基于智能運維系統在地鐵信號設備維護管理方面的探討

陳競

摘要：目前在城市軌道交通信號專業領域，以基于通信的列車自動控制系統CBTC 為代表的列車運行控制系統已經得到廣泛應用，并且正在向互聯互通和全自動駕駛方向快速發展。列車的運營間隔越來越短，對信號設備的可靠性與可用性要求越來越髙。傳統城市軌道交通信號系統主要通過各子系統來承擔獨立的維護分析功能，為設備維護及安全運營提供了一定的支撐，但它們多以監測為主，智能化分析水平不高，需要大量人工參與，故障定位和故障修復時間較長，不利于縮短故障延時，減少對軌道交通運營的影響。

關鍵詞：城市軌道交通;智能運維系統;維護管理

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引言

近年來，我國不斷加快各大城市軌道交通工程項目的落地實施，同時還積極開展城市軌道交通現代化工作，大大方便了人們的生活。然而，如果在城市軌道交通運行期間，信號系統出現了故障，不僅會給城市道路交通出行帶來極大的不便，同時還會對一個城市的形象帶來負面影響。因此，本文通過分析城市軌道交通信號系統運營和維護的現狀及問題，進而探討當前智能運維系統在城市軌道交通信號系統維護方面帶來的便利，以期實現城市軌道交通信號系統的穩定性提高，不斷減少故障對運營造成的不良影響。

1 維護管理需求

1）智能感知與集成監測。對全線網信號系統業務實現全面及專業化的在線集成監測，包括聯鎖子系統、電源子系統、ATS子系統、DCS子系統、列車ATC系統等。2）可視化故障再現。具備全方位、可視化的故障再現回放功能，可動態跟蹤當前的站場信息及回放圖形化歷史信息，包括所有相關接口和采集信息。3）故障智能診斷。在設備發生故障時進行智能診斷，進行故障識別和定位，并提供故障機理、故障類型等信息，對故障處置進行相應指導。4）故障預測分析。自動發現故障隱患，在監測信息發生超限、突變、異常波動等情況時進行預警。通過對海量電氣特性數據的跟蹤、挖掘、分析，實現大數據、長周期環境下的趨勢診斷。5）智能化健康評價。基于大數據技術，形成設施設備運用狀態的健康指數評價，進行預防性維修指導，提升運維質量。

2 地鐵信號系統故障產生的原因

2.1 人為因素

從信號系統檢修來說，人為因素如違章操作或者業務技能不熟練是造成地鐵信號系統故障的原因之一。在日常設備維護過程中，由于檢修人員缺乏安全意識、相關專業知識未熟練掌握，維修不到位致使設備故障，進而影響信號系統的正常工作;或者在設備操作中未嚴格執行作業標準化，誤動設備導致信號系統故障，而這些設備的故障將可能引起設備板卡或其他設備被燒壞。

2.2 維修計劃缺失

目前存在問題主要集中在缺少科學合理的手段和方法來制定設備的檢修計劃、如何根據現場檢修的情況來合理的選擇檢修方式等方面。比如設備處于穩定工作狀態時，如果頻繁的對其進行檢修作業，也將影響到設備的使用穩定;或者在自然條件相對惡劣的雨季，如果依然開展設備檢修作業，那么可能因為防雨措施不到位，導致雨水滴入設備，引發設備故障。

2.3 硬件設備故障

在地鐵信號系統運行期間，造成其內部元件和設備故障損壞的因素很多，一方面如果設備不穩定，那么在遇到高強度的干擾時，就不能保證運行正常，而且運行時間相對較短。另一方面如果系統中出現了不正常的進程，造成系統處于非完全可用狀態，再結合風扇、空調故障，線路老化等問題時，地鐵信號系統的電子設備將會發生宕機情況，嚴重時損壞信號設備，危及地鐵的安全運行，出現各種類型的地鐵事故。因此，必須采取一定措施來確保行車的安全。

3 智能運維系統對設備維護管理的建議

3.1 維護作業管理

智能運維系統相關操作人員應包含運維調度員、線路中心搶修組人員、班組維護人員、生產維護技術管理人員等。根據管轄專業、線路、運力、運營時間等，運維調度員、中心搶修組及線路班組需安排24小時值班。（1）運維調度員，負責處置設備報警及預警信息，通過下發維護工單的方式，將設備維護信息及要求傳達至線路中心搶修組。同時工單是整個維護作業的閉環控制體現，由運維調度員驗證設備是否恢復正常，并決定是否關閉工單。（2）線路中心搶修組維護人員，負責線路級設備狀態監視及故障處置，并根據運維調度分配的維護工單或自行申請的維護工單，將任務下達至管轄區域班組執行維修作業。（3）線路各班組維護人員，負責管轄區域內車站設備狀態監視及故障處置，根據系統下發維護工單或自行申請維護工單，并參考智能運維系統提供的故障原因及維護指導建議，執行相關故障處置及維修作業。（4）成立線網級運維指揮小組，平時主要由下設的運行維護小組負責對平臺信息、設備全生命周期、維護計劃等進行日常管理;發生突發情況時，由下設的應急處置小組提供技術支持，針對應急搶修做出快速反應，負責組織人員、協調物資、評估影響、應急指導等。

3.2 科學配置維修設備

信號系統的供應商應負責提供需要使用到的專業儀器、儀表、特殊工具、備品備件等，結合系統給出的設備運用情況分析結果，合理的將上述工具分配到各站點，以保證信號系統設備維護工作的正常開展。同時設備的配置也必須合理，如搭建運維平臺所需的應用服務器、數據庫服務器、磁盤陣列、大數據計算服務器及網絡隔離等設備，應設在線網控制中心內，而其他的維護終端則合理的分配到各條線路、站點、班組所在地。

3.3 維護管理

通過智能運維系統的構建，形成涵蓋信號設備動態履歷，人、事、物聯動的管理體系。利用大數據分析技術實現運維指標分析、設備故障綜合分析、設備健康度分析、故障/異常規律分析、數據趨勢分析、設備剩余壽命分析、人員作業行為分析、日志分析、專項分析等。以上智能分析結果將對信號廠家的選擇、供應商合作、員工行為管控、維修策略調整、設備物資管理、生產模式管理提供有效參考。

3.4 引入新的維修技術與理念

隨著設備的不斷更新換代，維修的技術、觀點、方法必然也在進步，適時引入優秀的新理念、新技術，將可以提升設備檢修的精確度、降低維修人員的工作強度、縮短故障恢復的時間。而新維修技術和維修理念的引入可以采取以下方式：（1）以日常維修技術和維修經驗的積累作為新技術引入的基礎。（2）可以與信號設備生產廠家、供應商、設計者進行合作，深入對故障產生原理和機制的研究。（3）關注行業內相關地鐵企業在新成果、新技術方面運用成功的事例。

結束語

在城市軌道交通的運行過程中，信號系統運行狀態的穩定良好，將減少地鐵事故的發生。因此在維修地鐵信號系統設備的過程中，不僅要認真的開展維修作業，同時還應該制定科學的維護策略，不斷提高設備可靠性，確保城市軌道交通的正常運行。

參考文獻：

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