基于物联网技术的轨道交通设备精益化作业管理系统应用研究

基于物联网技术的轨道交通设备精益化作业管理系统应用研究

郭统乐

天津轨道交通集团有限公司天津市300000

摘要：21世纪是信息化技术高速发展时代，在这种时代背景下的技术应用发展中，已经实现了飞跃性转变，并且在物联网技术的应用控制中，在结合城市化建设发展需求，去进行对应的技术实施。物联网结合城市交通网络建设就是当前信息技术发展之后形成的一种新型发展技术，鉴于此，本文针对基于物联网技术下的城市交通进行了分析。

关键词：物联网技术；轨道交通；管理系统

城市轨道交通进入快速发展期，地铁线路组网的逐年扩大，同时也对地铁运营企业关于地铁现场的监管管理、地铁设施的日常保养监督、零部件产品与耗材品质诸多领域提出了更高的管理要求与挑战。本文探讨引入先进的物联网NFC技术运用于设备巡检作业中，可对设备巡检管理流程及过程规范、标准化、设备履历和运行数据信息化、人员管理科学智能化、工作管理高效化，使得地铁设备管理水平发生质的提升。

1.物联网技术应用下的交通系统

1.1数据感知技术

数据感知技术是物联网技术应用下的交通系统构建因素，在其整个技术的应用中，借助数据感知系统进行对应的数据控制，并且将数据感知中的技术控制实践进行了整合。需要注意的是在数据感知技术的应用过程中，应该注重对其技术应用的采集方式，以及对应的数据感知器选择分析，只有保障了对应的数据采集方式应用和感知器选择效果提升，这样才能满足整体的数据传输感知需求。

1.2数据传输技术

传输技术应用分为以下几种：一是基于有线信道的通信传输构建，二是基于无线信道的传输技术构建，两种不同的数据传输技术在进行数据传输中，其对应的数据传输技术控制是不同的，并且选择的通信信道构建也是存在着明显的差别的，以我国当前的通信技术发展现状来看，我国的通信技术发展已经实现了2G、3G和4G技术应用的双向化发展，并且在未来的通信技术传输发展中，对于5G技术的应用也将会越来越完善，这些数据传输技术都可以作为物联网数据传输技术应用。

1.3数据接收设备

物联网传输技术应用中，需要按照传输技术应用中的技术控制需求，将整个传输技术应用中的数据接收设备进行了归纳，具体的接收设备分为以下几种：一是智能信号控制设备，这是保障整个数据传输控制的重要性保障因素，也是整个物联网技术应用控制中的的重要性设备。

1.4区域物联网络构建

由于在物联网技术的应用过程中，其对应的交通网络构建需要按照区域化发展构建进行对应的网络构建，只有保障了区域网络构建，这样才能满足城市交通建设网络化共享发展需求。需要注意的是在城市交通网络物联网构建中，应该注重对其构建原则分析，也就是在物联网构建中，应该按照其构建中的需求，将网络构建的完整性，及包容性和安全可靠性建设结合在一起，这样才能满足整体的物联网络构建需求。并且在物联网络的区域化构建中，应该按照对应的系统构建进行对应的系统结构设计，整个系统结构设计中分为四部分，一是感知部分、二是传输部分、三是处理部分、四是接收部分。通过以上四部分设计，能够满足城市交通网络构建需求，符合城市交通网络物联网构建需求。

2关键性技术分析

2.1NFC技术

NFC技术，即近场通信[2]，是一种由免接触式射频识别（RFID）演变而来的短距离的高频无线通信技术，可以实现电子设备间完成点对点的非接触数据传输与交换过程，NFC芯片拥有即时相互通信功能，并具有计算能力。该项目中利用NFC标签标识设备位置，只有在巡检员到位扫描标签的情况下，才可执行巡检记录，保证巡检到位。

2.2无线通讯技术

3G/4G/WIFI无线通信技术，利用电波信号在自由空间中传播的特性进行系统数据信息交换。

2.3移动智能终端技术

手持巡检终端采用NFC智能手机，通过NFC智能识别技术扫描NFC标签进行对巡检点的定位，并通过安装在手机中的手机客户端软件实现巡检数据的现场录入及本地存储，避免数据的混淆或丢失。

2.4现代数据挖掘技术

应用的前提是确定好挖掘主旨、数据间建立连接、构建数据结构及模型等基本步骤，使得数据分析过程体现的比较完整。在本项目中，评定设备故障等级与预测故障是数据挖掘的主旨问题。而数据之间的连接通过DOTNET平台所包含的函数ADOMD.NET、ADO.NET等实现。数据结构从本质上说是与故障有关结构，而数据挖掘模型建立离不开数据维度的选取及分割，同时还有选取合适的维度属性、实事数据项等，在完成上述基本框架内容后，就可以进行维度体系方面的设计。在后续的设计中，对维度类型详细定义必不可少，需要定义维度的名称及度成员，同时做必要的说明。

3系统硬件架构分析

3.1系统架构

基于物联网的地铁设备智能巡检系统的主要硬件设备包括了设备房NFC电子标签、手持式NFC手机与应用服务器等三部分。本系统的硬件架构设计图如图1所示。

计算机、数据服务器、巡检终端、NFC标签、数据通讯设备构成了系统的硬件架构。根据所需最低要求对数据服务器进行装配，数据库服务器是通过存储型服务器中的数据库管理系统软件实现的，其中数据库服务器能够提供形式多样的服务，包含事务管理、查询、索引、更新、查询优化、安全等，数据服务器采用数据双备份，保证数据存储的安全性。

具有NFC功能的手机作为巡检终端，同时手机还具有较高的耐用性与可靠性，可以适应多种环境。同时具有简单便捷的操作界面，使用人员容易掌握系统的操作。智能终端应拥有4G网络通讯模块，便于巡检人员在工作过程中实时发送、接收数据。巡检终端的屏幕采用高亮度的设计，即使在阳光照射下仍能够清晰识读巡检参数。

3.2电子标签

本系统实现了对设备巡检的智能化管理，很大程度上简化了巡检员的工作流程。在一般的设备房中只需安装1个NFC标签，对于那些规模较大的设备房（例如：环控机房（空调）、隧道风机房）应该增加至3个左右的标签。电子标签的意义在于标识巡检位置，目的是确保巡检工作到位，同时只有巡检员扫描电子标签的情况下，系统才会有巡检记录。电子标签一般采用胶粘或机械固定方式进行固定。通常在设备房入口的醒目位置进行标注。NFC电子标签内只存储标签卡号，在后台与设备房互相绑定。

一般电子标签不装配内置电池，其工作原理是：在阅读器的读出范围之内时，电子标签可以从阅读器发出的射频能量中获取其工作所需电源，采用反射调制方式完成电子标签信息向阅读器的传送。

结语

物联网NFC技术运用于地铁设备智能巡检工作中，能够使线路和设备检修部门在设备巡检工作上实现无纸化数据收集，对巡检人员的工作情况进行了有效监督，使得地铁设备巡检工作智能化程度极大提高，地铁运营成本极大降低、管理工作实现了精细化，智能化设备巡检系统具有低成本、易操作等显著优势，为地铁设备低故障率和安全运行保驾护航。

参考文献：

[1]蒋伟，周卫军.基于空间句法的长沙地铁线路规划可达性评价[J].湖南文理学院学报（自科版），2012，24（1）：74-77.

[2]吕一锋，陈淋.地铁运营隧道安全巡检系统及其应用[J].城市轨道交通研究，2014，17（10）：126-128.

[3]董晓婷.上海地铁电梯巡检管理系统及其标准化流程研究[J].交通世界2016（22）：130-132.