廣州地鐵(tiě)車(chē)輛新線部B型車項目部(bù)經理 周宇文
基於安全和維(wéi)修的目的,廣州地鐵針(zhēn)對(duì)車輛係(xì)統采取了(le)車載在線監測和軌旁在線監測兩(liǎng)種方(fāng)式對(duì)列車運行綜合狀態進行監測。車載在線監測主要包括牽引、輔助(zhù)、LCU邏輯控製係統、製動、MVB網絡係統、車門、空調、走行部、受電弓等係統運行狀態數據的監測(cè)。其中,走行部(bù)在線檢測係統又包含了對多個關鍵(jiàn)子係統模塊進行(háng)實時在線檢測,如對軸箱(xiāng)軸承、齒輪箱軸承、電機軸承、傳動齒輪(lún)、車輪踏麵及輪(lún)軌關係等進行實時在線檢測。
軌旁在(zài)線(xiàn)監測係統主要包括受電弓狀態及車頂圖像監測、輪對在線檢測(輪對尺寸、振動、軸溫監(jiān)測)、直線電機(jī)氣(qì)隙在線檢測係統等,安裝在正線和車輛(liàng)段內(nèi)。上述監測設(shè)備已在(zài)廣州地(dì)鐵七號線、九號線(xiàn)、十三號線、十四(sì)號線、二十一號線、知(zhī)識(shí)城線、四號線南延段等新建線路上使用。
廣州地(dì)鐵車輛部門根據廣州地鐵(tiě)各線路車輛的特點,並通過新線建設和產學研用項目,近15年來在大多數既有(yǒu)運營線路上加裝了不同功能的(de)在線監測(cè)設備(bèi),小批量試用,不斷完善改進,並在近5年以來(lái)的開通(tōng)新線中全麵推廣(guǎng)應用,未來還將(jiāng)逐步(bù)與廣州地鐵檢修維保平(píng)台對接,形成監測、隱患(huàn)挖掘、健康評估、維修閉環的(de)運維一(yī)體化平台,更好地滿足運營行車安全和車輛日(rì)常維修(xiū)、架大修的需求。
車輛走行部安全(quán)監測與運用維修:已超過5年應用
廣州地鐵三號線是國內條采用120公裏Z高時(shí)速的地鐵列車的線路,四、五號線是國內條采用(yòng)直線電機牽引的地鐵列車線路,為獲取作對行車(chē)安全至關(guān)重要的走行部尤其車輪軸承數據,為今後走行部架大修積累(lèi)經驗,廣州地鐵(tiě)聯(lián)合相關單位從2013年開始就對地鐵車輛(liàng)走行部安全監測與運用維修進行了專項研究,創建了走行部與輪軌質量狀態(tài)數據庫,為軸承、踏麵、軌道波磨的狀態評估提供基礎(chǔ)數據,並提出基於振動、衝擊多參數在線監測及高階譜線特征對車輪(lún)踏麵多邊形故障的(de)評價方法,將原有的車輪、軸承狀(zhuàng)態修理念變為工程化實踐,優化(huà)了(le)走(zǒu)行部的修程修製。安裝的走行部在線檢測係統已有超過(guò)5年的應用基礎,Z大運(yùn)營(yíng)裏程超過100萬公裏,已成為走行部及輪軌技術決策、安全監測、狀(zhuàng)態評估、隱患挖掘、維(wéi)修管理不可或缺的部分。
列車(chē)在途監測與安全預警關鍵技術研究和示範應用:應用近5年
廣州地鐵從2011年結合“十二五”科技支撐計劃和國家863計劃重點項目開展城市軌(guǐ)道列車在途監測與安全預警關鍵技術研究和示範應用(yòng),對一號線、二號線、八號線15列車(chē)的行駛狀態(tài)、關鍵係統運行狀態(tài)(動力係統、製動係統、走行係統、均衡係統、輔(fǔ)助係統、乘客(kè)異動係統等)進行監(jiān)測,開發了綜合監測與預警係統和綜合運營維(wéi)護管理係統,實(shí)現了對列車在途運行狀態展示、預報警(jǐng)管理,應急處置支持、部件可靠性分析、列(liè)車安全(quán)性評估、維修信息管理、數據分析和專家(jiā)決策支持庫(kù)等功能,應用近5年,通過不斷改進和完善,能夠較為及(jí)時、準確、全麵的提供(gòng)列車(chē)運行安(ān)全狀態信息,並實現(xiàn)了前後台列車狀態和維修數據的互(hù)通,後續將進(jìn)一步推廣應用至其它線路。
車門智能診斷(duàn)及運維平(píng)台:節省了近40%工作量
三、五號線是廣州地鐵線(xiàn)網中客流較大(dà)的線路(lù)之一,在早晚高峰,車門狀態將直接影響到線網服務水平,為此,廣州地鐵與車門廠家聯合開發了(le)城市軌道交通車門智能診斷及運(yùn)維平台,並於2016年在三、五號線部分車輛上安裝智能門控器,在線實(shí)時監測車門(mén)係統狀態相關數據,使(shǐ)得(dé)檢修人員實時掌握車門運營狀態的,及時介入(rù)處理,減少了對正線運(yùn)營服務(wù)的影響,並實(shí)現了上述車門係統(tǒng)的(de)狀態維修(xiū),相比原有維修模式節(jiē)省了近40%的工作量,既保障了運營效率,也提升了維(wéi)修效益。
城市軌道交通安全保障技術課題:將不斷優化拓展
近(jìn)年,隨著軌道交通新線無線網絡通信技(jì)術的創新發展和應用,廣(guǎng)州地(dì)鐵承(chéng)擔的《城市軌道(dào)交通安全保障技術課題》的子任務通過國家重點工程試驗室的產學研用平台在二十一號線上2列(liè)地鐵列車上落地,通過車載實時以太(tài)網技術,將關鍵子係統以及MVB所有狀態數據(jù)經車載雲平台無(wú)線傳輸至地(dì)麵服務器,實現了狀態實時監控、故(gù)障診斷、專家支持庫、牽引(yǐn)係統健康管理等功能,並(bìng)經業內專家審(shěn)查後2018年底上(shàng)線載客運(yùn)營,下一步將(jiāng)在示範(fàn)應用過程中不斷優化(huà)拓展數據功能、完善用戶體驗。
車輛檢修全壽命周(zhōu)期智能運維係(xì)統:打破(pò)“信息孤島”
在(zài)線監測係統除了能精準定位和預測車輛關鍵子係(xì)統的運行狀(zhuàng)態、故障(zhàng)情況或亞健康狀態,實現列車預警和報警的安全檢測(cè)功能外,還能夠(gòu)把維修工作由“被動維(wéi)修”轉為“主動維修”、由“全麵巡檢”轉為“重點(diǎn)巡檢”,同時,對(duì)於關鍵子係統全(quán)量數據專家知(zhī)識庫的創建、使(shǐ)用狀態與健康評估進而形(xíng)成監測-檢測-維修的運維一體化機製、實施關鍵子係統狀態維(wéi)修(xiū)進而延長免維護周期、降低全壽命周期內成本等方麵也起到了重要的作用(yòng)。
廣州地鐵(tiě)現已建設並應用各類監測係統,如走行部檢測係統、智能車(chē)門係統、受電弓監測係統(tǒng)等,但是(shì)各個子係統(tǒng)相互(hù)獨立,數據(jù)分散,缺乏數據溝通和共享(xiǎng),現場的故障數據、故障處理的工單數據、維修規程信息、備件信息不能有效進行數(shù)據(jù)關聯,無(wú)法對(duì)整個線網車(chē)輛進行(háng)全生命(mìng)周期的有效監控和維護。隨著大數據、雲計算、互聯網、物聯網(wǎng)等信息技術(shù)的發展(zhǎn),我們在廣州地鐵“十三五”新線車(chē)輛建設提出了“車輛檢修全壽命周期智能運維係統(tǒng)”方案(àn),該係統將通過集成各(gè)子(zǐ)係統檢測功能、車地無線網絡傳輸功能、段內檢修信息上傳(chuán)功能,實現軌旁監測係(xì)統(tǒng)、車載監測(cè)係統、大數據平台三大模塊(kuài)數據的采(cǎi)集、傳輸、匯聚、處理分析和運用(yòng),打破“信息孤島”,使得列(liè)車的運營及維修(xiū)的過程及(jí)結果實(shí)現智能化、可視化、主(zhǔ)動化。
麵向未來:將精準地實現列車智能化運維和健康管理(lǐ)
未來是人工智能的時代,隨著以感知數據和圖形處理器為(wéi)推動的人工智能技術進一步發展,諸如環(huán)境感知、圖(tú)像分類、語音識別、無人駕駛等人(rén)工智(zhì)能技術從(cóng)“不能用(yòng)、不好用”到(dào)“可以用”的技術突破,在線監測勢必將覆蓋到車輛使用和管理的各個方麵,形成大數據平台,通過多維度、關聯數(shù)據、多源(yuán)異構數據(jù)的雲(yún)計算能力,更精準地實現列車智能化運(yùn)維和健康管理。