地铁车辆故障预测与健康管理应用方案

1、地铁车辆故障预测与健康管理应用方案技术创新，变革未来目录1、概述2、健康管理方案3、健康管理实践4、总结与展望Page 21. 概述党的“十九大”报告建设科技强国、交通强国、制造强国，推动互联 网、大数据、人工智能和实体经济深度融合粤港澳大湾区发展规划纲要加快智能交通系统建设，推进物联网、云计算、大数 据等信息技术在交通运输领域的创新集成应用大力发展智慧交通国家战略Page 31. 概述用户期望运营负荷急剧上升应急机动能力要求空前提高管理难度、幅度增加列车可靠性要求苛刻过度维修维修成本高精准决策和 安全保障降低修时和 保障利用率更快的故障 应急处理精准维修和 降低成本健康管理需求Page 4预

2、测与健康管理PHM（Prognostic Health Management）是基于状态感知、健康状况评估、故障频发域与周期预测，通过数据监控与分析，预测并避免 故障的发生，并指导车辆的维修，从而大幅度提高运维效率。要实现PHM，除了硬 件基础条件保障外，既需 要大数据分析技术，又需 要非常密集的行业知识、 经验和模型作为支撑。1. 概述PHM健康管理概念提高运行安全性可靠性正线故障率降低25%减少停机维修时间 提高车辆的可用性日均检修效率 运维故障处置效率应急运维故障处理效率 检修效率提升30%降低全生命周期成本配件的空置率降低 地铁维修人员工时减少设备维护成本下降 培训过程费用减少 运维成

3、本降低20%推进状态修试点健康管理和状态维修的核心技术推进全车状态修1. 概述Page 16健康管理目标1. 概述六十年电力驱动整车制造经验，积累了强大的系统集成能力在神华、马来西亚、南非等地成立维保基地，深耕维保技术领域行业内率先提供制造+维保的全寿命周期解决方案2000年首创在机车及中华之星高速动车组实施走行部健康监测2011年承担863城市轨道列车在途监测与安全预警关键技术2013年启动智慧列车平台建设，南非、深圳、华为、磁浮等项目上线公司发挥主机厂优势，实现列车健康管理实现健康管理、智能运维系统无缝衔接为业主创造最大的经济效益和社会效益深厚的经验积淀领先的布局健康管理株机公司基础Pag

4、e 7目录1、概述2、健康管理方案3、健康管理实践4、总结与展望Page 82、健康管理方案系统性构建能够支撑城轨车辆运维的系统 涵盖技术、管理和标准适用性适用于不同客户需求；适用于技术和 产业发展方向；适用于不同车辆类型先进性充分了解国内外新技术的发展和实践， 采用新技术，运用新理念。可扩展性开放的标准集成自主与第三方模型，对模型进行 统一的管理调度，实现模型与数据间的松耦合方案原则Page 92、健康管理方案安全实现城轨车辆的 在途安全监测效率提升城市轨道 交通运营效率成本降低车辆全寿命 周期内维护成本模式逐步实现检修模式由计划 修向状态修的转变应用目标Page 10数据来源数据传输数据运

5、用管 理 层角色安全运营 服务提升 辅助决策技 术 层调 度层维 修 层运行监控 自动分析故障预警实时预警 准确定位自动下单标准化 流程化 移动化数 据 融 合 平 台 指 导 检 修、 面 向 乘 客 感 知健康管理平台运行调度工单跟踪评估反馈在线监测健康管理智慧 监测智 慧 检 修智 慧 列 车智能监测与检测单元、无线传输单元、地面平台单元2、健康管理方案总体技术框架2、健康管理方案建立城轨车辆健康管理应用平台总体方案框架Page 12目录1、概述2、健康管理方案3、健康管理实践4、总结与展望Page 13走行部、车门、受电弓、牵引、制动、空 调、火灾报警、PIS等8个车载子系统构成车 辆

6、子系统PHM健康状态管理3、健康管理实践部件数字化Page 22报警级别说明定点预警绝对温度值到达定点报警绝对温度值到达跟踪预警测点温度超过环境温度40K跟踪报警测点温度超过环境温度48K轴承一级报警被监测对象已经存在较大但 不影响当日行车安全的故障轴承二级报警被监测对象发生影响列车 运行安全的严重故障通过安装布设在车辆及转向架上的传感器，监测轴 箱轴承、齿轮和电机传动端轴承的温度、振动、冲 击等信息。并可通过诊断专家系统，对采集到的数据进行综合 分析处理，得出诊断结论(早期预警)。根据监测到的故障严重程度，提出不同级别的报警。以走行部为例3、健康管理实践部件数字化Page 153、健康管理实

7、践PIDS列车安防系统TDS走行部车载主机VCM 车辆控制模块 SIV辅助控制单元ERM事: 件记录模块 DC:U 牵引控制单元DCDC 蓄电池充电机 FAU火灾报警单元系统网络化Page 23Page 173、健康管理实践车载PHMPHM分析地面在线监测故障数据 报警数据预判数据评估中心1 状态修工单中心2 日常检3 计划修单日检双日检均衡期特别期故障维修 工单缺陷工单预防性维修 工单作业 指导手机Pad工时需求 工具需求 维修能力 质量控制现场维修维修对象 作业步骤 备件需求预测性维 修工单运维智慧化3、健康管理实践健康管理平台Page 183、健康管理实践健康管理平台Page 193、健

8、康管理实践健康管理平台Page 20地铁业务生产 设备信号供电轨道（生产、维修、调度、技术、物资、管理）车辆EAM智慧运维实现车辆、轨道、供电、信号、 生产设备等五大地铁专业的数据 高度融合互用，优点：多维度技术验证各专业系统部 件状态，促进各专业系统自我 调节及接口良性匹配。完整地铁运维业务链的数据融 和平台，实现地铁运维数据沉 淀，充分发挥地铁运维数据的 价值。3、健康管理实践跨专业数据融合轨道波磨 参数列车走行部振动列车瞬时载荷轨道检修作业情况推送 轨道检修作业跨专业的数据融合应用案例1：轨道波磨通过列车走行部振动、列车载荷、轨道几何参数变化、轨道检修记录和运用情况等车辆、轨 道专业数据

9、联合分析，实现轨道波磨问题的精准“会诊”。3、健康管理实践接触网拉弧 健康因子列车瞬时速度列车受电弓压力推送 接触网 检修作业跨专业的数据融合应用案例2：接触网硬点通过地铁列车受电弓接触压力、列车受流状态、接触网几何参数和弓网红/紫外摄像等 多维度数据分析验证，精准确认接触网拉弧位置及严重性，有序启动不同等级处理预案和 管理程序。列车受流数据3、健康管理实践故障应急快速响应故障/事件信息回传全方位数据调取分析应急决策应急指挥处理地面控制中心事后视频分析行调电话指导司机 司机再操作故障发生司机凭经验处理司机电话行调 反复确认车辆状态数字化、信息化、自动化、高速化慢快3、健康管理实践新风半开 恒温

10、25新风全开 恒温22新风全开 恒温24舒适 温度体验新风全开 恒温24舒适 空间体验宽松宽松非常拥挤拥挤基于生物感知，提升乘坐体验舒适空间体验：感知客室拥挤度，动态控制广播、指示灯等疏导乘客。 舒适温度体验：感知客室温度，动态控制空调等新风开度、制冷量等。 舒适声音体验：感知客室音量，动态控制广播、电视等音量跟随。舒适 声音体验3、健康管理实践目录1、概述2、健康管理方案3、健康管理实践4、总结与展望Page 26NB-IoT发展迅速避免安装和布线制约全面感知数据共享复杂网络环境下车地无线传输技术WLAN技术和物联网技术在车辆内部网络的应用万物互联地面智能检测设备间的互联互通智能设备互联互通技术4、总结与展望Page 27故障修车辆故障后维修故障发生维修工单（事后被动性维修）状态修基于设备的数据预测维修日期里程故障准备维修工单（计划性维修）维修备件维修文