廣州地鐵運營維修管理的精細化和信息化建設

李 紅

(廣州市地下鐵道總公司 廣州 510335)

廣州地鐵運營維修管理的精細化和信息化建設

李 紅

(廣州市地下鐵道總公司 廣州 510335)

以廣州地鐵在大線網運營條件下維修管理的精細化與信息化建設實踐為支撐，從使用信息化平臺的角度出發，對城市軌道交通運營網絡化后的資產維護維修支撐的必要性進行探討；考慮具體的質量控制要求，提出在網絡化運營條件下城市軌道交通維修管理的精細化與信息化建設的核心思路、主要環節與具體實現方式。關鍵詞 廣州地鐵；運營；維修管理; 精細化; 信息化

地鐵設備狀態的優劣直接關系到運營服務質量的高低，只有提高設備維修管理水平，才能保障網絡化、大規模運營的需要。伴隨城市軌道交通網絡化運營，運營企業的設備設施數量劇增，加之這些設施設備的種類繁多、性能各異、布點分散，修程和工藝相去甚遠，給安全運行帶來嚴峻的挑戰。下面介紹廣州地鐵在網絡化運營條件下維修管理的精細化與信息化實踐，為應對大線網下的設備維修體系信息化建設提供一些參考和借鑒。

1 軌道交通網絡化運營維修管理現狀

1.1 設備設施維修管理日趨復雜

1.1.1 線網設備設施維修組織的復雜程度上升

由于施工作業點多，資源調度分配難度增大，對設備設施維修生產組織人員提出了新要求，對技術專業部門之間、技術部門與職能部門之間、技術部門與運輸部門之間的協調要求更高。如何推動人力、技術、物資、工具等生產要素在線網內快速、合理地調配，推動維修生產作業與運輸計劃的有效銜接，成為網絡化運營過程中必須關注的重要問題。

1.1.2 設備設施現場維修維護作業的管理難度加大

城市軌道交通各子專業之間、設備設施之間的接口復雜、關聯度高，容易造成維修人員在現場作業時對其他專業設施設備接口與使用功能的誤判，從而產生專業間配合統籌效率下降等問題。如何使各種技術與設備履歷資料迅速在現場調用，并及時獲取現場的記錄，檢查與指引作業開展，規范作業現場的設備維修、檢修程序，促進專業間信息、數據的共享，給維修技術資源共享與信息互通帶來挑戰。

1.1.3 技術多樣化對線網設備設施維護提出更高要求

城市軌道交通技術發展日新月異，新技術與既有老舊設備、系統之間的協調運作存在諸多問題與矛盾。設備零部件制式不同，工作原理迥異，對原技術體系的沖擊尤為明顯[1]。同時，部分系統之間的關聯性，或是統籌監控的必要性，新老系統設備之間的信息傳輸接口與數據庫的對接也存在軟硬件兼容的問題，給城市軌道交通企業開展維修維護的基礎數據收集、設備狀態判斷帶來更大的困難。

1.2 維修體系轉型急需信息化支撐

國內城市軌道交通企業大都采用計劃性維修體系。計劃性維修的時間周期固定、維修內容固定，但往往過于死板，容易在設備狀態良好時產生過度維修，或在設備狀態已經較差時尚未開展 對應的維修。從國內外專業發展的歷程看，一般來說維修體系運作相對成熟后，會逐漸從計劃性維修向狀態性維修靠攏[2-3]。狀態性維修可以有針對性地開展有效的維修動作，不改變甚至還提高設備設施的可靠性，并在成本控制力度上比計劃性維修有明顯的提升[4]。可以說，對于進入或即將進入網絡化運營階段的城市軌道運營企業而言，在成本控制與公眾要求不斷提升的雙重壓力下，狀態性維修是對傳統計劃性維修進行優化與改進的重要途徑之一。

圖1 維修精細化與信息化建設的總體框架

狀態性維修對現場維修作業及設備設施的信息收集依賴程度高[5-7]。在狀態修實踐方面，國外及港臺地區同行的做法大多是基于運營經驗對設備設施的狀態判斷，部分地鐵則依據一些國家標準設計。考慮到城軌設施設備的相關供貨商合同中沒有明確的狀態修指標，所以這些已經開展狀態修的城軌運營企業都會依托維修信息化系統及相關設備對一線設備設施的狀態進行跟蹤與監控[8]，并依據多年累積的運營經驗，結合國家標準與供貨商提供的技術參數，搭建自身的狀態修基礎平臺與機制，如表1所示。

表1 國內外同行開展狀態性維修的判斷方法

因此，無論是實施計劃性維修為支撐、狀態性維修為輔助的漸進過渡，還是整體轉向狀態性維修，維修作業信息、設備設施狀態收集與處理的維修管理精細化與信息化系統都是其中不可或缺的基礎[9-10]。

2 維修管理精細化與信息化的總體思路

目前，廣州地鐵運營著260 km、164座車站的城市軌道交通線網，維護著47萬臺(套)設備設施、1 800多輛列車，每天運行12萬列公里、70多萬車公里，一年運送乘客20多億人次。廣州地鐵從單一線路運營轉向網絡化運營，原有的設備設施維修記錄、分析和信息傳遞方法已越來越無法滿足自身線網維修管理精細化的需要。通過積累設備狀態數據，建立相應的維修信息系統，支撐維修管理、質量分析和控制，成為維修業務優化、控制維修質量的首選。

廣州地鐵根據線網的發展規劃，在優化現有計劃性維修體系的同時，開始建立設備維修的精細化管理平臺，為未來狀態性維修轉型提供良好的信息化支撐以及寶貴的數據積累。

設備維修精細化與信息化管理系統建設的思路如下：一是通過信息系統，對設備設施所涉及的使用、維護、修理、更新、改造等一系列有關工作進行管理；二是對設備設施的現場執行情況、可靠性狀態、管理策略、作業資源的組織和配置、作業行為、知識資產管理水平、作業成本、綜合效率水平、投資效率水平以及設備對安全、環境、健康的影響，提供信息化支撐和業務數據歸集；三是通過信息化手段，將維修規程固化到信息系統中。通過引入物聯網技術、二維碼識別技術、手持維修終端，加強對現場維修作業的管理，及時收集現場設備狀態數據，使維修業務“管理有標準，操作有指引；計劃有統籌，執行有監控；事后可追溯，數據可分析”的精細化管理目標得以實現。

3 維修管理精細化與信息化的實現策略

3.1 維修精細化與信息化建設的實現功能

城市軌道交通的設備維修業務主要包括維修作業的組織策劃、計劃管理、現場作業執行和數據分析四大部分內容，計劃修、故障修、狀態修、設備整治等維修模式貫穿于其中，其總體框架如圖1所示。

3.1.1 組織策劃

1) 計劃性維修的組織策劃。計劃性維修涵蓋大修、中修、小修、一級保養、二級保養等作業。結合信息化技術，首先需要對現有的維修規程進行重新整理，補充作業的關鍵工序、拍照工序等精細化要點，形成適用于信息化的維修精細化大綱。

在系統中,采用多層級結構的方式支撐計劃性維修的任務組織，每項作業任務從子系統進行分解，一直精細化到最底層的單體設備作業單元。單體設備為最小作業單元(維修對象)，包括單體設備作業的工序、物料、人工和工具等標準化信息。以多層級結構支撐作業任務包組織方式，可以形成多層級的設備電子履歷，如圖2所示。

圖2 基于多層次結構的單體設備檢修記錄

2) 故障性維修的組織策劃。通過故障代碼與服務承諾時間的結合，實現維修服務承諾管理。可以根據故障問題和原因，設定響應和完全修復時間要求，在到達規定時間的2 h前可通過郵件對將要超時的工作進行督辦。

3) 設備測量數據的組織策劃。設備測量數據著重對測點的標準值(包括上下限值、修前值、修后值)進行定義，對于越限的測量數據可以生成故障修工單或狀態修工單。其中，修前值是根據城市軌道交通設備維修特點新增的數據采集項，用于記錄維修前的測量值。系統提供了3種方式實現測量數據的采集，包括手持端直接錄入填報、Excel文件導入、直接從生產系統接口自動采集數據。

3.1.2 計劃管理

由于受運營服務、設備情況等影響，城市軌道交通的維修管理具有施工作業時間短、施工作業空間狹窄、施工作業關聯性復雜和施工組織安全性要求特別高等特點。為了充分利用寶貴的維修資源，提出了維修計劃必須細化到天的精細化管理要求。

城市軌道交通設備維修計劃管理包括檢修計劃和施工計劃：前者是根據檢修規程而形成的作業任務計劃，后者則是根據運營施工管理的作業區間、供電、行車等資源占用情況而形成的具體可進場維修的時間計劃。前者的排程時間要以后者的時間為準。

檢修計劃確認后形成作業工單，涵蓋目前運營設備的各類型維修作業，包括計劃修、故障修、狀態修、設備整治等工單。每項作業任務基本都采用父子工單的多層級結構方式進行組織，每個作業任務包含多個設備對象，采用層級結構的方式組織作業工單，最底層的工單(即子工單)對應到工序、物料、工具、人工。

3.1.3 現場執行

工單分配到具體工班或作業負責人后，現場維修作業人員就可以通過手持終端下載作業任務到現場進行作業，實現現場作業的全過程管理，包括任務下載、預請點登記、進場前檢查、進入/離開作業區、作業填報、工具出清以及物料消耗與備件登記等。

利用手持終端還可以實現現場的技術支持，通過讀取設備上的二維碼，在終端上迅速調取出要查詢設備的基礎信息、設備履歷信息、設備技術文檔、應急預案、故障處理指南等文件，輔助完成檢修作業。

3.1.4 數據分析

根據所形成的數據，系統可提供以下幾類報表：設備質量類分析、作業管理類分析、作業成本類分析、現場檢修類分析、系統管理類分析。其中，對于采集回來的測點數據還可以進行趨勢分析。對這些數據進行積累，可以說是未來開展狀態修嘗試的一個起步與基礎。

3.2 維修精細化與信息化的具體方案

3.2.1 技術實現方案

制訂城市軌道交通維修管理精細化與信息化的建設方案，建議采用成熟的產品來支撐絕大部分業務的管理需求，采用二次開發實現一些城市軌道交通特定的業務需求。廣州地鐵維修精細化、信息化起源于IBM Maximo 7.5軟件產品，通過二次開發，實現了施工管理、手持終端的現場作業執行管理、維修精細化的管理功能，具體方案的總體示例如圖3 所示。

3.2.2 數據標準化方案

在城軌交通企業的設備維修業務中，數據非常關鍵，是維修精細化管理系統的核心。因此，對設備維修業務所涉及的大量數據，廣州地鐵進行了全面的梳理工作，并根據維修精細化的管理理念，制定了各類數據的規則，進行了充分的編排和統籌，力求既能滿足管理需求，同時又符合維修作業現場的管理習慣。

圖4 硬件與網絡部署

圖3 技術實現方案

在城軌交通企業中，設備維修所涉及的核心數據包括以下六大類數據：

1) 公共位置編碼。在公共位置的編碼規則中，廣州地鐵充分考慮線路編碼與站點編碼的組合。

2) 位置數據編碼。位置主要是設備所在的物理位置，每個設備需要與一個位置關聯。廣州地鐵的位置編碼采用樹狀的層次結構，位置的劃分參照設計圖紙，主要根據物理位置和邏輯位置來劃分。位置數據包含專業系統信息，還有層級結構設置，各專業根據自身的應用要求設置各專業的位置樹形結構，以專業系統作為位置數據的頂層結構。

位置的設置同時需要符合維修工作的需要(滿足檢修規程、工序標準等)，設備按照目錄分類拆分到可維修單元，即位置最末級至少到單臺套(單體設備)，位置與設備要一一對應。編碼按照多層結構進行疊加，且具有清晰的層次結構。

3) 設備數據編碼。采用流水號作為設備編碼，由系統自動生成。設備數據的主要屬性還應考慮設備名稱、父級設備編碼、所屬位置編碼、所屬專業、設備分類、安裝位置、線路、投用日期、狀態、制造工廠名稱、制造日期、設備單價、歸屬部門編碼等信息。

4) 預防性維護編碼規則。在預防性維護數據中，必須包含專業、預防性維護類型(年檢半年檢月檢等)、檢修種類(一級保養二級保養小修巡檢)信息、標準作業內容描述信息、作業周期排程信息等。

5) 標準作業模板編碼規則。作業標準(工序)數據使用Maximo系統標準作業功能來實現，作業標準數據的主表信息包含對象、類型、內容、人員、物資、工具等。

6) 故障代碼編碼。故障代碼體系由故障問題編碼、故障原因編碼和維修措施編碼3個部分構成。在編碼時，均應考慮大類與小類以及流水碼的結合。

3.2.3 硬件與網絡部署方案

為了確保設備維修系統的高可用性以及安全與穩定，廣州地鐵采用了對應用服務器(APP)和后臺服務器(PM)負載均衡方式進行部署，數據庫服務器采用主備集群方式進行部署，保證了數據庫的可靠性，如圖4所示。

3.2.4 物聯網應用方案

維修精細化和信息化系統采用具有較高穩定性、反應速度快、易于攜帶的民用手機作為手持終端(見圖5)，并在少量終端采用背夾式掃描設備，供對 現 場要求較高、需要使用二維碼掃描的專業使用。

圖5 手持終端

4 應用成效與展望

廣州地鐵設備維修管理精細化與信息化系統投入使用后，一線生產作業人員已經基本適應了采用手持終端進行現場作業的方式，滿足了預期維修精細化的管理要求，并不斷提出數據和功能上的整改意見，完善系統的使用。

信息系統試點上線的4條線路(1號線、3號線、三北線、6號線)，經過4個多月的運行，生產管理人員借助信息化工具(見圖6)，一攬子解決了“做了沒有、做了什么、做得怎樣”的監管問題，有助于增強業務監管能力，降低管理風險。

在信息處理與數據積累方面，共處理維修作業工單及相關信息近100萬條，并梳理了大量的設備設施基礎數據，使現場設備設施的狀態與作業執行情況可視化，為設備設施履歷的建立與完善提供了良好的技術支持。

圖6 系統應用

借助維修精細化管理平臺內所積累的現場設備檢修數據信息庫，結合廣州地鐵基于設備故障率(可靠性)及故障影響程度的設備質量評估模型，運營維修可以進一步向單臺套行車關鍵設備動態評價方向推動業務發展，及時監控設備故障變化，甚至形成即時的設備評估工具，設定設備質量預警與維修計劃啟動機制，為系統設備從計劃修逐步過渡到狀態修以及設備改造和更新提供有效的基礎支持。

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(編輯：郭 潔)

doi:10.3969/j.issn.1672-6073.2015.02.003

Refinement and Construction of Information System for Operation Maintenance Management in Guangzhou Metro

Li Hong

(Guangzhou Metro Corporation, Guangzhou 510335)

Based on the practice of refinement and construction of information system for operation maintenance management by Guangzhou Metro network, considering the specific quality control requirement, we discussed the necessity of asset maintenance support through information system application, and proposed the core idea, main processes and methods of asset maintenance refinement and informatization under the condition of urban railway network operation.

Guangzhou Metro; operation; maintenance management; refinement; informatization

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.02.002

2014-01-07

2014-12-22

李紅，女，運營事業總部副總經理，會計師，從事軌道交通行業的企業管理、信息化管理、廣告通信商貿經營管理以及軌道交通運營管理，lihong@gzmtr.com

U231.94

A

1672-6073(2015)02-0006-05