一、项目介绍

本项目通过新增的车载网络和地面网络两部分，将列车数据（TMS数据、事件记录仪数据、新增车门诊断数据、新增走行部诊断数据等）通过车载无线数据发送到地面，实现列车与地面之间的车地无线数传，并将列车信息至地面管理服务器，并由车辆故障信息管理服务器完成故障的分类、统计和评估。通过本系统，更加全面、更加系统的掌控车辆运行状态，达到在故障预警和及时维护指导，合理采取应急措施的目的。在天津地铁网络化运营的背景下，提高了车辆自诊断及维修智能化水平，提升了维修诊断效率；降低人工成本，提高了车辆的可靠性和安全性；更便于建立车辆维修信息化数据库，优化维修模式，提升资源利用率。并为后续线路车辆设计提供了参考，在天津地铁车辆项目中进行了推广。

在天津1号线东延新造车辆（1列）设计研发阶段，结合本科研课题的研究成果，实现了科研成果在项目新造车辆的应用。

二、主要研究内容

（1）研究地铁车辆数据采集技术；通过在走形部安装高精度复合传感器、在车门上安装智能门控器等方式采集车辆各种运行参数。

（2）研究地铁车辆数据无线传输技术；车辆上搭建一套全新以太网传输网络，独立于列车控制及监控系统（TCMS）之外，不参与列车正常行车控制与监控，仅从列车数据记录仪中读取数据。通过4G移动通信网络，传输车辆运行实时状态数据到地面控制中心；通过无线局域网，下载车辆的故障记录、事件记录等历史数据，数据传输稳定、安全性高。

（3）研究地铁车辆数据统计分析评估技术；正线载客运行的地铁车辆关键设备的监测、诊断等数据通过智能化传输网络实时发送到地面数据中心存储，通过数据挖掘、历史数据故障模型的分析比对，获得相关系统设备故障发生发展的趋势，从而给出设备“亚健康”警告推送，并针对亚健康信息给出初步诊断结果和维修方案。

三、项目成果

（1）通过需求分析、方案设计、技术攻关与技术创新研究承担城市轨道交通智能化运营与维保系统的关键技术研制、系统研发及试验，编写出总体技术方案。

（2）完成轨道交通智能化运营与维保系统的研究报告。

（3）通过新增的车载和地面网络，将搜集的列车数据通过车载无线数据发送到地面，实现列车与地面之间的车地无线传输，将列车信息传至地面管理服务器，由车辆故障信息管理服务器完成故障的分类、统计和评估。通过本系统，可以使维修人员更加全面、系统的掌控车辆运行状态，实现在线故障预警、采取应急措施进而提高地铁运营的可靠性和安全性。

（4）在天津轨道交通地铁1号线进行示范应用，提升了列车安全性、乘客舒适性，减少维修人员的日常工作量和工作时间。

四、项目取得的效益

（1）经济效益：本项目通过车辆数据采集、数据传输、数据分析，组成一套统一的感知、识别、交流、诊断与决策系统，提升了列车安全性、乘客舒适性，减少维修人员的日常工作量和工作时间，优化了维修模式；通过在亚健康状态下的预防维修，减少了故障发生率，延长了车辆设备的使用寿命，降低了车辆的全寿命维护成本。

（2）社会、环境效益：本项目为了提高城市轨道交通运行的安全性，通过对地铁车辆智能化集成，采用基于以太网的智能化架构形式，构建数字化平台、数据交换和处理平台，完成列车运行状态监测、检测、维修预测以及安全评估，实现地铁车辆在途状态监测和安全预警的智能化，提高地铁车辆装备水平，实现车辆运营的安全性、可靠性、舒适性。同时通过对车辆设备健康状态的智能决策和评判，及时的给出设备维修维护建议，达到降低地铁车辆运营成本，提高维修维护人员安全性的目的。

五、推广应用前景

城市轨道交通智能化运营与维保系统工程以全息化列车状态感知和动态数字化运行环境为基础，以信息智能处理与交互为支撑，具有自检测、自诊断、自决策能力，通过对牵引控制、辅助电源、走行部、车门、网络、制动、旅客信息等系统的设备运营状态进行实时动态监控，通过标准化的网络组成一个统一的感知、识别、交流、诊断与决策的开放式系统、以支撑列车智能控制、智能监测诊断、智能维护、智能安全等功能，对提升列车运行性能、安全性、乘客舒适性、提高列车运营维护和运营管理水平有着重要的意义。

（1）天津地铁1号线应用

在天津地铁1号线列车上进行系统应用，利用智能化技术获得地铁车辆运行及列车安全运营关键设备的状态数据，建立车辆信息数据库，通过异常预警、预判分析等手段，排除影响列车安全运营不利因素，提高车辆运营的可靠性和安全性，并通过专家分析数据积累，优化车辆设备维修模式、提升维修诊断效率和资源利用率。

（2）科技成果已为天津市津滨区快速轨道交通线路Z线提供借鉴，并向天津地铁4号线进行推广，将成果进一步拓展应用。