磁浮轨道线路数字孪生系统的制作方法

本技术涉及磁浮轨道交通，尤其涉及一种磁浮轨道线路数字孪生系统。

背景技术：

1、现有磁浮轨道交通的运营线路较长，利用传统的监测器报警方式很难直接获取报警原因以及报警位置的状态，需要人工根据报警位置到达现场进行实地观察，费时费力，不满足磁浮轨道交通线路的智能化运维管理需求。

技术实现思路

1、本技术提供一种磁浮轨道线路数字孪生系统，用以解决磁浮轨道交通线路的智能化运维管理需求的问题。

2、本技术提供一种磁浮轨道线路数字孪生系统，包括：

3、数据采集子系统、数据处理子系统、虚拟线路生成子系统和交互子系统，所述数据采集子系统与所述数据处理子系统通信连接，所述数据处理子系统与所述虚拟线路生成子系统通信连接，所述虚拟线路生成子系统与所述交互子系统通信连接；

4、所述数据采集子系统，用于采集磁浮轨道线路的检测数据，所述磁浮轨道线路的检测数据包括轨排几何参数检测数据、接触轨检测数据和轨排锚固螺栓检测数据；

5、所述数据处理子系统，用于根据所述磁浮轨道线路的检测数据，获取所述磁浮轨道线路的坐标系数据；

6、所述虚拟线路生成子系统，用于根据磁浮轨道线路的坐标系数据，以及所述磁浮轨道线路的理论设计数据，生成磁浮轨道线路的三维虚拟线路模型；

7、所述交互子系统，用于展示所述磁浮轨道线路的三维虚拟线路模型。

8、通过将数据采集子系统、数据处理子系统、虚拟线路生成子系统和交互子系统进行组合后，实现轨排几何参数检测数据、接触轨检测数据和轨排锚固螺栓检测数据从采集到分析到展示的全过程，利用这三类关键性的数据，使得数字孪生系统能够更准确的展示磁浮轨道线路的实际情况，有利于通过数字孪生实现线上和线下的同步管理，提高运维管理效率，降低人工依赖性。

9、在一种可能的设计中，所述数据处理子系统，具体用于：

10、对所述磁浮轨道线路的检测数据进行预处理，得到预处理后的数据；所述预处理后的数据包括：所述轨排几何参数、所述接触轨状态、所述轨排锚固螺栓状态；所述轨排几何参数包括轨距、超高、轨向、高低、轨缝、横向错台、垂向错台中的至少一个或多个；所述接触轨状态包括接触轨的接头横向错台状态、接触轨支座螺栓状态中的至少一个或多个；

11、根据所述预处理后的数据，获取所述磁浮轨道线路的坐标系数据。

12、通过数据处理子系统将数字孪生系统的采集数据精细到轨排几何参数、接触轨状态和轨排锚固螺栓状态上，实现磁浮轨道线路状态的全面覆盖，从而降低三维虚拟线路模型与现实磁浮轨道线路之间差异性，提升模拟精度。

13、在一种可能的设计中，所述坐标系数据包括：里程数据、位置数据和状态数据。

14、通过里程数据和位置数据来定位检测数据在三维模型中的具体位置，通过状态数据来确定三维模型中所呈现的与检测数据相对应的呈现状态，从而实现数字化的数据在三维模型中具象化展示。

15、在一种可能的设计中，所述数据采集子系统包括：轨排几何参数检测装置、接触轨检测装置、轨排锚固螺栓检测装置；

16、所述轨排几何参数检测装置、接触轨检测装置、轨排锚固螺栓检测装置设置在不同的检测车上，或者，至少部分检测装置位于同一检测车上。

17、通过将数据采集子系统设置为多种不同的检测装置，并利用独立于正常行驶车辆之外的检测车进行数据采集，可以实现在无车辆行驶时，对磁浮轨道线路数据的采集，确保数据采集频率满足健康状态监测需求，同时可以根据实际需求实时控制检测车进行目标位置的数据采集，以实现目标位置对应状态在三维虚拟线路模型中的实时展示。

18、在一种可能的设计中，所述系统还包括：仿真子系统，所述仿真子系统与所述虚拟线路生成子系统通信连接；

19、所述仿真子系统，用于根据所述磁浮轨道线路的三维虚拟线路模型，获取所述磁浮轨道线路的健康状态。

20、通过增加仿真子系统，利用仿真结果提升三位虚拟线路模型的准确度。

21、在一种可能的设计中，所述仿真子系统，具体用于：

22、根据所述磁浮轨道线路的三维虚拟线路模型，对所述磁浮轨道线路进行动力学仿真和/或受流动态仿真，获取仿真结果；

23、根据所述仿真结果，获取所述磁浮轨道线路的健康状态；

24、所述交互子系统，还用于展示所述磁浮轨道线路的健康状态。

25、通过仿真结果可以进一步获取磁浮轨道线路的健康状态。

26、在一种可能的设计中，所述仿真结果包括：动力学仿真结果；所述仿真子系统，具体用于：

27、根据所述动力学仿真结果，获取磁浮轨道和车辆的动态响应；

28、根据所述磁浮轨道和车辆的动态响应，获取所述磁浮轨道线路的健康状态。

29、通过动力学仿真来模拟车辆与线路的相互作用，进而确定在车辆运行过程中线路的健康状态。

30、在一种可能的设计中，所述仿真结果包括：受流动态仿真结果；所述仿真子系统，具体用于：

31、根据所述受流动态仿真结果，获取接触轨和车辆的动态受流特性；

32、根据所述接触轨和车辆的动态受流特性，获取所述磁浮轨道线路的健康状态。

33、通过受流动态仿真来模拟车辆运行过程中车辆与接触轨之间的相互作用情况，进而确定在车辆运行过程中与接触轨相关的线路的健康状态。

34、在一种可能的设计中，所述仿真子系统，还用于：

35、根据所述磁浮轨道线路的健康状态，以及，所述磁浮轨道线路的历史健康状态，预测所述磁浮轨道线路未来的健康状态。

36、通过分析当前健康状态和历史健康状态，可以利用预测模型进一步预测未来健康状态，从而为磁浮轨道线路的运维管理提供更多的决策辅助依据。

37、在一种可能的设计中，所述数据处理子系统，还用于接收所述磁浮轨道线路的检修信息，所述检修信息包括磁浮线路故障信息、磁浮线路维修信息、磁浮列车故障信息、磁浮列车维修信息；

38、所述仿真子系统，还用于根据所述磁浮轨道线路的检修信息和运行时长，对所述磁浮轨道线路进行寿命预测和/或故障预测。

39、通过分析检修信息和运行时长来进行线路的寿命预测和/或故障预测，提升运维管理的智能化，为磁浮轨道线路的运维管理提供决策的辅助依据。

40、本技术提供的磁浮轨道线路数字孪生系统，包括数据采集子系统、数据处理子系统、虚拟线路生成子系统和交互子系统，所述数据采集子系统与所述数据处理子系统通信连接，所述数据处理子系统与所述虚拟线路生成子系统通信连接，所述虚拟线路生成子系统与所述交互子系统通信连接；所述数据采集子系统，用于采集磁浮轨道线路的检测数据，所述磁浮轨道线路的检测数据包括轨排几何参数检测数据、接触轨检测数据和轨排锚固螺栓检测数据；所述数据处理子系统，用于根据所述磁浮轨道线路的检测数据，获取所述磁浮轨道线路的坐标系数据；所述虚拟线路生成子系统，用于根据磁浮轨道线路的坐标系数据，以及所述磁浮轨道线路的理论设计数据，生成磁浮轨道线路的三维虚拟线路模型；所述交互子系统，用于展示所述磁浮轨道线路的三维虚拟线路模型。相对于现有技术中无法满足磁浮轨道交通线路的智能化运维管理需求的缺陷，本技术通过数据采集子系统进行数据的自动采集，然后将采集的数据利用数据处理子系统进行分析处理后，经虚拟线路生成子系统转化形成三维虚拟线路模型，并最终利用交互子系统将生成的三维虚拟线路模型进行展示，以使磁浮轨道线路的管理可以完全通过该磁浮轨道线路数字孪生系统进行线上运维管理，节省现场排查时的人力资源和时间资源损耗，及时发现问题所在，提升管理的可靠性和时效性，以及运维管理的智能化程度。