近年来地铁行业得到了大力发展,但日常的地铁维修检测等大部分工作依旧由人工来完成。在地铁日常维保作业中,若使用地铁运营维保飞行器来替代部分人工进行巡检,则可降低人工成本,提高检测效率,具有重要意义。本论文对未来地铁运营维保飞行器实际主要应用于地铁隧道的安全技术进行了探讨与研究,并针对地铁运营维保飞行器作为智能交通装备,进行安全架构设计,构建了完整的安全技术研究框架。进一步地,将其划分为被动安全技术与主动安全技术,并制定了相应的技术路线。且地铁运营维保飞行器的主要巡检场景为地铁隧道内部以及高架桥线网。在被动安全方面,根据地铁运营维保飞行器原有模型,本论文自行设计了一种被动安全防护罩结构,并对此结构进行了模态分析、瞬态动力学分析与添加被动安全防护罩前后整机模型的流场分析。对结构优化设计的相关理论进行应用,构建出优化设计的数学模型。并基于ANSYS Workbench的仿真平台,根据具体情况,选取了单目标自适应算法的优化方法,对被动安全防护罩结构进行了优化设计。对构成被动安全防护罩的材料进行了相关的材料拉伸实验,实验中参考了金属材料拉伸实验的相关标准,测得其材料的杨氏模量、泊松比与抗拉强度,实验所测数据作为有限元分析中的材料的输入数据,进行了结构分析。最后,本论文还进行了被动安全防护罩的结构破坏实验。在主动安全方面,针对特定的地铁隧道环境,本论文提出了一种具体的主动安全控制算法,依据PID控制原理,通过控制电路板与若干距离传感器来对地铁运营维保飞行器进行自动控制,从而实现其安全飞行的效果。电路板的设计以及相关避障电路的设计是实现主动安全控制的关键环节。本论文对若干距离传感器获得的数据,并基于C#平台对其进行了分析与处理,可为地铁运营维修检测人员实时展示地铁运营维保飞行器在地铁隧道内飞行时的任意时刻的安全区域范围,并进行安全预警。本论文还开展了模拟现场飞行及避障实验,验证了应用于地铁运营维保飞行器的主动安全模块的有效性。本文最后还完成了模拟现场的设计与搭建工作,进行了地铁运营维保飞行器的系统联调与模拟现场测试。从实践的角度,本文验证了地铁运营维保飞行器安全架构设计的有效性与可行性。