城市轨道交通从快速发展阶段逐渐上升至智能化、高效化的全新发展阶段,全自动运行模式的出现提高了智能化维修能力的针对性要求,迎合当今社会对城市轨道交通发展提出的要求。1智能运维背景《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》针对运营智能化水平的提升进行明确分析,以期实现现阶段综合交通运输体系的完善处理,实现城市轨道行业的可持续发展,寻找提高运营质量、实现降本增效的有效途径。随着运营时间增加,城市轨道交通难免出现设备可靠性较低、设备磨损老化、故障率上升等问题。随着网络化运营的不断推进,人员成本也在持续增加,可靠性与成本方面的压力使城市化轨道交通的运维智能化趋势越来越明显。与普通的线路运维相比,智能化运维在设备可靠度、成本、维修等方面均具有明显优势[1]。2城市轨道交通设施设备运维现状2020年末,国内城市轨道交通的运营线路达到7 545.5 km,呈现逐渐增长的趋势。线网越来越庞大使其压力越来越大,随着城市轨道交通线网的持续拓展,城市轨道交通线网的设备数量也在持续增长,设施设备系统面临巨大的负荷,对运维工作的开展带来一定影响。设施设备规模持续扩张使设备承受巨大的负荷,对运维工作产生影响;多样化技术的实现,使运维水平得到大幅度提高;线网扩张不断增大,专业技术力量迅速摊薄;生产组织复杂化程度持续增加[2]。设备的生命周期曲线如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.005.F001图1设备的生命周期曲线由图1可知,与稳定运行阶段相比,磨合期与耗损期的设备故障率较高,设备的运维工作量较大,会投入更高的设备维护成本。3智能化运维系统的技术支撑分析智能化运维系统的过程需要大量的技术予以支撑,主要包括物联网技术、云计算与边缘计算技术、人工智能与大数据技术。3.1物联网技术物联网技术使用红外感应器、射频识别、激光扫描器、全球定位系统等相应的信息传感设备,按照对应的协议,将互联网与任何物品进行直接连接,实现信息的通讯与交换,满足智能化识别、跟踪、定位、管理与监控。物联网能够实现数据的智能化采集、实时定位与监管、可视化管理与远程监控。基于物联网技术的列车智慧化运维系统,可以满足智能化的通信系统检修服务要求。设备状态或通信信号出现变化时,智慧化运维系统可以及时地调整检修内容。智慧化运维系统还可以提供专业化的指导,引导检修人员做好零部件的实时跟踪工作。3.2云计算与边缘计算技术云计算属于分布式计算。传统的云计算实时性较差,对隐私的保护能力较弱,边缘计算技术可以提升云计算的安全性。用户通过靠近数据端的边缘设备,可以直接处理数据,保护与隔离敏感数据;边缘节点设备与中心计算机能够构建出功能接口,只需要接受云计算中心的具体请求,针对处理结果进行反馈。城市轨道交通线网站点较多,相对分散,管理难度较大。特定设备一般均有对应的管理软件,但不同设备、不同系统经常相互孤立,无法满足系统数据的共享。将边缘计算技术与云计算技术应用到通信信号运维中,可以完美地解决数据共享问题。将所有信号系统与设备注册上云,管理人员可以在云端一次性管理所有的设备与系统,缩短运维时间,提升运维效率,保障系统的安全性与维护性。3.3人工智能与大数据技术可以利用大数据技术从数据中找寻规律,引导设备的智能化运维管理,对于城市轨道交通系统发展具有重要意义。在轨道交通领域中应用大数据,包含规划优化、客流预测、大数据分析、状态预测、节能优化等方面。通过大数据技术与人工智能技术的相互结合,可以满足故障的预警预测处理。在日常运营中,通信信号系统与设备的运行会产生大量数据,通过大数据技术进行对应数据的收集、分析与处理,通过机器学习与人工智能,寻找计算机溯源故障、分析故障产生的基本原因,形成对应的故障特性记忆,从而实现系统自主分析、感应、预警与解决。4城市轨道交通车辆智能化运维检测针对城市轨道交通车辆智能化运维检测进行分析,希望通过合理的检测系统进行系统的成效分析,满足智能化运维要求。4.1智能检测系统构成智能化技术的发展,使智能化设备能够与车辆的转向架、车顶、车底等在线监测的实际要求相互匹配,形成城市轨道车辆的智能化综合检测体系。依据城市轨道车辆的智能化综合检测体系建立预防性维修一体化检测平台,对关键部分运行的实际状态进行针对性的监控分析处理,满足故障预测,可以针对其实际的趋势进行相应的分析与判断,满足故障的早期预警以及分级报警要求,使车辆能够实现智能化的状态维修,保障车辆安全运行。(1)正线动态综合检测系统。正线动态综合检测系统可以直接安装在运营线上,能够匹配状态的动态检测要求,实现监控关键的运行数据,及时消除故障隐患。正线动态综合检测系统包含轴温检测单元、踏面擦伤检测单元、正线轮对尺寸检测单元等,可以进行在线的动态检测,实现轴温、踏面擦伤、外形尺寸等对应故障的有效诊断处理。基于滚动轴承故障的升学诊断分析,了解实际运行过程中的在线监测处理,实现磨损、剥离、裂纹、腐蚀等轴承内外圈滚道以及滚动体的检测;利用高压设备的温度检测系统,可以满足对区域内温度等对应信息内容的掌握,了解其设备温度异常等相关联的情况[3]。因此,正线动态综合检测系统的实际设备,主要包含车辆运行和车型等不同配置。正线动态综合检测系统如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.005.F002图2正线动态综合检测系统(2)入段线日常综合检测系统。入段线日常综合检测系统主要包含运营前和运营后的车辆检测,需要针对车辆具体的部件的状态情况进行动态化的全面检测处理,以此保障轨道交通运营的安全性。入段线日常综合检测系统直接安装在行走线的入段位置上,包含数据专家诊断平台、全车图像监测系统以及车轮深层次探伤系统等相对应的成分,可以落实对车顶、关键部位以及相应制动单元的有效检测处理。(3)库内深度检测系统。库内深度检测系统包含移动式车轴超声波探伤机、移动式车轮超声波探伤机与库内的智能巡检机器人,可以满足库内的深层次检测要求。4.2智能检测系统配置随着城市化进程持续加快,各个城市在轨道交通方面的实际需求度大幅度增加。轨道交通智能化运维系统能够满足运维要求,是未来轨道交通的发展目标,也是降低成本、提高效率的有效手段。基于智能检测系统的全寿命成果进行分析,智能化检测系统主要包含4个方面的配置。(1)基础配置。主要针对维修保养时间相对较少且人工成本不太高的运营公司。(2)旗舰配置。主要针对维修保养时间相对适中且针对车辆部分信息存在监控需求的运营公司。(3)航母配置。主要针对维修保养时间较多且对于监控需求和检修精度存在较高的自动化要求、人工成本偏高的运营公司。(4)定制配置。运营公司需要结合智能化检测系统,自由组合搭配模块[4]。4.3智能检测系统成效分析(1)基础设置。智能检测系统的基础配置包含图像车号识别系统、故障在线动态检测系统、服务器交换机、智能指纹巡检仪、智能化软件管理系统、显示屏等。每人每年成本为168 000元,常规地铁维护人员配置的人车比例为0.6时,使用样板配置智能化的维修保养方案,按照车辆的实际总数为100、150、200辆计算,配置对应的人数分别为45、65、80。在进行成本节约费用和对应的智能化维修保养设备配置与维修过程中,可以进行智能检测系统基础配置成本的分析。智能检测系统基础配置成本曲线如图3所示[5]。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.005.F003图3智能检测系统基础配置成本曲线(2)旗舰配置。智能检测的系统旗舰配置主要包含红外线轴温检测系统、振动式轮对擦伤检测系统、图像车号识别系统、轮对外形尺寸动态检测系统、智能指纹钥匙柜、服务器交换机等。每人每年成本、车辆的实际总数等与基础配置一致时,分析旗舰配置成本。智能检测系统旗舰配置成本曲线如图4所示。10.19301/j.cnki.zncs.2022.01.005.F004图4智能检测系统旗舰配置成本曲线基于基础设置与旗舰配置的分析,可以了解各个成本曲线,使运维效果得到最好的呈现,满足城市轨道交通智能化运维的实际需求。5结语随着时代的不断发展,将云计算、大数据、人工智能等诸多先进技术应用于各行各业后,利用机器控制信号设备甚至是控制整个线网的运就成为城市轨道交通智能化运维发展的重中之重。在实践中,应加强对城市轨道交通智能化运维系统的研究,将其与城市发展结合,提高现阶段研究水平,优化城市轨道交通运维。

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