城市軌道交通智能運維的研究與應用

呂平

（青島地鐵集團有限公司，山東 青島266045）

1 智能運維背景

國家發布的《“十三五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》等一系列政策提出了“提高運營管理智能水平，加快完善現代綜合交通運輸體系”的指導思想，給城軌行業發展指明了方向，智能運維是實現降本增效、運營質量提升的有效途徑。另外，隨著運營時間逐漸增加，各城市軌道交通都出現了設備磨耗與老化，設備可靠性能降低，故障率上升，同時網絡化運營的持續推進，人員成本不斷激增，來自可靠性和成本2 方面的壓力使得城市軌道交通運維模式向智能化方向優化。智能化線路相較傳統運維線路，在設備維修、人工成本、設備可靠度及服務質量等方面存在明顯優勢[1]。

2 智能運維行業現狀

2017 年，中國城市軌道交通協會啟動了《智慧城市軌道交通信息技術架構及網絡安全規范》等5 個行業標準的編制工作，智能運維研究與應用已成為行業發展的趨勢。目前，全國各地鐵公司智能運維研究與建設水平差異性較大，總體可分為3 個梯隊：第1 梯隊以上海、廣州地鐵為代表，公司層面已完成智能運維頂層規劃，在現場設備數據感知層、數據平臺層及應用層開展了整體智能運維應用規劃與部分建設，計劃后續推廣實施；第2 梯隊以北京、南京、武漢地鐵為代表，尚未從公司層面形成整體智能運維規劃，但已經在現場設備數據感知層及應用層進行了部分試點建設，建立專業設備智能運維平臺；第3 梯隊以無錫、重慶、鄭州地鐵為代表，初步開展智能運維的研究與探索，側重研究現場設備數據感知層，進行設備智能化功能的嘗試。

3 青島地鐵智能運維研究與應用

青島地鐵遠期規劃了18 條線路，目前已開通運營4 條線路，3 條線路同時在建，6 號線正在設計深化。運營線路主要采用傳統運維模式，在車輛、信號、供電等增加了局部在線監測系統，但未實現生產模式的深度改變；同時在建的1 號、4 號、8 號線在已運營線路基礎上，進一步從設備監測角度增加智能化建設；6 號線正在開展全壽命周期智能化設計，具體情況如下。

3.1 青島地鐵運營線路智能運維研究與應用

針對已經投入使用的4 條線路，從生產數據平臺、設備維修智能化、運營生產智能化3 方面進行分析。

1）MMCC 生產數據中心。集團已經從信息化智能管理角度對管理數據中心、MMCC 生產數據中心、大數據中心的智能化應用開展研究，目前主要圍繞MMCC 生產數據中心平臺開展智能運維規劃，MMCC 生產數據中心負責各生產系統的數據整合與分析梳理，納入車輛、工務、客服、票務、行車組織和調度指揮等生產業務數據，利用大數據、云計算等信息化技術對數據進行最大程度利用，最終為實現設備維修、運營生產、企業管理及乘客服務的智能化提供信息化基礎[2]。

2）設備維修智能化。車輛、通號、供電、工務等專業已在局部或在個別線路建設了數據采集層設備系統，例如，車輛在線監測系統、信號維護監測系統、接觸軌可視化接地系統等，初步實現部分設備的狀態感知、數據采集、故障預警等功能，但是還沒有形成系統的數據智能化分析與決策的智能運維管理平臺。

3）運營生產智能化。目前，行車、票務、客服、施工管理等運營業務開展了部分信息化系統建設工作，如票務管理系統、列車運行圖編制系統、站務管理系統等，已實現互聯網票務、施工線上管理、人員作業流程管控等功能，但是系統之間相互獨立，缺少數據協同共享。

3.2 青島地鐵在建線路智能運維研究與應用

在建的1 號、4 號、8 號線，在繼承青島地鐵以往線路智能運維經驗的基礎上，開展部分新的智能化技術應用與設備智能系統規劃。

1）1 號線視頻監視云存儲與信號系統全電子聯鎖應用。1 號線視頻監視系統在國內率先采用云存儲技術，最大程度確保視頻存儲的安全可靠，目前已完成測試平臺的搭建。同時，正在開展的1 號線信號系統全電子聯鎖研究應用，是行業內第一次實現室內設備全電子化，目前正在東郭莊車輛段進行現場安裝調試。

2）1 號、4 號、8 號線車輛設備智能化應用。1 號、4 號、8 號線車輛信息實現車地無線通信功能；4 號線增加了電客車車廂擁擠度顯示，增加了軌旁綜合檢測系統實現對車輛輪對、車外設備在線狀態檢測并傳到地面，通過MMCC 生產數據中心與辦公網、EAM 聯通[3]。

3.3 青島地鐵規劃線路智能運維研究

6 號線作為青島地鐵示范線，適應行業發展，提出“智慧地鐵、城軌云”建設理念，開啟智慧地鐵建設模式，包含智慧建設、智慧運行和智能運維，智能運維主要是車輛車聯網系統、軌旁綜合檢測系統、智能運維專家平臺、全自動駕駛綜合管控系統；軌道車載式軌道設備狀態檢測系統、軌道線路狀態檢測系統；通信專用無線、PIS 和視頻監控網管；供電的無防子系統、設備維護及監控管理子系統、接觸軌故障測距子系統等，預計與行車安全相關設施終端設備覆蓋率80%以上，減少車輛維修人員15%，降低維修成本15%。

4 智能運維相關建議

4.1 統籌推進方面

建議集團級統一牽頭成立智能運維工作專班，高位協調，統籌實施、從業務需求出發，開展技術方案整體研究，形成統一建設標準，穩定智能運維整體架構，用于后續建設工作。

4.2 實施策略方面

建議針對運營線路、在線線路、規劃線路的智能化建設工作分層制定實施內容：（1）針對行業及自身試驗成熟的項目，可直接納入建設需求，推廣使用；（2）針對技術相對成熟、應用效果正在驗證或總結的項目，可選取線路進行小規模試點建設，依效果確定是否推廣；（3）針對行業新技術、新設備，暫未開展驗證但具有應用前景的項目，可以以科研的方式，與廠家合作在運營線路或在建線路進行安裝試驗，依效果確定是否擴大驗證或推廣；（4）在智能化推廣與試點試驗過程中，要明確設備系統的全數據采集需求內容，為后續智能化分析提供數據基礎，并結合數據平臺建設做好數據接口預留工作，避免二次改造。

4.3 資金來源方面

建議應分階段、多渠道爭取資金支持，對新建線路的智能運維建設資金納入工程建設概算；同時由科研牽頭部門對接國家、省市科研主管單位積極申請政府課題立項，爭取智能運維科研課題經費支持；針對運營線路，低成本、小規模改造可通過科研方式開展，高成本、大規模改造結合技改、大修等申請專項補貼、經費。

5 結語

采用基于信息化和智能化技術的智能運維系統，可以提高運營管理人員業務執行效率與質量，有效地控制成本。同時，也認識到智能運維是一項系統工程，帶來的是全系統、全專業的理念，需要頂層設計、統籌規劃、平臺先行，同時要堅持需求驅動、用戶主導、廠家落地、共建生態。