軌道交通基礎設施運維監控系統的作用范文

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摘要:基于地鐵基礎設施系統的維保現狀，結合現代科技發展，提出了將地鐵勘察設計、施工階段的相關資料、數據等進行收納記錄；將運營階段結構自然變形與內外部擾動變形的監測數據、維修、維護臺賬及時錄入更新等措施。淺談建立城市軌道交通基礎設施智慧運維監控系統的重要性，為現代化地鐵基礎設施系統專項管理及維修、維保提出了新思路，提供了科學的決策依據。

關鍵詞:城市軌道交通；全生命周期；地鐵基礎設施系統；智慧運維監控系統

1地鐵基礎設施系統及維修、維護特點、方式

地鐵基礎設施系統主要包含線路、軌道、路基、橋隧、車站、主變電所、控制中心、車輛基地等。線路按其在運營中的地位和作用分為正線、輔助線和車場線；軌道一般由鋼軌、扣件、軌枕、道床、道岔及附屬設施組成；路基是直接鋪設軌道結構并承受列車荷載的部分，通常由路基面、路肩、基床、邊坡、基底等幾部分組成；橋隧是軌道的基礎，橋梁主要由橋面、橋跨結構、墩臺與基礎三大部分組成，隧道結構按施工方法可歸納為明挖法、礦山法、新奧法、盾構法等；車站一般由地面出入口、站廳、站臺、通道、設備與管理用房等部分組成；主變電所將城市電網的高壓110kV（220kV）電能降壓后以35kV或10kV的電壓等級分別供給牽引變電所和降壓變電所；控制中心是日常運營、設備維護、行車組織的指揮中心，也是運營信息收發中心，即地鐵行車運行的大腦；車輛基地是車輛停放、檢查、整備、運用和修理的管理中心所在地[1]。

1.1維修、維護特點及方式

地鐵基礎設施系統隨著使用年限的推移及內、外部作業的擾動，將產生各種形式的損壞，根據分析，可分為自然因素和人為因素。自然因素可采用養護的措施盡量延長使用壽命；人為因素對安全運營構成隱患的應立即進行維修。地鐵基礎設施系統維修、維護的特點:一般項（不影響正常運營，對地鐵主體結構無損傷等）維修、維護，材料品種、規格多，材料采購難度大，尤其是既有設施的停產；主控項（對運營有一定影響，有可能對地鐵主體結構造成損傷）涉及面廣、維修頻率高、維修時間短、任務急且維修復雜等。地鐵基礎設施系統維修、維護方式:按維修、維護方式主要分為預防性維護、事后維護、緊急搶修，其中，預防性維護包含“計劃性預防維護、改善性預防維護”。按維修類別主要分為小修、中修、大修；按控制手段主要分為“日常巡查”“周檢”“月檢”“季檢”“年檢”等。

1.2目前國內地鐵基礎設施系統維修、維護現狀

1.2.1監測結構監測:主要由結構長期變形監測、城市軌道交通保護區設施保護監測等構成。結構長期變形監測主要是在運營階段采用人工測量，對運營地鐵道床、停車場、檢修庫、風井等主要結構進行沉降測量，對盾構隧道的水平直徑進行收斂測量，并定期對城市軌道交通保護區范圍內的地面詳情進行巡查。城市軌道交通保護區設施保護監測主要采用自動化監測系統結合人工復核機制對保護區范圍內地鐵結構設施進行動態監測，主要包括道床沉降、軌道差異沉降、盾構隧道水平收斂、隧道水平位移等，并定期對隧道表觀狀態進行巡查等[1]。

1.2.2巡查、檢測巡查、檢測主要包括地鐵結構設施表觀狀態巡查、檢測、軌道幾何狀態、鋼軌探傷、接觸網導高檢測等。根據“日常巡查”計劃，安排專業人員按計劃進行日常巡查，將發現的問題、隱患詳細記錄。表觀狀態巡查、檢測主要對隧道設施表觀狀態滲漏水、掉塊等進行巡查，同時，需采用合理的檢測設備對隧道裂縫、管片錯臺及其他設施狀態進行檢測等；軌道幾何狀態、鋼軌探傷、接觸網導高檢測是由專業工程師使用專業檢測工具進行檢查。

1.2.3維護、保養根據制訂的維保計劃，定期對設施進行專項維護保養，確保所有設施均能滿足相應的質量標準，并做好保養與檢測記錄。經監測數據與日常巡查，對于結構變形較大地段、滲漏水處、管片裂縫等進行針對性病害整治，主要包括內、外部微擾動注漿整治、隧道鋼環加固整治、裂縫填堵及滲漏水封堵等。

1.3造成地鐵基礎設施系統變形的原因

1.3.1勘察設計階段地鐵工程為復雜的系統工程，在勘察設計階段，由于現有勘察技術的局限性，不可能對地鐵工程進行全覆蓋、無死角勘察，較多采用查詢歷史地質水文記載文獻的方法，按階段進行可研、初步勘察、詳勘、施工勘察等，勘察內容不完全反映地鐵實際地質水文情況，或勘察出現盲區，故在設計中，有可能因考慮不全面，發生設計缺陷。

1.3.2建設階段地鐵工程建設需不同施工單位根據設計圖紙進行實施，由于工程涉及專業較多，工程基本位于市中心繁華地段，且工況復雜、安全環保要求較高，在施工期間有可能因趕工期或管理混亂等造成工程結構既有病害或隱性病患。

1.3.3運營階段隨著城市的多元化、立體式發展，在地鐵建設期間，大多地塊處于待開發階段，隨著地鐵運營后，拉動了線路附近的經濟，在地鐵保護區范圍內的土地開發也逐年增長，有可能造成同一區間多個作業項目同時或交替開工的情況。經不完全統計，杭州地鐵每年每條地鐵運營線路保護區內會增加20多個作業項目，絕大部分為深基坑開挖項目，風險相對較高，對地鐵結構影響較大。

2建立“智慧運維監控系統”模塊

建立“智慧運維監控系統”模塊，以大數據分析等先進的信息化手段為載體，整合各維修部門相關數據，基于設計期—施工期—運營期三個重要階段，對基礎模塊進行針對性拆分，建立具體的專業化模塊，并建立分析模塊，可對相關專業的數據進行單獨分析或合并分析。模塊建立應科學、嚴謹，充分考慮系統的適用性，并預留開發端口，方便對系統進行補充、完善。模塊內容設計期主要包括地質情況、設計資料、設計參數等；施工期主要包括施工工藝、施工質量等；運營期主要包括運營初期地鐵結構初始狀態（盾構隧道橢圓度、水平直徑、限界、滲漏水、表觀病害、裂縫等）、軌道幾何狀態、接觸網導高情況；各維修專業的日常巡查記錄、維護、維修記錄、結構長期變形監測數據、內外部擾動作業記錄（結構設施初始狀態調查、檢測、監測數據、最終結構狀態調查、檢測等）。

3結語

通過建立“智慧運維監控系統”，可以將各個階段的相關數據、記錄進行電子資料錄入，實現了無紙化辦公，解決了資料存檔管理困難問題，使資料查詢更加方便、快捷、高效。

參考文獻:

[1]毛猛.基于交通監控視頻的道路狀況分析[D].北京:北京工業大學,2017.

作者：李凱 單位：杭州杭港地鐵五號線有限公司