物聯(lián)網(wǎng)在軌道交通車輛維修方面的探索與實(shí)踐

沈云霄

（南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210012）

1 南京地鐵在物聯(lián)網(wǎng)方面的運(yùn)用

物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)字面翻譯是“物體組成的因特網(wǎng)”，準(zhǔn)確的翻譯應(yīng)該為“物聯(lián)網(wǎng)”,指的是將各種信息傳感設(shè)備等裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)。

“南京地鐵S7 軌道交通沿線安全綜合監(jiān)測系統(tǒng)項(xiàng)目”以S7 號線為落腳點(diǎn)，以運(yùn)營安全風(fēng)險監(jiān)測為核心，融合工務(wù)、供電、通號、車輛、機(jī)電等專業(yè)，對軌道交通軌行區(qū)、保護(hù)區(qū)、車站、隧道、橋梁、站場及運(yùn)行車輛等各類風(fēng)險狀態(tài)進(jìn)行全面、實(shí)時、自動感知與識別，及時預(yù)警、分析趨勢、預(yù)測維修、科學(xué)決策、應(yīng)急聯(lián)動，保障安全。針對“地鐵智慧運(yùn)營”重大應(yīng)用場景，是國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“城市地下基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行綜合監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”在中國軌道交通領(lǐng)域首個應(yīng)用示范。

圖1 南京地鐵物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用發(fā)展

2 現(xiàn)有模式的升級

目前南京地鐵更多的運(yùn)用都在基于4G 網(wǎng)絡(luò)，包括南京地鐵的弓網(wǎng)監(jiān)測無線數(shù)據(jù)傳輸方案等。2020 年11 月南京地鐵和南京移動共同舉辦的南京市5G 智慧地鐵產(chǎn)業(yè)合作伙伴大會暨中國移動南京地鐵5G 全覆蓋全場景發(fā)布會。至此，南京地鐵成為全國單一城市中地鐵5G 信號覆蓋線路數(shù)、覆蓋里程數(shù)第一，全球地鐵5G 全覆蓋里程最長的城市。

為南京地鐵建設(shè)、運(yùn)營、資源開發(fā)，基于乘客服務(wù)等的新產(chǎn)品、新理念、新服務(wù)提供了廣闊的應(yīng)用場景。5G 地鐵智慧屏、5G 地鐵自動運(yùn)維巡檢機(jī)器人、5G 車載PIS 系統(tǒng)、5G地鐵駕駛和乘客安全管控、5G 地鐵集群通訊及應(yīng)急保障、5G地鐵警務(wù)巡檢機(jī)器人、5G 地鐵大數(shù)據(jù)客流分析等地鐵十大5G 應(yīng)用場景。

表1 網(wǎng)絡(luò)升級優(yōu)點(diǎn)

3 智能維修方面的探索與實(shí)踐

我們的維修模式已經(jīng)由原先的故障修——預(yù)防修——狀態(tài)修，智能運(yùn)維將根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和趨勢分析提前發(fā)現(xiàn)事故先兆，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)。列車狀態(tài)智能檢測技術(shù)：基于光纖等感知元器件的深度集成于列車車體、轉(zhuǎn)向架、受電弓、電機(jī)、軸承、此輪箱等結(jié)構(gòu)件在線實(shí)時監(jiān)測技術(shù)。

同時將數(shù)據(jù)借助5G 網(wǎng)絡(luò)，下傳至地面運(yùn)維平臺，實(shí)現(xiàn)對子系統(tǒng)及關(guān)鍵部件狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)視、故障預(yù)警等功能，為列車運(yùn)行提供遠(yuǎn)程診斷與專家技術(shù)支持，根據(jù)數(shù)據(jù)制定維護(hù)計劃，根據(jù)數(shù)據(jù)對器件有深刻的認(rèn)知與實(shí)踐。

圖2 器件壽命分析

利用智能分析實(shí)現(xiàn)以下4 個層級的預(yù)測維護(hù)。系統(tǒng)級：從產(chǎn)品維度分析應(yīng)用工況需求，結(jié)合各子系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)測維護(hù)；控制級：分析軟件需求及器件特性，其于半實(shí)物平臺建模預(yù)測維護(hù)；電路級：分析應(yīng)用需求，設(shè)計子系統(tǒng)，進(jìn)行電路原理級建模預(yù)測維護(hù)；元件級：研究器件的性能參數(shù)，建立器件電路模型，結(jié)合具體應(yīng)用，給出最佳解決方案。

4 結(jié)語

智能運(yùn)維給車輛維修帶來的便利，將大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)作分析對比，器件及系統(tǒng)健康狀態(tài)展示與統(tǒng)計分析，故障數(shù)據(jù)展示及智能化排查操作指導(dǎo)，基于數(shù)據(jù)分析輸出產(chǎn)品可靠性預(yù)測維護(hù)。