基于新一代信息技术的重载铁路工务设备智能运维系统总体架构研究

以重载铁路固定资产投入、运营成本优化和可持续发展为目标,应用BIM、大数据分析、物联网等新一代信息技术,研发工务设备智能运维系统,对设备从上线、运行、维护到更换的全过程进行科学的闭环管理,以提升工务设备全寿命周期价值为出发点,实现工务设备管理从被动维护到主动检养修和掌握全局转变。工务设备智能运维系统提供了设备资产全寿命周期管理、检测监测一体化管理、状态评估与预测决策和安全生产管理功能,实现了工务设备相关数据的归集、管理、治理和分析应用全流程数字化管理,以及设备状态评价、设备状态趋势预测、辅助维修决策分析等多方面的服务。该系统的研发顺应并促进了重载铁路数据管理专业化、数据处理自动化、数据分析智能化的智能运维发展趋势。     

自轮运转设备运营维护智能化技术北大核心

根据朔黄(朔州—黄骅)铁路自轮运转设备与车辆运营维护的需求,为了实现状态修、精确修、预防修的目标,提出了设备运营维护智能化的整体系统架构和功能部署方案,构建了自轮运转设备运营维护系统。该套系统从环境、管理、人、机器四个方面进行考虑,重点介绍了机器因素的相关理论方法。该套系统通过机器学习历史的故障样本信息,及时对设备状态进行预测、预警,减少维修成本,提升设备自感知能力,解决目前设备在实际运营维护过程中出现的问题。     

自轮运转设备标准化出乘作业管理技术

针对当前自轮运转设备出乘作业管理存在的文件电子化程度低、故障判断人为主观意识强和自动化程度低等问题,结合实际调研及现场人员沟通交流,开发了一套自轮运转设备标准化出乘作业的管理技术系统。基于智能移动终端,运用WIFI技术和4G公网无线通信技术,完成了手持移动终端和车载处理单元、车载处理单元与地面管理系统、地面管理系统与手持移动终端的实时数据传输,实现了施工作业日志、巡检过程记录文件、出乘人员信息等重要文件的电子化和规范化,出乘作业前后各检测项点的检查过程标准化及故障识别判断的智能化,为实现自轮运转设备全寿命周期数字化管理目标提供技术支撑。     

减少自轮运转特种设备事故的对策

自轮运转特种设备管理滞后,事故得不到有效控制,已经成为维持铁路运输正常生产秩序的一大阻碍。通过对事故的3个主要原因即人的不安全行为、设备的不安全状态和管理滞后的分析,提出了减少和预防事故的对策。     

加强自轮运转设备安全管理的措施和建议

自轮运转特种设备运行安全是当前全局安全管理的一项重要内容,也是全局工务、供电系统安全管理的难点之一。通过对自轮运转特种安全管理现状和存在问题的分析,对加强自轮运转特种设备安全管理的建议措施进行探讨。     

铁路客站设备运用监控系统设计及实现

针对铁路客站设备管理手段落后,管理过程碎片化,管理时效性滞后,管理人员劳动强度大等问题,铁路客站设备运用监控系统通过构建国铁集团-铁路局集团公司-车站三级管理架构,建立标准设备编码体系,定义设备核心部件、规范设备运行参数,利用物联网平台接口技术,实现车站设备运维保养过程全线追踪、状态实时在线监测、设备控制精细智能。通过动静态履历的管理,为设备建立一物一档唯一标识,实现设备全寿命周期管理。系统为车站设备管理提供了有效手段,实现管理过程连续、故障修复及时,同时降低车站能耗,减少作业人员工作量,降低车站运营成本。     

基于全寿命周期的铁路装卸设备管理应用设计

铁路装卸设备是铁路货运生产的重要支撑,装卸设备的配置配备及运用维护管理水平对铁路装卸作业效率质量以及铁路货物运输安全的影响至关重要。分析铁路装卸设备管理业务需求,梳理业务流程,基于铁路货运生产作业与管控平台,设计构建铁路装卸设备管理应用,建立装卸设备全寿命周期管理体系,基于全路唯一编码构建全寿命周期电子履历,通过数据融合与集成共享,实现业务流程化智能化管理,实现设备运用维护与生产作业协同联动,加强设备数据资产管理及综合分析运用,为设备管理提供科学量化决策支持,推动设备运用质量和管理水平进一步提升。     

基于数字孪生技术的变压器状态监测研究与探索

大容量变压器正常工作是保障铁路牵引供电系统正常运行的重中之重。本文基于数字孪生技术搭建数字化模型,实现多维度、多概率、全息影像映射的全过程仿真,在虚拟空间中完成实体设备生命周期内运行状态监测和管理,对变压器内部零件建立模型,完成3D实时运行动画映射。对变压器运行状态进行实时监测,利用模型进行赋值和虚拟-现实微观可视化展示,结合监测分析获得变压器实时运行数据,发出故障预警信息,并提出运行建议方案。利用历史运行数据,结合运行状态给出维护决策,根据自动生成的状态检修和风险管理策略完成对变压器的状态维修和寿命的精准预测,实现设备全方位的健康管理。     

基于元数据的铁路设计成果数字化交付方案研究

为实现铁路基础设施信息资源的共享和利用,从分析铁路基础设施全寿命周期信息化管理规划入手,结合铁路建设项目设计阶段到建造阶段的设计成果数字化交付的具体需求,提出基于元数据的铁路设计成果数字化交付方案,为设计成果数据统一语义交付和最终实现铁路基础设施全寿命周期的信息共享提供了技术路径。     

基于BIM的铁路重载货车轮对检测设备智能运维系统设计

重载货车入库轮对检测设备安装在货车入库线路上,可实现轮对外形尺寸、踏面擦伤、钢圈内部缺陷等关键特性参数的在线动态自动检测,对保障货车运行安全起到了重要作用。针对重载货车轮对检测设备运维过程中存在关键设备上道检修间隔期间故障无法及时发现等问题,设计一种基于BIM技术的重载货车轮对检测设备的智能运维系统。首先搭建了以采集层、传输层、数据层、运算层、应用层为主体的系统构架;其次在Bentley软件平台设计的BIM模型基础上,拓扑出一个简化的建筑和检测设备模型;最后通过在检测棚内加装视频采集系统,将采集的视频尺寸信息与BIM模型的尺寸信息进行比对,实现自动检测发现故障,智能报警的功能。整个系统以B/S架构为基础进行开发,采用Springboot+VUE等技术进行展现。使用该智能运维系统,可实现对重载货车轮对检测设备公共单元、轨边检测单元、轨边监控单元的实时智能诊断及故障自动报警,有效保障重载货车安全运行,同时使用该系统每年预计可节约检修人员2.8人,节约各种成本约238万元,经济效益良好。     

基于数字模型的重载铁路工务设备全寿命周期管理

为了推动智慧重载铁路建设,提升工务设备智能运维水平,采用大数据、BIM(Building Information Modeling)和GIS(Geography Information System)技术构建了工务设备全寿命周期管理系统,解决了数据孤岛等问题,实现了重载铁路工务设备数字化、精细化管理。该管理系统将以设备为核心的各类数据予以统一存储、管理和共享,并通过制定工务设备及构件的统一分类编码规则,使得桥梁、隧道的BIM模型和线路单体构件矢量图以及检测数据、设计参数、病害信息等均可综合展示,为运维管理部门提供了高效便捷的数据服务。使用神经网络等技术对设备进行状态评估及变化趋势预测,为研究工务设备状态变化规律、制定养护维修决策提供了数据支持。     

浅谈电气化维管段自轮运转设备的安全管理

牵引供电设备运行维修委托管理，是铁道部深化铁路维修体制改革的一项重要举措，根据铁道部统一部署，上海铁路局管内京沪线、沪昆线电气化设备均实行了委托维修运行管理（以下称维管）。维管单位对牵引供电设施的运行、安全生产、设备质量、维修、养护、抢修按铁道部、铁路局的有关安全生产和技术管理的法规、标准、办法等进行管理，有效控制接触网、变电所电能损耗，承担从业人员安全的全部责任。     

重载铁路线路设备智能运维关键技术研究北大核心

重载铁路线路设备运维中汇集了大量检测监测数据,融合应用多源大数据分析,研究建立线路设备可视化全寿命周期管理和智能运维决策技术是实现重载线路设备智能运维需解决的关键技术问题之一。本文以朔黄铁路线路设备运维为背景,应用BIM、GIS等技术,将设备履历、状态、维修情况、病害等信息进行“一张图”融合,研究桥隧BIM+GIS融合以及轻量化技术;对比常用大数据分析方法的特点,提出基于结构仿真+大数据分析的智能运维决策方法研究思路,并以轨道结构状态评估为例,建立了基于模糊层次分析的状态评价方法。     

浪涌保护器寿命自监测系统研究

浪涌保护器（SPD）广泛应用于铁路通信信号系统中,可实现对被防护电路瞬时过电压、过电流的钳制和泄放。由于浪涌保护器在使用过程中存在劣化问题,因此开展浪涌保护器寿命自监测系统研究非常必要。该系统由传感器、微控制器、显示和通信等多种功能模块构成,可实现对雷电流和脱扣状态监测,以及CAN通信和NFC通信接口等应用;通过计算劣化核,进而计算寿命值,构建SPD寿命模型;展示了SPD状态显示及报警发布的流程。在SPD中引入雷电流测量机制,基于历次雷电流冲击数据构建的寿命模型,相比于单纯依赖是否脱扣作为寿命判别条件更科学、更准确;相比于使用漏电流进行寿命表征,更具有广泛的适用性。实际应用中的SPD适配了该系统后,可明确感知SPD的状态和寿命值,从而降低劳动强度,提升SPD雷电防护的可靠性。     

信息技术设备管理系统的研究与设计

结合目前网络技术的普及以及现代企业的特点,研究提出了以B/S和C/S相结合的系统平台模式下的信息设备管理系统.详细论述了该系统的系统模式、系统功能和关键技术.     

城轨车辆智能运维体系技术方案研究

针对目前我国城轨车辆运维管理模式不统一、维护手段单一、智能化不足、效率低下等问题,对城轨车辆智能化运维体系建设的必要性和需求进行了分析。依托既有的技术手段和信息数据,构建了智能化运维体系和结构,并提出了合理的功能框架和方案,实现了列车从智能制造到健康诊断和预见修的全寿命周期管理。     

基于导轨机器人的重载铁路钢桁梁智能巡检技术研究北大核心

传统桥梁检查以人工目测、测量检查为主,费时费力,检查人员作业危险性高。为了解决上述问题,选择重载铁路钢桁梁为研究对象,提出了一种基于导轨机器人的桥梁检查技术。本文介绍了导轨机器人的硬件设计、图像识别体统和系统平台设计。该导轨机器人是集自动化、计算机和网络通信为一体的智能化自动巡检系统,可以辅助甚至代替人工检查,缩短检查周期,提高检查效率和准确率。     

基于视频监控的全时空列车智能追踪系统研究

研究基于视频监控的全时空列车智能追踪系统,实现对高速列车自动、精准、全视角的监控追踪。从铁路综合视频监控系统获取铁路沿线摄像机监控画面,运用视频分析技术对视频图像中的列车进行分析;从列控设备动态监测系统获取列车的地理位置,结合二者数据运用一定的算法实现列车的精准定位,并在视频显示终端上以9屏监控画面显示列车的运行位置;同时,利用车载视频、综合视频、地理信息系统等在显示终端上实现全时空、可视化地图显示效果。     

基于智能运维系统的地铁信号设备维护管理研究

针对上海地铁"故障修+计划修"的信号设备维护管理现状,结合智能化、信息化、专业化的维护管理需求,并基于智能运维系统应用,从维护作业管理及维护流程管理层面,提出信号设备维护管理建议。     

基于无人机的重载铁路线桥隧一体化巡检系统架构研究与设计

为满足朔黄铁路使用无人机对线桥隧工务设备进行一体化巡检的应用场景和数据管理需求,从总体架构、技术架构、逻辑架构等方面对基于无人机的重载铁路线桥隧一体化巡检系统开展架构研究。进行系统功能设计与开发,对无人机巡检业务流程和巡检数据进行一体化管理,提供无人机巡检作业全流程一站式服务,为重载铁路工务设备智能运维辅助决策提供数据支撑。