12月18日-19日,由深圳地铁、智汇轨道交通联合主办的2020年中国城市轨道交通运维与通信技术高峰论坛在深成功召开。本次论坛旨在通过主题演讲、座谈讨论、技术及产品展示等多种形式,汇聚各方建设性意见,实现城市轨道交通安全化、智能化、规范化,推进我国城市轨道交通发展。中科龙人高新技术有限公司受邀参加本次论坛。
当前,我国城市轨道交通仍处于大发展时期,截至2019年年底,我国城市轨道交通运营里程已突破6500公里,居世界首位。城市轨道交通多线相交,运营里程基本覆盖城市中心区域。庞大的运营规模、复杂的装备体系、大量设施设备的更新改造均给轨道交通运维管理、维护成本及人力资源带来巨大的挑战。
深圳市地铁集团有限公司原副总经理、中国城市轨道交通协会专家和学术委员会副主任委员简炼在论坛上带来《智慧运维的趋势探讨》。他从智慧维修的概念、互联网+、物联网打通以及用智能系统取代被维护的系统或硬件四个方面详细阐述了智能运维对中国城市轨道交通带来的技术变革和机遇。
以下是演讲的重点内容:
一、智慧维修的概念
智慧维修是指利用信息化、数字化、智能化手段,通过大数据、计算机、互联网、物联网、人工智能系统等实现部分或全部替代人工对设备和设施的维护工作,从而极大提高维护工作的质量、效率和效益。
具体来看,智慧维修的目的是实现设备状态修和全生命周期管理。城轨列车实现状态修有以下几个优势:提高设备利用率和生产效率;降低设备维修费用;降低设备全寿命周期成本;预报故障的发生时间和起因,消除设备已有故障诱发的二次损坏。智慧维修体现的自动化、智能化、集中化的特点能够优化工艺流程,提升生产效率,减少人力、降低劳动强度,可以实现防呆防错,具备信息和和质量追溯能力。
此外,智慧维修在针对轨道列车接触网拖垮风险、脱轨或冲突等安全隐患能够及时提出解决措施,提高维修工作的质量。在进行维修工作时,能够快速和精准定位故障部位,实现专家诊断,进一步指挥故障处理,从而提高维修工作的效率。效率提高了,就能够减少维修的工作量,减少需要维修的对象,提高维修对象的可靠性,达到提高维修工作效益的目的。
二、互联网+
智慧运维平台拟分为三级架构。
感知执行层:将温度、力、红外、震动、激光、声音、视觉等多种传感装置互联,以微型化、集成化、移动化、虚拟化、标准化的需求,实现前端数据的智能感知;
数据传输层:以通信传输骨干网为基础,综合利用无线、5G等新型传输方式,打通信息数据快速传输高速公路;并且实现大容量、分布式、标准化、可视化、持久化的数据存储,为数据分析创造前提;
业务分析层:利用高性能硬件和智能分析软件,如阈值分类、机器学习、深度学习等,实现海量非结构化声音、图像、视频、文本等大数据的处理和分析,逐步实现执行无人化、应用场景多元化。如运营数据统计、备件管理、维修人员调度及工单管理。
智能运维平台的实现,大量依赖分布的WIFI覆盖,或者5G等高宽带、低延时、多接入的传输方式实现感知层和执行层设备的互联,以及命令的及时传递。并且利用云计算。大数据存储,以及数据挖掘、深度学习实现运行经验积累、状态评估,实时报警、数据分析,以及各类不同设备的故障诊断、健康管理、预测维修、状态维修、剩余寿命估计和智能维修决策。
通过互联网+技术,能够实现车载转向架在线监测、走行不关键部件在线检测、车载弓网在线检测以及电客车运行数据在线监测。
三、物联网打通
利用物联网“感、传、知、用”技术促进轨道交通业务协同、高效工作,有效缓解大客流、治安防范等紧急事件对轨道交通造成的压力,提高地铁安全运营和面向公众提供信息服务的水平。
通过BIM模型实现物联网设备转态的实行显示。通过关键系统数据平台,应用转态数据,搭建物联网数据库,累积基础数据,实现单系统设备的故障预测与健康管理。
目前轨交运维工作仍存在信息孤岛的问题。各业务信息系统信息无法充分共享,站间联动仍需要通过人工,各车站独立部署,设备较多,数据依然是独立存储和处理。未来,通过物联网打通轨道交通信息孤岛的现象。全线深度集成各子系统,让各个业务快速联动,集中统一管理,业务数据信息集中共享,构建统一信息安全防护的运维模式。
四、用智能系统取代被维护的系统或硬件
城市轨道交通智慧运维要做信息化。数字化和智能化的加法,同时做需要监控和维修对象的减法,最大限度地利用人工智能系统进行维护工作,最大限度取代人工的维护工作量。具体可以从以下几个方面切入:
1. 用智能悬浮控制系统取代车轮和车轴构成转向架
2. 用非接触的供电方式取代接触式的供电方式
3. 用非接触的智能磁浮轴渠道接触式的硬件轴承
4. 用不需要大修的磁浮列车代替需要大修的轮轨列车