蔡昌俊 陳希雋 彭有根 葉富智 李 洋

(1. 廣州地鐵集團(tuán)有限公司, 510330, 廣州;2. 鐵科院(北京)工程咨詢(xún)有限公司, 100081, 北京∥第一作者, 正高級(jí)工程師)

隨著城市軌道交通(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“城軌”)行業(yè)的高速發(fā)展,車(chē)載檢測(cè)系統(tǒng)在基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[1]。車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維檢測(cè)作為一種具有針對(duì)性的、預(yù)防性的基礎(chǔ)設(shè)施智能運(yùn)維技術(shù),相較通常的檢修技術(shù)具有更高的安全價(jià)值。在廣州地鐵11號(hào)線(xiàn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“11號(hào)線(xiàn)”)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要確定各車(chē)載檢測(cè)系統(tǒng)間采集設(shè)備、數(shù)據(jù)項(xiàng)點(diǎn)及傳輸方式等方面的聯(lián)動(dòng)性,以簡(jiǎn)化、持久化的方式解決高并發(fā)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和上云問(wèn)題;同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)主動(dòng)下發(fā)至車(chē)載設(shè)備的指令以及上報(bào)數(shù)據(jù)的同步管理;在現(xiàn)有車(chē)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,需要探索提升檢測(cè)精度和數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)性的方法,以?xún)?yōu)化數(shù)據(jù)傳輸效率的途徑。

針對(duì)上述因素,綜合考慮11號(hào)線(xiàn)列車(chē)的運(yùn)用環(huán)境,設(shè)計(jì)了車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目的研究路線(xiàn),如圖1所示。在該研究路線(xiàn)的設(shè)計(jì)中,率先確定了車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目的范圍和需求,開(kāi)發(fā)了車(chē)載綜合系統(tǒng)和穗騰OS(操作系統(tǒng))云平臺(tái),并在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行了部署和驗(yàn)收。

圖1 11號(hào)線(xiàn)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目的研究路線(xiàn)

1 車(chē)載綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

在11號(hào)線(xiàn)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中設(shè)計(jì)了車(chē)載綜合系統(tǒng)。該系統(tǒng)可結(jié)合車(chē)地PIDS(旅客信息顯示系統(tǒng))通道和穗騰OS云平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛、信號(hào)、通信等專(zhuān)業(yè)的實(shí)時(shí)檢測(cè)、實(shí)時(shí)傳輸及上云分析。針對(duì)上述功能,設(shè)計(jì)了由車(chē)載綜合數(shù)據(jù)管控層、車(chē)地?cái)?shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸層、穗騰OS云平臺(tái)分析應(yīng)用層組成的車(chē)載綜合系統(tǒng)架構(gòu),如圖2所示。其中:車(chē)載綜合數(shù)據(jù)管控層感知列車(chē)搭載的主動(dòng)運(yùn)維設(shè)備數(shù)據(jù),利用多類(lèi)線(xiàn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯集和預(yù)處理,并傳輸數(shù)據(jù)至車(chē)地PIDS網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn);車(chē)地?cái)?shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸層涉及PIDS網(wǎng)絡(luò)下的多個(gè)無(wú)線(xiàn)傳輸通道,可將主動(dòng)運(yùn)維數(shù)據(jù)輸入車(chē)輛段的地面服務(wù)器;穗騰OS云平臺(tái)分析應(yīng)用層利用云端資源,設(shè)計(jì)運(yùn)維系統(tǒng)的云接口、微服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)等,結(jié)合物聯(lián)平臺(tái)達(dá)成具有穗騰風(fēng)格的數(shù)據(jù)應(yīng)用效果。

注:API為應(yīng)用程序編程接口。

1.1 車(chē)載綜合數(shù)據(jù)管控層

11號(hào)線(xiàn)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)包括輪軌力、通信、信號(hào)等多個(gè)檢測(cè)子專(zhuān)業(yè)。為保證多專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)管理,車(chē)載綜合數(shù)據(jù)管控層在列車(chē)上構(gòu)建了專(zhuān)有主動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)具有高度數(shù)據(jù)集成化和傳輸實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)車(chē)上部分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D3所示。其中:通信、信號(hào)檢測(cè)子系統(tǒng)設(shè)備分布在列車(chē)的M3(無(wú)受電弓的動(dòng)力車(chē)3)和Tc1(帶司機(jī)室的拖車(chē)1)車(chē)廂,管控層的車(chē)載數(shù)據(jù)主機(jī)和輪軌力檢測(cè)系統(tǒng)安裝在Tc2(帶司機(jī)室的拖車(chē)2)上,跨車(chē)信息交互通過(guò)PIDS交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。

圖3 車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)車(chē)上部分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

輪軌力檢測(cè)子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)收集輪軌關(guān)系數(shù)據(jù),如輪軸、軸箱和轉(zhuǎn)向架的垂向力、橫向力等,以評(píng)估車(chē)輛的運(yùn)行平穩(wěn)性狀態(tài)和安全性。通信檢測(cè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)LTE-M(地鐵長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng))、5G(第5代移動(dòng)通信技術(shù))、Wi-Fi等車(chē)載無(wú)線(xiàn)通信方式的場(chǎng)強(qiáng)和服務(wù)質(zhì)量性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。信號(hào)檢測(cè)子系統(tǒng)主要針對(duì)軌旁信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行巡檢,收集設(shè)備狀態(tài)圖像和緊固狀態(tài)點(diǎn)云數(shù)據(jù)等信息,同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)ATO(列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行)系統(tǒng)信號(hào)狀態(tài)。

車(chē)載綜合數(shù)據(jù)管控層實(shí)現(xiàn)了各個(gè)主動(dòng)運(yùn)維子系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)的匯集接收、解析,以及轉(zhuǎn)發(fā)至PIDS車(chē)地通道接入點(diǎn)的功能。該系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)預(yù)處理功能,可以對(duì)原始檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理,清洗無(wú)效數(shù)據(jù),以提高后續(xù)車(chē)載、車(chē)地傳輸及上云效率。此外,為滿(mǎn)足不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的需求,車(chē)載綜合數(shù)據(jù)管控層采用模塊化和風(fēng)格兼容性設(shè)計(jì),不僅可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展和調(diào)整數(shù)據(jù)管理形式,還可以通過(guò)現(xiàn)有的穗騰OS云平臺(tái)與各運(yùn)維系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的高效整合和管理。

車(chē)載綜合數(shù)據(jù)管控層從車(chē)上數(shù)據(jù)處理角度出發(fā),實(shí)現(xiàn)了多專(zhuān)業(yè)主動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成和質(zhì)量把控,從而提升車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目的數(shù)據(jù)智能化管理水平。

1.2 車(chē)地?cái)?shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸層

車(chē)載綜合系統(tǒng)利用車(chē)地?cái)?shù)據(jù)傳輸通道確保車(chē)輛數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、高效的落地,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛、線(xiàn)路(包括車(chē)輛段與車(chē)站)和云端無(wú)縫對(duì)接效果。除了傳輸效率,帶寬占用、緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳也是需要考慮的問(wèn)題。

1.2.1 車(chē)地?cái)?shù)據(jù)傳輸協(xié)議

為保證車(chē)上檢測(cè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)與地面的順暢交互,車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目采用了MQTT(消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸)協(xié)議和HTTP(超文本傳輸協(xié)議)。

MQTT協(xié)議適用于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的傳輸,如輪軌力、通信和信號(hào)專(zhuān)業(yè)的數(shù)值型數(shù)據(jù)。MQTT協(xié)議的基本格式分為固定報(bào)頭、可變報(bào)頭和有效載荷等3個(gè)部分。其中:有效載荷部分為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),采用JSON(JavaScript 對(duì)象簡(jiǎn)譜)格式進(jìn)行封裝。為確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的完整性,車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目對(duì)MQTT消息的QoS(服務(wù)質(zhì)量)和會(huì)話(huà)超時(shí)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置,保證消息不丟失、不重復(fù)提交。

MQTT協(xié)議具有輕量級(jí)、低帶寬占用、易移植等優(yōu)點(diǎn),適合在車(chē)地結(jié)構(gòu)化傳輸和上云中使用[2]。在車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中,車(chē)載綜合系統(tǒng)在穗騰OS云平臺(tái)上創(chuàng)建中間組件,利用消息發(fā)布和訂閱的形式,實(shí)現(xiàn)車(chē)地傳輸數(shù)據(jù)的快速上云?；贛QTT協(xié)議的車(chē)地傳輸數(shù)據(jù)上云原理如圖4所示。其中:MQTT經(jīng)紀(jì)人中間組件為實(shí)現(xiàn)MQTT協(xié)議數(shù)據(jù)交互的組件,部署在穗騰OS云平臺(tái)中間組件庫(kù)中。

圖4 基于MQTT協(xié)議的車(chē)地傳輸數(shù)據(jù)上云原理圖

HTTP適用于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)傳輸,如高清圖片、視頻、點(diǎn)云等大型原始檢測(cè)數(shù)據(jù)。HTTP具有通用性、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn),適合在非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)車(chē)地通信中使用[3]。應(yīng)用層數(shù)據(jù)需在HTTP Header(請(qǐng)求頭)和HTTP Body(請(qǐng)求體)中填充,每個(gè)HTTP請(qǐng)求會(huì)發(fā)送文件的元數(shù)據(jù)和文件本身。車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中,可對(duì)HTTP傳輸?shù)母黝?lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,以規(guī)避信息安全風(fēng)險(xiǎn)。車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中的HTTP概念如圖5所示。

圖5 車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中的HTTP概念圖

車(chē)載綜合系統(tǒng)分別利用MQTT協(xié)議和HTTP傳輸結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了車(chē)地間數(shù)據(jù)的高效、可靠傳輸,并為落地后數(shù)據(jù)的快速上云提供便利。

1.2.2 車(chē)地分級(jí)傳輸方案

為提升車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維數(shù)據(jù)的時(shí)效性和安全性,廣州地鐵要求車(chē)載綜合系統(tǒng)在車(chē)輛行車(chē)時(shí)需將問(wèn)題信息實(shí)時(shí)上報(bào)至穗騰OS云平臺(tái),以方便工作人員更快速掌握和定位問(wèn)題,并做出處理決策。

11號(hào)線(xiàn)PIDS車(chē)地傳輸通道具有一定的帶寬余量,利用此余量進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸不僅能滿(mǎn)足時(shí)效性和安全性需求,也能緩解地面?zhèn)鬏數(shù)膲毫?縮短車(chē)輛回庫(kù)到下電的時(shí)間,從而提升運(yùn)維工作的資源利用率。車(chē)地?cái)?shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸層根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型和信息關(guān)鍵緊急程度,采用了實(shí)時(shí)和延時(shí)分級(jí)傳輸方案。該傳輸層對(duì)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)計(jì)算得到的小體量結(jié)果數(shù)據(jù)優(yōu)先進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸,因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)占用帶寬低且可能包含病害超限等關(guān)鍵信息。大體量數(shù)據(jù)、點(diǎn)云及高清圖片等原始檢測(cè)數(shù)據(jù)選擇延時(shí)傳輸方式。

11號(hào)線(xiàn)分配給車(chē)載綜合系統(tǒng)的帶寬為49 Mibit/s。為確保數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸效率和質(zhì)量預(yù)留一定冗余,選擇輪軌力檢測(cè)子系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)值類(lèi)結(jié)果數(shù)據(jù),通信檢測(cè)子系統(tǒng)的WLAN(無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng))場(chǎng)強(qiáng)、LTE-M場(chǎng)強(qiáng)、5G服務(wù)質(zhì)量、EUHT(超高速移動(dòng)通信技術(shù))服務(wù)質(zhì)量等結(jié)果數(shù)據(jù),信號(hào)檢測(cè)子系統(tǒng)的軌旁信號(hào)設(shè)備狀態(tài)巡檢圖像和緊固狀態(tài)點(diǎn)云數(shù)據(jù),以及車(chē)載綜合系統(tǒng)的控制指令、速度里程信息等作為實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)帶寬合計(jì)約為43 Mibit/s。表1展示了通信檢測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量和分級(jí)規(guī)劃內(nèi)容。此外,設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控告警數(shù)據(jù)在產(chǎn)生時(shí)優(yōu)先占用此實(shí)時(shí)傳輸通道。

表1 通信檢測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量和分級(jí)規(guī)劃表

為積累數(shù)據(jù)資產(chǎn),廣州地鐵要求全量主動(dòng)運(yùn)維數(shù)據(jù)落地和上云。PIDS通道的帶寬余量不滿(mǎn)足列車(chē)在正線(xiàn)行車(chē)時(shí)將車(chē)輛全部數(shù)據(jù)完成車(chē)地傳輸,且在庫(kù)外搭建局域網(wǎng)需要極大成本,因此,在地面車(chē)庫(kù)內(nèi)搭建穩(wěn)定無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng),延時(shí)傳輸原始數(shù)據(jù)、全量高清圖片、點(diǎn)云等非關(guān)鍵信息類(lèi)或超大體量數(shù)據(jù)。

車(chē)地?cái)?shù)據(jù)傳輸層充分考慮了不同專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)內(nèi)容、傳輸格式需求及帶寬限制,從而制定合理的傳輸協(xié)議及其優(yōu)先級(jí),以支持車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中數(shù)據(jù)的高效落地和資產(chǎn)積累。

1.3 穗騰OS云平臺(tái)分析應(yīng)用層

穗騰OS云平臺(tái)分析應(yīng)用層通過(guò)構(gòu)建物聯(lián)平臺(tái)與物模型庫(kù),基于云計(jì)算和應(yīng)用展示的中間組件庫(kù),提供強(qiáng)大、便捷、開(kāi)源的數(shù)據(jù)處理、分析和復(fù)用能力。該應(yīng)用層可構(gòu)建多形式可視化界面,如波形圖、柱狀圖、餅狀圖和散點(diǎn)圖等。穗騰OS云平臺(tái)分析應(yīng)用層系統(tǒng)界面能夠?qū)Χ鄺l線(xiàn)路主動(dòng)運(yùn)維數(shù)據(jù)的超限大值、歷史變化趨勢(shì)及檢測(cè)病害等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)展示。為滿(mǎn)足不同維度的數(shù)據(jù)查詢(xún)和調(diào)用需求,該應(yīng)用層支持按照時(shí)間、行別、區(qū)段和里程等條件進(jìn)行篩選,快速、精確獲取關(guān)鍵信息和問(wèn)題病害,為運(yùn)維工作提供指導(dǎo)和養(yǎng)護(hù)依據(jù),有助于優(yōu)化設(shè)備維護(hù)策略和提高設(shè)備運(yùn)行效率。

穗騰OS云平臺(tái)分析應(yīng)用層利用高算力的云資源服務(wù)器,在處理海量云端數(shù)據(jù)時(shí)表現(xiàn)出良好的精確性和穩(wěn)定性,以支持多期檢測(cè)數(shù)據(jù)的同步處理。此外,該平臺(tái)上豐富的組件庫(kù)使分析應(yīng)用層具有較高的擴(kuò)展性,可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)、用戶(hù)慣性和數(shù)據(jù)管理應(yīng)用等需求進(jìn)行靈活調(diào)整。

綜上,車(chē)載綜合系統(tǒng)從車(chē)輛數(shù)據(jù)管控、車(chē)地?cái)?shù)據(jù)傳輸及上云、云平臺(tái)數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用等3個(gè)方向優(yōu)化11號(hào)線(xiàn)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目的實(shí)施,提升主動(dòng)運(yùn)維數(shù)據(jù)從產(chǎn)生、處理到應(yīng)用管理的智能化水平,保證車(chē)載檢測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)效性和使用價(jià)值。

2 穗騰OS云平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

穗騰OS云平臺(tái)是一種基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的云端操作系統(tǒng)。在車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中,該平臺(tái)可以通過(guò)物模型和數(shù)據(jù)分析組件處理和運(yùn)用各專(zhuān)業(yè)檢測(cè)數(shù)據(jù):各項(xiàng)物模型組成穗騰OS云平臺(tái)的物模型庫(kù),用于表示單個(gè)主動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)某項(xiàng)設(shè)備的可顯示、可操作能力;各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析組件組成穗騰OS云平臺(tái)的組件庫(kù),用于在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)信息的處理分析和可視化效果。

2.1 物模型的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

物模型是描述設(shè)備結(jié)構(gòu)和行為的電子化模型,是車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用在穗騰OS云平臺(tái)的核心組成部分。

2.1.1 物模型設(shè)計(jì)

車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中,針對(duì)檢測(cè)設(shè)備創(chuàng)建的物模型從屬性、服務(wù)、事件等3個(gè)特征描述了輪軌力檢測(cè)子系統(tǒng)采集箱、測(cè)力輪對(duì)、信號(hào)檢測(cè)子系統(tǒng)環(huán)境傳感器等35套設(shè)備的信息。其中:屬性特征為設(shè)備可查看或上報(bào)的數(shù)據(jù),服務(wù)特征為對(duì)設(shè)備下發(fā)的控制指令,事件特征為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的告警和消警。穗騰OS云平臺(tái)將實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施物模型的創(chuàng)建和導(dǎo)入,以響應(yīng)廣州地鐵和穗騰OS云平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化,以及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目產(chǎn)品研發(fā)上線(xiàn)流程。

2.1.2 物模型應(yīng)用

物模型在物聯(lián)平臺(tái)上可實(shí)現(xiàn)查詢(xún)固有屬性、上傳檢測(cè)數(shù)據(jù)、下發(fā)服務(wù)指令及上報(bào)告警類(lèi)事件等功能。同時(shí),物模型與算法庫(kù)和應(yīng)用庫(kù)相結(jié)合,為設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)提供計(jì)算和展示功能[4]。通過(guò)物模型在穗騰OS云平臺(tái)上的信息,運(yùn)維人員可以實(shí)時(shí)了解當(dāng)前運(yùn)行車(chē)輛的部件狀態(tài),以及掌握車(chē)輛異常信息。

2.2 數(shù)據(jù)分析組件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

11號(hào)線(xiàn)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目中穗騰OS云平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析組件包括算法庫(kù)和解耦應(yīng)用庫(kù),是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和分析的關(guān)鍵支撐。

2.2.1 數(shù)據(jù)分析組件設(shè)計(jì)

算法庫(kù)管理所有設(shè)備產(chǎn)生的初始數(shù)據(jù)和形成結(jié)果數(shù)據(jù)過(guò)程中涵蓋的計(jì)算、運(yùn)算組件。解耦應(yīng)用庫(kù)管理所有設(shè)備產(chǎn)生的初始數(shù)據(jù)、結(jié)果數(shù)據(jù),以及形成應(yīng)用中涵蓋的過(guò)程組件。算法庫(kù)和解耦應(yīng)用庫(kù)的輸入指標(biāo)若與某個(gè)物模型相關(guān),可從物聯(lián)平臺(tái)直接調(diào)用。算法庫(kù)和解耦應(yīng)用庫(kù)的輸入指標(biāo)可自動(dòng)轉(zhuǎn)化為穗騰OS云平臺(tái)展示結(jié)果。數(shù)據(jù)分析組件在建設(shè)時(shí)統(tǒng)計(jì)所有的輸入、輸出指標(biāo),并明確它們的計(jì)算方式。輪軌力檢測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析組件指標(biāo)項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,如表2所示。

表2 輪軌力檢測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析組件指標(biāo)項(xiàng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表

2.2.2 數(shù)據(jù)分析組件應(yīng)用

數(shù)據(jù)分析組件在穗騰OS云平臺(tái)上的應(yīng)用主要包括數(shù)據(jù)的邊緣計(jì)算和可視化。通過(guò)數(shù)據(jù)分析組件,運(yùn)維人員可以對(duì)物模型的屬性、服務(wù)及事件等信息進(jìn)行深度分析處理,進(jìn)一步評(píng)估單個(gè)設(shè)備部件的狀態(tài)和性能,以便于快速發(fā)起相應(yīng)操作。

穗騰OS云平臺(tái)的算法庫(kù)提供邊緣計(jì)算功能,使部分計(jì)算任務(wù)可以在設(shè)備本地完成,從而減輕云端服務(wù)器的負(fù)擔(dān),并提高數(shù)據(jù)處理速度[5]。通過(guò)將算法組件部署在設(shè)備邊緣,運(yùn)維人員可以實(shí)時(shí)獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和檢測(cè)數(shù)據(jù),以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障預(yù)測(cè)[6]。

應(yīng)用庫(kù)可在數(shù)據(jù)計(jì)算后利用可視化手段展現(xiàn)其計(jì)算結(jié)果,保證運(yùn)維人員直觀查看重要的計(jì)算類(lèi)檢測(cè)指標(biāo),進(jìn)一步了解設(shè)備的運(yùn)行狀況,從而制定合適的維護(hù)策略和優(yōu)化措施。

以輪軌力檢測(cè)子系統(tǒng)為例,通過(guò)設(shè)備感知到車(chē)體垂向加速度、測(cè)力輪對(duì)運(yùn)行狀態(tài)及車(chē)輛故障等數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)算法庫(kù)和組件庫(kù)生成包含脫軌系數(shù)、超限統(tǒng)計(jì)、設(shè)備健康監(jiān)控等在內(nèi)的展示界面。輪軌力檢測(cè)子系統(tǒng)在穗騰OS云平臺(tái)的應(yīng)用示意圖如圖6所示。同時(shí),穗騰OS云平臺(tái)可控制整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)中所有傳感器的供電,以控制數(shù)據(jù)采集的啟停。

圖6 輪軌力檢測(cè)子系統(tǒng)在穗騰OS云平臺(tái)的應(yīng)用示意圖

綜上,穗騰OS云平臺(tái)通過(guò)對(duì)設(shè)備物模型和數(shù)據(jù)分析組件的創(chuàng)建和使用,為11號(hào)線(xiàn)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目提供了強(qiáng)大的云端遠(yuǎn)程管理支持,使得運(yùn)維工作更加智能化與高效化。

3 結(jié)語(yǔ)

本文梳理了11號(hào)線(xiàn)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目的研究思路,探討了車(chē)載綜合系統(tǒng)架構(gòu)和功能,并深入分析了動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)在車(chē)載端與車(chē)地端的快捷傳輸,以及在穗騰OS云平臺(tái)物模型與數(shù)據(jù)分析組件的建設(shè)與應(yīng)用的方法和成果。該項(xiàng)目可通過(guò)數(shù)據(jù)集成傳輸技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)提高運(yùn)維效率,實(shí)現(xiàn)車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目的智能化與高效化[7]。盡管項(xiàng)目在實(shí)踐中面臨一些挑戰(zhàn),如設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與傳輸、數(shù)據(jù)分析組件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等,但通過(guò)采取相應(yīng)措施,如優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、加強(qiáng)車(chē)地?zé)o線(xiàn)傳輸方案的研究與應(yīng)用,有望解決這些問(wèn)題。

該車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目為城軌運(yùn)維工作提供了寶貴實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)其他城軌系統(tǒng)具有借鑒意義。隨著穗騰OS云平臺(tái)的不斷完善與優(yōu)化,該線(xiàn)路車(chē)載主動(dòng)運(yùn)維項(xiàng)目有望在智能化、高效化運(yùn)維方面取得更大突破,為國(guó)內(nèi)其他城軌系統(tǒng)提供參考。