日本铁路的状态维护
发布日期:2017年8月10日藤田贤三- UIC高级顾问|暂无评论
自1872年10月14日日本首条新桥至横滨铁路线开通以来，日本国家铁路局(JNR)一直在扩大铁路网并改进其使用的技术。UIC高级顾问兼东日本铁路公司(JR East)副顾问Kenzo Fujita在《全球铁路评论》中探讨了铁路资产转向基于状态的维护(CBM)将如何有助于提高运营绩效和降低维护成本。
1987年，日本铁路私有化，并分为7家铁路公司——6家负责客运，1家负责货运——并被称为日本铁路集团(JR Group)。JR East就是其中之一，如今它的网络覆盖了6263.1公里的常规线路和1194.2公里的新干线(高速)线路。东JR拥有约57580名员工，平均每天运送约1730万名乘客。日本人口的减少可以被认为对铁路运营产生了很大的影响。维护费用占铁路总运营费用的近三分之一。随着未来人口的减少，乘客数量可能也会减少，自然导致铁路收入的减少。这一点，再加上由于裁员而导致的人事成本预计会增加，将需要对业务成本结构进行彻底改革。正是由于这个原因，我们必须改变我们进行铁路设备维修的方式。
状态维修(CBM)
目前，铁路车辆设备的维护、检查和维修采用基于时间的维护方法，即根据行驶距离和运行时间对部件进行维护，而不考虑损坏程度。然而，基于状态的维护(CBM)是前进的方向，在这种情况下，劣化程度和故障迹象可以通过监控组件来识别，以显示它们的状态，确保相应地进行维护。
架空线路设备维护
到目前为止，隧道掘进机定期进行检查(常规线路每三个月一次)，以获取架空线路异常数据。根据这些数据决定是否进行维修，并根据预先确定的规则进行决策，当超过设定的标准时进行维修。这些标准是根据不平整的最大进展来确定的，同时考虑到从过去的数据和三个月的检查周期中可能发生磨损的架空线路不平整。由于架空线路的故障对铁路安全运行至关重要，因此在设定检查周期的前提下，考虑到不正常的最大进展，制定了有很大余地的修复标准。CBM是基于监测获得的大量数据，而不是在设定的时间间隔内执行检查。对于架空线，从运行中的列车获取位移数据，可以每天获得这样的位移数据。分析这些数据将使我们能够确定架空线路恶化的速度。然后，可以根据各个位置准确预测架空线的不规则性，从而做出维修的最佳时间决策，从而实现非常简化的预防性维护。
从TBM到CBM的变化意味着决定维护优先事项的理由发生了根本性的变化——例如“何时进行何种类型的维修”。由于能够每天获得架空线路的不规则数据，维修的效果也将大大提高。对于CBM，周期显示在图1可以在日常和动态的基础上跟进。这个周期包括获取数据，通过数据分析识别劣化状态，决定修理的时间/方法/地点，进行修理，确认和评估这些修理的结果。积累的数据越多，维护中的重要决策过程就越明智。
在TBM中，决策的正当性是由规则(内部规则等)规定的，因此不可避免地很少有意识或能力在日常基础上审查它们。
图1:维护工作的周期
2015年，随着山手线动车组通勤列车(E235系列)的引入，我们能够获得大量记录各种设备状况的大数据。我们现在的目标是引入利用上述大数据的CBM。我们目前也在研究如何将CBM用于铁路车辆，以实现更有效的维护。在这一愿景中，CBM将有助于监测单个机车车辆部件的状况，并对获得的大数据进行分析，并根据结果计划和实施机车车辆的维护。CBM首先是对轨道设备的监测，但它真正可以应用于与铁路运营相关的所有设备。正在进行研究和发展(R&D)的项目已完成开发，并在技术上可行的情况下，正在引进和逐步扩大。通过监测商业运行中的列车，以及通过传感器和通信技术，为沿线路连续设置的设备(轨道和接触线设备)积累必要的维护数据，这些设备设置在沿轨道的“点”(桥梁、隧道、变电站、交换机等)。通过利用实时获得的数据，我们期望能够进一步提高铁路运输的安全性和可靠性。这包括识别铁路车辆故障迹象并提前采取行动，以及在铁路车辆发生故障时准确判断情况并进行处理等任务。JR East在2017年UITP全球公共交通峰会上展示了E235系统。 Some companies have already implemented similar maintenance, but the majority of visitors to our stand were interested in what we are trying to do and we were able to exchange information with each other.
结论
面对公司成立30年，国内外社会经济环境发生了巨大变化，有必要改变我们传统的工作方法。CBM是一种新的维护方法。在日本，据说到2035年生产年龄人口将减少20%。为了应对这种情况，我们将寻求先进的技术，并进一步努力研发，以创新铁路系统。
传记
高田贤三Fujita是国际铁路联盟(UIC)的高级顾问，负责高速铁路。他还担任日本铁路集团巴黎办事处的高级经理。在加入UIC之前，他曾在东日本铁路公司国际部担任副经理，负责国际会议的内部和外部协调。
参考文献
- Tsuyoshi Akaogi, Jun ' ichiro Mishima, Tsuyoshi Ichigi，“基于监测数据的通勤列车车门操作设备故障信号检测研究”，JR EAST技术评论，第29期(2014年夏季):26 - 29
- Atsushi Yokoyama，“铁路创新:使用ICT的维护创新平台”，JR EAST技术评论，第29期(2014年夏季):1 - 4
- Matsuura Kazushi，“基于ICT的“智能维护”展望”，JR EAST技术评论，第34期(2016):5 - 8