物聯網在軌道交通車輛維修方面的探索與實踐

沈云霄

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇 南京 210012）

1 南京地鐵在物聯網方面的運用

物聯網(Internet of Things)字面翻譯是“物體組成的因特網”，準確的翻譯應該為“物聯網”,指的是將各種信息傳感設備等裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。

“南京地鐵S7 軌道交通沿線安全綜合監測系統項目”以S7 號線為落腳點，以運營安全風險監測為核心，融合工務、供電、通號、車輛、機電等專業，對軌道交通軌行區、保護區、車站、隧道、橋梁、站場及運行車輛等各類風險狀態進行全面、實時、自動感知與識別，及時預警、分析趨勢、預測維修、科學決策、應急聯動，保障安全。針對“地鐵智慧運營”重大應用場景，是國家重點研發計劃“城市地下基礎設施運行綜合監測關鍵技術研究與示范”在中國軌道交通領域首個應用示范。

圖1 南京地鐵物聯網運用發展

2 現有模式的升級

目前南京地鐵更多的運用都在基于4G 網絡，包括南京地鐵的弓網監測無線數據傳輸方案等。2020 年11 月南京地鐵和南京移動共同舉辦的南京市5G 智慧地鐵產業合作伙伴大會暨中國移動南京地鐵5G 全覆蓋全場景發布會。至此，南京地鐵成為全國單一城市中地鐵5G 信號覆蓋線路數、覆蓋里程數第一，全球地鐵5G 全覆蓋里程最長的城市。

為南京地鐵建設、運營、資源開發，基于乘客服務等的新產品、新理念、新服務提供了廣闊的應用場景。5G 地鐵智慧屏、5G 地鐵自動運維巡檢機器人、5G 車載PIS 系統、5G地鐵駕駛和乘客安全管控、5G 地鐵集群通訊及應急保障、5G地鐵警務巡檢機器人、5G 地鐵大數據客流分析等地鐵十大5G 應用場景。

表1 網絡升級優點

3 智能維修方面的探索與實踐

我們的維修模式已經由原先的故障修——預防修——狀態修，智能運維將根據歷史數據和趨勢分析提前發現事故先兆，實現預測性維護。列車狀態智能檢測技術：基于光纖等感知元器件的深度集成于列車車體、轉向架、受電弓、電機、軸承、此輪箱等結構件在線實時監測技術。

同時將數據借助5G 網絡，下傳至地面運維平臺，實現對子系統及關鍵部件狀態進行狀態監視、故障預警等功能，為列車運行提供遠程診斷與專家技術支持，根據數據制定維護計劃，根據數據對器件有深刻的認知與實踐。

圖2 器件壽命分析

利用智能分析實現以下4 個層級的預測維護。系統級：從產品維度分析應用工況需求，結合各子系統，進行系統預測維護；控制級：分析軟件需求及器件特性，其于半實物平臺建模預測維護；電路級：分析應用需求，設計子系統，進行電路原理級建模預測維護；元件級：研究器件的性能參數，建立器件電路模型，結合具體應用，給出最佳解決方案。

4 結語

智能運維給車輛維修帶來的便利，將大數據與傳統的數據作分析對比，器件及系統健康狀態展示與統計分析，故障數據展示及智能化排查操作指導，基于數據分析輸出產品可靠性預測維護。