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轨道车辆检修试验工装
城市轨迹交通智能化及可继续开展现状剖析与展望
发布时间:2022-06-29 04:42:13 来源:环球体育登录入口
       

  《现代城市轨迹交通》为全彩单月刊,由我国国家铁路集团主管,我国铁道科学研讨院主办。本刊亲近注重城市轨迹交通作业热门,全方位介绍国内外本职业建造和运营经历,及时报导相关技能装备高新效果,促进学术研讨与技能交流,为推动我国城市轨迹交通建造服务。

  近年来,我国城市轨迹交通职业开展迅速,建造智能化、可继续开展的城市轨迹交通已成为业界注重的焦点。文章从城市轨迹交通智能化及可继续开展的现状动身,对其未来开展的 5 个方向进行展望,并提出相应主张,以期为促进城市轨迹交通高质量开展供给参阅和学习。

  将信息化、大数据剖析和人工智能(AI)等智能化技能运用到城市轨迹交通职业的意图是使其办理更高效,在进步其运营、保护、安全和服务水平的一起下降本钱。现在,城市轨迹交通智能化技能运用首要触及以下方面。

  (1)进步体系的安全性、可用性和牢靠性。例如,研制智能化列车,进步列车相关体系的自主在线确诊、自主运转操控以及长途操控才干;探求灵敏编组列车的可施行性,以运营本钱和乘客出行时刻为优化方针,构建列车开行计划模型 ;完成信号体系的高稳定性、高牢靠性及自主化出产 。

  (2)完成网络化运营调度。因为城市轨迹交通线路数量不断添加,部分城市沉默构建了成规划的线路网络,为进步运送安排功率,要求对各条线路进行网络化运营。为此,需求运用更合理的优化算法和更牢靠的通讯技能,建立智能化的线网级调度指挥中心,完成线路间的联动及网络化运营调度。尽管,现在部分城市已完成相同制式线 号线的共线运营,以及重庆市轨迹交通多条线路列车的共线运转,但因为其间触及变量甚多,需求建立的规范十分复杂,还需考虑配线规划和换乘等许多条件,振振有词大面积推行还需求时刻和尽力。

  (3)搜集多源客流监测数据,构建才智客流剖析及猜测体系。依托物联网、城轨云、大数据渠道及数据发掘技能,动态监测客流状况,对搜集的客流数据进行剖析和处理,完成对短期、长时刻及特别时期客流的猜测、预警,并主动输出客流疏、导、管、控处理计划,如根据客流量确认列车每站的停靠时刻、发车距离和频次等。

  (4)进步机电设备、车辆和轨迹设备的主动化检测和确诊水平,促进设备设备的维保由“毛病修”“计划修” 向“状况修”“猜测修”改动 。根据状况感知、物联网、修建信息模型(Building Information Modeling,BIM)、云核算及 5G 等技能,构建必要的在线监测、数据搜集、传输和存储渠道,建立数据与设备状况相关的常识图谱和运算模型,经过算法的不断优化、自学习和校准,完成对机电设备、车辆和轨迹设备状况的科学确诊,并为确诊设定阈值,然后主动生成应急处置预警提示和维保计划。现在,将 BIM 技能运用从建造阶段扩展到运维阶段,建立根据 BIM 的城市轨迹交通根底设备运维办理渠道已成为此范畴的重要研讨方向。

  (5)完成安全确保作业的智能化。智能化巡检和归纳监控技能的运用是当时职业安全确保智能化的首要表现。例如,将激光雷达、雷达和图画主动辨认等技能用于对地道、道床、钢轨和扣件的主动化巡检,以及对侵入车辆限界异物的快速辨认;研制安检主动判图软件以及根据视频的剖析技能,以完成对大客流、火灾、治安事情等突发状况的预警提示,为城市轨迹交通作业人员在此种状况下做出快速准确的判别、采纳合理的应对计划供给根据。

  (6)完成服务的快捷化及人性化。例如,完成有闸机条件下的售检票电子化;根据状况感知、物联网等技能,构建智能环境操控体系,对车厢、站厅、站台的温度、湿度、灯火照度等进行智能调理,进步乘客的舒适度;推动根据实名制、个人信用体系的跨渠道、跨场景搭车票务服务,运用生物辨认、无感付出等技能,进步售检票及搭车的智能化水平;经过丰厚终端设备的便民运用功用,聚合多渠道出行服务内容,根据乘客出行需求订制化供给多种出行处理计划以及“职、住、憩、 游”等方面的延伸服务。

  (1)各类节能设备、可再生动力技能的运用。在城市轨迹交通范畴,节能型照明光源及智能化操控体系、列车再生制动能量的吸收和运用、列车的“节能惰行”运转形式、列车的轻量化、永磁牵引技能的运用、根据环境感知实时进行变频调理的通风空调体系、变频主动扶梯、磁悬浮压缩机等是现在研讨运用的焦点。此 外,还有部分演示项目开端运用绿色动力发电技能,如太阳能、地热能及并网发电技能。

  (2)城市轨迹交通能耗计量技能的运用。因为现在在城市轨迹交通前期施工及后期运营办理过程中缺少全面的计量办法,振振有词建造和运营单位在点评城市轨迹交通能耗时存在必定的困难。为下降能耗,需求完善各用能环节的能耗计量,然后为节能点评奠定根底。现在较为先进的能耗计量技能包含长途无人计量、物联网等技能。

  (3)建立能耗点评指标体系,打造智能化动力办理体系。经过建立合理的能耗点评指标体系,结合数据发掘技能,可以以搜集的能耗数据为根底,对城市轨迹交通用能进行精准剖析,然后从“技能节能”和“办理节能”2 方面不断完成优化。现在,尽管国家和一些当地已拟定了相关的城市轨迹交通能耗点评指标体系,但在数据搜集和点评形式数字化没有完成的实际条件下,此项作业还有待进一步完善。

  根据上述现状剖析,本节展望了城市轨迹交通智能化及可继续开展的五大方向,并分别对各个方向进行评论,提出相关主张。

  列车全主动驾驭是指经过列车主动操控体系完成列车主动唤醒、主动行进、准确泊车、站台主动化作业、无人折返、主动运转调整等功用,以削减人员介入,下降人工本钱及削减人为失误。

  但是,现在该项技能还存在以下问题:①尚无全寿数周期内的本钱数据,无法进行本钱比较;②跟着设备设备执役年限的添加,其牢靠性会沉默下降,其在缺少合理办理和保护状况下存在的危险与人为失误构成的危险孰大孰小,现在难以点评;③许多城市在中心城区均规划建造城市轨迹交通线网,若全主动运营线路上产生毛病而不能快速康复运营,必然对整个线网的运转构成影响。

  振振有词,在城市轨迹交通网络化运营的布景下,应在开展和完善全主动驾驭技能的一起,不断搜集和比照相关数据,做好设备设备全寿数周期的运维办理,以确保其牢靠性,并归纳剖析全主动驾驭线路的寿数周期本钱,经过数据证明全主动驾驭技能的价值。

  城市轨迹交通互联互通不只是完成设备接口协议的规范化和设备的信息交换,其实质在于列车跨不同线路的过轨运转,这将改动原有城市轨迹交通以单线为根底的行车调度指挥形式。

  (1)下降本钱。详细如下:①不仅可削减整个线网的车辆数量,并且用于停放、修理和检测车辆的场所和设备也随之削减;②因为互联互通线路的设备完成了规范化,振振有词可对车辆、供电、信号、站台门等体系进行规划化出产、收购、存储、装置、调试和维保,然后下降相关本钱(其间包含人员培训、跨专业交融、工时均衡统筹等人力本钱)。

  (2)进步运送服务质量。互联互通的完成可以削减换乘次数,缩短乘客搭车时刻;选用快、慢车混跑的运营安排形式,可满意不同乘客的搭车需求,进步运送服务质量。

  但是,现在互联互通的完成受以下条件的约束:①线路的互联互通适合在城市轨迹交通的建造期统筹策划,最好是多条线路一起建造,并为其拟定一致规范,以便完成最大的规划效应;②拟定的规范须具有前瞻性,原因在于先建线路一旦建成,后续线路也将选用与其相一致的规范,然后献身必定的灵敏性,例如,后续选用更经济、更适用技能的可行性会下降;③已运营线路的互联互通改造宜在其进入大修期时统筹考虑,振振有词关于城市轨迹交通线网已成规划的城市,完成的周期比较长;④需求处理“跨线运营”问题。处理上述问题的底子办法是建立城市轨迹交通职业一致的规范体系,为车辆、信号、供电和站台门等体系拟定成套的一致规范,则城市轨迹交通互联互通问题将方便的处理。

  智能运维是经过对设备状况数据进行搜集、存储、加工,剖析和判别数据信息与设备的健康状况是否符合,并输出判别的效果,然后完成对修理策略的参加(图 1)。其经过物联网和不同功用的算法模块完成,而完成关键在于以下 2 点:①建立强壮且牢靠的数据搜集及终端回馈体系,包含传感器、网络通讯及数据库;②开发科学合理的剖析算法,包含根据方针要求规划的数学模型和决议计划模型。

  但是,现在城市轨迹交通智能运维的完成面对如下应战:①选用大数据、云核算等技能的数据搜集和存储体系耗资巨大,数据的广泛搜集与有限运用的对立杰出;②出资与收益存在不匹配的状况;③出资价值在不同的城市也不尽相同。

  为处理上述问题,应当在建立智能运维根底渠道之初就将数据运用作为首要方向,建立“数据搜集是为输出效果服务”的理念,将数据与设备的牢靠性、可用性、可保护性和安全性(Reliability Availability Maintainability and Safety,RAMS)进行充沛相关,在此根底上对修理策略进行调整和优化(即办理立异的驱动),找到根据RAMS 的最优寿数周期本钱(Life Cycle Costs,LCC),并经过合理的 LCC 来确保 RAMS 的完成,最终构成RAMS&LCC 最优计划陈述,以参加城市轨迹交通的智能运维。例如,天津地铁在建立线网云的一起,提出加强信息化与运维事务双向交融的作业形式,经过双向交融、双向规划,缩短取得 RAMS&LCC 最优计划陈述的时刻。

  才智的内在是感知、回忆、了解、剖析、判别、提高等才干,其在城市轨迹交通职业里触及最多的范畴是服务与调度,如才智客服、才智安检、才智应急指挥、一键开关站、客流监测与引导、无感付出等(图 2)。目 前,上海、广州和深圳等城市的轨迹交通首先建立了才智车站演示站,在职业里起到了杰出的带动效果。跟着我国城市轨迹交通协会发布《我国城市轨迹交通才智城轨开展大纲》,其他城市也在加快才智车站的研讨和建造。

  但是,在加快城市轨迹交通才智化建造的一起,还需求认真考虑“城市轨迹交通才智服务不是为才智而才智”这道出题,即对以下问题进行深化探讨。

  只要对上述问题有了深化知道之后,才干清楚哪些才智化建造行动应该继续加快推动、哪些需求缓行、哪些需求暂停等候、哪些需求恰到好处,这样才干确保新技能在职业中具有持久的生命力。这是才智化演示工程没有在城市轨迹交通职业全面推行的原因,也是现在职业需求考虑的问题。

  在城市轨迹交通智能化开展进程中,节约动力、下降二氧化碳排放关于职业的可继续健康开展具有重要意义。现在,节能技能(如光伏、永磁电机、车辆轻量化、才智照明、动力办理、风水联动等)在单个专业范畴的运用较为深化,并已在必定范围内推行(图 3)。实践证明,这些日趋完善的技能在节能减排的一起,还可以下降城市轨迹交通全寿数周期本钱。

  但是,现在节能新技能的推行速度仍比较慢,其原因在于:①新建线路对建造期出资规划的注重程度高于 LCC ;②对运营线路进行技能改造的难度和本钱远远大于对新建线路进行一致规划和选型;③运营本钱的压力加大了节能技能在运营线路推行的难度。跟着“碳达峰”“碳中和”被写入《2021 年政府作业陈述》,方针引领现已十分清晰,在未来开展中,节能减排必将打破单个范畴的约束,体系地归入城市轨迹交通全产业链。

  现在,城市轨迹交通已成为大中型城市的动脉、城市开展的引领、城市公共交通的主导。跟着职业的迅猛开展,以及运营线路数量的快速添加,其运营的经济压力也在不断增大,智能化及可继续开展已成为城市轨迹交通开展的必然趋势。本文从城市轨迹交通智能化及可继续开展的现状动身,对其未来开展的 5 个方向进行了展望。这 5 个方向具有其构成的政治、经济、社会和技能(Politics Economy Society and Technology,PEST)布景。城市轨迹交通企业应对职业所在的微观环境进行PEST 剖析和策划,然后建立起具有本身特色并可继续开展的优势,经过技能革新和办理立异,为完成我国城市轨迹交通的智能化及可继续开展贡献力量。

  李义岭,喻彦喆,姚克民. 城市轨迹交通智能化及可继续开展现状剖析与展望[J]. 现代城市轨迹交通,2021(11):90-94.

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