《城市轨道交通轨行区防护设备入侵预报警监测关键技术研究与应用》
一、创新背景
轨行区防护设备是根据国家防护要求在地铁轨行区建设的大型封堵设备,包括人防门、防淹门等。轨行区防护设备分布广(每个地铁站区间至少2个),体积大(20平米左右),质量重(10多吨),潜在安全风险大。近年来,全国曾出现了多起地铁列车冲撞轨行区防护设备的重大安全事故,党和国家高度重视轨道交通安全,连续出台了多个文件并作出重要指示。
本项目,基于现代传感技术、大数据分析技术,人工智能技术实现城市轨道交通轨行区防护设备安全状态的多源异构传感数据的感知、存储、分析,进而对防护设备产生的轨行区入侵状态风险进行评估和预测,及时进行预报警,有效杜绝轨行区防护设备对列车运行造成的安全隐患。
二、项目内容
(1)防护设备关键部件全生命周期运行状态智能监测。采用多种传感器和机器视觉测量相结合的方式,实时采集防护设备关键部件的故障和运行状态数据,对多通道传感数据进行融合分析计算,实现三维空间毫米级精度姿态检测。
(2)融合多通道传感网络进行可信计算。对多通道异源传感数据互相校验计算,实现数据监测的高可靠和高准确性验证计算,达到低漏报和低误报的高可信的目标。
(3)防护设备安全状态分级预报警和运维机制。基于防护设备的状态计算数据,构建分级预报警机制,达到精准运维目标,提高运维效率。
(4)具有自主知识产权的嵌入式边缘计算单元。研制嵌入式边缘计算单元,实现轨行区每个防护设备关键部件和运行状态的数据采集、计算、控制,分级预报警BAS系统信号输出功能,有效提高系统鲁棒性和反应的时效性。
(5)构建线网中心防护设备运维大数据平台。基于一个中心,实现了地铁线网中所有防护设备状态大数据管理、展示、态势分析、远程运维等功能。
系统技术指标均高于行业应用需求,并由国家级专业机构(国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心(北京))检验鉴定。
三、创新点和知识产权
突破现有防护设备状态监测技术瓶颈,做出如下创新:
(1)采用图像视觉传感、激光位移传感、高精度应力数字传感等,实现了防护设备关键部件(铰叶、安全锁、千斤顶和拉杆/拉链等)状态全方位信息监测。采用的传感器种类和数量多,监测的防护设备部件全、范围广。
(2)提出防护设备三维空间全姿态动态监测技术,在精度上达到了毫米级。防护设备三维空间全姿态动态数据包括防护设备位移信息,在空间三轴旋转角度信息。
(3)基于传感网络监测数据融合决策分析,首次创建了详尽分级报警机制和运维措施,分析精准,能将报警信息无缝融入BAS系统。为现场管理员提供了高效、准确运维决策机制,提升了工作效率。
已获得授权发明专利11项,实用新型专利12项,获得软著8项。项目成果已应用于成都、重庆、西安等国内城市地铁线路。