【地铁】智能运维哪家强?北京PK青岛PK东莞

原标题:【地铁】智能运维哪家强?北京PK青岛PK东莞

来源:现代城市轨道交通

自从AlphaGo战胜围棋冠军,人工智能就越来越多地被人们关注。轨道交通领域自然也加入到智能化的浪潮中,新一轮的行业进化正在向着数据采集和智能分析的方向迈进,其目标是为了向乘客和从业者提供更加精准的服务。

今天小编带来三家地铁运营单位的智能运维介绍,咱们一起来看看他们是如何让地铁更智能的。

坐标→北京

车辆专业“3+1”的

智能运维体系设计

依据运营管理的需求和目前监测技术手段的发展水平,提出构建车辆专业“3+1”体系框架(下图)。

其中“3”指的是列车走行部监测平台、列车TCMS 数据监测平台、列车能耗计量平台。“1”是指维修现场的生产数据管理系统。这3个平台中包括了针对列车机械部位的车载走行部监测数据和轨旁设备的监测数据,还涉及了列车电气子系统的TCMS 数据信息,另外还有车载能耗计量数据内容,基本可以涵盖车辆80% 以上的关键参数指标。现场生产数据管理系统主要以员工手持的巡检PDA 设备为载体,记录生产过程的各个检查节点信息。数据内容包括巡检点位、检测数据报表、故障拍照图像、故障修复工时记录、部件更换及库存信息等。

3 个分析平台和1 个管理系统可以形成较为立体的车辆专业智能运维体系框架。数据分析平台的检测结果为现场管理提供维修预测参考,同时现场管理系统的人工巡检结果可以与在线监测数据进行比对校验,更加完善和精准相关检测指标。

车辆走行部监测平台

车辆走行部监测平台(下图)包括车载监测数据和轨旁设备监测数据2部分。

TCMS数据监测平台

TCMS 数据监测平台(下图)基于列车网络控制系统(TCMS)而建立,在逐步完善列车自身监控范围的同时,附以实时数据上传功能和数据分析建模技术的应用。

车辆能耗管理平台

原TCMS 自带能耗监测功能,但由于传感器精度较低,造成能耗计量数据误差较大,不能作为计量级使用。所以在智能运维体系架构中应涵盖能耗监测管理平台(下图),至少每条线有1 列车安装计量级别监测设备,实现各线列车牵引能耗数据统计,最终通过平台的监测数据给出该线能耗管理控制指标,为能源科学化管理提供基础依据。

现场检修信息管理系统

为实现信息化和精细化管理目标,实现检修内容的电子化全过程记录、自动化统计分析,需要在智能运维体系中构建以各运营分公司为单位的现场检修信息管理系统(下图)。该系统功能主要包括:车辆检修标准化流程和工艺文件创建、电子化工单报修及闭环处理、巡检到位率及故障图像记录、人工检测数据的统计分析和自动化报表生成、员工业绩档案统计等。

坐标→青岛

智能运维总体方案

根据目前车辆维保的生产组织模式和车辆设备状态的运营趋势,可将城市轨道交通车辆智能运维系统分为车厂智能生产管理系统、车辆智能检修系统和车辆智能专家诊断系统,整体依托于从大数据中心导出的车辆履历信息、实时数据、历史数据和故障数据,如下图所示。

车辆智能检修系统

车辆智能检修系统通过传感、激光、图像识别、红外线等状态监测技术获取车辆走行部以及车体的状态数据信息,通过模式识别、特征匹配、深度学习等数字图像处理技术有效识别车辆异常状态,以提高检修效率,节省人力成本。

车厂智能生产管理系统

车厂智能生产管理系统以保障检修作业安全、提高生产组织效率、降低维保成本为目标,对车辆基地进行信息化、智能化管理。车厂智能生产管理系统的主要功能包括:车辆状态的实时动态监测、运营日计划的自动排布管理、关键设备的定位防护管理、施工作业的智能管理以及智能维修终端的远程协同管理。通过模块间的互通联动,实现厂段重要生产组织过程的智能化。

智能专家诊断系统

地面智能专家诊断系统通过车载状态监测设备采集车辆的实时状态数据,监测车辆的运行状态,对车辆运行的异常状态进行智能报警,并对车辆状态数据信息进行预处理,搭建数据分析模型,通过科学算法实现对车辆关键部件的故障预测及健康管理。

坐标→东莞

细分领域

行业信息化创新不能停滞,东莞地铁依靠自我开发、与合作方共同研发2 种方式,在4 个迫切需求的细分领域,寻找分散性小规模应用信息化与智能化手段的可能性。

在线监测系统

受电弓动态监测系统

受电弓动态监测系统是业内已广泛应用的成熟技术,东莞地铁采用的系统利用200 万像素25 帧/s 成像技术捕捉弓网运动,具有视频采集、离线拉弧检测、高温异常点检测、受电弓电流实时采集、数据分析与报警功能,报警界面如下图所示。

东莞地铁2 号线配置的轮对在线安全监测系统是利用多线激光技术,提取轮对3D 形状和2D 擦伤面图像,产生25 组可供分析对比数据,具有轮对外形尺寸(轮缘厚度、高度、轮对内侧距、Qr 值、轮径差)自动检测、轮对擦伤检测、轴温测量等功能,并首次应用于40~50 km/h 的中速监测工况,其准确性与稳定性需要数据积累和时间检验。

铅酸蓄电池组由52 节单体组成,1 节单体失效就有可能引发全组蓄电池失效甚至燃烧爆炸,所以必须加密蓄电池的检查频次。人工检查的效率极低,加装蓄电池在线监测系统是可行方案,实时监测单节电池电压、温度、内阻和总电压、电流,根据设定的参数门槛值,提示报警并记录数据。

车体360°全车检测系统

车体360°全车检测系统通过在检修库轨道垂直面4 个方向安装基于机器视觉、红外线、激光等传感技术的检测装置,利用模式识别、特征匹配等数字图像处理技术,在车辆通过时自动检测车辆的外表故障、识别车底车顶异物及紧固件松动情况,实现不停车列检。

故障数据管理系统是在运营的特殊时期(公司信息化系统未成形前)由员工自行开发的特殊数据库系统,在运营初期发挥了极其重要的车辆数据支撑作用。系统基于Excel 服务器和SQL 数据库开发,采用C/S 架构。核心功能包括:车辆故障信息管理(故障的填报、处理、遗留故障跟进、审核关闭、分级分类查看、统计分析)、规范故障填报及工作流、大数据层面故障统计分析(下图),为疑难重大故障提供持续性数据支撑。

平台紧扣车辆架大修全链条,分别实现看板、计划、执行、质检、安全、项目、委外、交扣车、问题台账管理等功能(图3)。操作上划分出3 大模块:现场业务操作、全貌图形看板、后台总体管控,分别适用于全体人员、系统管理者、一线作业人员。

车辆架大修厂房有种类繁多的大中型设备,功能及生产厂家各异,无法互通,设备的检测数据只能形成独立报表。得益于物联网技术的兴起,线网综合基地的架大修厂房设备总集成商在设备设计制造和安装阶段,就为所有大型设备预留信息互联接口。实现信息互联可启用设备智能管理系统,将每台架修设备的架修检测数据上传收集到控制服务器,对多类型数据自动进行整理、归纳、分析,提出异常预警,形成统一报表。这些检测数据包括被修件的状态参数、故障点提取、架修设备信息、设备操作人员信息、过程信息、架修完成状态参数信息等,免除人工对数据的二次收集处理,待架大修设备安装完成后正式试用。

物资二维码

由于二维码具有强容错能力、信息容量大、编码范围广等优势,移动互联催生了二维码的广泛应用。在车辆运维中,二维码可以充当设备、工器具、物资的“身份标识”,通过扫码,可构建以下应用场景:

(1)场景1:获取设备、工器具、物资的基础信息、使用说明、维护指引、报修信息;

(2)场景2:记录及追溯设备、物资的流向、消耗、库存情况;

(3)场景3:实现无人值守二级仓库自助领料出库。

无人仓库

由于已经开发物资二维码,高阶无人值守仓库(应用智能管理系统)的实现还需自动门锁安装与仓库管理小程序开发。其中自动门锁产品市场成熟,已经购买并使用;二级仓库管理小程序也已完成基本功能框架与界面初步设定,可以实现搜索、入库、出库、退库、借用、归还、报表生成等功能,如下图所示。后续还要建立后台库存数据库,才能实现前台功能,并与公司资产一体化系统实现库存数据共享,最终实现高阶无人仓库。

北京、青岛、东莞地铁的智能运维各有所长,但都侧重于对车辆的检测与设备检修数据监测。随着信息技术的迅猛发展,相信现阶段还不成熟的设想未来都能实现,轨道交通带给人们的将不仅是便捷的出行,更是一种全方位的服务体验。

参考文献

[1]张唯.车辆智能运维建设需求与框架设计研究[J].现代城市轨道交通,2019(6):10-15.

[2]刘丙林.城市轨道交通车辆智能运维系统探索与研究[J].现代城市轨道交通,2019(6):16-21.

[3]张黎璋.东莞地铁车辆信息化与智能化运维探索[J].现代城市轨道交通,2019(6):22-27.返回搜狐,查看更多

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