國家能源集團朔黃鐵路公司重載綜合檢測體系建設(shè)紀實
一聲汽笛刺破黎明,滿載烏金的兩萬噸重載列車迎著朝陽緩緩駛出,沿著國家能源集團朔黃鐵路穿越太行,東奔向海。
這是中國最繁忙的重載鐵路之一,平均每7分鐘就有一列重載列車駛過,年運量超過3億噸,已累計運輸煤炭20多億噸。
為保障我國西煤東運大通道的安全暢通,國家能源集團朔黃鐵路公司深入貫徹集團“一個目標、三型五化、七個一流”發(fā)展戰(zhàn)略,以一流技術(shù)裝備為基礎(chǔ)搭建重載綜合檢測體系,深化重載綜合檢測數(shù)據(jù)在生產(chǎn)維修中應(yīng)用,深挖數(shù)據(jù)價值指導(dǎo)生產(chǎn)檢修,賦予集團能源運輸主動脈一雙智慧的翅膀,為安全暢通保駕護航。
綜合檢測代替人工操作,一次完成“望、聞、切、問”
朔黃鐵路擁抱重載時代,在一路快跑的過程中,始終將運輸安全保障放在首要位置。搭建重載綜合檢測體系,就是為了保障重載鐵路安全高效運行,而這一體系的核心就是重載綜合檢測車。為了適應(yīng)重載檢測需求,朔黃鐵路公司聯(lián)合國內(nèi)外鐵路檢測主流技術(shù)供應(yīng)商和科研院所,研發(fā)成功世界唯一一臺集成了鋼軌探傷、路基道床、紅外軸溫探測站檢測系統(tǒng)等11個檢測系統(tǒng)的重載綜合檢測車。
在引進國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,朔黃鐵路公司走出一條引進、吸收、創(chuàng)新之路,攻克探輪與鋼軌自動對中效果差、雜波干擾嚴重、系統(tǒng)不適用于我國重載75鋼軌檢測三大技術(shù)難題,自主研制適用于75軌檢測的專用探輪,今年內(nèi)將解決75軌漏檢傷損問題,檢測能力超出原裝設(shè)備,達到世界一流、國內(nèi)領(lǐng)先。
重載綜合檢測車就像是一座高度自
動化、智能化的移動綜合體檢中心,在快速行進間,搭載的各檢測裝置同時工作瞬間完成“望、聞、切、問”,并可對全部基礎(chǔ)設(shè)施進行病害查找和質(zhì)量評定,檢測能力世界一流。例如,軌道探傷裝置利用超聲波以3.23mm/微秒的速度對鋼軌進行“B超”式檢測;道床路基檢測系統(tǒng)利用兩種頻率的探地雷達對道床和路基做“CT”式掃描。近兩年來,以重載綜合檢測車為核心,朔黃鐵路公司不斷健全完善工電供一體化檢測監(jiān)測體系,重點搭建工務(wù)8M、供電6C檢測體系,堅持全覆蓋監(jiān)測、自動化檢測、智能化判別技術(shù)路線,掌控設(shè)備運行狀態(tài)。
高度自動化和智能化的檢測,帶來最顯著的利好就是減人提效。綜合檢測車每月進行一次綜合檢測,日均動態(tài)檢測約240公里,相當于62人的人工檢測工作量。僅以鋼軌探傷為例(鋼軌探傷每月進行4次),借助重載綜合檢測車,10個人1天完成的工作量,如果使用人工使用探傷儀探傷,需要30個探傷班組共210人同時工作一天才能完成,工效是人工探傷的21倍。目前,在朔黃下行線,重載綜合檢測車已經(jīng)全部替代人工探傷,人工探傷已延長至半年1次,四大技術(shù)站股道探傷除道岔外基本替代人工探傷。
自動化檢測效率和質(zhì)量的雙提升,讓朔黃上行線肅寧分公司管段和原平分公司管段兩區(qū)間、兩長大隧道的人工探傷周期由7天延長至35天,一舉終結(jié)了朔黃鐵路原利用行車間隔進行的手推式軌道檢測作業(yè)歷史。
2021年8月,鋼軌探傷車替代人工檢測實施以來,累計檢測出15處直接威脅行車安全的鋼軌傷損,有效避免了斷軌可能引起的列車顛覆等重大安全事故,最大限度地保障了西煤東運第二條大通道的安全暢通。在節(jié)約成本上,重載鐵路鋼軌探傷新模式的成功運用,每年可節(jié)省成本約1600萬元。在有效降低安全成本和人工成本的同時,徹底消除了利用行車間隔進行人工探傷作業(yè)存在的人身安全隱患,為“保安、提效、降本、減人、可持續(xù)”的智慧體系建設(shè)奠定了堅實基礎(chǔ)。
輔助決策以檢定修,“靶向治療”病害缺陷
在重載綜合檢測車上,一幅長卷在會議桌上徐徐展開,鮮明的色塊格外引人注意。在檢測中心專業(yè)人員眼里,長卷上每一個不同顏色的色塊,都代表不同的意思,直觀反映著鐵路道床的健康狀況。
這幅長卷叫清篩輔助決策圖,是綜合檢測車利用搭載的探地雷達檢測道床質(zhì)量各項數(shù)據(jù)的應(yīng)用結(jié)果之一。線路檢測和救援中心獲取檢測數(shù)據(jù)后進行狀態(tài)分析和評價,研究重載運煤專線道床臟污檢測方法,確定道床臟污分級標準,按照嚴重程度將道床臟污率、臟污指數(shù)和維修等級劃分為五個等級進行分類管理,并以紅色、綠色等五種顏色進行標識,使檢測結(jié)果一目了然,形成清篩輔助決策圖。
公司線路檢測和救援中心負責數(shù)據(jù)分析的技術(shù)人員介紹說:“不同的顏色代表不同的等級,紅色代表重度臟污,需要優(yōu)先維修,綠色代表清潔,不需要維修,各分公司根據(jù)檢測中心提供的評價結(jié)果、設(shè)備病害庫及重點工作,制定月維修計劃、指導(dǎo)性計劃和臨修計劃,由工隊進行病害處理,道床檢測數(shù)據(jù)還可用于維修效果評價,直觀反映維修合格率和道床質(zhì)量,形成閉環(huán)管理。”
除此之外,軌道質(zhì)量可視化系統(tǒng)、軌道單元管理系統(tǒng)等系統(tǒng)都是朔黃鐵路公司運用檢測數(shù)據(jù)輔助決策的經(jīng)典案例。近兩年,公司不斷健全完善工電設(shè)備評價體系,運用檢測監(jiān)測、大數(shù)據(jù)分析技術(shù),分級分類建立設(shè)備質(zhì)量分析診斷和狀態(tài)評價指標體系,為提升養(yǎng)護維修的精準性、經(jīng)濟性提供支撐。各分公司以檢測數(shù)據(jù)為指導(dǎo),推行“以檢定修”和“精確修”,哪里不好修哪里、哪項不好修哪項,病害缺陷逐年減少。
如果要找一個指標來衡量朔黃鐵路公司檢測數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)成果,最具有說服力的還是數(shù)據(jù):從2014年到2021年,朔黃線全年檢出各類病害缺陷由2.5萬處下降到1.5萬處,影響行車的軌道Ⅲ級偏差由13處降為0處;評價軌道質(zhì)量狀態(tài)的TQI均值由7.9降為6.4,質(zhì)量提升19%,優(yōu)于國內(nèi)普速鐵路8.2的均值,幾年來未發(fā)生責任斷軌事件;接觸網(wǎng)平均公里扣分由0.56降為0.06,同比下降89%;軌道電路優(yōu)良率由12.6%上升到63.6%;清篩施工單位根據(jù)檢測結(jié)果調(diào)整作業(yè)參數(shù),清篩潔度合格率由75%提高到91.8%,道床清篩深度合格率由78%提升到98.3%。
挖掘金礦探尋規(guī)律,數(shù)據(jù)驅(qū)動決策“治未病”
《黃帝內(nèi)經(jīng)》有言:“上醫(yī)治未病,中醫(yī)治欲病,下醫(yī)治已病”。數(shù)據(jù)只有應(yīng)用于指導(dǎo)生產(chǎn),才能產(chǎn)生價值。但是對數(shù)據(jù)的應(yīng)用,朔黃人并不滿足于發(fā)現(xiàn)病害并治理完善,他們的最終目標是挖掘出隱藏在海量檢測數(shù)據(jù)里的價值,成為能“治未病”的“上醫(yī)”,為智慧鐵路的含金量增加成色。
動態(tài)檢測+靜態(tài)監(jiān)測,每一天都有大量數(shù)據(jù)產(chǎn)生。8年來,這些看起來枯燥無味的海量重載檢測數(shù)據(jù)在朔黃鐵路公司人眼里就像一座閃閃發(fā)亮的數(shù)據(jù)金礦。朔黃人仰望智慧鐵路的璀璨星空,在數(shù)據(jù)金礦中尋找蛛絲馬跡和背后的規(guī)律,預(yù)測變化趨勢,深度挖掘藏在海量數(shù)據(jù)里的價值,為全面實施預(yù)防性狀態(tài)修進行技術(shù)儲備。
為了達到“治未病”的目標,朔黃鐵路公司開展重載鐵路線路修理優(yōu)化決策技術(shù)及健康管理信息系統(tǒng)研究,通過對線路搗固優(yōu)化決策研究、道床清篩優(yōu)化決策技術(shù)研究、鋼軌磨耗分析預(yù)測及傷損狀態(tài)評估技術(shù)研究,搭建起重載鐵路線路搗固輔助決策系統(tǒng)、道床清篩輔助決策系統(tǒng)、鋼軌管理優(yōu)化決策系統(tǒng)和設(shè)備健康管理系統(tǒng),這些系統(tǒng)直接推動著道路檢修從故障修、周期修、狀態(tài)修向預(yù)防性狀態(tài)修轉(zhuǎn)變。
近兩年來,線路檢測和救援中心開發(fā)了一系列管理平臺和子系統(tǒng),鍛造支撐重載鐵路線路修理優(yōu)化決策技術(shù)及健康管理信息系統(tǒng)的“四梁八柱”。例如,開發(fā)的鋼軌傷損管理平臺,統(tǒng)計分析鋼軌傷損與通過總重的關(guān)系,研究直線區(qū)段鋼軌換軌周期;通過自主編制的鋼軌磨耗自動分析軟件,研究小半徑曲線鋼軌磨耗速率,探索小半徑曲線鋼軌換軌周期,掌握軌道質(zhì)量狀態(tài)發(fā)展規(guī)律,建立軌道質(zhì)量生命周期預(yù)測模型,以數(shù)據(jù)驅(qū)動實現(xiàn)“預(yù)防性狀態(tài)修”。
同時,朔黃鐵路公司正在研究基于探地雷達原始檢測數(shù)據(jù)的道床臟污率解算方法。這項研究預(yù)計2021年完成,屆時公司將獨立掌握完全自主知識產(chǎn)權(quán)的道床質(zhì)量檢測技術(shù)軌道單元管理系統(tǒng)。待條件成熟后,朔黃鐵路公司工務(wù)專業(yè)將全面推行以預(yù)防性狀態(tài)修為主的修理模式,供電專業(yè)要全面實施預(yù)防性狀態(tài)修,電務(wù)專業(yè)具備自檢、監(jiān)測等功能的設(shè)備要實現(xiàn)預(yù)防性狀態(tài)修。
先卜而先知,防患于未然。通過搭建一套檢測體系實現(xiàn)精準檢測分析,建立一套評價體系利用數(shù)據(jù)驅(qū)動決策,智慧加持的朔黃鐵路創(chuàng)新性地實現(xiàn)了鐵路運輸行業(yè)追求多年的維修模式變革,向著世界一流運輸企業(yè)目標奮勇前進。