轨道车监测信息综合运用探讨

轨道车监测信息综合运用探讨

丁立国，蔡晓，杨忠朝，郭一非，吉志伟

中车永济电机有限公司 山西 永济 044502

摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，轨道工程建设越来越多。目前对城市轨道交通的监测管理主要依靠检修人员经验开展，维护质量较差。文章首先分析了综合监测系统构成，其次探讨了轨道车监测信息综合管理的实现，最后就综合监测的发展进行研究，以供参考。

关键词：集中管理；应用融合；数据分析挖掘

引言

城市轨道交通系统建设复杂，涉及巨量设施，一旦重要设施出现故障，可能在环境相对封闭的地下空间内造成严重安全事故。为了预防轨道交通事故的发生，保证人民生命安全财产，有必要开发一套城市轨道交通设施安全智能监测预警系统。已有城市在客运量较大的轨道交通运营线路根据实际需求安装了城市轨道交通设施安全智能监测预警系统，为轨道交通运营安全提供技术保障。

1综合监测系统构成

综合监测系统由就地智能传感器监测系统、网络传输系统和综合监测平台3部分组成。在关键部位布设变形、应变、振动、环境等类型传感器，借助无线或总线通信实现监测数据实时上传至综合监测平台。（1）就地智能传感器监测系统。包括传感器、数据采集装置、供电装置及防雷装置等，主要承担、隧道及区域地表变形的相关物理量监测和数据采集。（2）网络传输系统。由于城市轨道交通工程所在区域通常是狭长形或者空旷的区域，监测传感器可采用无线传输或者总线传输方式与监控中心进行数据传输。（3）桥隧综合监测平台。主要针对隐患点及重点防御监测点建立与桥隧基础设施结构相关联的监测数据库，同时基于结构物变形的监测数据，应用数学模型对结构的运行性态进行预警范围和预警等级分析，提供对桥隧结构实时监控、分析预警和桥隧养护计划等重要信息，可供巡检人员日常查询。

2轨道车监测信息综合管理的实现

2.1轨道车监测信息综合管理平台

从已有的轨道车监测系统，将轨道车GYK、GMS设备状态及换装信息统计、工作状态、轴温监控状态、视频监控状态、空气制动状态、供电状态、走行部状态、高压绝缘检测状态、CIR机车电台状态、防火报警状态等信息进行分类处理，各路局集团公司用户终端实时掌握本局车辆在线情况，设备运行状态，进一步加强对轨道车的管理，提升综合管理能力。

2.2传感器选型及布点技术要求

对于前端传感器，其类型决定了数据采集的精度及质量，应从性能和造价等方面考虑传感器的选型，基于此提出以下技术要求：传感器在使用寿命内稳定可靠运行；传感器应耐久性好和抗干扰性强；传感器技术成熟、性能先进；传感器应便于维护和更换；传感器在满足监测要求的情况下，应造价低、易安装。前端传感器的布点的位置也需满足相关要求：1)传感器的布置应体现优化原则，利用尽可能少的传感器获取全面、精确的环境和结构参数信息；2)传感器的数量和设备能力等应具有适度冗余，以确保系统的可靠性，并满足系统改进、扩充和系统升级的需求；3)传感器的布设工艺不能损伤结构；4)传感器要布设在存在严重病害的结构上；5)传感器要布设在曲线半径小(<600m)、大纵坡(>15‰)等线路运营条件差的结构上；6)传感器要布设在跨越市政道路、高速公路、铁路和河道处的结构上；7)传感器要布设在临近桥位处有施工、路口容易被撞的结构和防撞架上；8)传感器要布设在超高结构等不易人工检测的位置上。

2.3轨道车监测数据中心

数据中心主要处理来自于各路局集团公司上传的轨道车各种监测信息，包含信息统计、数据分类分析、数据挖掘、数据联动、预警下达5个主要功能。1）信息统计。主要针对各路局集团公司轨道车上线数量、各类车载设备安装数量、下达的揭示数据、基本数据、程序更换次数和车载设备故障数量进行分类统计。2）数据分类分析。通过对轨道车监测信息统计后，针对不同路局集团公司的同类数据的对比分析，综合分析获得轨道车运用现状，包含车辆利用率及故障率、作业规范率，车载设备故障率、配属是否合理等。3）数据挖掘。经过数据分类分析，联合多种不同分类数据，进一步挖掘数据信息，为轨道车的运用管理方面提供决策性依据，增强轨道车管理维护，减少轨道车管理维护成本，提高轨道车运行安全，避免事故的发生。4）数据联动。结合铁路已有的防灾安全监测系统、异物侵限监测系统等，形成横向联动，分析在途轨道车是否处于灾害发生区段，为灾害预警信息的准确性提供前提条件。根据系统内数据的横向联动，可预判轨道车自身状态是否存在安全隐患，提前提出警示信息。5）预警下达。在通过一系列功能的实现后，及时下达预警和警示信息给对应的路局集团公司相关运用单位，以及减少车辆和人员安全事故的发生，避免因此带来的损失。

2.4监控设备集成管理

数据存储在监控设备综合管理模块和现有车载视频监控系统中。监控摄像机总数不少于10台，在线摄像机数量不少于30台，主要功能包括：通过现有监控设备的二次开发查看监控功能，点击BIM模型中的监控模型；可以用于监测其状态的设备的健康状况，用不同颜色识别设备，并针对设备故障或维护需求发出警告；可以搜索设备类型和编号，也可以将模型拖放到控制界面，查看台账设置信息；设备模型可旋转，便于显示具体的错误位置；统一安全权限认证技术实现了管理层和权限层的动态配置管理；在层次结构的分层查询中，可以看到整个硬件层次结构，用户可以快速找到相关信息。

2.5养护巡检

实现信息化闭环管理，把巡检管理工作精细化，发现问题由系统自动评分，简化流程提高定检效率。养护巡检由养护巡检信息汇总、工单管理、知识库3部分组成。在工单管理模块中，支持新建病害跟踪、新建工单以及编制巡检计划，操作人员可结合分析预警模块提供的预警信息建立病害跟踪，对预警问题持续跟进。也可通过新建工单的方式派维修人员现场进行维修、确认，操作人员所做的全部操作及维修人员的维护进度均可在监测平台中查询。此模块使智能诊断、精准施修形成闭环，改善了维修人员的工作模式，实现了从传统养护定期“计划修”向智能精准“状态修”“预测修”的转变。

3综合监测的发展

轨道车监测越来越全面，监测系统越来越多的情况下，建设综合监测，有利于铁路各相关部门对轨道车的运用、管理、维护、作业监控、状态监控等有更详细的、综合的掌握，未来终会走向各种应用的融合，才能增加效益，降低成本。

结语

综上所述，为预防由于城市轨道交通设施故障导致的严重安全事故，提高轨道交通安全运营的技术保障，设计了一种城市轨道交通设施安全智能监测预警系统，实现轨道交通设施监测数据采集、数据传输、数据保存、智能预警功能，对系统功能及布局提出了具体的设计要求，同时根据安全性的需求划分了预警级别。该系统进一步提高了城市轨道交通设施运行使用的可靠性，改善了城市轨道交通运营安全环境。

参考文献

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