1轨道交通机电设备自动化技术与互联网智慧融合概述
目前,在新科技革命浪潮推动下,我国城市轨道交通行业信息化水平不断推进,城市轨道交通逐步从单线建设运营向线网建设运营的网络化运营阶段发展,这要求加强轨道交通行业数据共享交换、地铁机电运行的自动化、智能化。互联网作为新一代信息通信技术与先进制造业深度融合所形成的新兴业态与应用模式,轨道交通依托这一新兴的应用模式,可以实现轨道交通行业数据共享交换、地铁机电设备自动化、智能化等需求,通过互联网的效率实现轨道交通行业的深度变革。 轨道交通互联网快速发展同时,其也面临安全责任边界变得模糊、安全意识不够等较多新的安全挑战,认证评价是解决轨道交通互联网安全风险和挑战的重要手段。通过研制轨道交通互联网安全评价指标,制定轨道交通工业互联网安全认证技术和轨道交通互联网安全认证实施规则,开展轨道交通互联网安全认证评价工作,从而有效保障轨道交通工业互联网安全。
2 轨道交通机电设备自动化技术与互联网智慧融合的实践思路
自动化技术在一定程度上提升了轨道交通机电设备的运行质效,但与当代社会所需要的智慧车站建设、智能决策与相应仍有较大的距离。依托互联网、物联网等技术手段将所有机电设备集成在统一的平台上,通过运行状态的全方位精准感知、运行趋势智能化分析、信息指令一体化推送以及类似人脑自适应与自学习能够提升机电设备响应速度,更便于车站运营管理及客运管理。互联网与自动化技术联用的要义在于促成人机高度协同的机电设备运行管理模式,一方面,面向乘客,为其提供更加便捷、智能的出行服务。另一方面,面向站长,帮助其快速掌握机械设备运行状态及潜在的故障问题,为其提供精准化的决策支持,不仅可提升机电设备运行效率及自动化程度,还可以实现智慧车站建设的目标。
3 轨道交通机电设备自动化技术与互联网智慧融合的实践路径
3.1全息化状态感知
机电设备是轨道交通运营的“心脏”,各个系统依托互联网、物联网技术等实现互联互通进而构建“智慧大脑神经系统”是轨道交通智慧运行的先决条件。机电设备的全息感知便是借助自动化机电设备对各类系统的运行状态进行全方位、全维度的掌控,进而实现对资源的优化配置、策略的精准实施。(1)借助视频分析、客流监控技术等对自动售检票设备系统进行自动化监测,实现对客流量的全息化感知。(2)为主要的用电设备安装能耗智能表计,打通智能化仪表与电力监控系统的数据链路,实现对牵引变电所、降压变电所供配电设备运行参数的全面获取,以此为依据制定机电设备能耗控制方案,实现机电设备的绿色运行。(3)在环境监测要点部位,如公共区、新风井等处安装空气温湿度、空气颗粒物、噪音等传感器,借助车站局域网将传感器所采集的数据传输至机电设备管理平台,通过优化设备运行状态改善站内环境。
3.2自动化运行管理
轨道交通机电设备体系庞杂,在日常运行中将会消耗大量的能源与资源,再加上当代公众对出行服务质量提出了更高的要求,若想大幅度提升机电设备的运行效率及服务质量,降低机电设备运行能耗,便需要借助互联网将机电设备集成在统一平台内,将控制指令集中推送至机电设备,进而实现指令的自行执行与能耗的智能管控。(1)在机电设备集成管理平台内嵌入“时间设定”模块,根据预先设定的时间可以实现早间自动开站、晚间自动关站、客流量高峰期及低峰期的自动化监护,能够降低人工开关站及监护工作的时间滞后性。(2)在机电设备集成管理平台内嵌入“事件设定”模块,具体包括:①针对消防安全事件对消防报警系统内的机电设备进行联动化管理,在火灾、洪涝灾害等高发季节与时期自动化调整消防报警设备系统,智能化开启防火预警、水量监测等设备,切实保证站内人员的生命安全;②针对能耗事件对各类机电设备的运行状态进行监测管理,将节能降耗要求、相关指标等转化为信息化指令并存储在平台上,当机械设备出现能耗超标情况时,便会依靠自动化技术进行自动变频,或在不影响车站正常运行的情况下进行自动启停,可大幅度降低机电设备能源消耗;③针对机电设备的故障事件,打通售检票设备、智能照明设备、风系统设备等与集成平台数据链路,平台的监测与测试功能能够敏锐捕捉到此类设备运行状态的微小变化,借助平台自适应功能对变化原因进行分析并做出智能化决策,可降低机电设备故障率。
3.3自主化人机交互
(1)将站内列车自动监控系统与全线列车监控系统接口,实时获取本站及全线列车的运行动态,包括首末班列车、列车故障、时间调整等信息,对此类信息进行处理后发布在站内信息显示屏上,帮助旅客调整自身出行时间与方式。(2)将站内服务设备转化为具备人机交互功能的智能化设备,如在原有查询机系统内嵌入智能语音系统,便于不同乘客的信息查询需求,提升车站的服务水平与质量。(3)借助移动智能终端实现运营管理指令的信息化、自动化、智能化下达。传统轨道交通运营指令一般在早间开站前下达,在车站运营过程中可能会出现突发事件,再加上人工运营管理局限性较大、效率偏低且工作量较多,为便于集中化、高效化管理,建议为每名站内工作人员配备移动智能终端,将其与集成管理平台对接,不仅可以快速下达指令、指挥现场人员检查关键设备或调整其运行参数,还能够定位人员位置,便于快速分配任务。
3.4智能化故障诊断
轨道交通机电设备故障可分为固有故障、后期故障两种类型。固有故障是指机械设备出厂时自带故障,产生的原因在于供应商生产技术与质量控制水平;后期故障可能源于安装期间施工技术不足、人员操作不当或运行环境不佳等。无论何种故障,都会导致运行效率地低下。针对上述两种故障,需要采用不同的排障措施,因此需要依托互联网实现智能化故障诊断,在识别故障类型后采取相应的解决措施,以此保证机设设备管理的针对性。
3.5主动化策略修正
机械设备的主动化修正是指集成平台在大数据、云计算、人工智能等技术手段的支撑下实现对机电设备系统运行状态、运行质量、运行能耗的自动化评估及运行策略的智能化调整。可应用的技术包括自动传动系统,其以 BP 神经网络等为核心,具有类似人脑的思维方式,将机电设备正常运行状态相关参数录入系统内便可以实时检测设备运行异常问题。除此之外,故障知识库囊括工业互联网内所存储的机电设备故障类型、排障措施等,通过对故障场景的分析处理,系统将从故障知识库内智能化调取符合当前设备运行情况的信息,并为设备的检修维护提供决策支持。不仅如此,随着经验的积累及信息的丰富,系统将更完善。
4结语
综上,智慧轨道交通系统是轨道交通运输的重要发展趋势。针对当前轨道交通机电设备自动化运行中存在的安全监控被动、人工巡检工作量庞大且效率低、设备运行能耗偏高的问题,本文提出了以互联网、物联网构建机电设备集成管理平台,以传感器、自动控制装置、智能化设备等为支撑,以大数据、人工智能、云计算等为重要技术手段的机电设备全息化感知、自动化执行、自主化服务、智能化故障诊断、主动化修正的管理模式,可显著提升机电设备运行效率,降低其故障发生率,实现轨道交通的智慧化、自动化、高效化、绿色化运行。
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