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轨道交通基础设施运维监控系统的作用

2019/12/06 阅读:

摘要:基于地铁基础设施系统的维保现状,结合现代科技发展,提出了将地铁勘察设计、施工阶段的相关资料、数据等进行收纳记录;将运营阶段结构自然变形与内外部扰动变形的监测数据、维修、维护台账及时录入更新等措施。浅谈建立城市轨道交通基础设施智慧运维监控系统的重要性,为现代化地铁基础设施系统专项管理及维修、维保提出了新思路,提供了科学的决策依据。

关键词:城市轨道交通;全生命周期;地铁基础设施系统;智慧运维监控系统

1地铁基础设施系统及维修、维护特点、方式

地铁基础设施系统主要包含线路、轨道、路基、桥隧、车站、主变电所、控制中心、车辆基地等。线路按其在运营中的地位和作用分为正线、辅助线和车场线;轨道一般由钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔及附属设施组成;路基是直接铺设轨道结构并承受列车荷载的部分,通常由路基面、路肩、基床、边坡、基底等几部分组成;桥隧是轨道的基础,桥梁主要由桥面、桥跨结构、墩台与基础三大部分组成,隧道结构按施工方法可归纳为明挖法、矿山法、新奥法、盾构法等;车站一般由地面出入口、站厅、站台、通道、设备与管理用房等部分组成;主变电所将城市电网的高压110kV(220kV)电能降压后以35kV或10kV的电压等级分别供给牵引变电所和降压变电所;控制中心是日常运营、设备维护、行车组织的指挥中心,也是运营信息收发中心,即地铁行车运行的大脑;车辆基地是车辆停放、检查、整备、运用和修理的管理中心所在地[1]。

1.1维修、维护特点及方式

地铁基础设施系统随着使用年限的推移及内、外部作业的扰动,将产生各种形式的损坏,根据分析,可分为自然因素和人为因素。自然因素可采用养护的措施尽量延长使用寿命;人为因素对安全运营构成隐患的应立即进行维修。地铁基础设施系统维修、维护的特点:一般项(不影响正常运营,对地铁主体结构无损伤等)维修、维护,材料品种、规格多,材料采购难度大,尤其是既有设施的停产;主控项(对运营有一定影响,有可能对地铁主体结构造成损伤)涉及面广、维修频率高、维修时间短、任务急且维修复杂等。地铁基础设施系统维修、维护方式:按维修、维护方式主要分为预防性维护、事后维护、紧急抢修,其中,预防性维护包含“计划性预防维护、改善性预防维护”。按维修类别主要分为小修、中修、大修;按控制手段主要分为“日常巡查”“周检”“月检”“季检”“年检”等。

1.2目前国内地铁基础设施系统维修、维护现状

1.2.1监测结构监测:主要由结构长期变形监测、城市轨道交通保护区设施保护监测等构成。结构长期变形监测主要是在运营阶段采用人工测量,对运营地铁道床、停车场、检修库、风井等主要结构进行沉降测量,对盾构隧道的水平直径进行收敛测量,并定期对城市轨道交通保护区范围内的地面详情进行巡查。城市轨道交通保护区设施保护监测主要采用自动化监测系统结合人工复核机制对保护区范围内地铁结构设施进行动态监测,主要包括道床沉降、轨道差异沉降、盾构隧道水平收敛、隧道水平位移等,并定期对隧道表观状态进行巡查等[1]。

1.2.2巡查、检测巡查、检测主要包括地铁结构设施表观状态巡查、检测、轨道几何状态、钢轨探伤、接触网导高检测等。根据“日常巡查”计划,安排专业人员按计划进行日常巡查,将发现的问题、隐患详细记录。表观状态巡查、检测主要对隧道设施表观状态渗漏水、掉块等进行巡查,同时,需采用合理的检测设备对隧道裂缝、管片错台及其他设施状态进行检测等;轨道几何状态、钢轨探伤、接触网导高检测是由专业工程师使用专业检测工具进行检查。

1.2.3维护、保养根据制订的维保计划,定期对设施进行专项维护保养,确保所有设施均能满足相应的质量标准,并做好保养与检测记录。经监测数据与日常巡查,对于结构变形较大地段、渗漏水处、管片裂缝等进行针对性病害整治,主要包括内、外部微扰动注浆整治、隧道钢环加固整治、裂缝填堵及渗漏水封堵等。

1.3造成地铁基础设施系统变形的原因

1.3.1勘察设计阶段地铁工程为复杂的系统工程,在勘察设计阶段,由于现有勘察技术的局限性,不可能对地铁工程进行全覆盖、无死角勘察,较多采用查询历史地质水文记载文献的方法,按阶段进行可研、初步勘察、详勘、施工勘察等,勘察内容不完全反映地铁实际地质水文情况,或勘察出现盲区,故在设计中,有可能因考虑不全面,发生设计缺陷。

1.3.2建设阶段地铁工程建设需不同施工单位根据设计图纸进行实施,由于工程涉及专业较多,工程基本位于市中心繁华地段,且工况复杂、安全环保要求较高,在施工期间有可能因赶工期或管理混乱等造成工程结构既有病害或隐性病患。

1.3.3运营阶段随着城市的多元化、立体式发展,在地铁建设期间,大多地块处于待开发阶段,随着地铁运营后,拉动了线路附近的经济,在地铁保护区范围内的土地开发也逐年增长,有可能造成同一区间多个作业项目同时或交替开工的情况。经不完全统计,杭州地铁每年每条地铁运营线路保护区内会增加20多个作业项目,绝大部分为深基坑开挖项目,风险相对较高,对地铁结构影响较大。

2建立“智慧运维监控系统”模块

建立“智慧运维监控系统”模块,以大数据分析等先进的信息化手段为载体,整合各维修部门相关数据,基于设计期—施工期—运营期三个重要阶段,对基础模块进行针对性拆分,建立具体的专业化模块,并建立分析模块,可对相关专业的数据进行单独分析或合并分析。模块建立应科学、严谨,充分考虑系统的适用性,并预留开发端口,方便对系统进行补充、完善。模块内容设计期主要包括地质情况、设计资料、设计参数等;施工期主要包括施工工艺、施工质量等;运营期主要包括运营初期地铁结构初始状态(盾构隧道椭圆度、水平直径、限界、渗漏水、表观病害、裂缝等)、轨道几何状态、接触网导高情况;各维修专业的日常巡查记录、维护、维修记录、结构长期变形监测数据、内外部扰动作业记录(结构设施初始状态调查、检测、监测数据、最终结构状态调查、检测等)。

3结语

通过建立“智慧运维监控系统”,可以将各个阶段的相关数据、记录进行电子资料录入,实现了无纸化办公,解决了资料存档管理困难问题,使资料查询更加方便、快捷、高效。

参考文献:

[1]毛猛.基于交通监控视频的道路状况分析[D].北京:北京工业大学,2017.

作者:李凯 单位:杭州杭港地铁五号线有限公司

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