一种铁路货车智能运维系统的制作方法

1.本技术涉及车辆运输技术领域，具体而言，涉及一种铁路货车智能运维系统。


背景技术：

2.目前铁路货车以计划预防检修为主，根据零部件的损伤规律和使用期限，确定合理的检修循环结构和检修周期，在尚未发生故障之前对车辆进行修理，消除车辆零部件的缺陷和隐患，预防车辆发生故障。这其中存在一些“过度修”、“过度检”以及“维修真空期”等问题，尤其是当铁路货车数量增多后，须投入大量的人力和物力进行车辆维保，造成维修成本激增。基于此，如何实现铁路货车从计划预防检修向状态检修转变，从而降低运维成本是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本技术的实施例提供了一种铁路货车智能运维系统，从而能促使铁路货车从计划预防检修向状态检修转变，进而能降低运维成本，也能提高铁路货车运行的安全性。
4.具体的，本技术的技术方案如下：
5.本技术提供了一种铁路货车智能运维系统，包括：状态监控模块，用于接收和展示铁路货车的车辆状态数据；状态检修模块，用于基于所述车辆状态数据对铁路货车及其零部件进行故障诊断和健康状态评估，并根据故障诊断结果为所述铁路货车自动生成故障工单，根据健康状态评估结果为所述铁路货车编制检修计划和检修建议；将所述故障工单，所述检修计划和所述检修建议推送至用户，以实现对所述铁路货车的状态检修。
6.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述状态监控模块包括：总体概览子模块，用于接收和总体展示所述铁路货车的在线信息、故障情况、地域分布、车型占比、故障工单及行驶轨迹回放；状态展示子模块，用于接收和展示单一铁路货车的监测项目状态数据、故障预警数据和远程启停控制；状态查询子模块，用于查询所述铁路货车智能运维系统中记录的历史车辆状态数据。
7.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述状态检修模块包括故障中心模块，所述故障中心模块包括：智能故障诊断子模块，用于调用所述车辆状态数据，并根据预先搭建的故障诊断模型对所述铁路货车及其零部件进行故障诊断，根据故障诊断结果为所述铁路货车自动生成故障工单，并将所述故障工单推送至用户；故障工单管理子模块，用于显示所述铁路货车的故障数据和所述故障工单执行数据，还用于查询历史故障工单；故障信息录入子模块，用于按照标准模板录入人工发现的故障数据；故障统计子模块，用于对所述铁路货车智能运维系统记录的车辆故障数据进行查询和统计分析。
8.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述状态检修模块还包括健康评估中心模块，所述健康评估中心模块包括：车辆健康状态评估子模块，用于根据预先搭建的车辆健康状态评估模型对所述铁路货车进行健康评估，并根据健康评估结果生成车辆健康评估报告；零部件健康状态评估子模块，用于根据预先搭建的零部件健康状态评估模型对所述
零部件进行健康评估，并根据健康评估结果生成零部件健康评估报告；健康指标管理子模块，用于管理所述车辆健康状态评估模型和所述零部件健康状态评估模型。
9.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述车辆健康评估报告包括车辆健康状态评分和车辆健康状态等级，所述车辆健康状态等级用于表征所述车辆的健康程度，与所述车辆健康状态评分正相关；所述零部件健康评估报告包括零部件健康状态评分和零部件健康状态等级，所述零部件健康状态等级用于表征所述零部件的健康程度，与所述零部件健康状态评分正相关。
10.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述状态检修模块还包括检修中心模块，所述检修中心模块包括；车辆检修建议子模块，用于对目标铁路货车编制检修计划，并根据所述目标铁路货车的零部件健康评估报告编制检修建议，所述目标铁路货车为车辆健康状态评估等级低于预设等级的铁路货车，或者车辆健康状态评估等级等于所述预设等级且距离上一次检修的时间大于等于预设阈值的铁路货车；检修计划下发子模块，用于校对所述检修计划和所述检修建议，并将所述检修计划和所述检修建议推送至用户；检修信息录入子模块，用于录入对所述目标铁路货车关键零部件的检修信息；备品备件及工具管理子模块，用于管理备品备件的数量和领用记录。
11.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述铁路货车智能运维系统还包括：档案中心模块，用于管理所述铁路货车的全生命周期数据信息；数据管理模块，用于管理所述铁路货车的基础数据；系统管理模块，用于管理与所述铁路货车相关的用户权限，以针对不同用户开放不同权限。
12.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述档案中心模块还用于调取设计软件开发的数据，制造执行系统开发的数据，所述故障中心模块的数据，所述健康评估中心模块的数据，以及所述检修中心模块的数据，生成所述铁路货车的全生命周期数据，其中，所述全生命周期数据包括铁路货车的设计质量数据，铁路货车的制造质量数据，铁路货车的故障数据，以及铁路货车的检修数据。
13.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述数据管理模块包括：指标管理子模块，用于管理监测参数的预警信息和所述健康评估中心的健康状态评估指标；故障字典子模块，用于对所述铁路货车进行故障结构树管理；故障知识库子模块，用于建立为检修人员提供技术指导的故障检修知识库。
14.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述系统管理模块还用于建立组织机构，用户角色框架和车辆批次分类。
15.本技术提供的一种铁路货车智能运维系统能通过状态监控模块接收和展示铁路货车的车辆状态数据；通过状态检修模块对接收的车辆状态数据对铁路货车及其零部件进行故障诊断和健康状态评估，并根据故障诊断结果为所述铁路货车自动生成故障工单，根据健康状态评估结果为所述铁路货车编制检修计划和检修建议；最后将所述故障工单，所述检修计划和所述检修建议推送至用户，以实现对所述铁路货车的状态检修，可见，本技术提供的智能运维系统能自动生成故障工单，使得检修人员能及时解除铁路货车的当前故障；也能自动生成检修计划和检修建议，使得维修车间能根据检修计划和检修建议对铁路货车安排相应的检修人员进行检修，促使铁路货车从计划预防检修向状态检修转变，进而实现状态检修，降低铁路货车的运维成本，提高铁路货车运行的安全性。
附图说明
16.图1是本技术的铁路货车智能运维系统的结构示意简图。
17.图2是本技术的状态监控模块的结构示意图。
18.图3是本技术的状态检修模块的结构示意图。
19.附图标记说明如下：
20.100—状态监控模块，
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110—总体概览子模块，
21.120—状态展示子模块，
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130—状态查询子模块，
22.200—状态检修模块，
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210—故障中心模块，
23.211—智能故障诊断子模块，
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212—故障工单管理子模块，
24.213—故障信息录入子模块，
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214—故障统计子模块，
25.220—健康评估中心模块，
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221—车辆健康状态评估子模块，
26.222—零部件健康状态评估子模块，223—健康指标管理子模块，
27.230—检修中心模块，
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231—车辆检修建议子模块，
28.232—检修计划下发子模块，
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233—检修信息录入子模块，
29.234—备品备件及工具管理子模块，
30.300—档案中心模块，
31.400—数据管理模块，
32.500—系统管理模块。
具体实施方式
33.体现本技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本技术。
34.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
35.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.本技术提供了一种铁路货车智能运维系统，为了使本领域技术人员更好的理解本方案提出的铁路货车智能运维系统，下面将结合图1至图3进行具体说明。
37.参见图1，示出了本技术的铁路货车智能运维系统的结构示意简图。
38.如图1所示，本技术的铁路货车运维系统包括状态监控模块100，状态检修模块200，档案中心模块300，数据管理模块400，以及系统管理模块500。
39.其中，状态监控模块100，用于接收和展示铁路货车的车辆状态数据，将接收到的车辆状态数据进行可视化展示，一方面能检测铁路货车的车辆状态，另一方面能对铁路货
车实现远程控制，示例性的，如果监测到某一辆铁路货车发生严重故障影响行车安全，可以在状态监测模块中启动停止操作以避免该铁路货车发生危险事故，待排除故障后启动运行操作，实现对铁路货车的远程控制。
40.具体的，状态监控模块100包括如图2所示的模块。
41.参见图2，示出了本技术的状态监控模块的结构示意图，状态监控模块100包括总体概览子模块110，状态展示子模块120，状态查询子模块130。
42.其中，总体概览子模块110，用于接收和总体展示所述铁路货车的在线信息、故障情况、地域分布、车型占比、故障工单及行驶轨迹回放；状态展示子模块120，用于接收和展示单一铁路货车的监测项目状态数据、故障预警数据和远程启停控制；状态查询子模块130，用于查询所述铁路货车智能运维系统中记录的历史车辆状态数据，能为铁路货车故障分析以及性能优化提供数据支撑。
43.需要说明的是，所述车辆状态数据即包括总体概览子模块110和状态展示子模块120中所提供的数据。
44.继续参见图1，其中，状态检修模块200用于基于所述车辆状态数据对铁路货车及其零部件进行故障诊断和健康状态评估，并根据故障诊断结果为所述铁路货车自动生成故障工单，根据健康状态评估结果为所述铁路货车编制检修计划和检修建议。
45.具体的，状态检修模块200包括如图3所示的模块。
46.参见图3，示出了本技术的状态检修模块的结构示意图，状态检修模块200包括故障中心模块210，健康评估中心模块220，以及检修中心模块230。
47.其中，故障中心模块210包括智能故障诊断子模块211，故障工单管理子模块212，故障信息录入子模块213以及故障统计子模块214。
48.智能故障诊断子模块211，用于调用所述车辆状态数据，并根据预先搭建的故障诊断模型对所述铁路货车及其零部件进行故障诊断，根据故障诊断结果为所述铁路货车自动生成故障工单，并将所述故障工单推送至用户。
49.需要说明的是，所述零部件包括但不限于铁路货车的轴承、车轮、自动转向架等等。当发现诊断出铁路货车出现故障，智能故障诊断子模块211会自动生成故障工单，并推送给车辆维修管理人员，以实现车辆故障信息的全自动化流转，能及时排除当前故障，消除车辆隐患，避免安全事故发生。
50.故障工单管理子模块212，用于显示所述铁路货车的故障数据和所述故障工单执行数据，还用于查询历史故障工单。通过此模块维修管理人员可以实时监督检修人员对故障工单的执行情况。
51.故障信息录入子模块213，用于按照标准模板录入人工发现的故障数据，以实现故障处理情况的全覆盖，为后期进行铁路货车的故障预测，健康状态评估等提供全面的数据支撑。
52.故障统计子模块214，用于对所述铁路货车智能运维系统记录的车辆故障数据进行查询和统计分析，为后期分析车辆故障，以及车辆的设计制造质量等提供数据来源。
53.继续参见图3，健康评估中心模块220包括车辆健康状态评估子模块221，零部件健康状态评估子模块222，以及健康指标管理子模块223。
54.车辆健康状态评估子模块221，用于根据预先搭建的车辆健康状态评估模型对所
述铁路货车进行健康评估，并根据健康评估结果生成车辆健康评估报告。
55.零部件健康状态评估子模块222，用于根据预先搭建的零部件健康状态评估模型对所述零部件进行健康评估，并根据健康评估结果生成零部件健康评估报告；
56.健康指标管理子模块223，用于管理所述车辆健康状态评估模型和所述零部件健康状态评估模型，包括但不限于对评估模型中的评估指标的增加、删减以及优化。
57.在一些实施方式中，车辆健康评估报告包括车辆健康状态评分和车辆健康状态等级，所述车辆健康状态等级用于表征所述车辆的健康程度，与所述车辆健康状态评分正相关；所述零部件健康评估报告包括零部件健康状态评分和零部件健康状态等级，所述零部件健康状态等级用于表征所述零部件的健康程度，与所述零部件健康状态评分正相关。
58.为了使本领域技术人员更好的理解本实施例，下面给出一种对车辆及其零部件进行健康评估的具体实施方式。具体包括步骤1至步骤3：
59.步骤1，基于车辆状态数据确定车辆的健康状态评分以及零部件健康状态评分。
60.示例性的，车辆的健康状态评分可以按照如下方式执行。
61.hh＝wzc
×
hzc+wzd
×
hzd+wgh
×
hgh+wcl
×
hcl+wtx
×
htx式(1)
62.其中，hh表示车辆健康状态评分；wzc表示整车动态性能系统所占的权重系数；wzd表示车辆空气制动系统所占的权重系数；wgh表示车辆钩缓系统所占的权重系数；wcl表示轴承所占的权重系数；wtx表示车辆图像识别系统所占的权重系数；hzc表示整车动态性能系统的评估分数、hzd表示车辆空气制动系统所占的评估分数、hgh表示车辆钩缓系统的评估分数、hcl表示轴承的评估分数、htx表示车辆图像识别系统的评估分数。其中，所述权重系数与系统或零部件对车辆运行安全性的影响及造成的事故严重程度成正比。
63.示例性的，车辆零部件的健康状态评分可以按照如下方式设置。
64.零部件健康状态评分可以设置与系统或者零部件的运用时间/里程、故障类型、故障部位、故障频率、故障严重程度等相关。
65.步骤2，根据车辆健康状态评分为铁路货车划分车辆健康状态等级。
66.示例性的，车辆健康状态等级可以根据式(1)的车辆的健康状态评分结果为铁路货车设置5个等级，a-健康状态优良，b-健康状态良好，c-轻微故障，d-一般故障，e-严重故障，其中，车辆健康状态等级a大于车辆健康状态等级b，车辆健康状态等级b大于车辆健康状态等级c，车辆健康状态等级c大于车辆健康状态等级d，车辆健康状态等级d大于车辆健康状态等级e。
67.零部件健康状态等级可以依据零部件健康状态评分设置为a级-不影响行车，只进行故障排查；b级-不须停车，部分功能损失；c级-影响正常行车，须停车检查；其中，零部件健康状态等级a大于零部件健康状态等级b，零部件健康状态等级b大于零部件健康状态等级c。
68.可以理解的是，车辆/零部件健康状态评分越高，则代表该铁路货车或其零部件越健康，相应的，该铁路货车的车辆/零部件健康状态等级越高。
69.步骤3，依据车辆健康状态评分和车辆健康状态等级生成车辆健康评估报告；依据零部件健康状态评分和零部件健康状态等级生成零部件健康评估报告。
70.继续参见图3，检修中心模块230包括车辆检修建议子模块231，检修计划下发子模块232，检修信息录入子模块233，以及备品备件及工具管理子模块234。
71.车辆检修建议子模块231，用于对目标铁路货车编制检修计划，并根据所述目标铁路货车的零部件健康评估报告编制检修建议，所述目标铁路货车为车辆健康状态评估等级低于预设等级的铁路货车，或者车辆健康状态评估等级等于所述预设等级且距离上一次检修的时间大于等于预设阈值的铁路货车。
72.示例性的，可以将上述步骤2中的c-轻微故障设置为预设等级，当铁路货车的车辆健康状态评估等级为d-一般故障或e-严重故障时，则将该铁路货车确定为目标铁路货车，并为其编制检修计划和检修建议；当铁路货车的车辆健康状态评估等级为c-轻微故障时，且距离上一次检修的时间大于一年半或者两年时，则将该铁路货车确定为目标铁路货车，并为其编制检修计划和检修建议。
73.可以理解的是，检修建议中包括但不限于具体应当检修哪些系统或者零部件、哪些零部件必须进行更换、哪些零部件只需进行维修等等建议。有针对性的检修建议能大大提高检修人员对铁路货车的检修效率。
74.检修计划下发子模块232，用于校对所述检修计划和所述检修建议，并将所述检修计划和所述检修建议推送至用户。即在此模块中确为正确的检修计划和检修建议，会自动推送至相关的检修车间以为目标铁路货车进行检修，从而实现对铁路货车的状态检修。
75.检修信息录入子模块233，用于录入对所述目标铁路货车关键零部件的检修信息，包括但不限于检修时间、关键尺寸和产品编号。在此模块中，对检修信息进行信息化存储，既能保证车辆检修信息的永久保存，也实现追踪车辆及其零部件的全生命周期数据。
76.备品备件及工具管理子模块234，用于管理备品备件的数量和领用记录。在此模块中能提前统计备品备件须消耗的数量，保证备品备件数量精准化，工具领用规范化，提高检修效率。
77.继续参照图1，档案中心模块300，用于管理所述铁路货车的全生命周期数据信息。具体的，档案中心模块还用于调取设计软件开发的数据，制造执行系统开发的数据，所述故障中心模块的数据，所述健康评估中心模块的数据，以及所述检修中心模块的数据，生成所述铁路货车的全生命周期数据，其中，所述全生命周期数据包括铁路货车的设计质量数据，铁路货车的制造质量数据，铁路货车的故障数据，以及铁路货车的检修数据。
78.需要说明的是，档案中心模块300中遵循的是“一车一档”的原则，使得每一辆铁路货车都有一份属于自己的完整档案资料。
79.在一些实施方式中，档案中心模块300中具体包括车辆档案管理子模块、设计质量信息子模块、制造质量信息子模块、运用质量信息子模块以及检修质量信息子模块。
80.其中，车辆档案管理子模块中可通过下拉菜单，筛选查询某一车辆的档案，预览其车型信息、批次信息、定检信息和基本尺寸等。
81.设计质量信息子模块可通过与设计软件开发的数据接口，实现车辆设计质量数据的查询，包括但不限于车辆三维模型、车辆二维设计图及车辆试验仿真等数据，以供检修人员查看。
82.制造质量信息子模块可通过与制造执行系统开发的数据接口，实现车辆制造质量数据的查询，包括但不限于关键零部件的制造尺寸公差、落成组装尺寸等，便于零部件的故障诊断分析，为追溯车辆制造质量、车辆故障分析提供数据支撑。
83.运用质量信息子模块，用于查询车辆运用信息，包括但不限于车辆状态异常情况
数据及发生的历史故障数据等，以便于研究车辆全生命周期过程内零部件状态的演变规律。
84.检修质量信息子模块，用于车辆检修质量信息的查询，包括车辆历史检修时间、关键零部件的检修数据及更换信息等，便于车辆的故障诊断及剩余寿命分析。
85.继续参见图1，数据管理模块400，用于管理所述铁路货车的基础数据。可以是对车辆相关的基础数据上传、查询及编辑管理，便于基础数据的持续优化。具体的，数据管理模块400包括指标管理子模块、故障字典子模块以及故障知识库子模块。
86.其中，指标管理子模块，用于管理监测参数的预警信息和所述健康评估中心的健康状态评估指标；故障字典子模块，用于对所述铁路货车进行故障结构树管理，所述故障结构树的名称、标号应与rams分析中对应，便于对铁路货车的可靠性分析等；故障知识库子模块，用于建立为检修人员提供技术指导的故障检修知识库，使得检修人员能够快速解除故障，提高检修效率。
87.继续参见图1，系统管理模块500，用于管理与所述铁路货车相关的用户权限，以针对不同用户开放不同权限。还用于建立组织机构，用户角色框架和车辆批次分类。可以理解的是，本技术提供的铁路货车智能运维系统中检修人员、维修管理人员、研发人员等能对应的查看关于铁路货车不同的数据信息，通过在铁路货车智能运维系统中设置相应的权限能提高数据管理的安全性。
88.在本技术的一些实施例所提供的技术方案中，铁路货车智能运维系统能通过状态监控模块接收和展示被监测的铁路货车的车辆状态数据；通过状态检修模块对接收的车辆状态数据对铁路货车及其零部件进行故障诊断和健康状态评估，并根据故障诊断结果为所述铁路货车自动生成故障工单，根据健康状态评估结果为所述铁路货车编制检修计划和检修建议；最后将所述故障工单，所述检修计划和所述检修建议推送至用户，以实现对所述铁路货车的状态检修，可见，本技术提供的智能运维系统能自动生成故障工单，使得检修人员能及时解除铁路货车的当前故障；也能自动生成检修计划和检修建议，使得维修车间能根据检修计划和检修建议安排相应的检修人员对铁路货车进行检修，促使铁路货车从计划预防检修向状态检修转变，进而实现状态检修，降低铁路货车的运维成本，提高铁路货车运行的安全性。
89.虽然已参照几个典型实施方式描述了本技术，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本技术能够以多种形式具体实施而不脱离申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。