长三角智慧城轨与智能运维发展成果
一、南京地铁
南京地铁云数融合平台应用云计算、5G、物联网、大数据等新兴技术,建设“云+5G+数”融合平台,形成南京地铁数字化、网络化、智能化的新质生产力,构建广泛兼容、开放异构、弹性扩容、资源集约、高可用、统一运维的城轨云计算与大数据生态。
(1)生产云平台(为多专业提供多维资源服务)
提供多维融合的IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、DaaS(数据即服务)资源服务,包括信号、车辆、售检票、供电、消防、通信、电扶梯、综合监控等八大专业、十八项业务,同时为开发者提供便捷的云原生开发环境、容器等标准化PaaS组件、可调用的微服务组件等,提高系统开发上线效率。
(2)大数据平台(为多专业构建多维数据资产)
南京地铁云数平台建设生产云DaaS(数据即服务)服务体系,运用大数据技术,将生产网数据整合成轨道行业的数据资产,涵盖14项关键生产业务的数据,形成6大主题资产类别,包含140多项详细数据资产,80多项待孵化的数据服务。
南京地铁从数据采集迈向了数据服务的新阶段,支撑“向数据要生产力”的数字化转型战略,通过数据的深度挖掘和有效利用,推动应用功能智慧化迭代升级,为运营管理提供数据支撑,助力南京地铁数智化。
(3)智能运维专区(创新实践“1+N”建设模式)
南京地铁智慧业务建设遵循“1+N”模式,即构建1个核心的智能运维管控平台,并围绕该平台搭建N套智能运维专业系统。云数融合平台为南京地铁网络化多专业综合智能运维管控平台建设提供解决途径。云数融合平台特别设立了“智能运维区”,为南京地铁运营中多专业深度融合奠定了基础。
通过这一创新平台,建设面向全员、全专业、全业务、全流程、全场景的设施设备运维管理平台,平台集成了在线监测、故障预警、状态维修和智能决策等高级功能,实现了高度协调的“智慧运维”。
云数融合平台提供数据共享服务、智慧业务统一承载服务,实现地铁运营的车辆、信号、供电、售检票、机电设备等运行状态、健康状态实时监测,为不同专业岗位的维修人员提供全面可视化的维修服务。
通过云数融合平台,实现基础设施与生产业务解耦,各生产专业无需配备信息化设备维护人员,无需关注底层设备的状态,从而能够更专注于核心业务应用的开发与优化。
云数融合平台具备信息化基础设施状态的实时预警与监控功能,通过统一的可视化运维,为云数平台及各业务系统的稳定运行提供强有力的保障。
二、无锡地铁
无锡地铁发展新质生产力,聚焦运维平台、故障诊断与健康预测、移动化运维、智能巡检、综合网管和运维管理电子化等场景。
1、车辆智慧运维体系
包括车辆检修管理系统、车辆健康诊断系统、车辆智能检测系统,形成设 备状态实时监测、数据实时传输、数据统一管理、设备状态智能诊断、车辆智能维保、运维管理信息化体系。为车辆运行、应急处置、维护管理、部件全寿命周期管理、修程模式优化提供支撑。
智慧运维在无锡地铁4号线推行,以智能运维平台作为统一数据终端,以车辆健康诊断系统为基础的列车健康评估平台,以智能列检为基础的车辆自动检修,以DCC安全联锁为基础的库区安全自动防护, 并打通与检修管理系统接口,实现区域自动化作业/系统自采集 - 结果感知 - 智能诊断 - 故障综合管理。
⭐车辆健康诊断系统
目前无锡地铁在1号线南延线、3号、4号线安装车辆健康诊断系统,可实现车辆健康度评估、故障关联分析、车辆趋势预测、设备寿命预测、故障专家诊断等功能。
⭐智能列检
智能列检系统模块由360°图像检测系统、车底智能巡检机器人、智能巡检手持终端组成。车底智能巡检机器人覆盖车底无电项点1978项,目前每晚完成4列车底无电巡检,平均每列检出有效故障8.3个,误报3.92个,误报率0.198%,准确率99%。360系统覆盖车顶、车侧5232项点,平均每列次检出有效报警12.1个,误报2.49个,误报率0.048%,准确率99%。智能列检系统实现日检无电检查的自动检测、自动记录、自动分析预警,形成人机协同检修日检新模式,日检主体作业时长由190min 缩减至60min,效率提升约70%,从重复的高负荷目视检查作业转变为功能测试、技术分析、故障处理等工作。
360°动态图像检测系统采用“光学图像检测技术”自动获取车底走行部、车窗、车顶关键部件的高品质二维图像,采用“图像特征分析”和“模式识别技术”,自动识别关键部件缺失、变形等异常情况。采用图像线扫描技术,HTM神经网络算法、AI深度学习技术,增加3D相机,可实现三维图像与二维图像联合预警,剔除因水渍、光照造成的系统误报,提高预报准确率。
轮对动态检测系统采用“光截图像测量技术”、“高精度的位移检测技术”和“高速高分辨率图像测量技术”在线动态自动检测轮对外形尺寸和踏面擦伤等异常故障。
智能列检机器人对车底部件表面状态进行2D和3D图像数据采集、分析及识别功能,采用自主导航技术、多目三维检测技术、AI深度学习、多编组任务动态分配和集群调度等技术,2机器人编组对8列位车辆自动巡检作业。
⭐车辆检修管理系统
车辆检修管理系统在设备维保全过程控制基础上,实现业务管理标准化、流程化、信息化,通过作业标准化分解,与作业相关资源数据相关联,形成全过程作业管控与数据采集,通过大数据技术为生产成本管理、计划排程、设备健康状态分析等提供支撑。
2、无锡地铁运营调度施工管理系统
该系统采用自动冲突检测、滚动式自动发布、施工请销点自动批复等创新技术,实现了地铁运营各线路施工调度的信息化和数据化管理,解决了施工管控难、协调工作量大、作业效率低下等问题,通过信息化手段规范施工计划申报、施工组织管理、施工安全管理,提高工作效率和施工管控能力,降低了人工成本。同时通过系统建设形成一套标准的、规范的、信息化数据,以运营调度施工管理系统中的基础数据、系统流程等信息化数据为基础,进行数据展示分析和业务管控,为地铁运营调度施工的科学管理提供强有力的决策依据。
3、基于综合监控的智慧车站
智慧车站包括:车站全息感知(包含综合管理平台和综合看板)、智慧客运组织、智慧乘客服务、智慧运营维护、智慧应急管理、智慧安保管理等功能。
三、上海地铁
⭐上海地铁线网运维生产数字化管控中心
2023年底,上海地铁初步建成上海地铁线网运维生产数字化管控中心并投入试运营,将18条线路(除磁浮线、浦江线)的设施设备尽数纳入,上海地铁全线网运营设施设备运维管理集控中心,集成80多项感知技术、覆盖10大专业智慧运维中枢。数以千万计的传感器,实时捕捉着每一寸轨道、每一列列车的细微变化,将数据信息源源不断传至平台。
上海地铁运营规模越来越大,传统的计划修和故障修,已经不能满足日益增长的运营需求,数字化转型的目标之一:以AI检修、大数据分析等方式,降低故障发生率,提高故障处置效率,向着“感知型的状态修、经验型的计划修、专家型的故障修”多检修模式转变。
⭐车辆智能运维
列车上安装有上万个传感器,回库时通过龙门架开启360°综合检测,仅用20秒就可完成原先2人40分钟的作业量,且精度更高。
车辆智能运维RISE系统由车联网系统(IOR)、轨旁综合检测系统(SMIT)、维护管理系统、车辆维护专家系统组成,可完成从车辆运行到车辆检测维护全过程的数据采集工作,并实现对上海地铁全路网车辆的状态实时监测,异常情况预警,计划自动生成,维修维护指导等功能。
⭐车辆智能巡检机器人
“瓦力”家族出马,覆盖更为隐蔽的部件检查。这一整套“机器视觉技术”,可替代80%以上人工作业内容。
机器人视觉技术。采用无线通信融合云计算、AI、图像识别处理技术,能对车底关键检修点精确成像,智能判断车底关键部件状态。
多传感信息耦合技术。机器人采用多传感器信息融合,即综合多个传感器数据,能获得可靠、准确、全面的信息,经过融合的多传感器系统进一步精确地反映检测对象的特性,提高信息的可靠性。
自主定位导航。通过SLAM定位导航技术,智能巡检机器人能够实现预设路径下的可控运行。使用柔性调度技术,能够实现多机器人在不同股道间的自由转运,保证检修任务顺利完成。
云技术。通过初步计算,智能巡检机器人能够替代人工完成超过80%的车下巡检,其检测准确率能够达到98%。
四、合肥地铁
合肥地铁致力于提升运维智能化、精细化水平,发展智能运维、构建设施设备全寿命周期健康管理、安全高效的运维管理体系。截至2023年11月底,合肥轨道已在车辆、供电、机电等专业开展了多项智能运维试点探索与应用。
1、全空间智能感知巡检系统
合肥地铁创新应用轨道安全光纤智能预警系统,该系统将量子精密测量技术应用到分布式光纤传感领域,把隧道内的一根普通光纤变成具有听声辨位能力的光纤,使得光纤还具有智能识别入侵信号的能力,实现了监测实时性和区域全覆盖性。该系统解决了地铁安全保护区巡检成本巨大,难以实时监测等难题。
隧道光纤预警系统与地面低空巡检系统融合,实现24小时不间断全空间监测,从而更好应对轨道安全突发事件,地铁保护区巡检模式真正迈向了“耳聪目明”。
2、轨道交通基础设施状态综合智能化管理平台
该平台是集工务设施全生命数据采集、处理、表达、分析的一体化智慧决策服务系统,利用大数据分析技术深入挖掘基础设施数据价值,进行主动风险监管,利用GIS、物联网、数字孪生等技术,提供基于实时数据的可视化监测与海量历史数据的劣化预警等基础设施健康度管理功能,形成集成化、移动化的运维业务管理,建立可视化应急预案,指导突发事件的应急处置,有效提升资源使用效率及使用寿命,实现城轨基础设施全生命周期管理的信息化、流程化。
平台由数字化底座和智能化机器人系统设备组成,采用软硬件相结合的手段,搭建基于数字孪生的全线基础设施模型,覆盖轨道、高架结构、地下结构、隧道结构和管片,通过移动巡检设备和现场检测传感器感知噪声、振动、位移等信息,突破现有专业界限,实现全线各部位、实时、不间断的综合感知和数据无障碍共享。
合肥地铁基础设施状态综合智能化管理平台上线运行以来,优化了轨道检测模式,提高了80%的巡检效率,减少约60%人工检修使用,其中,单线路病害形变检测每年可节省维保服务费用约1000万。
五、杭州地铁
1 线网云平台
杭州地铁线网云平台融合AI、大数据、融合通信等创新技术,提供安全生产网(包括车辆、工艺、信号、供电、通信、ISCS、AFC等多业务系统并预留扩容能力,统筹部署线网BIM平台、线网智能运维平台、线网AI平台等线网功能平台)和内部管理网(搭建基于集团及运营OA、基于RFID的资产管理系统、企业数据仓库等业务的统一平台)。
2 智能运维
杭州地铁智能运维平台采用线网+线路+车站的“平台+应用”架构,依托视频图像、AI分析、巡检引擎、5G定位等技术,支持多种物联传感器的监测数据接入,面向车辆、信号、工务、供电、通信、站台门、机电设备等基础设施,提供全生命周期的智能运维服务。
3 智慧车站
杭州地铁智慧车站借助云计算、大数据、物联网、人工智能、5G通信等技术,汇集车站信息全息感知、车站设备自动运行、设备智能运维、智能生产管理等功能模块,实现模块间系统联动的车站智慧管控系统,提升运营、客服、运维效率。
4 全自动运行系统
杭州地铁全自动运行系统,基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术,以信号系统为核心,由车辆、综合监控系统、通信系统、机电系统共同组成的综合系统,根据预设的程序和工作要求,自行完成生产流程中的各个环节,实现列车运行全过程自动化,实现效率的提高、成本的降低、质量的保证和资源的节约。
5 智能调度
杭州地铁智能调度系统,基于运筹学理论及专家系统、大数据、物联网和人工智能等技术,对列车运行及关联系统进行智能化指挥控制管理,在列车运行计划编制、行车态势感知、列车运行调整、相关系统协同应急调度指挥等方向进一步提高自动化、智能化程度,实现基于运能运量匹配的运营调度和以乘客出行服务为核心的综合智能调度管理。
6 无人化智能客服中心
杭州地铁无人化智能客服中心,融合自然语音交互、远程视频交互、智能知识库等先进技术,打造出基于AI知识图谱的智能交互系统和自助服务系统,实现自动售票、自助取票和自助票务处理等AFC功能及语音交互与智能问答、自助服务、远程协助等功能,在提高服务效率和质量的同时降低运营成本。
来源:数字轨道DigitalRail
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