【52监测网】第158期 郑州地铁轨道智能运维系统规划与实践
 52监测网专家报告分享-第158期 《郑州地铁轨道智能运维系统规划与实践》 郑州地铁集团有限公司 目录 一、前言 二、轨道运维管理现状 三、轨道智能运维规划与探索 四、轨道智能运维展望 内容介绍 一、前言 ◇ 郑州地铁线网规划 • 郑州地铁现行线网规划方案《郑州市轨道交通线网规划修编（2015-2050）》于2016年5月获市政府批复。规划线网由21条线路组成，总里程970.9公里，设站523座。 • 截至目前，国家及河南省发改委共批复建设规划400.22公里，257座车站。实际建设规模为410公里，273座车站。
◇ 郑州地铁运营建设情况 • 截至目前，郑州已开通运营地铁线路7条，分别为1号线、2号线、3号线一期、4号线、5号线、城郊线一期、14号线一期。运营里程206.4公里，开通车站153座，线路呈“十字+环”网格化格局。 • 目前，在建8条线路，分别为3号线二期、6号线一期、7号线一期、8号线一期、城郊线二期、10号线一期、12号线一郑许市域铁路（郑州段），共计258.4公里，169座车站。
◇ 智能运维战略规划 • 《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》 2035年，进入世界先进智慧城轨国家前列，中国式智慧城轨乘势领跑发展潮流，其中，智能运维安全保障体系应健全完善，全行业运营安全和设备保障等指标达到世界领先水平。 • 《郑州地铁集团有限公司智慧地铁“十四五”规划及行动计划》 战略目标：万物互联、全息感知、数据融通和数据赋能； 按公司“6+2”的发展创新战略要求，应用5G+ABC等先进技术，构建郑州地铁智能信息平台。 实现轨道智能运维需要打好轨道运维管理信息系统基础，加强智能化检查装备和智慧化决策支持模型算法建设（1个基础+2项智能）。 ◇ 国内外发展现状 • 几十年来，国内外轨道交通轨道专业的信息化和运维管理智能化发展水平参差不齐，总体上，国外先于国内，国铁先于地铁，建设重点不一，形式多样。 • 各城市轨道交通大多关注车辆、机电、信号等专业设备的智慧运维管理，基于大数据分析的轨道智能运维管理技术与系统尚处于起步阶段。 • 相比于轨道智慧运维管理信息系统的开发，大多城市更重视轨道智能检查装备的开发应用。
二、轨道运维管理现状 ◇ 运维现状 • 全部采用委外维管模式，委外负责检和修，运营负责监控和验收。
◇ 痛点分析 检修方式传统，数据信息孤岛，运维效率较低，智慧决策困难 • 设备状态人工感知为主，无先进智能监测检测设备，无法实现在线监测； • 目前采集数据均靠人工采集事后分析，均未实现在线监测实时分析； • 针对已有检测设备，未打通传输通道接入数据中心，存在信息孤岛，缺乏统一数据分析平台，较难智能分析应用；
◇ 必要性分析 • 轨道设备是线性、连续、带状分布的无源线性基础设施 无源：自检测、自感知、自诊断较难实现，如何便捷获取状态数据是首要关心问题； 线性：不同于点状资产（如机电设备）的管理理论方法，如何划分基本管理单元是首先面临难题； • 在已有面向全专业的综合性运营管理系统前提下，建设轨道智慧运维管理系统是十分必要的。
三、轨道智能运维规划与探索 ◇ 建设方案 结合郑州智慧地铁建设的需求，突破轨道智慧运维管理的若干关键技术，公司组织研发：郑州地铁轨道智慧运维系统，提供轨道智慧运维软硬件一体化解决方案，实现轨道运维管理的标准化、规范化、精细化和智慧化，保证轨道运维的“促安全、降成本、提效率”。 • 系统集中部署在运营分公司的云平台； • 系统可同时为线路级、线网级提供服务，不涉及车站级的服务； • 系统为地铁运营分公司、供建中心（包括职能科室、生产科室）、生产班组（包括运营班组、委外班组）三级用户提供不同功能； • 系统前端感知设备可分为在线监测装置、动态检测装置和静态检测装置；
◇ 网络架构图 • 轨道智慧运维系统横跨企管网和生产网； • 车载巡检系统和线路质量智能检测仪器装置传输位于生产网； • 车载巡检系统和线路质量智能检测仪器装置利用车地通信网络LTE上传数据； • 轨检车和探伤车通过线网监控终端传输至智能运维系统云平台； • 静态检查数据通过工班级OA办公终端、维修维护系统上传至云平台； • 用户可部署终端或云桌面、手机APP等共享系统资源；
◇ 硬件资源需求 • 系统的硬件资源涉及OA办公终端、云平台硬件资源、高分辨率可视化大屏、车载轨道巡检系统和线路质量智能检测仪等；
车载式轨道巡检系统性能要求 1）弹条扣件缺失、断裂识别率：不低于99%；2）弹条扣件松动大于10mm识别率：不低于95%；3）轨枕破损识别率：不低于95%；4）钢轨裂纹检测，检出精度：裂纹宽度≥1mm，长度≥15mm；5）道床空间异物入侵检测，检出精度：投影面积≥100mm²，不低于95%；6）里程检测，测量精度：±1m；7）感应板移位，测量精度：±1mm；8）实现道岔区监控，监控范围道岔轨道覆盖区域；9）钢轨焊缝监控识别率：不低于99%；10）按头螺栓识别率：不低于95%；
线路质量智能检测仪性能要求 1）提供车体水平、垂直、纵向加速度检测及评定，客车运行平稳性检测及评价，车厢内噪声检测与评价等功能。 2）在地下隧道环境，可实现里程位置自主定位，无需人工操作干预，里程定位误差：不高于10m； 3）振动测量单元，陀螺分辨率不低于0.22˚/h；陀螺标度因数精确度：不低于500ppm；陀螺测量范围：不低于±400˚/s；加速度计标度因数精确度：不低于300ppm；加速度计测量范围：不低于10g；非线性：不高于1%；横向效应：不高于2%。 4）噪声测量单元，准确度等级：1级；灵敏度：不低于50mV/Pa±1dB；频响范围：不低于6.3Hz~20kHz；噪声测量范围：不低于40dB~120dB。
◇ 外部接口需求
◇ 系统功能需求
系统功能需求-运行监测中心 • 运行状态监测中心通过开发轨检车、钢轨探伤车、轨道巡检系统、线路质量智能检测仪、钢轨波磨智能检测仪等检测装备/仪器的数据接口，实现数据互联互通，多层级共享。
系统功能需求-数据分析中心 实现设备状态评定指标体系建立、设备状态综合分析、设备状态趋势分析及专项分析功能等；
系统功能需求-健康管理中心 包括对轨道设备健康综合评价、设备故障预测和设备全寿命周期管理；
系统功能需求-维修生产中心 以维修生产业务为基础，通过智能运维技术，实现设备智能维护和维修建议指导。开发生产计划管理模块、现场作业管理模块、维修质量评定管理模块，实现轨道运维生产的智慧化闭环管理。 • 全面掌握线路设备维保情况； • 落实修程修制修规和安全规章； • 执行规范化生产作业流程； • 确保维修质量，杜绝漏捡漏修； • 提质增效； 主要依据： • 交通运输部.城市轨道交通设施设备运行维护管理办法（交运规[2019]8号）； • 交通运输部.《城市轨道交通设施运营监测与评价方法 第4部分：轨道和路基》（GB/T 39559.4-2020）； • 郑州地铁.线路检修规程（Q/ZDYY-J10-001-2017）；
◇ 系统智慧决策流程 通过五大中心的建设，实现管理模式创新、维修决策优化，兼顾当前修程修制，逐步由周期修向基于状态的预防修转变；
四、轨道智能运维展望 ◇ 运维展望 • 打好轨道运维管理信息系统基础，加强智能化检查装备和智慧化决策支持模型算法建设，是保证地铁运营安全，实现轨道专业“提质增效”的有效途径； • 从国外成功的经验可以证明，推进大数据技术在轨道交通中的应用，优化产业格局，这既是轨道交通科技创新的发展方向，也是轨道交通转型发展的关键； • 轨道智能检测装备的发展趋势 1）集成化（与信息系统、不同装置间集成）；2）智能化（病害智能识别、病害智能诊断）；3）精准化（地下环境里程定位更准确）；4）云端化（云端存储、深度分析）；
《郑州地铁轨道智能运维系统规划与实践》 郑州地铁集团有限公司 注：本内容仅供个人研学交流，版权归原作者所有 |
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