【52監測網訊】第205期 武漢地鐵隧道智能運維的探索與實踐
 52監測網專家報告分享-第205期 《武漢地鐵隧道智能運維的探索與實踐》 朱東飛 目錄 一、背景 二、系統解決方案 三、方案實施及效果 四、展望 內容介紹 一、背景 國內城市軌道交通建設發展現狀 ? 運營里程長：截止2021年底，50個城市283條線路、運營里程9206.8公里、地下線6396.7公里； ? 建設規模大：截止2021年底，55個城市、253條（段）在建線路、總規模6096.4公里、地下線4971.7公里； ? 規劃增長快：2021年，3個城市、獲批314.6公里、地下線286.2公里，后續將有更大規模線路獲批； 國內地鐵運營隧道面臨的諸多威脅
武漢地鐵啟動隧道智能運維專題研究 ? 亟待解決的問題：城市軌道交通全自動運營已成為當前技術發展的趨勢，但隧道結構、道床、軌道和外部入侵等列車運行基礎環境，目前還缺乏有效的監測手段。隨著城市軌道交通線網的不斷擴大，如何保障列車運行環境安全已成為了亟待解決的問題。 ? 存在的威脅：武漢地鐵目前已開通運營線路435km，自運營以來，隧道沉降、管片變形、軌道斷裂、道床塌陷等情況都有發生，對列車的安全運行造成了極大的威脅。 ? 探索與實踐：武漢地鐵結合自身情況，自2018年3月以來，積極開展了基于光柵陣列傳感技術的地鐵隧道智能運維探索與實踐。 二、系統解決方案 主要功能： ? 異常入侵事件監測預警； ? 軌道、道床結構安全監測； ? 地鐵隧道結構安全監測； ? 列車輪軸狀態監測； 總體思路： ? 光柵陣列傳感網絡+大數據+云平臺； 關鍵技術：
系統架構：
三、方案實施及效果 項目歷程：
方案研究及技術驗證： ? 2018年3月，武漢地鐵立項科研課題，與武漢理工大學姜德生院士團隊聯合開展陣列光柵關鍵技術在武漢軌道交通的研究及應用工作； ? 2018年3月至2019年3月，武漢地鐵在7號線板橋站至野芷湖站三站兩區間開展了現場測試工作包括傳感大數據實時存儲與分析、地鐵隧道工程結構特征數據的獲取等，對大容量陣列光柵光纖傳感技術的有效性與可靠性等方面進行了驗證，研究成果符合預期。
工程驗證： ? 2018年10月15日，地鐵集團明確在8號線三期工程進行試點應用，技術成熟后在其他線路推廣。 ? 2019年7月，武漢地鐵向武漢市科技局申報了科技成果轉化項目，通過8號線三期試點工程的實施，2020年7月確定了適合規模化施工的陣列光柵光纖傳感光纜的規格和敷設方式。
工程實施：
實施效果：
至今，8號線地鐵隧道智能運維系統已運行8個多月，系統穩定，相關功能達到預期效果。
外部入侵監測效果： 系統在地鐵8號線全線部署后，識別出了多起保護區內鉆探施工事件。
軌道、道床監測效果：
輪軸狀態監測效果：
地鐵隧道安全結構監測效果：
保護區入侵及報警功能驗收 小結： 光柵陣列傳感器數據獲取是穩定、可靠、有效的 ? 通過振動數據分析可對隧道初始化狀態進行建模； ? 通過運營期間的數據與模型數據對比，可實現隧道健康狀態預警報警功能； ? 可為城軌運營安全提供有力保障； ? 可大規模工程應用 本項目采用的新一代光纖傳感技術-光柵陣列傳感技術，具有“大容量、高精度、高密度、長距離、高可靠性”等特性，技術先進，可進行大規模工程化應用。 ? 方案合理可行 武漢地鐵隧道智能運維系統方案，經7、8號線運營線路實踐驗證，方案合理可行。 ? 具備產業化條件 經8號線科技成果轉化示范應用，武漢地鐵隧道智能運維系統運行穩定，功能滿足地鐵隧道運維需求，具備產業化應用條件。 四、展望 ? 經過長期數據積累、大數據分析和機器學習，可不斷擴充地鐵隧道智能運維系統功能，進行系統迭代升級，為地鐵隧道基礎設施養護維修、地鐵無人駕駛安全運營保駕護航。 ? 武漢地鐵根據8號線地鐵隧道智能運維的研究與探索成果，可在其他運營線路推廣應用，進而實現武漢地鐵全線網的地鐵隧道保護與智能運維。 ? 隨著城軌交通的快速發展，無人駕駛技術廣泛應用，地鐵隧道智能運維系統將為城軌交通安全運營發揮越來越大的作用。
《武漢地鐵隧道智能運維的探索與實踐》朱東飛 注：本內容僅供個人研學交流，版權歸原作者所有 |
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