城市轨道交通智能运维需求探讨

李洪江,张,山

大连电力牵引研发中心有限公司 辽宁 大连 116085

摘要：智慧城轨建设是交通强国建设的战略突破口，也是未来城市轨道交通行业的发展方向。城市轨道交通系统逐步向高度集成化、自动化发展，系统设备的复杂程度不断提高，对设施设备的可靠性、可维护性、可用性等方面提出了更高要求。随着城市轨道交通路网规模快速扩张，城市轨道交通设备数量迅速增加，新技术的发展和应用为提升管理水平创造了可能，城市轨道交通智能运维系统的诞生和应用顺应时代发展趋势，新技术赋能城市轨道交通运维模式实现升级。基于此，文章对城市轨道交通智能运维方面的内容进行了研究，以供参考。

关键词：轨道交通；智能运维；方法应用

1智能运维的必要性

随着地铁线网规模不断扩大，各专业运维生产和管理工作存在监测信息不全面、纸质台账繁多、数据利用率较低、故障定位不精确、应急处置效率不高等问题，既有维修管理模式已经无法满足网络化运营管理对设备稳定运行及故障处置效率提出的更高要求，急需采用智能化手段解决问题。大数据、云计算、5G、图像识别、物联网等新技术的发展为地铁生产管理的提升与变革带来契机。（1）智能运维是网络化设备维保的迫切需要，首先，传统设备系统监测信息不全面导致人工巡检工作量巨大、故障原因排查耗时耗力，且存在故障无法精准定位的难题。其次，设备在运行过程中产生海量数据，及时分析数据可有效发现设备运行隐患，进而及时制定维修策略、减少故障发生概率，提升设备的使用可靠性。再次，随着新建线路增多，技术稳定的维修维护人员严重不足，导致维修维保任务压力较大。（2）是网络化阶段设备维保管理的迫切需要。首先，设备维保管理是一项系统性、多环节、多接口的工作，掌握信息全面与否直接决定了管理水平的高低。传统运维管理存在“信息孤岛”严重、管理流程割裂两方面的重大问题。其次，各线路新技术的应用程度存在差异导致设备的维修维护差异化较大，从而限制了人员的一岗多能及区域化管理下的应急处置效率。再次，网络化运营模式下，通信、风水电、低压配电、车辆、轨道等多个专业从行业发展和维护成本两方面考量，可能将自主维修维护转变为委外维修维护，但委外维修的质量监管无法量化。从设备数据骤增、挖掘数据价值、维修维护队伍技术水平差异、维修制度变革、维保模式变革及生产管理模式变革计六个方面进行的深入分析可知，智能运维系统的需求研究及建设是轨道交通发展的必经之路。

2城市轨道交通智能运维需求分析

（1）全面提升巡检自动化水平。对关键设备运行状态全面、实时监测，对运行数据深入分析及健康评价，实现设备运行状态智能诊断，结合设备运行参数在线监测和设备环境监测，用远程巡检代替现场巡检，实现设备现场管理无人化，解放维修维护人员。（2）实现关键设备健康管理。通过全面感知设备状态和数据分析实现关键设备健康状态评估和故障预测，在设备异常时能够及时发现、及时处理，降低故障发生率。（3）提高设备维修效率。结合大数据实现故障原因分析、判断设备健康状况、及时预判故障点位、指导维保工作，触发维护维修系统派发维修工单、领料工单，推送故障信息至值班人员，提升维修效率。（4）优化检修模式。现有检修周期缺少理论依据和验证，通过智能运维平台可开展深入分析故障原因、增加设备状态监测参数、全面评价设备状态、根据设备状态采取合理检修手段等工作，进而实现检修模式优化。

3城市轨道交通智能运维方法研究

3.1建立基于自动化技术的运维管理体系

运维管理的自动化是智能运维方法设计的基础，根据当前城市轨道交通智能运维需求，文中建立以IT基础架构库为核心的运维管理体系，在运维管理过程中合理应用自动化技术的智能自动控制算法，提升大面积城市轨道交通智能运维效率的提升。IT基础架构库主要包括６个组成模块，每个管理模块可以实现不同的功能。需要注意的是，ITIL核心框架的服务管理模块，负责掌控IT管理流程，是整个IT基础架构库的中心部分，为了更好地实现流程管控，该模块下共有服务支持和服务提供2个子模块，二者互相辅助实现面向城市轨道交通智能运维服务的管理功能。运用IT基础架构库设计城市轨道交通自动化运维体系时，需要先搭建一个交通数据中心，将该数据中心嵌入到一个统一的操作平台服务器内，负责对实时轨道交通数据的存储、调用和分析。考虑到ITIL框架是以流程为导向的，在与自动化技术相结合后，通过流程化操作实现城市轨道交通智能运维功能，依托于改理念搭建的基于自动化技术的运维体系。自动化运维管理体系需要运行在服务平台上，该平台上已经包含了数据中心和服务器，根据智能运维人员的工作内容，确定不同用户运维管理服务权限，用户在统一接入网站服务平台后，不同权限级别的用户可以实现不同的操作，保证城市轨道交通智能运维的高效性。以自动化技术为核心的城市轨道交通自动化运维管理服务体系的管理流程包括5项，分别为事故管理、配置管理、变更管理、发布管理和知识管理。变更管理需要以当前配置情况为依据，通过与城市轨道交通智能运维工作人员的沟通，明确当前配置条件下智能运维操作能否顺利进行，在无法满足智能运维性能要求时，进行变更分析。发布管理流程是辅助变更管理的环节，通常其发布的信息都是与变更管理相关的。最后，知识管理流程主要负责处理城市轨道交通数据，该环节实现了中心数据的分类、检索、存储和自动化智能处理，将冗余数据从数据集中去除。通过上述基于自动化技术的运维管理体系，智能化控制智能运维的各个环节，降低城市轨道交通智能运维计算复杂度，实现智能运维效率的有效提升。

3.2实现城市轨道交通智能运维自动化

运维管理体系、数据融合模型和故障检修算法是文中提出智能运维方法的主要功能模块，而该运维方法的实现，还需要依托移动终端技术，使其不受时间和空间的约束，开展高效智能运维工作。在移动终端技术的支持下实现智能运维，具有多样化人机交互功能，运维工作可操作性。运用移动终端实现城市轨道交通智能运维时，终端主要负责数据采集、电子标签识别和运维任务执行３方面内容。其中电子标签识别功能的实现，需要依托于射频识别技术，定义多种运维标签，并将该标签保存在用户存储区，便于实时进行读写处理。而后将当前城市轨道交通设备的最新状态输入标签内，输出该设备当前运行状态。将自动化运维管理系统的用户端安装至移动终端上，实现运维任务的智能化制定、执行和审核。此外，移动终端还实现了智能化分析功能和跨平台交互功能，前者保证了轨道交通故障检修算法的运行，后者加强了不同数据接口之间的数据共享，在物联网思维下应用多源数据进行开展智能运维工作。

结语

综上所述，伴随着物联网技术、大数据技术在城市轨道交通中的应用，城市轨道交通越来越向着智能化发展，而智能化变革也为智能运维方法的设计提供了技术支撑。因此，轨道交通运营管理部门应强化对先进技术的引进与应用，进而有效提升系统的稳定性，以保证轨道交通的运输安全。

［1］刘婧，郭行，蒋锐，等.城市轨道交通智能运维系统的研究及可行性分析［J］.中国新技术新产品，2021（5）：12-14.

［2］郭泽阔，贺莉娜，王璐.城市轨道交通车辆智能运维系统的建设方案［J］.城市轨道交通研究，2022，25（6）：176-181.

［3］徐佳宁.轨道交通车辆智能运维系统初步搭建［J］.轨道交通装备与技术，2021（4）：39-43.

［4］贾文峥，胡雪霏，熊振兴.城市轨道交通智能维保发展现状及趋势［J］.都市快轨交通，2020，33（2）：14-19.

［5］徐金平，杨树松.宁波轨道交通5号线一期工程智慧城轨的探索与实践［J］.城市轨道交通，2022（5）：16-19.