智能维护在轨道交通环境与设备监控系统中的应用

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/7/25来源:《防护工程》2019年8期文/刘勇
[导读]系统中各个模块通过密切的配合使环控系统中的关键设备一直处于几乎“零”故障的状态。

成都地铁运营有限公司  成都  610000
        摘要:城市轨道交通的建设不仅仅是为了有利于人们出行方便,与此同时还要让人们的生命安全得到保障,所以就需要不断地提高城市轨道交通运营系统的安全性和可靠性,从而把危险事故的发生率降到最低。城市轨道交通运营安全性和可靠性是交通必须要面对的一个重要问题,为了使这一问题达到解决目的,基于轨道交通环境和设备监控系统的电子化协同智能维护平台进入到了我们的视线中,系统中各个模块通过密切的配合使环控系统中的关键设备一直处于几乎“零”故障的状态。
        关键词:智能维护;轨道交通;设备监控;系统;应用
       
       
我国轨道交通环境的现状
        轨道交通概况轨道交通在速度、运量、安全等方面相比其他交通方式优势明显,是世界发达国家普遍重视的交通建设工程。我国于2000年开始引进德国、法国等国家的轨道交通先进技术。通过不断的消化吸收和技术改良,形成了拥有知识产权的高铁技术和地铁技术。后来于2008年开始,大规模建设高速铁路。我国根据地广人多、迁徙量大的国情在近二十年中采取了非常明智的铁路发展战略,将大部分投资运用在轨道交通的基础设施建设和核也技术研发当中。最典型的例子是,上世纪90年代上海建设的1号线。我国广泛采用了当时世界各国最新的轨道交通技术装备,通过在建设中不断创新和尝试,建成了世界级高水平的轨道交通系统。
        目前,我国的铁路建设正朝着城际高速铁路和城市轨道交通两大方向发展。全国范围内的髙铁四纵干线已经基本形成,城际间的高速铁路部分城市正在规划之中。我国的高铁建设里程己经位居世界第一,高铁成为我国对外形象的一张名片。而城市轨道交通工程,全国很多大中城市已经或正在建设,如青岛、合肥、沈阳、南京等。轨道交通的发展,不仅仅解决了交通运输的问题,而且能够把区域间的经济发展紧密结合起来。建设轨道交通工程是我国政府当今及今后很长一段时间内极为重视的战略任务。
        智能轨道交通的概念
        智能轨道交通是个新名词,也是轨道交通工程未来建设的目标。它由先进的传感器和通讯技术、数据处理技术、网络技术等建立的一种实时准确、安全髙效的轨道交通综合管理和控制系统。它的整体结构包括轨道交通智能基础设施、智能轨道交通全联网、智能管理决策与指挥系统H层架构。从感知监测层、网络传输层到监控中也,依次经过数据智慧采集、数据智慧融合、数据智慧挖掘和调度指挥决策,完成轨道交通系统安全运行的任务。
        智慧化是智能轨道交通的一大体现,它具有感知敏锐、快捷、可靠、高效和全面凡大特点。例如,许多重大事故往往是因为微小的不能及时检查出的故障通过不断积累而发生的。智能轨道交通便可利用敏锐的感知技术实时检测并有效防范。在列车的封闭空间和车站內部,部署的传感设备可全面监测空气质量并检查是否有投放有害毒气的恐怖袭击行为。在列车的车轮设备和轨道上安置检测设备,可提早发现列车轴温、轨道障碍、实时速度等可能导致列车出轨的异常情况。除此之外,智能轨道交通还能自动处理业务流程、人员流动信息、列车自动识别等。物联网感知层关键技术,如感知层射频识别技术RFID、无线传感器网络、新兴传感技术等,便可为这种需求提供有力的技术支撑。通过物联网无所不在的感知能力,轨道交通系统便可及时对环境和列车运行过程中的异常情况作出决策。
        轨道交通监控系统
        列车运行环境的安全监控是轨道交通的核心需求。世界各国在轨道交通的建设中,都把安全技术作为核心必备技术加以研究。我国在建设轨道交通的过程中,也把安全监控作为其中的关键环节予考虑。现在,轨道交通安全保障正朝着信息化方向发展,如安全信息获取技术,通过传感器技术、轨道电路、感知层射频识别技术RFID等信息获取手段,将人、机、环境的原始信息转换成人所理解的信息,为信息处理提供数据基础。然后,通过信息处理技术对样本数据进行整合、归类与共享,处理方法主要包括数据预处理与信息综合处理两个环节。
        信息预处理技术可以过滤过大部分无用数据、提高样本数据的质量,有助于提高其后的数据融合效率。数据结合,是指来自多个传感器的数据,在一定准则下自动归类、整合,使数据的结构更加明了,完成后续的评估和决策任务。列车运行控制系统是城际高速铁路安全运行的可靠保障,而综合监控系统也在城市轨道交通的运营中发挥了重要作用,二者随着科技的发展不断的完善。监控系统的安全可靠性对列车运行是至关重要的。物联网的出现,特别是感知技术像感知层射频识别技术RFID和无线传感器网络的发展,给列车运行控制系统和监控系统的研究提供了新的技术支撑。
        轨道交通环境与设备监控系统智能维护平台
        随着物联网技术的发展,特别是感知层射频识别技术(RFID)和无线传感器网络(WSN)的推广,为监控方式提供了一个全新的思路。将二者应用到轨道交通的监控技术,是实现轨道交通智慧化的一个有效途径。
        智能安全监控系统应该是高度智能化的信息网络,其设计需要考虑以下需求:监控内容应该全面可靠。如人、机、物都可纳入监控的范围之内。通过把RFID和传感器技术融入到列车运行控制系统、综合监控系统或者车站、轨道等环境,作为轨道交通智能安全监控网络的可靠感知手段。数据处理性能良好。在如此庞大的轨道交通环境中,监测的数据往往是巨大的,要求系统能有优越的数据融合、挖掘、处理、分析能力,以保证上位管理系统能作出正确决策。监控网络要保证数据安全可靠传输,能够结合现有的通信网络。高速铁路列控系统与地面列控中也的通信联系,现轨道沿线信号塔提供的GSM-R铁路专用移动网为主。4G技术的普及,也会给铁路通信带来新的变革。在监控网络顶层,要有良好的界面环境、管理软件、数据查询系统、决策联动机制。智能安全监控网络要有可靠性和实用性。
        结束语
        随着我国经济的高速发展,轨道交通压力不断增大,发展更快、更高效的智能轨道交通系统是适应我国经济社会发展的有效举措。利用现在最先进的信息和通信技术、web技术、人工智能技术等构建而成的智能维护平台能够对轨道交通环控系统进行维护,对系统设备进行在线健康监控和故障的诊断,为实现预知维护奠定基础,使得系统始终保持在故障近乎零的状态,保证了轨道交通运营的安全和高效。
        参考文献
        [1]赵时旻,王绍银,董德存.轨道交通信息工程案例集[M].上海:同济大学出版社,2007:275.
        [2]应名洪.城市轨道交通网络化建设与运营[M].北京:中国铁道出版社, 2007:15.