增强了整个系统稳定性、可维护性、可扩展性与集成性。 3、实现动车及大部件的全生命周期管理，建立精益化检修管理体系。将停留在概念上的动车及大部件生命周期管理，落实到了具体检修业务中的各个环节，把管理及标准固化到流程，保证获取完整的、结构化、电子化和标准化的数据，解决了生命周期管理由于缺少数据而无法实施的尴尬。 4、实现以可靠性为中心的检修制度，其实质是检修制度精细化管理。综合运用多种检修制度，如计划定期修、专项修、状态修、故障修、技

14、加改和专项整治等检修制度。实现从粗放的车辆级计划定期修，向精细化的部件级预防性检修和状态修管理的转变，避免过度修，提高动车及部件的使用率，保证可靠性，降低检修成本。 5、动车组检修系统涵盖了检修车间生产执行系统（MES） ，该系统通过阅读部件检修工艺数据，指导车间工人操作。动车检修系统提供软件开发接口，可以根据不同检修人员的岗位职责、阅读习惯设计、开发适应不同用户需求的界面以及集成多种设备终端，如条码扫描仪、手持智能终端等。 六、结语 综上所述，目前我国动车组的检修系统还不是很完善，检修管理相比国外仍旧较为薄弱。在这一点上，我们可以在深刻理解国外检修理论之后根据我国动车组的实际情况，并在总结过去检修系统建设难点和问题的基础之上，摸索适合中国动车维修企业的检修系统建设方法。 参考文献： 1 刘丽影 刘继刚 刘继：我国高速动车组检修制度 ， 同济大学学报(自然科学版) ，2001 年 08 期 2 程婷：浅谈动车组检修管理 ， 海峡科学 ，2008 年 09 期 3 蒋芳政：关于信息化条件下优化高速动车组运用维修管理的思考 ， 铁道车辆 ，2009 年 01 期 4 吴敌 钟雁：我国铁路客运动车组检修制度的研究 ， 铁道运输与经济 ，2006 年 01 期