轨道交通(Rail Transit)作为利用轨道导向的交通工具系统,包括地铁、轻轨、有轨电车、市域铁路、高速铁路、磁悬浮列车等。以大运量、高速度、准时性、低污染为特点,是现代城市公共交通和城际交通的核心组成部分。
一、轨道交通的系统构成
轨道交通不仅包括车辆、车站、供变电系统、轨道路线、维护检修基地、通信信号系统、指挥控制中心等保证车辆平稳运行,同时随着智能化发展可实时监控列车的运行状态、客流情况、设备运行状况等,及时做出决策和调整,保障系统的正常运行,使得轨道交通朝着智能智慧、绿色低碳的方向发展。同时,轨道交通也存在设备资产管理的需求和设备维护监控的需求。
随着绿色交通、智慧交通的深入发展,轨道交通也需要企业资产管理系统去支持车辆、轨道、供电设备管理,集成AI预测性维护进行工单管理和备件优化;同时需要计算机化维护管理系统,支持移动端使用并进行巡检、巡检、故障报修和备件管理对车辆段、供电段进行设备维护;此外进行预测性维护和IoT监控,分析列车、信号系统数据,通过IoT传感器监测转向架、制动系统等实时状态,结合AI和数字孪生,优化轨道、接触网等关键设备维护策略;车辆进行管理与智能诊断,对列车制动、车门等关键的子系统的智能诊断与远程维护,实时监控车辆性能与列车健康度;轨道与基础设施管理将轨道、桥梁、隧道的资产数字化,支持BIM集成,管理轨道检测数据,结合GIS进行基础设施健康评估;数据集成与分析平台,实时采集列车、供电、信号设备数据,支持大数据可视化分析与展示并根据日志进行分析与故障根因定位,用于信号系统(CBTC)运维;此外进行安全与合规管理,符合轨道交通行业的安全、风险和合规性要求。
二、轨道交通设备数字化管理核心功能:
1.设备健康管理(PHM):对轨道交通中车辆、车站设备等进行实时监测设备运行状态,预测故障,并及时做出决策和调整,保障系统的正常运行。
2.维护智能化(CBM/PdM):从计划性维护转向预测性维护,对轨道交通中的有形资产和无形资产进行预测性维护。
3.资产全生命周期管理:将对轨道交通从规划到建成进行全生命周期管理,涵盖采购、运维、退役等阶段。
4.数据集成与分析:将实时采集到的数据进行集成并融合IoT物联网设备、大数据和AI智能自主化赋能优化决策,进行可视化大屏展示,清晰完整看到设备运行状态与故障排除方案决策流程。
5.安全与合规:轨道交通设备数字化软件符合铁路行业国际国内标准使其符合合规性要求。
三、轨道交通设备管理软件特点优势:
1.系统集成与数据共享:将行车调度、车站管理、设备运维、票务系统等不同功能的软件进行集成,通过制定统一的API标准与数据交互协议,实现数据的共享与流通。构建全栈自主创新的智慧轨交数字底座,将OA系统、财务软件、行车调度平台等核心应用进行改造,使其能在统一的操作系统上高效运行。
2.与智能硬件融合:将软件与各类智能硬件设备相结合,如传感器、摄像头、闸机等。通过工业物联网、云计算等技术,实现对车站设备的实时监控与智能管理。推出的智慧车站解决方案,基于国产芯片和操作系统,实现了智能导向、智能站务管理、智慧安防等功能,提升了车站的信息化和智能化水平。
3.人工智能技术嵌入:在轨道交通软件中融入人工智能技术,实现智能化的决策与控制。将轨道交通数字化并进行智能运控,可在极端天气下通过实时评估车辆轮轨黏着状态,识别打滑风险区域并采取自适应调节控制策略;其“智能运维” 平台融合AI大模型,实现了从“问答助手” 到 “辅助诊断” 的升级,有效提升运维平台有效性和准确性。
四、未来发展趋势与发展方向
1.智能化深度发展:利用大数据分析、机器学习等人工智能技术,进一步提升轨道交通软件的智能化水平。通过对乘客流量预测、安全管理、资源优化等方面进行更精准的分析与决策,提供更个性化和多样化的服务,同时提高运营效率和安全性。
2.云平台应用拓展:云计算技术将在轨道交通领域得到更广泛的应用,实现软件系统的云端部署与管理,方便数据的存储、备份和共享,降低运营成本,提高系统的灵活性和可扩展性。
3.跨领域融合创新:轨道交通软件将不再局限于传统的轨道交通领域,还可与低空领域等其他交通方式进行融合,构建综合立体交通体系。如首条低空物流航线成功首飞,并启动低空智能管控服务平台的运营,开展空域管控、航线规划等服务。
4.安全防护强化:随着轨道交通信息化程度的提高,网络安全问题日益突出。未来轨道交通软件将更加注重安全防护,通过加密技术、访问控制、入侵检测等手段,保障系统和数据的安全。
5.国产化与自主创新加速:在政策支持和技术发展的推动下,轨道交通软件将加快国产化进程,实现从硬件到操作系统再到应用软件的全栈自主创新,降低对国外技术的依赖,提高行业的自主可控能力。
总之,轨道交通设备数字化管理的核心是“EAM+IoT+AI”,通过智能化手段提升可靠性、降低运维成本。尽管国内相关系统起步较晚,但如璞华大数据的HawkEye 设备智能维保平台已经发展为较为成熟的设备管理软件,已成功运用于不同城市的轨道交通,其遵照交通运输行业相关的法律法规,参照国际国内的行业标准实施设计。可实现车辆设备运行状态监控、自动化维保计划、备品备件管理、设备故障信息汇总与维修工单智能化派发、报表统计分析可视化等功能,此外运用大数据和人工智能技术,可实现AI维修助手、设备预测性维护在智能知识库从存储优化到自主学习AI赋能的转变,能够帮助轨道交通设备数字化水平的提高,减少车辆设备故障率提升车辆设备利用效率。同时IBM、用友、金蝶等国内外厂商也基于自身的产品在轨道交通行业进行推广应用。因此轨道交通行业使用设备管理软件和智能维保软件能达到提质增效、事半功倍的效果,推动轨道交通行业数字化、智能化转型升级。