1.建設(shè)背景及價(jià)值
我國(guó)城市軌道車輛呈現(xiàn)數(shù)量多、運(yùn)量大、長(zhǎng)期性、連續(xù)性和復(fù)雜性的運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)日益凸顯，現(xiàn)有城市軌道車輛運(yùn)維服務(wù)體系以計(jì)劃維修為主，車輛維修過頻或者維修不足，造成車輛的利用率過低和修理成本過高，現(xiàn)有運(yùn)維服務(wù)體系已經(jīng)很難適應(yīng)城市軌道車輛日益增長(zhǎng)的數(shù)量、服務(wù)品質(zhì)、服務(wù)響應(yīng)時(shí)效性的需求。智慧運(yùn)維通過構(gòu)建運(yùn)、檢、修一體化的城市軌道車輛運(yùn)維服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維服務(wù)的信息化、數(shù)字化、規(guī)范化和專業(yè)化，對(duì)于城市軌道交通的安全運(yùn)營(yíng)和運(yùn)維服務(wù)專業(yè)化有著非常重大的意義。
當(dāng)前伴隨物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)大力發(fā)展，構(gòu)建智慧運(yùn)維平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道車輛運(yùn)行狀態(tài)的感知與監(jiān)控、故障診斷與故障預(yù)測(cè)分析，為設(shè)備的可靠性、安全性提升與車輛優(yōu)化設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐將顯得尤為必要和迫切。智慧運(yùn)維平臺(tái)總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)軌道車輛設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、售后運(yùn)維等覆蓋裝備全生命周期的數(shù)據(jù)采集、匯聚、處理、應(yīng)用的支撐平臺(tái)，成為列車裝備核心技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施和能力承載平臺(tái)。
2.建設(shè)目標(biāo)
2.1.為產(chǎn)品安全運(yùn)營(yíng)提供有效保障
智慧運(yùn)維采用智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能和云計(jì)算等新型信息技術(shù)，搭建支撐城市軌道車輛運(yùn)、檢、修一體化的城市軌道車輛運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合和處理、車輛車輛監(jiān)測(cè)、故障應(yīng)急處置、故障診斷和故障預(yù)測(cè)、車輛健康評(píng)估管理、關(guān)鍵部件的壽命評(píng)估管理等功能。
智慧運(yùn)維可以做到部件級(jí)的全壽命跟蹤，有效避免部件漏修、裝件不合規(guī)等問題，同時(shí)也能提高檢修作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，有效提高檢修質(zhì)量，保障產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)安全。
2.2.實(shí)現(xiàn)檢修運(yùn)維專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化管理
建立數(shù)字化檢修運(yùn)維服務(wù)體系是降低檢修成本、提高檢修效率的關(guān)鍵，是未來市場(chǎng)化環(huán)境下運(yùn)作的基礎(chǔ)，是提高檢修運(yùn)維業(yè)務(wù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。智慧運(yùn)維實(shí)現(xiàn)從“按車修”向“按件修”轉(zhuǎn)變，從“過度修”向“狀態(tài)修”轉(zhuǎn)變，從“響應(yīng)式”服務(wù)向“主動(dòng)式”開拓經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變。
采用標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行檢修工作的標(biāo)準(zhǔn)化管理，能夠有效提高檢修作業(yè)的規(guī)范化管理水平，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)的質(zhì)量安全可控、在控，有效杜絕或遏制了工作過程中人的行為失控、工作質(zhì)量失控、工作環(huán)境失控，提高檢修工作的完整性和可靠性，同時(shí)也能協(xié)助管理部門進(jìn)行精益化管理，提高管理人員工作效率、節(jié)約管理成本。
2.3.實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期管理
設(shè)計(jì)制造階段需要獲取檢修維修階段的信息反饋來改進(jìn)產(chǎn)品和優(yōu)化產(chǎn)品，同時(shí)，促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)，對(duì)設(shè)計(jì)制造運(yùn)維一體化的企業(yè)尤為重要。檢修運(yùn)維服務(wù)階段需要獲取準(zhǔn)確的產(chǎn)品信息以支持檢修運(yùn)維服務(wù)活動(dòng)，并促進(jìn)面向運(yùn)維的設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的可維修性。維修技術(shù)本身的改進(jìn)也需要智慧運(yùn)維的支持。
3.產(chǎn)品介紹
國(guó)信會(huì)視智慧運(yùn)維平臺(tái)采用智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能和云計(jì)算等新型信息技術(shù)，搭建支撐城市軌道車輛運(yùn)、檢、修一體化的城市軌道車輛運(yùn)維服務(wù)云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合和處理、車輛車輛監(jiān)測(cè)、故障應(yīng)急處置、故障診斷和故障預(yù)測(cè)、車輛健康評(píng)估管理、關(guān)鍵部件的壽命評(píng)估管理等功能。
通過全壽命的管理可以提高檢修質(zhì)量、促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)改進(jìn)，進(jìn)而保障運(yùn)營(yíng)安全。智慧運(yùn)維平臺(tái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品完整履歷信息和運(yùn)用、故障分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)品可靠性和技術(shù)改進(jìn)的前提。可以做到部件級(jí)的全壽命跟蹤，有效避免部件漏修、裝件不合規(guī)等問題，同時(shí)也能提高檢修作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，有效提高檢修質(zhì)量，保障產(chǎn)品運(yùn)營(yíng)安全。
智慧運(yùn)維平臺(tái)實(shí)現(xiàn)從“按車修”向“按件修”轉(zhuǎn)變，從“過度修”向“狀態(tài)修”轉(zhuǎn)變，從“響應(yīng)式”服務(wù)向“主動(dòng)式”開拓經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變。解決過渡修問題，部分部件存在因更換問題導(dǎo)致部件修程和整車修程不一致的現(xiàn)象，如不分開考慮，則存在過度修的問題，部件壽命會(huì)浪費(fèi)很多、檢修成本將增加。
4.總體架構(gòu)
總體架構(gòu)上，選擇基于云化、分布式和微服務(wù)化的技術(shù)架構(gòu)，它是當(dāng)前業(yè)界實(shí)現(xiàn)大型業(yè)務(wù)系統(tǒng)的最佳技術(shù)手段。架構(gòu)設(shè)計(jì)中采用面向服務(wù)的模塊化設(shè)計(jì)理念，服務(wù)模塊之間保持松耦合狀態(tài)，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展以及滿足針對(duì)不同角色進(jìn)行個(gè)性化定制，能夠更好地滿足城市軌道行業(yè)運(yùn)維服務(wù)需求和創(chuàng)新應(yīng)用需求。城市軌道運(yùn)維服務(wù)需求從面向乘客、面向運(yùn)維和面向合作三個(gè)角度進(jìn)行劃分，通過大數(shù)據(jù)云平臺(tái)、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理和運(yùn)維服務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)城市軌道車輛檢修運(yùn)維服務(wù)新模式，保障安全運(yùn)行，提升運(yùn)維服務(wù)效率：
1）車載在線檢測(cè)：通過車輛的傳感器和處理器，實(shí)時(shí)采集和處理傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車輛在線的故障診斷、故障預(yù)測(cè)以及亞健康預(yù)判等功能，實(shí)現(xiàn)車載故障預(yù)測(cè)和健康管理。
2）軌旁在線檢測(cè)：采集車頂、車側(cè)、車底、軌道、接觸網(wǎng)等可視部件的高清圖像，采用圖像分析和模式識(shí)別技術(shù)，對(duì)軌道、車輛關(guān)鍵部件定位識(shí)別和異常分析判決，實(shí)現(xiàn)車輛的故障監(jiān)測(cè)和故障預(yù)判。
3）智慧運(yùn)維：通過車輛監(jiān)測(cè)域、檢修運(yùn)維域、數(shù)據(jù)管理域、運(yùn)維分析域和基礎(chǔ)管理，實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)維服務(wù)，讓乘客更便捷更舒適出行，讓車輛更安全更高效運(yùn)營(yíng)，讓檢修運(yùn)維自動(dòng)化、智能化，讓管理更科學(xué)更經(jīng)濟(jì)的決策；
5.業(yè)務(wù)架構(gòu)
城市軌道的業(yè)務(wù)主要包括：車輛運(yùn)行監(jiān)控、智能日常維護(hù)、高級(jí)檢修、設(shè)備管理、安全管控、日常綜合管理等。智慧運(yùn)維平臺(tái)覆蓋和滿足業(yè)務(wù)需求，通過IT技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)檢修運(yùn)維的數(shù)字化和智能化。
（1）車輛運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控，為安全運(yùn)營(yíng)提供有效保障。車輛運(yùn)行主要實(shí)現(xiàn)車輛日常運(yùn)行中，提供監(jiān)控和管理的工具，包括車輛監(jiān)測(cè)、故障診斷和故障預(yù)測(cè)、健康評(píng)估和故障應(yīng)急處置；
（2）車輛智能日常維護(hù)。實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛段日常車輛日檢、月檢管理，以及故障處置、普查、包括狀態(tài)修、均衡修的全面管理；
（3）車輛高級(jí)檢修：對(duì)高級(jí)修生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)字化、精益化管理，同時(shí)對(duì)大修庫(kù)內(nèi)主要生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，預(yù)測(cè)設(shè)備健康狀況，實(shí)現(xiàn)“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”檢修過程精準(zhǔn)控制及管理。
（4）設(shè)備管理：實(shí)施監(jiān)控軌旁設(shè)備、檢修生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并故障應(yīng)急處置；根據(jù)設(shè)備檔案、保養(yǎng)、維修規(guī)程，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。
（5）安全管控：系統(tǒng)采用微機(jī)聯(lián)鎖的方式，按照實(shí)際需求進(jìn)行組合，構(gòu)成具有唯一邏輯操作順序且具有物理強(qiáng)制性的一整套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全管理的目的。同時(shí)，系統(tǒng)配備智能鑰匙管理系統(tǒng)、智能安全管理系統(tǒng)（包含IC授權(quán)卡管理）來實(shí)現(xiàn)鑰匙管理、人員管理、時(shí)間管理、事件管理的智能化和數(shù)據(jù)化管理。
（6）綜合管理：實(shí)施乘務(wù)派遣管理、考試管理、能源監(jiān)控管理、制度流程化管控、日常辦公、安全檢查流程化管控。
6.實(shí)踐及效果
本方案著重從檢修運(yùn)維層面，綜合運(yùn)用智能算法，對(duì)預(yù)測(cè)模型、壽命評(píng)估模型進(jìn)行深入優(yōu)化，研究振動(dòng)、溫度、失穩(wěn)、平穩(wěn)數(shù)據(jù)相互融合的關(guān)鍵件模型，研究車上地面數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)劃分和融合應(yīng)用，提出切實(shí)有用的、行之有效的故障診斷模型，提升故障預(yù)測(cè)的有效率和準(zhǔn)確率，延長(zhǎng)部件使用壽命。預(yù)計(jì)達(dá)到的綜合指標(biāo)包括：
（1）關(guān)鍵系統(tǒng)及零部件故障診斷準(zhǔn)確率大于95%、正線故障率降低10%以上；
（2）關(guān)鍵系統(tǒng)及零部件使用壽命延長(zhǎng)20%、關(guān)鍵系統(tǒng)及零部件檢修效率提升20%、關(guān)鍵系統(tǒng)及零部件檢修費(fèi)用節(jié)省30%、故障處置效率提升10%
（3）庫(kù)存資金占用降低20%、檢修計(jì)劃預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率提升30%；
（4）技術(shù)加改閉環(huán)率達(dá)到100%.
7.建設(shè)業(yè)績(jī)
本方案已應(yīng)用于以下項(xiàng)目：
1、南京7號(hào)線智能運(yùn)維項(xiàng)目；
2、成都軌道交通9號(hào)線一期地鐵車輛項(xiàng)目車輛智能運(yùn)維平臺(tái)項(xiàng)目；
3、西安14號(hào)線智能運(yùn)維系統(tǒng)項(xiàng)目；
4、武漢16號(hào)線、19號(hào)線智能運(yùn)維分析系統(tǒng)項(xiàng)目；
5、天津10號(hào)線PHM智能運(yùn)維系統(tǒng)項(xiàng)目；
6、鄭州地鐵3號(hào)線列車健康管理系統(tǒng)項(xiàng)目；
7、北京軌道交通12號(hào)線工程電動(dòng)客車軌檢系統(tǒng)項(xiàng)目；
8、深圳地鐵集團(tuán)數(shù)字地鐵大數(shù)據(jù)項(xiàng)目；
9、深圳地鐵16號(hào)線健康管理地面系統(tǒng)項(xiàng)目
10、雅萬高鐵PHM智慧運(yùn)維系統(tǒng)
11、北京軌道交通技術(shù)裝備集團(tuán)智能列車數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目；
12、中車成都機(jī)車PHM地面運(yùn)維系統(tǒng)項(xiàng)目。
13、中車青島四方基于大數(shù)據(jù)車輛健康管理項(xiàng)目
14、中車青島四方數(shù)據(jù)挖掘算法及模型管理項(xiàng)目
15、中車青島四方預(yù)測(cè)性維修項(xiàng)目；
16、鐵科院大數(shù)據(jù)平臺(tái)項(xiàng)目；
17、上海地鐵18號(hào)線PHM項(xiàng)目；
18、京車研究院PHM項(xiàng)目；
19、永濟(jì)電機(jī)MRO項(xiàng)目；
20、戚墅堰機(jī)車大數(shù)據(jù)平臺(tái)+PHM項(xiàng)目；
21、鐵科院動(dòng)車組PHM系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)協(xié)議管理模塊開發(fā)項(xiàng)目
22、浦鎮(zhèn)車輛故障診斷預(yù)測(cè)模型項(xiàng)目；
23、鐵科電子所數(shù)倉(cāng)建設(shè)與模型開發(fā)項(xiàng)目；
24、南京地鐵大數(shù)據(jù)平臺(tái)+PHM項(xiàng)目；
25、中車青島城軌檢修資源統(tǒng)籌指揮中心項(xiàng)目；
26、浦鎮(zhèn)車輛全壽命周期數(shù)據(jù)管控平臺(tái)項(xiàng)目；
27、長(zhǎng)客軌道車輛檢修運(yùn)維信息系統(tǒng)項(xiàng)目；
28、重慶地鐵1號(hào)線PHM項(xiàng)目；
29、朔黃鐵路失穩(wěn)監(jiān)測(cè)裝置項(xiàng)目地面平臺(tái)項(xiàng)目
30、溫州S2機(jī)電總包車輛段運(yùn)維可視化項(xiàng)目
31、京城地鐵綜合智能運(yùn)維項(xiàng)目
32、中車青島四方埃及子公司MRO系統(tǒng)
33、中車青島四方阿聯(lián)酋地面智慧運(yùn)維項(xiàng)目
34、青島地鐵4號(hào)線地面智慧運(yùn)維項(xiàng)目
35、上海地鐵電子履歷項(xiàng)目
36、佛山地鐵3號(hào)線智慧運(yùn)維項(xiàng)目
37、武漢市軌道交通運(yùn)營(yíng)設(shè)備維修管理系統(tǒng)
38、長(zhǎng)客PHM管理駕駛艙項(xiàng)目
以上項(xiàng)目均以完成驗(yàn)收交付。