7、高速列车智能铁路受电弓维护：工业4.0时代的创新方案

高速列车智能铁路受电弓维护：工业4.0时代的创新方案

1 引言

受电弓于1879年由德国西门子公司的工程师沃尔特·赖歇尔发明。在20世纪，凭借其优越的特性，受电弓逐渐取代了其他用于为电动铁路和有轨电车供电的设备。它由安装在底架上的铰接系统（活动面板）组成，并通过绝缘子安装在机车车辆的车顶。活动面板支撑着集电头，集电头配备有与接触网导线直接接触的接触条。受电弓的工作高度可达3米，通过压缩空气装置升起，并通过适当校准的弹簧或气动驱动保持在设定压力。

目前，受电弓的维护是确保铁路安全、经济高效运行的关键因素。意大利现有的受电弓具备一级诊断功能，当加速度值超过极限时会发出警报。然而，为了降低铁路网络受损风险，节省时间、资源和资金，需要实施创新的维护策略。工业4.0的到来推动了预测性维护系统的不断发展，这些系统将在未来的工业、生产和服务领域发挥越来越重要的作用。

本研究旨在利用工业4.0技术（如物联网、大数据与数据分析、人工智能与机器学习、决策支持系统、增强现实等），提出一种创新的铁路受电弓维护管理方法。通过这种“4.0”方法，将技术工程方面与管理经济方面相结合，形成集成维护的新模式和新流程。具体而言，研究将整合三个技术宏观领域：受电弓的自诊断、全维护周期管理平台4.0以及增强现实维护系统。

2 维护4.0和增强现实的现状

铁路运输具有显著的环境、实用和经济优势。随着城市化进程的加速和道路拥堵问题的加剧，提高“大规模运输”能力是应对这一挑战的关键。然而，列车的可用性与部件的可靠性密切相关，数字化在其中发挥着至关重要的作用。

如今，借助车载传感器和物联网技术，可以实时诊断列车状态、预测故障，并进行预防性维护，这比纠正性维护更具成