城轨列车安全状态在途监测预警和网络化维保系统课件.pptx

1、LOGO城轨列车安城轨列车安全状全状态态在在途监测预警和网络化维保系统途监测预警和网络化维保系统 希电的解决方案希电的解决方案3系统应用系统应用4城市轨道交通现状与问题城市轨道交通现状与问题2北京希电北京希电1公司简介公司简介北京锦鸿希电信息技术股份有限公司北京锦鸿希电信息技术股份有限公司北京锦鸿希电信息技术股份有限公司（简称北京锦鸿希电信息技术股份有限公司（简称北京希电北京希电）隶属于时代锦鸿集团，是一家在中关）隶属于时代锦鸿集团，是一家在中关村高新科技园区注册、村高新科技园区注册、服务于轨道交通行业服务于轨道交通行业3030余年的高新技术企业余年的高新技术企业。公司目前自主研发的产品线有：

2、公司目前自主研发的产品线有：城轨列车在途监测与网络化维保系统（简称城轨列车在途监测与网络化维保系统（简称“监测产品监测产品”）铁路列车控制铁路列车控制GSM-RGSM-R车载通信系统（简称车载通信系统（简称“列控传输产品列控传输产品”）铁路列车无线调度指挥通信系统铁路列车无线调度指挥通信系统(简称简称“列调产品列调产品”)l产品全生命周期的第三方维修保障服务（简称产品全生命周期的第三方维修保障服务（简称“维保服务维保服务”）公司于公司于20132013年年1010月月1616日在日在全国中小企业股份转让系统挂牌上市全国中小企业股份转让系统挂牌上市。证券简称：北京希电；证券。证券简称：北京希电；

3、证券代码：代码：430328430328。发展历程发展历程1978年成立的中国电子系统工程总公司通信处是公司的前身 川汉工程办公室（“781”）、铁道部首批认定的通信设备生产企业 1993年注册成立北京希电电子系统工程公司 首家实现微机控制无线列调设备生产企业、首批国家级高新技术企业 2001年改制为北京首科中系希电信息技术有限公司 首批通用式机车台服务于“大提速”、首家提供列控GSM-R车载通信平台 2010年改制为北京锦鸿希电信息技术股份有限公司 CIR（标准型、小型化）通过行政许可、承担城轨领域国家级科研项目 2013年在全国中小企业股份转让系统挂牌上市 证券简称：北京希电 证券代码：4

4、30328 2014年2015年成立城市轨道交通系统安全与运维保障国家工程实验室分中心2016年国家发展和改革委员会批准了公司与广州地铁公司、北京交通、株洲南车、广州地铁设计研究院等单位共同申报的“城市轨道交通系统安全保障国家工程实验室”项目2017年莱茵检测认证服务（中国）有限公司对公司进行IRIS认证获得丰台区“专精特新”企业称号 荣誉资质荣誉资质l 1996年被认定为年被认定为“高新技术企业高新技术企业”l 1997年获得进出口资质年获得进出口资质l 2003年通过年通过ISO9001/2000质量管理体系认证质量管理体系认证l 2005 年年ITCS系统系统MRM通信设备、通信设备、L

5、OCOTROL OCU、800M 无线数据传输系统无线数据传输系统通过美国通用电气公司（通过美国通用电气公司（GE）产品安全认证）产品安全认证l 2014年通过年通过“3体系体系”认证认证 ISO9001：2008质量管理体系认证、质量管理体系认证、ISO14001：2004环境管理体系认证、环境管理体系认证、OHSAS 18001:2007 职业健康安全管理体系认证职业健康安全管理体系认证l 行政许可：国家铁路局行政许可：国家铁路局“国铁许准字（国铁许准字（2016）第）第305号号行政许可决定书行政许可决定书”颁颁发发铁路运输基础设备生产许可证铁路运输基础设备生产许可证，证书编号为，证书编

6、号为TXST3001-16006l 主编国家行业标准主编国家行业标准城轨列车运行状态智能监测系统技术规范城轨列车运行状态智能监测系统技术规范（SJ/T11659-2017）l CRCC认证：认证：6个产品取得个产品取得CRCC认认证证l IRIS、城市轨道交通系统安全与运维保障国家工程试验室、城市轨道交通系统安全与运维保障国家工程试验室l 公司共获得国家级奖公司共获得国家级奖1项、省部级奖项、省部级奖9项、其他级别奖项、其他级别奖12项项荣誉资质荣誉资质获获 奖奖项项 目目国家科学技术进步国家科学技术进步 一等奖一等奖 大秦铁路重载运输大秦铁路重载运输 成套技术与应用成套技术与应用 铁道部科技

7、进步铁道部科技进步 特等奖特等奖 大秦大秦2 2万吨重载组合列车系统集成创新万吨重载组合列车系统集成创新 铁道部科技进步铁道部科技进步 一等奖一等奖 大秦线大秦线GSM-RGSM-R实现实现 机车同步操作控制系统机车同步操作控制系统 铁道部科技进步铁道部科技进步 一等奖一等奖 大秦线重载可控列尾装置大秦线重载可控列尾装置 研发与创新能力研发与创新能力城市轨道列车在途监测与安全预警关键技术课题四：列车在途安全综合监测数据大容量传输技术及设备研制课题六：列车在途安全状态预警系统集成技术与示范工程城市轨道交通运输组织、控制及保障一体化关键技术与系统研制课题四：城轨交通基础设施全息化移动检测与运维关键

8、技术及系统研制课题五：城轨交通列车运行状态全息检测与故障诊断技术及装备研制交通枢纽智能管控关键技术课题四：城轨换乘站综合状态感知与业务协同下一代地铁列车关键技术研究及样车制造任务：车辆在途智能检测预警与高效维保系统平台研制列车控制与信息服务网络（TCSN）关键技术及系统研制任务：TCSN控制与服务一体化传输及列车状态检测技术研究和设备研制-“十二五”轨道交通领域国家级课题研发与创新能力研发与创新能力基于空天车地信息协同的轨道交通运营与安全综合保障技术课题二：天临空地车轨道交通专用网络与车辆移动互联技术课题三：天临空地车轨道交通系统状态信息获取、监测与预警技术课题四：低密度铁路运营与安全综合保障

9、系统集成与应用示范验证课题五：重载铁路运营与安全综合保障系统集成与应用示范验证城市轨道系统安全保障技术任务二：复杂恶劣环境下城市轨道交通载运工具在途监测技术任务五：轨道交通系统大数据中心构建关键技术任务五：城市轨道交通主动维保系统任务六；北京地铁城市轨道交通系统安全保障技术集成化应用示范工程任务七：网联化的城轨系统综合监测信息融合接入与安全共享技术400公里及以上高速客运装备关键技术课题五：任务9：基于安全状态的主动安全运维和应急处置支持一体化研究磁浮交通系统关键技术中速磁浮交通系统关键技术研究任务：磁浮列车综合安全状态监测预警与维护支持技术轨道交通新型供电制式车辆与车载储能技术任务：间歇式供

10、电与无接触式供电车辆安全状态监测技术复杂环境下轨道交通系统全生命周期能力保持技术任务：轨道、接触网安全状态监测与城轨系统高适应性维保策略和高效维保支撑轨道交通货运快速化关键技术铁路多式货物联运及250公里高速货运动车组货物状态监测-“十三五”轨道交通领域国家重点研发计划研发与创新能力研发与创新能力发布与实施发布与实施 2017年7月1日实施主编主编单位单位 北京锦鸿希电信息技术股份有限公司参编单位参编单位 北京城建设计发展集团股份有限公司 中铁第一勘察设计院集团有限公司 广州地铁集团有限公司 北京市地铁运营有限公司 中车株洲电力机车有限公司 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 中车长春轨道客车股

11、份有限公司 中车南京浦镇车辆有限公司 北京地铁车辆装备有限公司 北京交通大学 战略合作战略合作公司致力于建立产、学、研、用相结合的技术创新体系，使公司的技术实力得到不断的提升，同时，通过研发新技术、新产品满足用户需求。公司已经与近二十几个单位合作，申报各类科研课题，制定行业标准（技术条件），引领产业的发展。公司愿意与致力于轨道交通事业的厂商开展诚信、互利、共赢的合作，实现共同发展。希电的解决方案希电的解决方案3系统应用系统应用4城市轨道交通现状与问题城市轨道交通现状与问题2北京希电北京希电1城市轨道交通现状与问题城市轨道交通现状与问题运营现状运营现状 客流大，日均客流1002.5万人次 行车密

12、度高，最短间隔为118秒 车辆上线时间长，最长超过18小时/日 延误、故障多（2016年全国不完全统计），延误1974次，退出正线故障7581次 维保体制，计划修故障修计划修故障修 维保资源，设备、人员缺口大设备、人员缺口大 维保成本，维保费用占车辆全生命周期维保费用占车辆全生命周期 总费用比重越来越高总费用比重越来越高建设发展快！可靠性与安全性存在不足！建设发展快！可靠性与安全性存在不足！现有维保体制不满足运营需求，维保综合效能要求高！现有维保体制不满足运营需求，维保综合效能要求高！城市轨道交通现状与问题城市轨道交通现状与问题 2006年，某地铁线路车辆出现继电器故障，制动无年，某地铁线路车

13、辆出现继电器故障，制动无法缓解，法缓解，5列车清客。列车清客。定期检修无法完全覆盖故障部位定期检修无法完全覆盖故障部位 故障先兆无法提前获取故障先兆无法提前获取城市轨道交通现状与问题城市轨道交通现状与问题运营面临的问题运营面临的问题可用性能力保持可用性能力保持可靠性可靠性安全性安全性在现有维修体制下，安全、成在现有维修体制下，安全、成本、能力保持成为突出矛盾本、能力保持成为突出矛盾运运营营安安全与全与成本压成本压力大力大RAMSRAMSRAMS城市轨道交通现状与需求城市轨道交通现状与需求状态修和网络化维保是解决问题的钥匙状态修和网络化维保是解决问题的钥匙先进技术的应用先进技术的应用传感网、物联

14、网、车联网、深度与自主学习、大数据、云计算传感网、物联网、车联网、深度与自主学习、大数据、云计算状态修状态修 精准维修精准维修 增强安全性、可靠性增强安全性、可靠性 实现高效的安全保障实现高效的安全保障网络化智能维保网络化智能维保 运维资源优化配置运维资源优化配置 柔柔性运维性运维 智能运维智能运维状态修状态修+网络化维保网络化维保全息化的全息化的感感知知智智能化的运能化的运维决策支持维决策支持可靠精准的可靠精准的状态预测状态预测希电的解决方案希电的解决方案3系统应用系统应用4城市轨道交通现状与问题城市轨道交通现状与问题2北京希电北京希电1希电的解决方案希电的解决方案状态状态感知感知信息信息传

15、输传输趋势趋势预测预测网络网络化化智能智能化化l 数字化感知l 智能传感网l 多链路实时传输l 多制式兼容l 大数据l 多模型l 互联网设备维护l 互联网运营管理l 智能诊断l 自动辅助决策城轨列车安全状态在途监城轨列车安全状态在途监测预警和网络化维保系统测预警和网络化维保系统CompremainsPHM全流全流程程希电的解决方案希电的解决方案城轨列车安城轨列车安全状态在途全状态在途监测预警和监测预警和网络化维保网络化维保系统系统状态实时监测与告警Data acquisitionDiagnostics安全状态评估预测Prognostics网络化智能化列车维保支持Health managemen

16、tPHM四大步骤四大步骤系统功能系统功能PHM全全流流程程希电的解决方案系统功能希电的解决方案系统功能 状态实时监测与告警状态实时监测与告警 列车实时位置 轴箱、齿轮箱、牵引电机工况 轮对轮缘、轮径、qR值 牵引系统IGBT温度/开路、FC电容温度/容值等 制动总风泄漏、空压机打风异常 辅助系统IGBT温度/开路、滤波电容温度/容值等 车门工况 蓄电池状态 关键继电器状态 轨道轨廓、轨距、轨道几何尺寸、波磨状态希电的解决方案系统功能希电的解决方案系统功能 安全状态评估预测安全状态评估预测 故障隐患挖掘与分析l设备故障率统计分析l可靠性统计分析评估l设备使用寿命统计分析评估l状态特征变化趋势跟踪

17、l临界值趋势预测l设备存在故障隐患时发出预警 轨道波磨、轮轨关系演化评估预警 RAMS分析与预测l故障分部规律研究l基于故障分部规律和部件状态的RAMS分析与预测希电的解决方案系统功能希电的解决方案系统功能 智能网络化列车维保生产管理智能网络化列车维保生产管理 计划管理l列车检修月度计划管理l列车出库日计划管理 资源与流程管理l维保资源管理l故障处理流程管理l设备与器件使用、维修历史追踪 技术管理l列车状态检修报告l检修经验总结报告管理l专家库与处置预案管理 质量管理 安全管理希电的解决方案希电的解决方案系系统总体架构统总体架构在途与库内希电的解决方案希电的解决方案系系统总体架构统总体架构 监

18、测对象全面化，在途状态感知完备监测对象全面化，在途状态感知完备 传感器数字化，转向架布线少传感器数字化，转向架布线少 算法智能化，抗噪与自学习能力算法智能化，抗噪与自学习能力强强 专业服务于车辆，监测对象可定专业服务于车辆，监测对象可定制制监测感知子系统车载部分监测感知子系统车载部分系统总体架构系统总体架构监测感知子系统轨旁部分监测感知子系统轨旁部分 激光激光 全新的诊断模型全新的诊断模型 满足满足30km/h车速车速车辆段咽喉部署车辆段咽喉部署车号识别天线2D激光传感器车地无线传输子系统车地无线传输子系统希电的解决方案希电的解决方案系系统总体架构统总体架构 WiFi、LTE、3G/4G 在途

19、实时、库内大带宽在途实时、库内大带宽多链路多链路多网络多网络地面分析子系统地面分析子系统系统总体架构系统总体架构“互联网互联网”设计设计大数据、云计算大数据、云计算各对象监各对象监测与状态预测实测与状态预测实现现轴箱状态监测 轴温高 内圈故障 外圈故障 滚动体故障 保持架故障序序号号故故 障障 类类 别别故障预警故障预警级故障报警级故障报警级故障报警级故障报警1保持架对外环故障保持架对外环故障44.0dB50.0dB56.0dB2保持架对内环故障保持架对内环故障44.0dB50.0dB56.0dB3外环内滚道故障外环内滚道故障49.0dB55.0dB61.0dB4内环外滚道故障内环外滚道故障4

20、4.0dB50.0dB56.0dB5滚单故障滚单故障44.0dB50.0dB56.0dBl 数字化的温度、振动复合l 取消转向架上的汇接单元l 转向架布线少各对象监测与状态预测实现各对象监测与状态预测实现齿轮箱状态监测 大小齿轮轴承故障 齿轮磨损 齿轮偏心 齿轮不对中 断齿 追逐齿序号序号故故 障障 类类 别别故障预警故障预警级故障报警级故障报警级故障报警级故障报警1齿轮磨损齿轮磨损44.0dB50.0dB56.0dB2齿轮承受大载荷齿轮承受大载荷54dB60dB65dB3齿轮偏心和游隙齿轮偏心和游隙59dB65dB71dB4齿轮不对中齿轮不对中54.0dB60.0dB66.0dB5齿轮断裂或

21、裂纹齿轮断裂或裂纹51.0dB57.0dB63.0dBl 数字化的温度、振动复合l 取消转向架上的汇接单元l 转向架布线少各对象监测与状态预测实现各对象监测与状态预测实现电机状态监测 轴承故障 转子偏心 转子松动 转子弯曲 转子铜条松动和断裂 定子故障 定子绕组松动 叠片故障 绕组故障序号序号故故 障障 类类 别别故障预警故障预警级故障报警级故障报警级故障报警级故障报警1转子铜条断裂转子铜条断裂45dB51dB57dB2转子铜条松动转子铜条松动41dB47 dB53dB3定子故障定子故障42dB48dB54dB4转子偏心转子偏心40 dB46 dB52dB5转子松动转子松动42 dB48 dB

22、54dB6定子绕组松动定子绕组松动39 dB45dB51 dB7叠片故障叠片故障39dB45dB51dB8连接松动连接松动39dB45dB51dB9转子弯曲转子弯曲38 dB44dB50dB各对象监测与状态预测实现各对象监测与状态预测实现继电器监测 继电器故障 触点电流异常 通电时长 动作次数蓄电池监测 蓄电池箱温升异常 蓄电池充放电异常车门监测 门动作时间异常 门行程不到位 门选/门使能/门按钮开关状态 开关门指令输出状态各对象监测与状态预测实现各对象监测与状态预测实现牵引/制动/辅助等系统状态获取方案 各系统工作参数和故障信息实时远程监测 通过网关设备单向获取TCMS中的各项数据 1车、6

23、车双接入牵引系统监测 IGBT实时温度异常、开路 FC滤波电容实时温度异常 FC滤波电容容值异常 系统已有的各项故障、告警各对象监测与状态预测实现各对象监测与状态预测实现制动系统监测 总风泄漏 空压机打风异常 空压机工作占空比异常 系统已有的各项故障、告警辅助系统监测 IGBT实时温度异常、开路 FC/ACC滤波电容实时温度 FC/ACC滤波电容容值 系统已有的各项故障、告警各对象监测与状态预测实现各对象监测与状态预测实现轨道状态监测 轨道几何尺寸测量 轨廓、轨距测量 轨道波磨等级及位置轮对监测方案 轮缘高度 轮缘厚度 轮对直径 轮缘qR值 踏面损伤系统设备系统设备车辆状态采集诊断主机 采集轴

24、箱、齿轮箱等对象的采集轴箱、齿轮箱等对象的状态并进行故障诊断状态并进行故障诊断 监监测系统贯车组网测系统贯车组网 基于阶次跟踪的时频域分析模型和SVM智能自学习 支持IEC61357标准的网络通信协议，支持二层和三层VLAN。结构密封防水，防护等级IP54 重量：约3kg 物理尺寸：370mm（L）164mm（W）80mm（H）系统设备系统设备车载无线通信网关及天线 监测信息的车地传输监测信息的车地传输链路建立链路建立 信信息传输优先级与安息传输优先级与安全控制全控制 支持WiFi、LTE、运营商3G/4G多网无线网络 支持传输优先级、端到端管道传输 结构密封防水，防护等级IP54 重量：约2

25、kg 物理尺寸：212mm（L）160mm（W）80mm（H）系统设备系统设备 振动信号频响范围：1Hz-15000Hz 振动信号量程：50500g可调 输出方式：数字化输出 温度信号量程：-30+120 对地绝缘电阻大于1000M 标准以太网接口 结构密封防水，防护等级IP67 重量：约0.19kg 物理尺寸：30mm（L）35mm（W）50mm（H）数字化振动温度复合传感器 振动状态采集振动状态采集 温度状态采集温度状态采集系统设备系统设备 量程0200A 精度等级1%响应时间300ms 配合数字化转换单元可与其它传感器进行简便连接 标准以太网接口 结构密封防水，防护等级IP67电流环传感

26、器 电机三相电流采集电机三相电流采集 继电继电器电流采集器电流采集 蓄电蓄电池电流采集池电流采集系统设备系统设备轨轨道几何尺寸与轨道波磨检道几何尺寸与轨道波磨检测测 轨廓检测精度0.1mm 轨距检测精度1mm 波磨检测分辨率0.01mm。用用于轨旁轮对检于轨旁轮对检测测 轮缘高度、厚度测量精度0.2mm 轮对直径、轮对内侧距测量精度 0.5mm 踏面线轮廓测量精度0.2mm 列车通过速度可达30km/h。激光位移传感器 检测轨道几何尺检测轨道几何尺寸检测寸检测 轨轨道波磨状道波磨状态检测态检测 轮轮对轮缘轮径检测对轮缘轮径检测系统设备系统设备 采样率：5Ksps-150Ksps软件可配 采样精

27、度：A/D量化精度16位/样点 统一在信号线缆中分配单独供电线 输入输出接口：以太网网口 结构密封防水，防护等级IP54 重量：约0.3kg 物理尺寸：65mm（L）76mm（W）47mm（H）轴端转速转换模块 将轴端转速模拟信号将轴端转速模拟信号进行数字化转换进行数字化转换系统设备系统设备 设备数据接口为100M工业以太网接口，数据协议为TCP/IP协议 支持MVB EMD/ESD+等 物理接口采用抗振型工业M12连接器 重量：约0.415kg 物理尺寸：MVB网关外形尺寸为160mm（L）106mm（W）40mm（H）MVB网关满足：EN50155/EN50121/EN61373IEC61

28、375 将将TCMSTCMS网络中的牵引网络中的牵引/制动制动/辅助辅助系系统的工作状态和故障统的工作状态和故障信息接入车载监测网络信息接入车载监测网络希电的解决方案希电的解决方案3系统应用系统应用4城市轨道交通现状与问题城市轨道交通现状与问题2北京希电北京希电1系统应用系统应用车载设备部署车辆状态感知诊断设备安装车载天线安装轴箱传感器安装DST显示屏安装列车在线监测告警系统应用系统应用正常正常状态异常异常状态轴箱诊断系统应用系统应用轴箱诊断系统应用系统应用轴箱诊断系统应用系统应用 轴温高 内圈故障 外圈故障 滚动体故障 保持架故障齿轮箱诊断系统应用系统应用齿轮箱诊断系统应用系统应用 齿轮轴承

29、故障 齿轮磨损 齿轮偏心 齿轮不对中 齿轮断裂 追逐齿牵引电机诊断系统应用系统应用牵引电机诊断系统应用系统应用 转子偏心 转子松动 转子弯曲 转子铜条松动和断裂 定子故障 定子绕组松动 叠片故障 连接松动 转子轴承故障 绕组短路/开路故障 IGBT开路电机故障特征频谱电机故障特征频谱IGBT开路后的电流波形开路后的电流波形牵引系统状态监测系统应用系统应用电机转速监测VVVF电压监测 制动系统状态监测系统应用系统应用电制动请求值监测总风压力监测空气制动轴速度监测 辅助系统状态监测系统应用系统应用VVVF模块逆变电流监测充电机输出监测轨道监测系统应用系统应用 位置确定 轨道波磨程度与变化趋势 轨道

30、几何尺寸参数与变化趋势轨道波磨监测系统应用系统应用系统应用系统应用 故障统计图 按车型、部件的分类从故障类别、发生时间、服役时间、运营里程等维度进行统计按车型统计按服役时间及系统进行统计故障隐患的预测评估系统应用系统应用 轮对管理 对轮径、轮缘厚度、轮缘高度等轮对参数进行记录管理、超限检查及趋势预测告警参数录入及超限检查磨耗趋势故障隐患的预测评估系统应用系统应用 闸瓦管理 对闸瓦参数进行记录管理、超限检查及趋势预测告警数据详情及超限警示闸瓦厚度变化趋势故障隐患的预测评估维保支持系统应用系统应用维保支持系统应用系统应用 检修计划管理 包含车辆、设备、工程车、架大修等计划按年度、月度等维度的制定、

31、提醒、推送、导出功能计划的执行与跟踪计划的增加和编辑维保支持系统应用系统应用 项目与技术管理 为部门及分部的生产管理员、领导、技术员、工班长等提供技术通知单、普查整改、技术总结相关的管理，实现了部门与分部间的技术通知联动技术通知单管理普查整改管理新增技术总结维保支持系统应用系统应用系统优势系统优势1.覆盖PHM全流程的解决方案2.监测覆盖全，面向整车级的监测3.系统模块化可裁剪4.数字化传感网、安装设备数量少、布线容易5.智能化自动诊断、具备自学习能力，简单易用6.基于RAMS分析的故障隐患预测，为状态修提供数据支撑7.适应能力强、诊断效率高城轨列车城轨列车安全状态在安全状态在途监测预警途监测预警和网络化维和网络化维保系统保系统状态实时监测与告警Data acquisitionDiagnostics安全状态评估预测Prognostics网络化智能化列车维保支持Health managementPHM四大步骤四大步骤系统功能系统功能系统应用案例系统应用案例序号序号用户用户装车数量装车数量1广州地铁15列、1个中心2北京地铁13号线1列车、1个中心；9号线14列车、1套轨旁轮对监测、1个中心3郑州地铁1号线1列车、1个中心城郊线1列车、1个中心4北京地铁燕房线（长客“下一代”）无人驾驶1列车5青岛四方“下一代”无人驾驶1列车6青岛四方 动车组1列车的走行部监测7。