城市轨道交通供电设备智能运维系统研究

黄万才

重庆市轨道交通（集团）有限公司  重庆 400000

摘要：随着城市轨道交通的不断发展，轨道交通供电设备的运维需求也越来越高。为了更好地保障轨道交通的安全和稳定运行，建立一套智能化的供电设备运维系统已成为亟待解决的问题。基于此，文章首先分析城市轨道交通供电设备运维管理现状，然后综合分析城市轨道交通供电设备运维智能管控体系建设及关键技术运用，以期为相关人员提供一些借鉴。

关键词：城市轨道交通；供电设备；智能运维系统

引言

城市轨道交通供电设备智能运维系统是一种基于人工智能技术的设备运维管理系统，它可以通过数据采集、分析、处理等方式，实现设备运行状态的实时监测、预测和分析，提高运维效率和设备可靠性，减少设备故障和维修成本，提高轨道交通运行的安全性和稳定性。

一、城市轨道交通供电设备运维管理现状

城市轨道交通供电设备是轨道交通系统中的重要组成部分，它对于轨道交通系统的安全运营和稳定发展至关重要。目前，城市轨道交通供电设备的运维管理存在以下几个方面的问题：①设备信息化程度不高。目前，许多城市轨道交通供电设备的运维管理还处于传统的纸质记录和手工操作阶段，缺乏智能化的信息化管理手段，导致运维过程中存在数据不准确、信息不透明等问题。②运维管理效率不高。由于城市轨道交通供电设备数量庞大、分布广泛，加之运维人员数量有限，导致运维管理效率不高，无法满足轨道交通系统运行的需求。③维修效率低下。城市轨道交通供电设备的维修需要涉及到高压电力设备，操作风险较大，且维修难度较大，导致维修效率低下，周期较长，影响了轨道交通系统的正常运行。④预防性维护不足。由于城市轨道交通供电设备的运行环境复杂，加之设备数量庞大，导致预防性维护不足，无法及时发现设备的潜在问题，增加了设备故障的风险。

二、供电智能运维系统优势

过城市轨道交通供电智能运维系统，可以实现对供电设备的全面管理和控制，提高设备的可靠性和稳定性，同时降低运维成本和风险，提高运营效率和安全性，为城市轨道交通的安全稳定运营提供了有力的支持。首先智能运维系统能够实现对供电设备的全面监测和管理，及时发现设备故障并进行处理，提高设备的可靠性和稳定性。同时能够自动化处理和诊断设备故障，降低人工干预的风险，同时减少维护成本和停机时间。其次智能运维系统能够对供电设备进行实时监测和调整，提高供电系统的运行效率和安全性，同时降低停机时间和维护成本。也可以为供电设备提供全生命周期管理，包括设备的安装、调试、维护和报废等环节，实现对设备的全面管理和控制。最后智能运维系统能够对供电设备的历史数据进行分析和统计，提供对设备运行情况和健康状况的分析报告，为后续决策提供数据支持。

三、城市轨道交通供电设备智能运维管控体系建设

（一）运维管控平台

运维管控平台是指通过物联网、人工智能、大数据等技术手段，对城市轨道交通供电设备进行实时监测、数据分析和预警处理，提高供电设备的可靠性和运行效率，降低轨道交通的运营成本，提高城市轨道交通的服务水平和竞争力的一套系统。运维管控平台的建设不仅可以提高城市轨道交通的服务水平和竞争力，还可以降低运营成本和维护成本，提高运维效率和安全性。同时，还可以为城市轨道交通的智能化发展提供技术支持和平台基础。

（二）多维数据监测

城市轨道交通智能管控平台的数据监测是指通过各类监测设备、相关视频设备、传感器等对设备运维现场进行实时监测，全方位地采集运维过程中的各类数据信息。这些数据信息包括设备的运行状态、故障信息、环境变化等，可以帮助运维人员及时发现问题、快速响应、及时处理，保障城市轨道交通的安全和稳定运行。首先通过各类传感器监测设备的运行状态，包括温度、湿度、振动、电流、电压等多项指标，实时感知设备的运行情况，及时发现设备故障和异常。然后通过各类告警设备，例如烟感探头、火灾报警器等，实时监测设备运行过程中的告警信息，及时发现安全隐患，保障运营安全。其次通过安装在设备周围的监控视频设备，实时监测设备周围环境的变化，及时发现异常情况，保障设备的安全。同时也可以通过远程控制终端，实时监测设备的运行状态和故障信息，可以远程指挥运维人员进行故障处理和设备维护。最后通过数据分析技术，对设备运行数据进行分析，挖掘数据背后的规律和异常情况，提供决策支持和预警提示。总体而言，对于供电设备的全方位采集监测可以从量测数据、状态信号、在线监测、视频信息、检修记录、操作记录、运行参数等不同角度进行，如表一。

检测类型	检测内容
量测数据	I、U、P、Q、Cos、有功、无功等
状态信号	位置状态、非同源设备状态、告警信号、动作信号、 自诊断信息等
在线监测	无线测温、红外热成像、光纤测温、局放/绝缘监 测、环境监测等
视频信息	实时画面、工况识别、分合位置识别、指示灯识别、 仪表读数等
运维记录	巡检记录、操作记录、故障/动作记录、维护记录、 检修记录等
运行参数	台账信息、铭牌信息、定值参数、维修周期等
其他	故障录波等其他各种直接或间接采集数据接入

表一多维数据监测统计

（三）智能决策

通过全方位数据采集和全景监视，应用专家规则库、大数据分析和深度自学等技术，对设备故障及运维进行全方位分析，从而保证决策的科学合理，为设备的正常运行提供强有力的支持和保障。首先通过各种传感器和监控设备对设备在运行过程中的各种参数进行实时采集，并将其传输到系统中进行存储和分析。同时，系统通过各种监控设备对设备的全方位进行监视，及时发现设备异常，为后续的故障诊断和预测提供数据支持。其次通过建立专家规则库，将运维人员的专业知识和经验进行整理和归纳，形成一套针对设备故障诊断和预测的规则库，为后续的故障分析和决策提供依据。也可应用大数据分析技术，对设备运行数据进行分析和处理，通过数据挖掘和机器学习等技术，从数据中发现规律和趋势，为设备故障的预测和预防提供支持。还能够对设备运行数据进行实时分析和监测，及时发现设备的异常状态，为运维人员提供决策支持。此外利用深度自学技术，对设备运行数据进行全方位分析和学习，不断提升系统的诊断和预测能力，系统能够自动识别和学习设备运行过程中的各种模式和规律，不断优化自身的决策能力，提高设备运行的效率和稳定性。

（四）设备运维管理

1. 运行管理。通过综合运用智能化巡检技术，能够实现对供电设备运行过程中的各类重要因素和系统进行实时监控，并及时发现问题并处理，从而保证供电设备的运行安全和稳定性。同时，还能够提高巡检效率，减少人工巡检的漏检和误检现象，为设备的正常运行提供有力的支持。首先通过各种传感器、监测设备等对供电设备的各种数据信息进行采集，并将采集到的数据上传到智能化巡检系统中进行处理和分析。然后通过智能化巡检系统，实现对供电设备的运行状态、负荷情况、故障信息等的实时监控，通过数据分析和处理，可以发现设备运行中的异常现象，及时采取措施进行处理，保证设备的正常运行。同时可以实现对巡检人员的任务分配、巡检计划制定、巡检路线规划等管理功能，通过系统管理，可以提高巡检效率，减少人工巡检的漏检和误检现象，保证巡检结果的准确性和可靠性。最后通过对采集到的数据进行分析和处理，智能化巡检系统可以实现设备故障的自动诊断和预警，当设备出现异常情况时，系统会自动发出警报并提示问题所在，提供故障排查和处理的依据。
2. 检修管理。首先通过实时监测和记录设备运行时的各种参数，对设备状况进行诊断和分析，并将检修过程中的各种数据信息自动上传到系统中进行存储和分析。这样一来，设备的检修过程就能够实现全程信息化，运维人员可以随时了解设备的运行状况和检修情况，从而能够更加科学地进行设备的维护和管理。其次通过将设备检修过程中的各个环节进行打通，形成一个完整的闭环管理系统。具体来说，当设备发生故障或异常时，系统能够及时发现并诊断出故障原因，然后将故障信息自动反馈给运维人员，让他们能够及时采取相应措施进行维修和处理，从而实现设备检修过程的闭环管理。通过设备检修全过程信息化和闭环管理，有利于提高设备的运行效率和稳定性，降低设备故障率和维修成本，从而为城市轨道交通运营提供更加可靠和高效的保障。

四、城市轨道交通供电设备智能运维管控系统技术创新

（一）3D全景监视技术

3D全景监视技术是一种高效的监视手段，可以实现对供电设备的实时监控和管理。首先通过对供电设备的三维建模，实现对供电设备的全面了解，通过建模，可以实现对设备的空间布局、设备组成、设备运行状态等信息的快速获取。其次通过3D全景监视技术，可以实现对供电设备的全方位监视，通过监视，可以实时了解设备的运行状况，及时发现并处理设备故障，保证设备的正常运行。同时通过分析监视数据，可以发现设备运行中的异常情况，从而及时采取措施进行处理，数据分析能够发现设备的潜在问题，提前预防设备故障的发生。最后通过3D全景监视技术，可以实现对设备的远程管理，可以实现对设备的运行状态、巡检记录、维修记录等信息的管理，提高管理效率，减少人工巡检和维护的成本。

（二）虚拟可视化巡检技术

结合了3D全景监视技术，可以在实景内按照所规定的巡检路线完成巡检任务。具体来说，巡检员可以穿着VR设备，在虚拟仿真环境下进行巡检，仿真环境可以是由3D全景监视技术所构建的实景。通过虚拟仿真技术，将巡检过程可视化，可以实现对设备的全方位监视。巡检员可以通过虚拟仿真技术在计算机上进行巡检，实时了解设备的运行状况，及时发现并处理设备故障，保证设备的正常运行。在虚拟仿真环境下，所要检测设备的各项参数以视频画面的形式呈现，同时系统还可以自动分析这些参数，生成巡检报告。通过巡检报告，可以发现设备运行中的异常情况，及时采取措施进行处理。同时，通过数据分析，可以发现设备的潜在问题，提前预防设备故障的发生。此外，通过虚拟仿真技术，可以实现对设备的数据管理。通过系统管理，可以实现对设备的运行状态、巡检记录、维修记录等信息的管理，提高管理效率，减少人工巡检和维护的成本。

图二虚拟存储技术

（三）视频智能识别技术

视频智能识别技术可以实现对设备的实时监控和掌控，及时发现和解决设备的故障和异常情况，提高设备的运行效率和安全性。同时，该技术还可以为设备的维护和保养提供数据支持，实现对设备的全生命周期管理。此外还能够有效识别安全问题、遗留或丢失的物品，以及人脸及相关人员方面信息的识别，加强对异常行为的监测，提高城轨交通供电设备的运行安全性和管理水平。①采用视频智能识别技术，能够实时监测城轨供电设备周围的环境，如火灾烟雾等安全问题，能够及时发现异常情况并进行报警，提高了城轨交通供电设备的安全性。②视频智能识别技术还能够识别遗留或丢失的物品，如行李、包裹等，一旦发现这些物品，智能运维系统就会及时通知相关人员前来处理，确保城轨交通供电设备的安全和秩序。③通过视频智能识别技术，对人脸及相关人员方面信息进行识别，如工作人员、乘客等，能够实现对人员进出的监测和管理，一旦发现异常行为，智能运维系统就会及时报警或进行其他处理，保障城轨交通供电设备的安全运行。

（四）供电运维智能联控

当设备出现报警或异常情况时，系统能够自动联动控制其他相关模块或子系统，实现自动跟踪和快速应对。比如，当某个设备出现故障时，系统能够自动关闭该设备的电源，并通知相关维修人员进行处理。

五、结束语

总之，建立智能化的供电设备运维系统是城市轨道交通发展的必然趋势，需要各方的共同努力，为城市轨道交通的安全和稳定运行提供更好的保障。

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