全自動無人駕駛地鐵健康管理系統(tǒng)構(gòu)想

周陽

摘 要：本文根據(jù)近年來地鐵智能化發(fā)展趨勢，介紹了目前行業(yè)里最“時髦”的“健康管理”系統(tǒng)，對健康管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方式、數(shù)據(jù)采集與處理、主要功能、結(jié)構(gòu)、工作原理等進行了闡述。

關鍵詞：地鐵;全自動無人駕駛;健康管理

0 引言

數(shù)智賦能是目前深圳地鐵改革的方面和目標，充分利用智慧運維平臺大數(shù)據(jù)集群對地鐵列車狀態(tài)進行管理是行業(yè)發(fā)展的大趨勢。近年來，國內(nèi)地鐵公司都在大力開發(fā)“健康管理系統(tǒng)”，深圳地鐵在這方面處于行業(yè)引領狀態(tài)。

1 全自動無人駕駛地鐵健康管理的實現(xiàn)方式

深圳地鐵全自動無人駕駛地鐵健康管理的實現(xiàn)方式主要如下：（1）健康管理系統(tǒng)包含了地鐵列車走行部、車門系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、牽引輔助系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、PIS系統(tǒng)、LCU、照明系統(tǒng)等，健康管理系統(tǒng)使用構(gòu)型數(shù)據(jù)管理、履歷數(shù)據(jù)管理及技術資料管理功能。（2）健康管理系統(tǒng)包含車載無線傳輸系統(tǒng)（WTS）、地面系統(tǒng)兩部分。車載無線傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)集中采集、集中存儲、集中分析處理，并實現(xiàn)車地數(shù)據(jù)傳輸。健康管理地面系統(tǒng)完成以車輛為中心的數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)基于構(gòu)型的車輛狀態(tài)、技術資料及履歷等數(shù)據(jù)管理。健康管理系統(tǒng)通過對以車輛為中心的數(shù)據(jù)進行智能分析和建模，實現(xiàn)車輛的狀態(tài)監(jiān)視和故障預警，并為維修決策和運維作業(yè)提供支撐。

系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)總體數(shù)據(jù)流如圖2所示。

WTS提供配套的便攜式測試單元（Portable Test Unit，PTU）軟件，以進行系統(tǒng)配置和調(diào)試。PTU安裝在Windows操作系統(tǒng)筆記本電腦上，具備如下功能：（1）通信配置：可對WTS與列車各系統(tǒng)的通信協(xié)議及點表進行配置。（2）系統(tǒng)配置：可對WTS運行的算法、模型、規(guī)則進行配置。（3）診斷調(diào)試：可對WTS進行報文分析和日志分析，并且瀏覽各類數(shù)據(jù)，診斷WTS通信及各項數(shù)據(jù)分析功能是否正常。（4）系統(tǒng)維護：查看WTS與各子系統(tǒng)的通信狀態(tài);對數(shù)據(jù)采集節(jié)點IP地址進行更改和配置;管理下載文件目錄。（5）設備監(jiān)控：對WTS進行實時監(jiān)控，顯示W(wǎng)TS計算資源使用、存儲空間使用、系統(tǒng)故障報警等信息。

地面系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)多維分析等數(shù)據(jù)處理功能，深度挖掘故障本質(zhì)，為列車運維決策提供專家支持。地面系統(tǒng)可接入深圳地鐵目前的車輛智慧運維平臺。

2 主要功能

健康管理系統(tǒng)需具備主要功能如下：

（1）數(shù)據(jù)接入與轉(zhuǎn)發(fā)。地面系統(tǒng)接收WTS發(fā)送的車輛狀態(tài)和故障數(shù)據(jù)，包括時間、車次、編組、速度、位置、牽引、制動狀態(tài)、網(wǎng)壓、網(wǎng)流等關鍵參數(shù)，以及車門、空調(diào)等關鍵設備工作狀態(tài)信息。地面系統(tǒng)配置獨立的數(shù)據(jù)接入和轉(zhuǎn)發(fā)模塊，且該模塊可獨立部署于通用服務器。主要性能應涵蓋以下內(nèi)容：1）在網(wǎng)絡條件許可的條件下，支持實時接收WTS發(fā)送的車載數(shù)據(jù);2）在網(wǎng)絡條件許可的條件下對外提供數(shù)據(jù)服務接口進行實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā);3）將WTS存儲的歷史數(shù)據(jù)按需分段同步至地面系統(tǒng)，并通過接口服務器對外轉(zhuǎn)發(fā);4）支持第三方系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。

（2）數(shù)據(jù)集成和管理。數(shù)據(jù)集成管理主要包括以下2方面：1）地面系統(tǒng)提供采集軌旁及車載在線監(jiān)測系統(tǒng)、車輛段檢修數(shù)據(jù)的功能，并可結(jié)合列車在線運行信息進行處理分析;2）系統(tǒng)提供基于構(gòu)型管理車輛狀態(tài)及技術資料、履歷以及檢修規(guī)范文件等數(shù)據(jù)與文件的功能。

（3）履歷數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)提供全壽命周期履歷功能，支持管理車輛的全壽命周期履歷數(shù)據(jù)。設備履歷包含出廠履歷、運營履歷、維修履歷等。系統(tǒng)支持從各類系統(tǒng)通過標準接口獲取數(shù)據(jù)，完成對車輛全壽命周期的履歷查詢，并為健康管理、運維支持和數(shù)據(jù)分析模塊提供數(shù)據(jù)服務。

（4）構(gòu)型數(shù)據(jù)管理。1）支持導入車輛廠提供的出廠構(gòu)型，并基于出廠構(gòu)型快速搭建車輛維修構(gòu)型;2）支持對車輛進行系統(tǒng)、子系統(tǒng)、零部件等不同層級，以及區(qū)域、功能、物理等不同分解維度構(gòu)型的搭建和維護，支持在不同層級和分解維度進行數(shù)據(jù)關聯(lián)，滿足車輛和設備參數(shù)、履歷等數(shù)據(jù)管理的需求，同時滿足車輛故障標準化描述及精準定位、排故和維修作業(yè)流程標準化、維修資源精細化和標準化的需求，為實現(xiàn)精準維修提供支持;3）支持對車輛和設備維修構(gòu)型的變更進行記錄，保證車輛和設備技術狀態(tài)的一致性，并追溯變更。

（5）對地鐵列車的狀態(tài)監(jiān)視管理。提供故障報警/預警信息集中管理以及故障報警/預警提示功能，并按故障發(fā)生系統(tǒng)/部件、位置、故障等級等進行故障報警信息的分類分級展示和查詢。提供列車運行狀態(tài)信息、關鍵監(jiān)測參數(shù)的實時監(jiān)視功能，支持按列車、車廂、系統(tǒng)、部件進行分層級、分類實時展示參數(shù)變化動態(tài)，并支持列表、曲線等可視化展示方式。

3 結(jié)束語

健康管理系統(tǒng)是目前城市軌道交通行業(yè)發(fā)展的大趨勢，也是全自動無人駕駛技術的主要保障支撐。近年來，隨著業(yè)內(nèi)各專業(yè)的共同努力，健康管理系統(tǒng)逐步完善，從最初的“美好構(gòu)想”到現(xiàn)在的推廣使用已經(jīng)實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，但是，智能化健康管理還有很長的路要走，需要各位同行繼續(xù)努力。

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