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基于XR技术的轨道交通故障检测及检维修作业系统

1. 轨道交通行业检维修的困境

  建造并且运营一条轨道交通线路,列车在其上运营,需要依靠管理、巡检、养护、维修等运维业务的高效运行。随着轨道交通行业的高速发展,车辆越来越多,车型迭代频繁;同时,应用技术越趋复杂、对检维修人员的技能要求更加多样。如何确保车辆运维的效率、质量,应对突发情况、传承处置经验,已经成为车辆主机厂与运营企业的重要课题。
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  传统车辆检维修业务常见问题:

  车辆入库后,技术人员需要先拿到纸质的故障交接单,然后根据单据上记载的故障信息前往故障点进行排查,由于车型多、技术更新快速,往往需要人工排查或借助检测设备来辅助进行故障定位,不易第一时间确定故障。

  有时需要翻阅故障手册来进行故障处理,但是故障手册并不会随身携带,需要到办公室或资料管理处进行调阅、查看;而携带笔记本等移动端,不易放置、容易污损,且现场操作不便。

  遇到无法处置的故障,需要职业专家来帮助进行故障处置,由于距离太远,专家无法第一时间赶到现场,通过手机视频或对讲机进行语音沟通效率低,不易准确描述现状,且不便进行追溯管理。

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  我们发现:便携式的数据查询而不占用双手、直观巡检与故障定位、专家远程实时标注支持等,成为解决方案的核心需求。

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  而这些需求都可以依靠XR技术来实现!

2. 依托XR技术实现数字化业务转型

什么是XR技术呢?

  XR即Extend Reality扩展现实是VR虚拟现实(Virtual Reality)、AR增强现实(Augmented Reality)、MR混合现实(Mixed Reality)等数字化技术的统称。

  目前,XR技术正在广泛应用到军工、汽车、电力、制造业、轨道交通等行业中,用于提供技能培训、现场作业指导等服务。

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  以轨道交通检维修场景为例,通过现场作业人员佩戴AR或MR眼镜,与业务系统共享车辆孪生数据,通过手势、语音等交互形式查阅车辆状态、设计图纸、运维资料等数据,从而解放双手;同时,通过图像识别与空间定位技术,基于车辆三维结构模型与检维修作业流程数据,在车辆上直接标注检验位置与操作方式,指导人员高效、正确作业;更可与调度中心进行远程音、视频通讯,实时在操作人员第一人称视角中进行标注,从而获得专家的远程支持和建议。

  北京和远科技基于XR技术特点研制的XRteams元协同业务平台,覆盖巡点检、作业指导、远程协助、虚拟培训4个业务方向,在直观提升检维修作业能力的同时,帮助企业加速数字化转型,降低运维成本,应对未来市场需求与竞争。

  XRteams基于AR/MR眼镜、平板电脑、PC电脑、服务器等硬件,接合PHM监控数据、模型数据、故障数据、知识库等业务数据,提供了产品健康状态数据监控、图像识别与空间定位、故障信息显示、设备结构模型的认知、知识库查询、专家远程协助等功能,助力轨道交通企业实现高效率、高质量、高安全的检维修运维服务。

3. XRteams在轨道交通中的应用

  XRteams元协同业务平台主要为轨道交通的检维修业务提供了车辆状态监控、车辆识别、数字孪生列车总览、设备结构模型认知、故障处置方案查询、呼叫远程协助等服务。

  我们来看看应用XR技术后检维修业务场景获得了怎样的提升。

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数字化巡检:

  在巡检过程中与PHM(预测与健康管理)系统结合,在线获取车辆状态数据,通过佩戴AR/MR眼镜随时随地对车辆状态看板进行监控,实现现场情况与车辆状态数据的实时比对,打破现场人员工作空间的限制,提升巡检效率。

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车辆故障信息总览:

  检维修作业人员,可通过调用整车故障信息,在AR/MR眼镜中的三维车辆模型上标注整车故障,并通过故障位置、类型、级别进行筛选,综合判断故障诱因与排查流程,并可即时获得处置结果反馈。

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辅助故障处置:

  现场人员在故障处置过程中,还可通过手势与语音操作,快速调取车辆故障涉及的数据信息,展开设备结构模型、查阅分系统工作原理,配合车辆故障代码、图纸、检维修文档资料以及历史维修数据,帮助现场工作人员准确认知检修对象、快速分析定位故障源点;同时,还可提供故障排查流程与判断依据,以及故障处置工序与具体操作工艺指导,提高现场人员故障处置能力。

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远程专家协助:

  如遇到无法处理的故障,通过AR/MR眼镜对专家发起呼叫,专家收到请求之后建立远程视频链路,观看现场检维修人员视角的实时影像,并进行音视频交流。专家制定解决方案后,可通过在远程现场画面中标注、共享专家端屏幕、推送相关文档资料等形式,为检维修人员提供直观指导,辅助现场人员解决故障。

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大数据积累与追溯:

  XRteams的检维修流程,可全程实现视频影像、操作流程记录,便于追溯;同时,积累故障现象、排查及现场处置经验,支撑后续故障的快速、准确定位,使专家能力得到数字化传承,并可反馈主机厂优化后续车辆设计。

4. 和远XRteams在轨道交通领域的总结展望

  随着轨道交通行业的数字化程度越来越高,车辆运维数字孪生已成为必然趋势,XR技术将成为应用车辆孪生数据开展运维业务的很好载体,覆盖在每一辆列车、每一条线路,形成完善的数字化轨道交通运维体系,更加高效为国家经济建设提供运力服务。

  在后疫情时代,整个XR行业迎来了前所未有的发展契机,和远依托自有XRteams平台,为客户提供专业的解决方案,助力客户提高自身产品的竞争力,和企业一起共同推进中国数字化工业发展。