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一、城市轨道交通车辆制造与维护专业介绍

城市轨道交通车辆制造与维护是一门专科专业，属于装备制造大类中的轨道装备类，基本修业年限为三年。专业目的是培养兼具城轨车辆、装备制造两个方向方向理论知识和实用技能；具备城轨车辆制造与维护作业任务分析、生产管理、设备运维、技术服务实践能力；适应现代制造业自动化、信息化、智能化转型需求的复合型技术技能人才。

那么这门专业需要学习哪些课程呢？首先是公共基础课程，这类课程和专业无关，基本上所有专业都会有，主要包括语文、政治、英语、数学、计算机基础等。其次是专业核心课程，包括《轨道交通机械基础》、《液压与气动》、《城市轨道交通车辆构造》、《车辆牵引与制动系统》、《车辆检修工艺及生产组织》、《车辆电气设备》等，主要是让学生掌握城市轨道交通车辆总体结构、信号技术、电气技术等专业知识和技能。最后是必不可少的实践课程，如车辆机械系统检修、车辆电气系统检修等实训。

轨道交通产业是我国的支柱产业之一，并为“一带一路”的基础设施建设提供有力的支撑，在国家轨道交通建设提速背景下，呈现出良好的发展态势。毕业生主要面向城市轨道交通制造、运营企业，主要从事城市轨道交通车辆电气装配、车辆电气检修、车辆调试、电客车驾驶等岗位。

全国范围内，开设了该专业的特色院校有南京铁道职业技术学院、柳州铁道职业技术学院、三门峡职业技术学院等。

总结

1、城市轨道交通车辆制造与维护是一门专科专业，属于装备制造大类中的轨道装备类，基本修业年限为三年。

二、中城协技术装备专委会调研富欣智控自主化信号系统

　　4月19日上午，中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会莅临上海富欣智能交通控制有限公司，调研公司城轨装备国产化研发应用情况以及青岛TACS研发进展。技术装备专委会副主任兼秘书长黎国清，副主任史扬、贾薇、方少轩，秘书处主任李会英等专家参加调研。

　　富欣智控总经理吴昊、总工李广斌、副总谢建平等同志出席并陪同参加了本次调研活动。

　　上海富欣智能交通控制有限公司是一家致力于轨道交通信号及通信系统解决方案的企业，多年来始终坚持自主研发、自主创新，以提供城市轨道交通先进、安全、可靠的信号系统为己任。自2008年开始，富欣智控的JeRail?CBTC信号系统经历了自主化预研期、自主化开发期、自主化综试期，于2014年获得国际第三方安全认证机构颁布的全系统认证证书，并顺利于2015年获得商用。

　　技术装备专委会调研组来到富欣智控公司总部，参观了办公环境、演示中心及实验室，听取了富欣智控在通信信号领域的自主发展、技术创新及发展规划的介绍。

　　富欣智控总工李广斌向技术装备专委会调研组汇报了公司CBTC信号系统的研发历程、技术优势以及在上海浦东机场捷运线、浦江线APM无人驾驶信号系统、悬挂式单轨系统以及柳州跨座式单轨工程项目中的应用情况。随后向与会专家介绍了青岛6号线列车自主运行系统（TACS）示范工程项目的研发进展，以及TACS系统技术路线。

　　在制造强国、科技创新的背景下，富欣智控结合自身的技术优势和积累，潜心研发并推出了适应地铁、中运量（单轨、APM）、有轨电车领域的定制化解决方案，并在多个项目中成功应用。同时，富欣智控积极投入列车自主运行技术、有轨电车自动驾驶技术的创新研发，并聚焦整个全生命周期的运维和管理，打造基于大数据和云计算技术的智慧运维解决方案。

　　与会调研组就上述实例、自主化信号系统的产业发展及新技术应用等若干热点问题进行了充分的探讨和广泛的交流，并针对富欣智控公司未来发展提出了期望和建议。会议就浦东国际机场捷运线做了深度讨论，上海浦东国际机场捷运线是中国内地首个机场空侧捷运系统，也是世界首条采用钢轮钢轨制式的轨道线路，使用地铁制式的信号系统，线路串连T1、T2两座航站楼和S1、S2两座卫星厅，并通往T3航站楼，线路全长7.8公里，设5座车站，1座车辆段，1个控制中心，配属7列4编组地铁A型车。该项目信号系统采用上海富欣智能交通控制有限公司全自主化知识产权的JeRail?CBTC信号系统。与会调研组高度评价浦东国际机场捷运线不仅是具备FAO功能的大运量地铁线路，而且还具备机场线项目自身特殊的难点和亮点。他们一致认为，这是一种在用户、建设维护单位、车辆单位、信号单位的共同努力下，对FAO系统的具体实践，同时很好的满足了用户有限距离停车，7*24小时不间断运营，分区隔离，正线存车等需求。

　　专委会调研组一致称赞富欣智控的企业文化，认为其具备很强的研发能力、市场意识和项目交付能力，提出协会将持续推动城轨交通自主创新及智能化发展，做好优秀自主装备企业和业主单位之间的牵线搭桥工作。同时，持续跟进国家示范工程的后续工作，协调解决相关问题，以自主创新成果为重点，积极推动示范成果的宣传和应用。

　　最后黎国清副主任作了会议总结，他表示协会高度重视此次调研活动，多名装备专委会副主任共同参与。通过本次现场调研和深入交流与探讨，调研组对富欣智控在城轨交通方面的积极探索和定制化能力予以肯定，同时鼓励富欣智控发挥自身技术优势及市场开发能力，从客户需求为出发点，以不断提升的创新技术及实践经验，为客户提供更高品质的方案和更周到的服务，为客户创造新的价值。

基于数字孪生的城轨车辆段智能运维系统研究

摘要：在分析既有城市轨道交通车辆段运检修现状、方式与存在问题的基础上，结合中国城市轨道交通车辆设备类型与厂家多且标准不完全统一、运检修存在过度修与欠修现状等特点，研究城市轨道交通智能运维系统。以车辆段为研究对象，以车辆运维为核心，根据运维与检修内容、作业标准及规程构建列车、轨道设备和工艺设备等数学模型，应用数字孪生技术构筑真实车辆段与虚拟车辆段连通模型，横向串通虚实模型各专业组件与功能业务，纵向贯通物理实体、虚拟实体、孪生数据与孪生服务间各个环节，旨在实现城市轨道交通运维智能智慧化于一体和虚拟与实体互通、协同、联控等功能，为城市轨道交通各专业各系统实时维护升级、精准状态检测以及故障和非正常与应急处置提供理论参考。

关键词：城轨车辆段;智能运维;数字孪生;列车运检修;

作者简介：吴宝存（1971—），男，天津人，高级工程师，研究方向为城轨车辆检修工艺、车辆段智能运维系统及管理。;

0引言截至2021年底，我国（不含港澳台）累计有50个城市开通城市轨道交通运营，运营线路累计283条，线路总长度达到9206.8km，其中地铁占比78.3%。在轨道交通行业蓬勃发展的背景下，城轨车辆段的使用频率越来越高，城市轨道交通面临运营安全与运营成本的双重压力，地铁设备普遍采用故障维修和计划维修管理模式，电力机车车辆以及车辆段相关设备的日常维护及定期检修需要检修人员在车顶上进行相关作业，稍有不慎极易酿成事故，当前采取的措施与方法手段均未较好地确保作业人员的人身和乘务与车辆段相关设备的安全，主要存在操作效率不高、存在安全隐患、现场提醒不够、与其他系统契合程度低等不足，且容易造成设备的维修不足和维修过剩的问题，导致运行故障和资源浪费[1，2，3，4]。

在确保车辆段正常作业及列车安全、平稳、准点、节能运行的前提下，本文研究构建一套科学、先进、经济的车辆段智能运维系统，以便捷、精准、快速地定位车辆段相关设备的运行状态及运检修信息，同时也可通过车辆段的运维信息推测车辆段相关设备及列车的运营状态。

1城轨车辆段现状1.1检修现状分析随着我国城市轨道交通快速发展，列车运营效率日益提升，很多地铁建成后就立即投入全效运营，车辆段的日常维护、保养与维修等工作的重要性日益显现。当前，国内城市轨道交通车辆的维修保养方式是按固定周期对车辆段相关设备及列车进行维护保养，较少考虑实际设备运用状态，存在过度维修和缺乏维修的设备与列车较为普遍，致使部分人力与设备资源浪费并影响整体运营安全[5，6，7]。

1.2运维现状分析目前，相关科研单位及部分供应商将列车及车辆段设备状态互联与数据共享，将列车车载运行状态数据、轨旁检测数据、运维检修业务数据进行有效耦合，进而对车辆段及车辆数据智能分析、故障诊断预测及健康管理、辅助应急指挥、日常检测及检修资源优化配置等，能较好地实现列车状态感知与跟踪、故障诊断预警、剩余寿命预测、作业自动化等能力的智能系统，但未构建车辆段设备相关数学模型，不能对其状态特征与运行机理、运检修程序及工作原理进行深度挖掘分析，不能切实有效地保障车辆段正常运营及列车安全可靠、提效节能以及车辆段与列车及时精准运维管理[8，9]。

2智能运维系统研究设计2.1数字孪生算法基本原理数字孪生算法是通过数字技术对物理实体特征、行为过程和行为等进行拟化并协同连通与辅助反馈虚拟实体模型的过程行为方法[10]，其数学模型为：

式（1)～(6）中：MDT为一个通用的参考架构；Pe为物理实体；u为单元级实体；s为系统级实体；ss为复杂系统实体；Pe为实体模型对应的虚拟实体模型；Gv为Pe的几何模型；Pv为Pe的物理模型；Bv为Pe的行为模型；Rv为Pe的规则模型；Dd为孪生数据驱动；dp为Pe的数据信息流程；dv为Ve数据信息流；ds为Ss的数据信息流；dk为知识数据库；df为配合衍生数据；Ss为Pe与Ve的功能与业务服务；pe为相关功能与业务属性；ve为相关功能与业务属性；de为孪生数据信息流；Cn为实现MDT各种采集与网络传输设备和关联关系；cpd为物理实体Pe与孪生数据驱动Dd的连接关系；cps为物理实体Pe与孪生数据驱动Ss的连接关系；cpv为物理实体Pe与虚拟实体Ve的连接关系；cvd为虚拟实体Ve与孪生数据驱动Dd的连接关系；csd为功能业务服务Ss与孪生数据驱动Dd的连接关系；cvs为虚拟实体与功能业务服务Ss的连接关系[11]。

由于Pe、Ve、Dd、Ss、Cn模型中数学参数量多于模型个数，各式最优解不唯一且离散，但MDT是可表示的，则可将上述逆问题转化为凸集优化问题，采用线性规划方法进行求解。设目标函数为

将其最小化即可得到最优解M?DT，即：

式（7)～(8）中：

为p-n范数；

为满足重构精度的阈值[12]。

2.2基于数字孪生的模型设计2.2.1物体实体模型根据地铁现场实际功能业务框架及车辆段与列车相关属性及特点，构建车辆段物理实体模型：

将车辆段相关设备及系统进行单元划分，复杂系统实体：

式（10）中：j为专业；i为系统名称，其中专业主要包括：信号、供电、车辆等，系统名称包括车辆段综合管理系统、信号系统、供电系统、车辆控制系统等。

系统级实体：

式（11）中：j为系统名称；i为子系统名称，其中系统名称为ss(，i)，子系统包括车辆段列车、车旁设备、检修库、洗车库等。

单元实体：

式（12）中：j为子系统名称；i为单元名称，其中子系统名称为s(，i)，单元实体包括轮对、受电弓、牵引系统、制动系统、检修棚、洗车机等。

2.2.2虚拟实体模型根据物理实体模型Pe并结合地铁现场实际功能业务框架及车辆段与列车功能特点属性构建虚拟实体模型：

并根据特征信息进行类型划分，几何模型：

式（14）中：j为系统名称；i为几何模型名称，其中系统名称为s(，i)，几何模型包括钢轨与道岔形状、尺寸、位置等。

物理模型：

式（15）中：j为系统名称；i为特征信息，其中系统名称为s(，i)，特征信息包括轨旁与车载设备物理属性、约束、状态特征等。

行为模型：

式（16）中：j为系统名称；i为行为状态，其中系统名称为s(，i)，行为状态包括列车与车辆段设备演化行为、动态功能行为、性能退化行为等。

规则模型：

式（17）中：j为系统名称；i为规则，其中系统名称为s(，i)，规则包括设备与系统使用寿命衰减自增长、自演化和设备控制算法的自学习等。

2.2.3孪生数据根据物理实体模型Pe与虚拟实体模型Ve功能业务特点及实现机制及MDT原理构建车辆段孪生数据驱动：

并将各系统模型所产生的数据与控制信息进行分类，车辆段物理实体Pe数据信息流：

式（19）中：j为系统名称；i为数据信息，其中系统名称为s(，i)，数据信息包括车辆段设备规格、功能、性能、关系、运行状况、实时性能、环境参数、突发扰动等。

Ve数据信息流：

式（20）中：j为系统名称；i为数据信息，其中系统名称为s(，i)，数据信息包括车辆段设备几何尺寸、装配关系、位置、材料属性、载荷、特征、驱动因素、环境扰动、运行机制等。

Ss数据信息流：

式（21）中：j为系统名称；i为数据信息，其中系统名称为s(，i)，数据信息包括算法、模型、数据处理方法等。

知识数据库：

式（22）中：j为系统名称；i为数据信息，其中系统名称为s(，i)，数据信息包括轨道交通故障与非正常处置流程及作业规范、行业标准、规则约束、推理推论、常用算法库与模型库等。

配合衍生数据：

式（23）中：j为系统名称；i为数据信息，其中系统名称为s(，i)，数据信息包括车辆段运维统计分析、报表、决策指引等。

2.2.4孪生数据服务根据地铁现场实际功能业务及数据交互流程并结合数字孪生算法原理将车辆段设备及列车各类数据、模型、算法、控制命令与结果进行服务化封装并构建孪生数据服务：

式（24）中：Pe为车辆段设备及列车物理实体模型；Ve为虚拟实体模型；de为车辆段设备及列车物理实体模型Pe、虚拟实体模型Ve的孪生数据信息流。

以模块组件、系统插件、数据与服务引擎等形式将车辆段设备及Pe、Ve、de进行物理与虚拟实体的功能与业务拟化分别为pe与ve，其中pe的相关功能与业务属性：

式（25）中：j为系统名称；i为服务名称，其中系统名称为s(，i)，服务包括车辆段建模仿真、模型组装与融合、分析、数据存储、挖掘、数据采集等。

ve的相关功能与业务属性：

式（26）中：j为系统名称；i为业务名称，其中系统名称为s(，i)，业务名称包括车辆段维护检修、评估、动态调度与调整、趋势预测等。

2.2.5数据连接关系根据物理实体Pe、虚拟实体Ve、孪生数据Dd与数据服务Ss等功能业务特点及数据交互流程，构建各实体间的连接关系：

物理实体Pe与孪生数据驱动Dd的连接关系：

式（28）中：j为系统名称；i为数据控制命令，其中系统名称为s(，i)，数据控制命令包括车辆段设备及列车相关状态、运行与控制信息等。

物理实体Pe与孪生数据服务Ss的连接关系：

式（29）中：j为系统名称；i为数据控制命令，其中系统名称为s(，i)，数据控制命令包括车辆段设备及列车与其他模型间的协同联控与辅助信息等。

物理实体Pe与虚拟实体Ve的连接关系：

式（30）中：j为系统名称；i为数据控制命令，其中系统名称为s(，i)，数据控制命令包括车辆段设备及列车虚实模型的状态、控制与差异信息等；

虚拟实体Ve与孪生数据驱动Dd的连接关系：

式（31）中：j为系统名称；i为数据控制命令，其中系统名称为s(，i)，数据控制命令包括虚拟车辆段运行状态、运行与控制信息等。

功能业务服务Ss与孪生数据驱动Dd的连接关系：

式（32）中：j为系统名称；i为数据控制命令，其中系统名称为s(，i)，数据控制命令包括各模型间数据信息流、控制命令与逻辑计算等。

虚拟实体与功能业务服务Ss的连接关系：

式（33）中：j为系统名称；i为数据控制命令，其中系统名称为s(，i)，数据控制命令包括虚拟车辆段设备及列车与其他模型间的协同联控与辅助信息等。

3系统框架设计根据地铁现场实际功能业务特点及车辆段设备与列车运检修智能智慧化需求，应用数字孪生、虚拟仿真、人工智能等技术构建集车辆段实体与虚拟、联控与数据驱动为一体的智能运维系统。具体方案如下。

首先组建规整车辆段设备及列车实体Pe，采集各设备状态、运行、控制及统计信息等，然后根据地车辆段实体模型拟化构建车辆段轨旁设备、检修棚、洗车库及列车等数学模型Ve，并完成与实体模型Pe校核，确保Pe与Ve间功能与性能的一致性；其次是基于Pe与Ve相关数据信息及控制命令构建孪生数据Dd，实现车辆段设备及列车数据信息汇集；再根据车辆段运检修要求及各设备属性特点构建算法、联锁逻辑与数据交互时序等孪生服务Ss；最后根据运维需求有序组织地铁现场车辆段正常运营，并将相关信息及时准确无误地传递给其他模块，同时启动其他模块实现模块间信息联动、协同校核复核、虚实联通等。

图1数字孪生智能运维系统下载原图

通过求解Pe、Ve、Dd、Ss、Cn的组态函数f1、f2、f3、f4、f5，满足式（8）及其约束条件，求解式（7）的最优解，实现Pe渐进逼近于Ve，各系统间延时误差对协同控制影响接近于0，进而实现对车辆段设备智能智慧运检修提示、虚实联动协同、运营状态监控、运维决策指引与统计分析等。

4结语本文分析了既有城市轨道交通车辆段运检修现状、方式与存在的问题，结合我国城市轨道交通车辆段设备运检修现状及存在过度修与欠修等特点，基于数字孪生技术研究了城市轨道交通智能运维系统。文中以车辆段运检修功能业务框架及实现方案为研究主体，应用数字孪生算法构筑真实车辆段与虚拟车辆段连通模型，横向串通各专业组件与功能业务，纵向贯通物理实体、虚拟实体、孪生数据与孪生服务间各个环节，搭建了真实车辆段与虚拟车辆段连通平台并实现了城市轨道交通车辆段运维智能智慧化于一体的技术方案，为城市轨道交通各专业各系统维护升级、状态检测以及故障和非正常与应急处置等提供一定的理论与方法参考。

参考文献[1]赵铎.智能运维技术在城轨车辆管理中的运用[J].电脑知识与技术（学术版），2021(35):129-130.

[2]彭俊玮，蒋国涛，文林.城市轨道交通智能运维车载子系统的研究与应用[J].控制与信息技术，2021(5):26-32.

[3]刘洋，李沛海，王远瑾.基于智能运维平台的城轨车辆关键部件异常实时监测[J].交通工程，2021(3):27-31.

[4]许泳杰.地铁智能运维系统设计[D].广州：华南理工大学，2020.

[5]李刚，李明，毛林章，等.重庆轨道六号线支线二期机电工程BIM技术综合应用[J].土木建筑工程信息技术，2021，13(5):64-72.

[6]陈广赞，刘兰，黄德亮，等.一种模块化城轨超级电容储能系统及其控制方法[J].控制与信息技术，2020，6(6):61-66.

[7]吴凡.基于安全双冗余技术的机车整备作业安全联锁监控系统[J].中国设备工程，2018，10(1):65-66.

[8]蓝建勋曾金亮.轨道交通站单元式陶瓷薄板-玻璃复合板内幕墙施工技术[J].建筑施工，2021，1(5):130-132.

[9]赵宝鹏，陈华卫，王力，等.高职轨道交通类专业“订单式”人才培养模式的发展困境与对策研究——以四川交通职业技术学院为例[J].经济管理文摘，2021，27(3):234-236.

[10]王运达，张钢，于泓，等.基于数字孪生的城轨供电系统高保真建模方法[J].高压电技术，2021，47(5):1576-1583.

[11]庄存波，刘检华，熊辉.产品数字孪生体的内涵、体系结构及其发展趋势[J].计算机集成制造系统，2017，23(4):753-768.

[12]陶飞，刘蔚然，张萌，等.数字孪生五维模型及十大领域应用[J].计算机集成制造系统，2019，25(1):1-18.

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