城市軌道交通網軌融合智能運維方案研究

許曉東 陳青云

摘 要：近年來，隨著我國城市軌道交通（以下簡稱“城軌”）工程的快速發展，傳統的城軌維保模式逐漸不能適應現代化城軌管理的特點和規律，城軌維保模式的革新成為大勢所趨。文章以接觸網、軌道、區間隧道結構專業為例，對其維保模式現狀及存在問題進行分析，提出基于“專業融合 + 智能運維”的合作維保模式，探究其實施的可行性及具體方案，結果表明其具有優化組織結構、降低人力成本、提高運維效率、深度掌控設備維護主動權、保證運營安全及設備設施的可靠性和穩定性等諸多優勢，對城軌維保工作的開展具有一定的借鑒指導意義。

關鍵詞：城市軌道交通;專業融合;智能運維;合作維保模式

中圖分類號：U29-3

1 維保調研及存在問題

1.1 維保調研

城軌設備設施的維修保養（簡稱“維保”）是運營管理的重要環節，直接關系運營安全可靠度和乘客滿意度。我國城軌常見的設備設施的維保模式有自主維保和委外維保兩大類，其優缺點如表1所示 [1-3]。由于城軌系統龐大而復雜，涉及設備設施眾多，故以接觸網、軌道、區間隧道結構（簡稱“網軌結構”）專業為例，對其運營維保模式調研匯總，如表2所示。各專業特性如下[4-7]。

（1）接觸網專業。接觸網沿線距離長，結構部件數量多，勞動強度大，檢修及搶險涉及人員眾多，且檢修工作都在夜間進行，涉及登高作業，工作風險高。

（2）軌道專業。專業技術性強，需要經驗豐富的技工隊伍，且都在夜間作業，軌道結構部件數量多，檢修及搶險涉及人員眾多。此外，焊接作業人員應持有國家鐵路主管部門認可的技術機構頒發的“鋼軌焊接工操作許可證”。探傷人員應持有鐵道部門無損檢測人員技術資格鑒定考核委員會頒發的Ⅱ級或以上級別的技術資格證書，并經過鋼軌焊縫探傷技術培訓方能獨立上崗作業[8-11]。

（3）區間隧道結構專業。與區間大量行車設備關系緊密，但工作不連續，自主維保模式下易造成人員閑置，工作量不飽和。根據GB/T 50308-2017《城市軌道交通工程測量規范》[12]和《中華人民共和國測繪法》[13]規定，從事測繪活動的單位應當依法取得相應等級的測繪資質證書。

1.2 存在問題

通過調研發現，對于網軌結構專業，國內運營單位多采用完全委外維保模式，通過充分利用委外單位的技術力量及資源整合優勢，減少運營人員投入，達到降低人力成本的目的。但其存在的缺點也很明顯：只配備適量委外監管人員，對委外單位技術依賴，無法進行自主技術人才力量的培養。更重要的是，接觸網、鋼軌、區間隧道結構均是直接影響行車安全的重要設施設備，采用完全委外維保模式，在設備維護的主動權、保證設備的可靠性和穩定性及運營安全上，存在一定的安全風險和不確定因素。

2 “PI&IOM”合作維保模式

隨著物聯網、大數據、5G、人工智能等先進技術的發展，在新的網絡化運營形式下，尋求適合城軌可持續發展的“經濟、安全、高效”的新維保模式，追求以最小的資源投入、最佳的配置模式實現綜合效益最優化，意義重大。本文以“融合”為核心思想，以科技技術為手段，對傳統維保模式進行改良創新，提出了基于“專業融合+智能運維”（簡稱“PI&IOM”）的合作維保模式，如圖1所示。

2.1 “專業融合”思想

網軌結構是貫穿整個線路的線性構筑物，時空分布具有一定的關聯性，從其維護工作性質、形式出發，對其維保工作內容進行融合，人員崗位進行復合，可以達到精簡人員，優化組織結構，提升資源配置的作用。通過專業融合，對于維保人員素質、經驗要求更高。

2.2 “智能運維”應用

通過智慧城軌建設，運用智能檢測技術，采用先進的數據采集手段，利用機器把人解放出來，由傳統的以人力為主的運維模式逐步向智能化、自動化的“智能運維”模式轉變[14]，提高維保工作效率。

2.3 “自主為主，委外為輔”合作模式

以自主維保為主，委外維保為輔，根據需要，合理進行資源配備。對于技術性較弱的巡檢工作，可自行配備人員，深度參與維護工作，掌握設備狀態，同時培養技術力量、進行人才儲備;對于技術性強的專項檢測和維修工作，運營單位技術力量不足，可借助委外單位技術力量予以補充[15-16]，確保城軌各系統設備的可靠性和穩定性，保障城軌運營安全。

3 方案研究

3.1 專業融合方案

網軌結構專業按照其維保內容和主要形式進行融合，具體融合方案如表3所示。

（1）網軌結構巡檢專業性不強，工作形式相似，都分為外觀狀態巡視、靜態檢測、動態檢測，區間分布相近，可將其工作進行融合，配備智能化設備，降低人員工作強度，采取自主維保模式。運營單位可深度參與設備維護工作，有利于掌握設備狀態，保證設備的可靠性、穩定性，保障城軌運營安全。

（2）網軌結構專項檢測、養護維修專業性較強，需配備專業維修檢測設備，且運營初期技術力量不足，采取委外維保模式?？沙浞掷梦鈫挝毁Y源優勢對運營初期技術力量不足進行補充，減少大型維保設備配備。此外，巡檢維護員作為委外監管人員應比傳統專職監管人員更加深入現場，了解現場。

3.2 智能運維方案

通過智能機器人、智能設備的運用，將人的工作量、勞動強度降低，同時對管理模式進行優化，使專業融合更加深入，提高維保工作效率。具體智能運維方案如下。

（1）靜態巡檢方案[17-18]。通過智能巡檢機器人（圖 2）進行巡檢，能夠有效代替人工對接觸網幾何參數、技術參數等進行智能識別，發現鋼軌傷損、扣件異常、感應板移位等各種缺陷，滿足高效率、高精度、低成本要求。

（2）動態檢測方案[19]。線路綜合檢測列車通過加設一些設施設備，對線路軌道、接觸網、隧道周邊結構等影響列車行駛的安全指標和相關信息進行實時監測，并具備時空同步定位、數據傳輸、分析功能，線路綜合檢測列車如圖3所示。

（3）信息化平臺建設[20-23]。開發應用城軌運維系統，實現臺賬的電子化、工單流轉的數字化、業務流程的信息化。信息化管理系統的應用解決了城軌傳統運維方式工作效率低下、維修針對性不強、派工方式落后及管理考核困難等諸多問題，其信息化平臺架構如圖 4所示。

3.3 運作方案

網軌結構巡檢監管工班負責網軌結構日常巡檢維護保養，深入掌握設備的日常狀態，確保設備的可靠性和穩定性。同時，根據設備實際情況和規程要求，組織委外單位進場維修保養，對委外單位工作進行監管、驗收、考核[24-25]。網軌結構巡檢監管工班人員職責及人才來源方式如表4所示。

3.4 存在問題及建議

（1）傳統維保模式下，人員來源比較單一，容易進行責任鑒定，本文提出的“PI&IOM”合作維保模式，人員來源多元，需要進一步細化責任劃分，通過實際實施過程對其進行不斷完善優化，不斷提升協同工作、應急搶險能力。

（2）智能運維應用必然帶來智能巡檢設備自身維保工作這個新的問題。通過調研發現，智能巡檢設備的質保期一般為3年，保修期為8年，智能設備的使用壽命也在8年左右，可在招標文件中說明，把智能設備維保工作交由設備廠家負責。

4 結語

隨著城軌的快速發展，線路的不斷擴張，傳統運維模式弊端越來越明顯，在新的網絡化運營形勢下，如何實現最佳的資源配置模式，實現綜合效益的最優化，積極規避風險，保障城軌運營安全可靠，是城軌可持續發展的關鍵。本文從實際出發，以國內接觸網、鋼軌、區間隧道結構專業為例，分析了網軌結構專業傳統維保模式現狀及存在的問題，在傳統維保模式基礎上，提出“PI&IOM”合作維保模式及其實施方案，可為城軌維保發展提供一種新的思路。

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收稿日期 2020-03-12

責任編輯 宗仁莉