設備維管功能在軌道交通綜合監控系統中的集成研究

朱恩云　翁元

摘 要：本文介紹了在城市軌道交通綜合監控系統中如何深度集成設備維修管理功能模塊，包括利用綜合監控系統來采集數據進行挖掘分析從而進行預防性維修，利用并行總線制來實時在線報修故障、下發工單等。本文的研究內容在確保地鐵機電設備能夠正常運營的前提下優化了系統資源配置并提高地鐵設備維護的工作效率和精細化、自動化水平。

關鍵詞：軌道交通；綜合監控系統；設備維修管理；集成

1 概述

地鐵運營是一個規模龐大的資產密集型行業，其設備數量龐大，包含信號、車輛、軌道、供電、環控等諸多專業，因此地鐵設備的運維顯得極為重要。例如在天津地鐵年運營費用總計約3億元左右，其中1.6億為設備維修支出[1]。因此，如何降低設備運維的成本已經成為地鐵行業的重要研究課題，本文據此展開以下論述。

2 現有技術及本文創新點

目前地鐵機電設備管理的普遍模式是單獨設置一套維修管理系統，各個維修車間通過該系統制定維修計劃，并與控制中心維修調度進行聯系，來安排車間完成日常檢修和臨時搶修任務。傳統維修模式是一種典型的分散管理模式。在該模式下，很多系統設置了本系統的維修管理終端，并設置了定員晝夜不問斷地倒班作業[2]。針對這種情況，地鐵行業迫切需要一套集成的主控系統來代替獨立的維管系統，然而，目前地鐵內的集成系統主要是綜合監控系統，但是綜合監控系統的主要功能還是以設備的監視與控制為主，例如遙信、遙測數據接收，遙控、遙調以及順控，模式控制、聯動等，而對于所采集數據本身的深度挖掘和各種處理模式等應用還處于起步和摸索階段，維修管理系統對于設備故障的分類，報修，處理，原因統計分析等關鍵功能并沒有集成到綜合監控系統中來。本文主要研究如何把維修管理系統的關鍵功能深度集成進綜合監控系統，能夠實時收取從各個子站上傳的設備信息并加以分析處理，另外本文還提出了2級維修維修工單的概念。通過與綜合監控系統集成的維修管理系統得到設備報警信息后，從控制中心的維修調度在線推送基本維修工單至車輛段的維修工作站，再從車輛段維修工作站生成具體維修維修工單送至現場維修人員。

3 系統實現與關鍵技術研究

3.1 數據收集與分析處理

在維管系統的功能集成到綜合監控系統的過程中，如何能夠把綜合監控系統的數據庫與維管數據進行對接是系統得以應用的關鍵工作，本文根據現有綜合監控數據庫以及維管系統的特點，把維管集成數據庫分為了基礎設備信息庫，實時庫以及方法模型庫。其中基礎設備信息庫由人工配置錄入，由各個專業的設備廠家根據設備點表和綜合監控廠家進行規約通信并進行點對點測試。綜合監控系統所采用的實時庫屬于并行分布式結構，每一個系統節點（運行有維管功能的服務器或工作站）都有獨立的實時數據庫結構，系統的并行對象管理服務（POMS）技術采用高效的消息總線保證這些節點中實時數據的一致與統一，包括數據值變化與數據間結構變化等。利用實時數據，有效提高設備維管的時效性。方法模型庫是計算機維修管理系統實現決策自動化和智能化的核心。方法模型庫中存儲了大量的用于診斷、決策和分析計算的數學模型，以及代表專家知識和行業標準的規則庫。維修決策模型和維修過程模型用于設備維修決策支持和維修活動過程優化。故障診斷和故障預測方法庫中存儲了城市地鐵交通系統各類設備故障診斷、故障預報所需要的各種方法。實現故障預警、事故預防。

3.2 維修流程設計

隨著自動化技術及計算機技術在地鐵機電設備上的應用，地鐵機電設備的維修工作性質也逐漸發生著變化，傳統的點檢和周期性維修模式也逐漸向狀態修和預防性維修模式發展，以最大限度地減少維修次數，降低維修成本，并提高設備的壽命。綜合監控系統下的設備維護管理平臺以資產、設備臺帳為基礎，以工作單的提交、審批、執行為主線，結合運營計劃，按照預防性維修、狀態維修、緊急維修等幾種可能模式進行維修輔助調度；以提高維修效率、降低總體維護成本為目標，同時通過公司資產樹將采購管理、庫存管理、人力資源管理集成在一個數據充分共享的信息系統中。

預防性維修任務主要來源于各專業檢修規程，根據規程規定的標準工作和檢修周期，由專業工程師導入系統，并為該工單設定工作所需時間、人力成本、物料需求，由系統按照日期自動派發工單，由責任班組完成檢修活動。系統通過仿真計算維修計劃和維修活動預算，實時動態生成檢修計劃執行情況報表，有效的實現檢修任務兌現率的動態控制，提高了管理水平[3]。

狀態修屬于實時故障報修，其主要流程為故障報修、原因分析、故障分類、工單下發與工單處理五個步驟[4]。利用綜合監控系統的接口接收各個子站設備信息并加以分析處理，在線自動下發維修工單，摒棄人工參與過程，避免人為差錯，保證工單操作流程的規程性，加強流程監督機制，支持豐富查詢統計和工作量統計，提高工作效率，防范人身事故，合理分配勞動力，提高勞動效率。

3.3 維修工單管理

本文復用了綜合監控系統的二層管理，三級控制的概念，在維修工單的概念上也分為了二級。在調度中心維護調度人員通過維修工作站和各個專業的調度人員互動，能夠在第一時間把握住設備真實情況，得到設備報警后能夠分專業生成基本維修維修工單并下通過綜合監控系統在線推送該基本維修維修工單給車輛段的維修調度人員，中心維修調度人員還能夠建立各種檔案報表，根據數據分析制定預防性維修計劃以及日常性維修計劃。當在車輛段的維修調度人員接收到從中心發送來的基本維修維修工單后，再生成實際詳細維修維修工單并下發給車輛段的各個專業維修工作站，各個專業維修人員收到本專業的維修指令后打印并下發給實際現場的維修人員，進行現場搶修工作。

工單主要信息有：工單號、描述、狀態、工單類型、設備、位置、標準工作、計劃開始/完成時間、工作組、故障報告人、負責人、故障信息、計劃工時、計劃物料、實際開始/完成時間、委外承包商、工作任務、處理步驟、實施人工、實施物料消耗等[5]。結合本文，集成入綜合監控系統的維修工單設計如下：（1）具有開票（維修工程師）、審核與簽發（維調）、狀態跟蹤（維修工單的實時狀態：計劃、簽發、開工許可、完工、延期、廢票）、作廢、打印、統計、查詢（合格率統計）功能；（2）維修工單功能與綜合監控系統的用戶權限管理相結合；（3）為確保安全性，檢修維修工單管理子系統不與其它管理系統、ERP系統存在任何網絡連接。（4）維修工單一旦完結，僅能進行查詢和統計，任何人不能修改。（4）維修工單的保存期限為13個月。（5）可在線通過畫面操作生成維修工單。（6）在制作維修工單的過程中，進行操作條件檢測。（7）提供維修工單模板，通過編輯修改維修工單模板以生成新的維修工單。相同類型的維修工單通過不同的維修工單號加以區分。（8）提供維修工單查詢、修改界面，提供打印功能。（9）維修工單按設備對象進行存儲和管理。

4 小結

本文所研究內容適用于城市軌道交通綜合監控系統中的各專業設備監控與維修，實現城市軌道交通設備維修的的系統化、規范化和自動化，實現對地鐵設備的集中統一的管理并由于其靈活的工單下達方式，也可推廣到功能需求類似的專業和商業應用。

參考文獻

[1] 張志鵬，地鐵機電設備運維管理和故障分析系統的研究，計算機光盤軟件與應用，2015.2

[2] 錢彬，地鐵設備維修管理系統及其運營管理功能，精密制造與自動化，2012.2

[3] 沈小兵，地鐵設備設施維修管理系統的應用與實踐，科學與財富，2015.3

[4] 王迪，南京地鐵企業資產管理系統設備故障報修流程設計與實現，2011.10

[5] 陳建偉，設備維修管理系統在地鐵運營管理中的應用，2008.8