全自动地铁车辆段工艺设备配置策略研究

全自动地铁车辆段工艺设备配置策略研究

李栋

西咸新区轨道交通投资有限公司运营分公司

摘要：随着城市化进程的加快和地铁网络化运营的深入，客流量的急剧攀升促使基于全自动运行系统（FAO）的城市轨道交通网络建设成为我国城市交通体系发展的重要趋势。具备高安全、高可靠和高性能属性的无人驾驶地铁列车的日常检修与维护工作对智能化车辆工艺设备提出了更高的需求。本文通过对无人驾驶地铁列车的实际运维需求和智能化车辆工艺设备的全面研究，提出了一套差异化配置智能化车辆工艺设备的策略，旨在根据不同段场功能属性，提升列车检修效率和运行可靠性。与传统配置策略相比，本文提出的全自动运行模式下地铁智能化车辆工艺设备配置策略，从硬件和软件两个方面进行了创新设计，以满足全自动无人驾驶列车平稳运营的需求。

关键词：全自动运行系统，无人驾驶地铁列车，工艺设备，配置策略

当前，城市化进程加速与地铁网络化运营普及使城市轨道交通系统承受巨大客流量压力，催生了基于全自动运行系统（FAO）的城市轨道交通网络建设。无人驾驶地铁列车的广泛应用对传统车辆段工艺设备提出挑战，其难以满足FAO模式下自动驾驶列车的精准、高效检修需求。本文针对此问题，提出创新的差异化配置策略，融合智能化设备前沿进展，旨在提升列车检修效率与运行可靠性，通过硬件软件整合设计，为FAO模式下地铁智能化车辆工艺设备配置提供前瞻性和实用性的解决方案。

一、全自动运行车辆段对工艺设备的配置要求

针对全自动运行车辆段对工艺设备的配置要求，本文探讨了智能化检修设备的必要性及其对提升运营效率与服务质量的作用。鉴于西安地铁16号线作为西北地区首条采用全自动无人驾驶线路，其列车具备从自动唤醒至自动休眠的全周期自动化操作能力，包括自动出库、正线运行、终点清客、自动折返、入库以及洗车等一系列功能，显著提高了运营效能。然而，这一高度自动化模式对传统车辆检修工艺设备提出了前所未有的挑战，人工维保方式在列车自动化水平、故障自诊断及数据实时传输方面暴露出不足，限制了基于大数据与人工智能技术的车辆状态全面监测能力，进而影响了列车健康管理系统的实时监控与预测性维护性能。

为应对上述挑战，智能化城市轨道交通车辆检修设备应运而生，融合了先进传感、控制、信息通信、云计算与系统互联技术，旨在提供精准的列车状态监测，根据段场布局优化配置，显著提升检修效率，精细化管理检修质量，有效控制运维成本。

二、全自动车辆段工艺设备智能化配置策略

根据国家标准GB 50157—2013《地铁设计规范》的规定，“首建地铁工程的车辆基地应具备完善的功能”，旨在构建一套全面的服务体系，确保地铁运营的稳定性。本研究立足于轨道交通全自动运行车辆基地的整体设计布局，以智慧化为驱动力，促进城市轨道交通高质量发展。遵循《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》中智慧运维2025的愿景，本策略倡导将5G、大数据、人工智能、互联网、物联网等高新技术融入智能化车辆工艺设备，从硬件与软件两方面进行精细化配置，以适应全自动无人驾驶列车的特性和需求。

2.1 设备硬件配置策略

在现代轨道交通运维体系中，车辆段作为列车停靠、维护、清洁及紧急救援的核心场所，其设备配置水平直接影响着运营效率与安全。鉴于此，本节提出一套全面的车辆段工艺设备配置方案，旨在通过智能化与自动化技术的应用，实现高效、安全的车辆维护与管理。

2.1.1 关键设备升级与优化

（1）智能升级版全自动列车清洗机：引入先进的远程控制、监视系统与无人化操作模式，配备智能计量与成本分析模块，精确记录分析每列车的清洗数据，有效降低运营成本。

（2）智能化架车机：结合举升与不转轨架修功能，提升检修灵活与安全性。

（3）数控不落轮镟床：建议增设独立测量机构，减少人工干预，提高轮对检测与镟修的精准度与效率。

2.1.2 辅助设备与系统集成

（1）车辆智能巡检机器人与全车360°图像动态监测系统：利用前沿图像分析技术，实时监控车辆状态。

（2）单股道可视化直流验电接地系统与非接触式智能限界检测装置：确保检修过程中的人员安全，提升检测准确率与工作效率。

（3）智能化立体存储仓库与仓储管理系统：优化物流设备调度，实现物料的智能化存储与追踪，提升仓储管理效率。

（4）多功能检测与试验设备集成包：集成继电器检测、制动阀检测、绝缘电阻测试等功能，确保关键部件性能稳定与安全可靠。

（5）成套救援设备与救援车辆：包括救援指挥车、救援工具车、内燃调车机等，构建应急响应体系，增强紧急处理能力。

2.2 软件配置与数据分析

在现代轨道交通运维领域，软件配置与数据分析扮演着至关重要的角色，它们不仅支撑着智能化车辆工艺设备的高效运行，还为决策层提供了有力的数据支持。本节将探讨如何通过软件配置与数据分析，进一步提升车辆段的智能化管理水平。

2.2.1 数据集成与智能分析

（1）智能化车辆工艺设备检修管理系统：构建集中式数据库，整合车辆检测设备的运行状态、加工数据、检测记录、故障报告以及视频资料，借助大数据分析技术，为每一列全自动无人驾驶列车生成包含全程可追溯信息的电子履历，为车辆健康管理提供详实依据。

（2）车辆健康管理系统与车辆架大修管理系统深度融合：依托智能化车辆工艺设备检修管理系统，实现车辆全生命周期的数字化管理。

（3）实时远程监测与分析平台：通过平台运维人员能够实时远程监控车辆运行状态和关键指标。

2.2.2 软件功能拓展与优化

（1）智能调度与优化算法：运用人工智能技术，优化车辆段内部设备的调度流程，提高效率，实现资源最优化配置。

（2）智能决策支持系统：基于大数据分析，为管理层提供决策支持，涵盖设备采购、维护计划、运营策略等多方面，助力管理层做出科学合理的决策。

2.3 智能化车辆工艺设备的系统集成与协同

为了最大化智能化车辆工艺设备的效能，必须重视系统间的集成与协同工作，具体措施包括：

（1）跨系统数据交换平台：确立统一的数据标准与接口规范，促进车辆健康管理系统、车辆架大修管理系统、智能化车辆工艺设备检修管理系统之间的数据无缝共享与交互，构建一体化的智能运维体系。

（2）云服务平台与边缘计算：结合云计算的强大处理能力和边缘计算的低延迟特性，实现海量数据的实时分析与处理，为现场设备提供即时反馈，显著提升响应速度与决策效率。

（3）安全与隐私保护机制：在数据采集、传输及存储环节，严格执行安全防护措施与隐私保护政策，确保所有数据处理活动符合法规要求，维护数据安全与用户隐私。

通过上述策略的实施，车辆段的智能化管理水平将得到全面提升，为轨道交通行业带来更加安全、高效、可持续的发展前景。

三、结论与展望

差异化配置智能化车辆工艺设备，不仅能够有效控制建设成本，还能显著提升检修效率与运营安全性。在全自动运行车辆段中，更应注重智能化设备的集成与创新，以满足全自动无人驾驶列车的安全运行需求。未来，随着5G、大数据、人工智能等高新技术的不断进步，智能化车辆工艺设备的配置策略将更加精细化、个性化，为城市轨道交通的可持续发展开辟新的路径。

参考文献：

[1] 王川. 地铁车辆基地工艺设备配置策略研究[J] . 中国设备工程,2020(14) :3.

[2] 曾凡华，王玲玲. 浅谈地铁车辆段工艺设备配置策略[J] . 哈尔滨铁道科技,2018(1) :2.

[3] 肖瑞金. 轨道交通全自动运行车辆段设计研究[J] . 都市快轨交通,2018,31(01) :58-66.