轨道交通智能运维建设研究

钟俊华

柳州轨道交通产业发展有限公司

摘要：目前，我国交通运输行业发展迅速，轨道交通设备品种多、规模大，因此检修模式多样，随着西安轨道交通进入到网络化运营阶段，对设备维保提出更高要求与挑战，需要提升维护手段、转换维修模式。本文结合信息技术及智慧城轨发展，研究智能运维体系化建设方案及策略，为西安轨道交通逐步形成设备安全可靠、人员精简高效、成本效益可控、应急保障迅速的运维管理新模式提供技术支撑。

关键词：城市轨道交通；智能运维系统；建设

引言

为满足我国城市轨道交通运维智能化、信息化发展要求，基于物联网、云计算、大数据、人工智能等现代信息技术，提出城市轨道交通智能运维系统方案。根据城市轨道交通智能运维需求，考虑既有和未来新增的运营设备，提出基于感知层、中间层和应用层的智能运维系统架构，实现以行车安全为核心的跨专业数据共享、算法共通、应用互联的生态系统模式。城市轨道交通智能运维系统方案可以优化检修模式、提高设备可靠性、降低劳动强度，辅助轨道交通高效安全运营，为推动城市轨道交通行业数字化转型提供技术支持。

1智能运维专业特点

城市轨道交通智能运维是一个涉及多专业的综合性应用系统，而各专业由于其建设内容、特点不同，可根据线网级和线路级分别进行建设。车辆、供电、工务、电梯、通信等专业，由于这些专业设施设备各线路间的差异较小，数据模型具有通用性，所以这些专业的智能运维直接可以进行线网级建设，一次建成，各线可根据建设进度分期接入。信号、站台门、票务、风水电等专业，由于这些专业的设施设备各线间存在较大差异，这些系统建议进行线路级智能运维系统即可，最后在线网级智能运维系统进行统计分析和可视化呈现即可。

2城市轨道交通运维现状及问题分析

首先，受制于传统运维模式，各大城市的轨道交通运营企业基本上选择以计划性运维和预防性运维为主、以状态维修方式为辅的运维模式。虽然此种模式能够保证设备设施运行的安全性和可靠性，但由于通信、信号、供电等关键专业对这种运维要求极高，需要在极短时间内完成运维工作，因此存在适应性问题。同时，此种运维模式需要的维保人员数量巨大，不论是自主运维还是委托运维，所需要的人力资源数量都是非常庞大的。即使这样，因设备设施数量庞大，依然可能会漏掉故障点。其次，随着大数据、云计算和人工智能”等高新技术的不断发展，城市轨道交通的信息化建设也有很大进展，越来越多的城市轨道交通运营企业开始建立设备信息管理系统和运营维护信息平台。但是，因为缺乏顶层设计，各系统相对独立，重复投资问题比较严重。而且由于各系统建设标准不规范不统一，数据库种类繁多，数据不能充分共享，存在信息孤岛，使数据价值没有得到很好挖掘。数据不能全面融合和深入应用，就导致无法进行实时的全面的大数据分析，从而影响了故障报警的前瞻性，降低了应急响应的快速反应能力。最后，城市轨道交通系统设备设施的运维巡检制度还不够完善。由于运维理念不能与时俱进，无法有效实现技术赋能。部分部门负责人员创新意识不强，导致部分运维系统技术落后，物联网、大数据等前沿技术接入、应用、扩展困难，运维人员无法实现对设备状态的实时监控和按需维护，从而不能有效降低运维人员的工作量，不仅人工成本居高不下，而且运维效率低。

3智能运维体系建设策略

3.1线路级平台功能

线路级智能运维平台，利用物联网、边缘计算、人工智能算法等先进技术，对设备运行过程中的关键参数指标进行分析，具有实时精准状态监测、智能故障诊断、故障预测、健康度评分等功能。实时精准状态监测可实时监控当前所接入设备状态情况；智能故障诊断基于实时监测数据和人工智能技术实现智能故障诊断，具有数据分级报警功能；故障预测基于实时监测数据和人工智能技术可对设备可能发生的故障进行分析预测；健康度评分功能运用边缘计算和人工智能等技术，可对设备健康度进行分析，提供设备在某一时刻的健康度评价。

3.2车辆检修管理信息系统

车辆检修管理信息系统可以实现车辆段的智能检修，从“人、机、料、法、环、测”六个维度进行综合管控，通过工作派单管理、生产计划管理、检修质量管理、工艺管理、检修作业管理、履历管理、生产资源管理、故障信息管理、配件管理、安全管控等功能模块对车辆检修任务进行深入分析和应用，实现整个车辆检修周期的管理。系统通过检修基地试验台等地面检修设备获取检修数据，配置手持移动终端等实现对列车检修状态及故障信息实时监控，全面获取车辆检修维护信息，将故障检修信息以工单形式发送至系统，系统完成故障工单处理，将故障处理措施和结果等信息通过语音、图像以及文字的形式上传至地面运维平台，实现工单管理有效闭环，是车辆运维全寿命周期监控管理的一个重要的数据支持环节。车辆检修管理信息系统由基础数据管理模块及车辆信息检修管理模块组成，基础数据管理模块包括主数据管理、技术质量管理、资源基础管理模块，车辆信息检修管理模块包括工作派单管理、生产计划管理、检修质量管理、工艺管理、检修作业管理、履历管理、生产资源管理、故障信息管理、配件管理、安全管控。系统可以实现车辆检修全流程数字化，实现生产过程、质量检验、物料配送管理的无缝对接，实现地铁车辆、关键件履历管理，实现检修人员管理及检修作业指导等。

3.3监控设备集成管理

第一，利用监控设备进行再次创新和研发，构建成相应BIM数字模型，进入到监控模型之后准确查看监控画面。第二，依靠监控设备观察不同车辆运行情况，将不同设备标注成对应颜色，一旦设备出现问题可以立即发出维修警报，提醒有关人员进行维修。第三，科学借助搜索设备类型、编号的方式，仔细观察设备内部信息内容。第四，设备模型实现有效旋转，为相关人员检查问题提供诸多便利，同时还能准确找出故障出现的具体位置。第五，利用相同安全权限确定技术，有助于操作人员实现全面管控，加强管理动态进展。第六，充分构建成树形结果搜索形式，仔细检查设备完整层次结构，帮助用户能够快速找出所需数据。

3.4线网级平台功能

线网级智能运维平台具有关键设备状态分析、自动统计分析、线路指标对比、运营影响评估、资产联动等功能。关键设备状态分析功能是分析影响运营的关键设备表现，对设备健康状态进行监督；自动统计分析功能是对设备状态、运营情况自动汇总统计分析，生成统计分析报表；线路指标对比功能是对多线路运营指标自动分析，生成指标top排名；运营影响评估功能可自动分析各线路故障，生成故障分析报告；资产联动功能是以设备运行维护管理为核心，以资产模型、设备台账为基础，实现设备运维管理的全过程监督和管控。

结语

目前，国内各大城市新建的地铁线路已经部分或全部采纳智能运维系统。采用智能运维系统可以实现提高车辆检修效率，减少人力支出，降低运营维护成本，为实现车辆检修逐步由计划修过渡到状态修提供条件。

参考文献

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