【52监测网讯】第205期 武汉地铁隧道智能运维的探索与实践
 52监测网专家报告分享-第205期 《武汉地铁隧道智能运维的探索与实践》 朱东飞 目录 一、背景 二、系统解决方案 三、方案实施及效果 四、展望 内容介绍 一、背景 国内城市轨道交通建设发展现状 • 运营里程长：截止2021年底，50个城市283条线路、运营里程9206.8公里、地下线6396.7公里； • 建设规模大：截止2021年底，55个城市、253条（段）在建线路、总规模6096.4公里、地下线4971.7公里； • 规划增长快：2021年，3个城市、获批314.6公里、地下线286.2公里，后续将有更大规模线路获批； 国内地铁运营隧道面临的诸多威胁
武汉地铁启动隧道智能运维专题研究 • 亟待解决的问题：城市轨道交通全自动运营已成为当前技术发展的趋势，但隧道结构、道床、轨道和外部入侵等列车运行基础环境，目前还缺乏有效的监测手段。随着城市轨道交通线网的不断扩大，如何保障列车运行环境安全已成为了亟待解决的问题。 • 存在的威胁：武汉地铁目前已开通运营线路435km，自运营以来，隧道沉降、管片变形、轨道断裂、道床塌陷等情况都有发生，对列车的安全运行造成了极大的威胁。 • 探索与实践：武汉地铁结合自身情况，自2018年3月以来，积极开展了基于光栅阵列传感技术的地铁隧道智能运维探索与实践。 二、系统解决方案 主要功能： • 异常入侵事件监测预警； • 轨道、道床结构安全监测； • 地铁隧道结构安全监测； • 列车轮轴状态监测； 总体思路： • 光栅阵列传感网络+大数据+云平台； 关键技术：
系统架构：
三、方案实施及效果 项目历程：
方案研究及技术验证： • 2018年3月，武汉地铁立项科研课题，与武汉理工大学姜德生院士团队联合开展阵列光栅关键技术在武汉轨道交通的研究及应用工作； • 2018年3月至2019年3月，武汉地铁在7号线板桥站至野芷湖站三站两区间开展了现场测试工作包括传感大数据实时存储与分析、地铁隧道工程结构特征数据的获取等，对大容量阵列光栅光纤传感技术的有效性与可靠性等方面进行了验证，研究成果符合预期。
工程验证： • 2018年10月15日，地铁集团明确在8号线三期工程进行试点应用，技术成熟后在其他线路推广。 • 2019年7月，武汉地铁向武汉市科技局申报了科技成果转化项目，通过8号线三期试点工程的实施，2020年7月确定了适合规模化施工的阵列光栅光纤传感光缆的规格和敷设方式。
工程实施：
实施效果：
至今，8号线地铁隧道智能运维系统已运行8个多月，系统稳定，相关功能达到预期效果。
外部入侵监测效果： 系统在地铁8号线全线部署后，识别出了多起保护区内钻探施工事件。
轨道、道床监测效果：
轮轴状态监测效果：
地铁隧道安全结构监测效果：
保护区入侵及报警功能验收 小结： 光栅阵列传感器数据获取是稳定、可靠、有效的 • 通过振动数据分析可对隧道初始化状态进行建模； • 通过运营期间的数据与模型数据对比，可实现隧道健康状态预警报警功能； • 可为城轨运营安全提供有力保障； • 可大规模工程应用 本项目采用的新一代光纤传感技术-光栅阵列传感技术，具有“大容量、高精度、高密度、长距离、高可靠性”等特性，技术先进，可进行大规模工程化应用。 • 方案合理可行 武汉地铁隧道智能运维系统方案，经7、8号线运营线路实践验证，方案合理可行。 • 具备产业化条件 经8号线科技成果转化示范应用，武汉地铁隧道智能运维系统运行稳定，功能满足地铁隧道运维需求，具备产业化应用条件。 四、展望 ➢ 经过长期数据积累、大数据分析和机器学习，可不断扩充地铁隧道智能运维系统功能，进行系统迭代升级，为地铁隧道基础设施养护维修、地铁无人驾驶安全运营保驾护航。 ➢ 武汉地铁根据8号线地铁隧道智能运维的研究与探索成果，可在其他运营线路推广应用，进而实现武汉地铁全线网的地铁隧道保护与智能运维。 ➢ 随着城轨交通的快速发展，无人驾驶技术广泛应用，地铁隧道智能运维系统将为城轨交通安全运营发挥越来越大的作用。
《武汉地铁隧道智能运维的探索与实践》朱东飞 注：本内容仅供个人研学交流，版权归原作者所有 |
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