淺談智能化城軌供電運維平臺應(yīng)用層的功能要求

鮑飛達，王 穎

(紹興市軌道交通集團有限公司，浙江 紹興 312000)

近年來，伴隨著各個城市的城市化建設(shè)，軌道交通因其能有效緩解公共交通壓力，提高城市公交服務(wù)水平，軌道交通與各城市間得到了大力的發(fā)展，城軌供電系統(tǒng)因直接影響行車安全，相對于傳統(tǒng)的維修模式，有必要對其運維模式進行相應(yīng)的改善提高。與此同時，隨著大數(shù)據(jù)、云平臺等高新數(shù)據(jù)處理技術(shù)的出現(xiàn)，搭載智能運維的城市軌道交通供電系統(tǒng)顯然已成為城軌供電系統(tǒng)的一大發(fā)展趨勢，同時，運維系統(tǒng)的應(yīng)用層，作為直接與運維人員接觸的一層架構(gòu)，在設(shè)計上應(yīng)該切實以方便工作角度出發(fā)，提出相應(yīng)的功能思考。

1 供電系統(tǒng)智能運維系統(tǒng)總體架構(gòu)

供電系統(tǒng)智能運維大多采用三層架構(gòu)，感知層、數(shù)據(jù)傳輸層以及應(yīng)用層。感知層主要的工作既是完成對供電設(shè)備設(shè)施本體以及周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。感知層在SCADA的基礎(chǔ)上，通過采用智能運維設(shè)備，如熱成像儀、溫濕度傳感器、高清全角攝像機、氣味傳感器等設(shè)備，以此來完成電氣設(shè)備工作、狀態(tài)數(shù)據(jù)的在線實時監(jiān)測，并將采集到的各項數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸層中，通過大數(shù)據(jù)、云計算等智能基數(shù)進行一個數(shù)據(jù)預(yù)處理，繼而再傳輸?shù)竭h端的應(yīng)用層；同時也要接收并完成從應(yīng)用層下達的遠程控制指令，以此實現(xiàn)供電系統(tǒng)設(shè)備的遠程智能監(jiān)控。

供電系統(tǒng)由于有電力監(jiān)控系統(tǒng)SACADA的存在，本身對供電系統(tǒng)設(shè)備具有部分控制檢測能力，其功能與智能運維巡檢設(shè)備功能有部分重復，可以用于數(shù)據(jù)比對。目前，市面上存在的供電智能運維設(shè)備主要有：一體化輪式巡檢機器人、室內(nèi)掛軌式機器人、微型紅外熱成像在線監(jiān)測系統(tǒng)等。

此外，上層需設(shè)置智能運維平臺管理系統(tǒng)，即應(yīng)用層。來統(tǒng)籌管理各智能運維設(shè)備，處理分析實時增長的數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備狀態(tài)，生成報表并提供建議，支持進行遠程控制設(shè)備巡視。應(yīng)用層在搭載應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等組成的同時，應(yīng)該采用特定的數(shù)據(jù)傳輸支撐平臺，這種數(shù)據(jù)傳輸支撐平臺的關(guān)鍵技術(shù)其實就是物聯(lián)網(wǎng)的中間件技術(shù)，數(shù)據(jù)在這個支撐平臺中實現(xiàn)由各類傳感器等感知層設(shè)備采集，然后與應(yīng)用操作系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)的傳輸、過濾以及格式轉(zhuǎn)換的一種，此獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，能夠屏蔽底層數(shù)據(jù)系統(tǒng)的差異性，減少程序設(shè)計的復雜性。

2 應(yīng)用層運維功能思考

對于運營來說，城市軌道交通供電系統(tǒng)的智能化運維平臺在應(yīng)用操作層的功能設(shè)計上，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)有助于運營的日常生產(chǎn)工作的功能。對于往常需要運營人員人工寫入及分析的數(shù)據(jù)，應(yīng)用層能替代完成數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲以及提供圖形化顯示圖表。后臺處理系統(tǒng)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息對比分析結(jié)果，為運營人員做出超限報警、遠程指令控制下達等操作，以此來實現(xiàn)城軌供電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施的運行狀態(tài)、實時參數(shù)的實時性監(jiān)測以及遠端控制。應(yīng)用層功能性應(yīng)具備以下功能。

2.1 人機交互簡潔

應(yīng)將運維平臺的系統(tǒng)界面盡可能設(shè)計成美觀簡潔的效果，同時出于調(diào)度操作人員的考慮，應(yīng)將每項功能的操作實現(xiàn)步驟，設(shè)計的盡可能地簡便。具備友好的人機交互界面，搭配平臺匹配的處理器及算法，杜絕出現(xiàn)界面崩潰的情況。查看設(shè)備實時數(shù)據(jù)的界面時，其畫面中應(yīng)要能自動更新數(shù)據(jù)的變化，顯示電流、電壓、功率、溫濕度等過程變量的實時數(shù)據(jù)，以及供電設(shè)備設(shè)施運行狀態(tài)的自動更改，圖標顯示圖形數(shù)據(jù)隨過程狀態(tài)的變化而變化，圖表切換功能，時間段數(shù)據(jù)柱狀圖、趨勢圖可隨時翻看查閱。

2.2 報警、事件全過程記錄

供電智能化平臺應(yīng)搭載報警系統(tǒng)。系統(tǒng)提供報警信息顯示功能，報警級別分類顯示，同時系統(tǒng)提供歷史事件查詢功能。后臺數(shù)據(jù)處理時，如果發(fā)生了任何異常的數(shù)據(jù)，或者設(shè)備的異常狀態(tài)，立馬會發(fā)送報警信息給運營人員，同時可以做到報警分類，不同影響程度的報警信息匹配不同程度的報警信息顯示，例如：輕度異常信息對應(yīng)閃爍提醒，嚴重異常信息采用彈窗或聲光報警等。且均需要通過人員完成一個手動消除告警信息，才會停止告警。以此來幫助運營人員及時有效地對異常信息進行處理。同時要具備事件記錄功能，運營人員可以通過時間、設(shè)備等條件對告警信息進行檢索查詢。

2.3 智能數(shù)據(jù)比對分析

系統(tǒng)能完成對從感知層設(shè)備設(shè)施獲取而來的數(shù)據(jù)以及從SCADA系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)中接入的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)的長周期存儲，能對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)比對分析處理，以此來對供電系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施進行一個全方面的分析處理，一方面通過歷史數(shù)據(jù)的采集對比分析，另一方面結(jié)合全生命周期管理，通過設(shè)備使用年限及設(shè)備狀態(tài)，有能力對監(jiān)測到的設(shè)備實現(xiàn)進行一個預(yù)報警功能的實現(xiàn)。

2.4 生產(chǎn)報表自動管理

系統(tǒng)提供自動生成供電設(shè)備設(shè)施缺陷報表、巡檢任務(wù)報表等功能，并提供歷史曲線展示功能，所有報表具有查詢等功能，報表可按照設(shè)備名稱、巡檢時間、巡檢任務(wù)、設(shè)備類型、設(shè)備名稱等過濾條件查詢巡檢數(shù)據(jù)。

2.5 設(shè)備設(shè)施全生命周期管理

提供完整的全生命周期管理系統(tǒng)，建立設(shè)備設(shè)施臺賬，臺賬記錄供電設(shè)備設(shè)施、備品備件、作業(yè)工器具、安全工具等設(shè)備完整信息，將這些信息完整導入保存在系統(tǒng)中，這些信息包括設(shè)備的基本信息主要為設(shè)備的編號、功能概況、廠家信息、生產(chǎn)安裝信息、操作流程、性能指標等；進而形成完整的設(shè)備靜態(tài)履歷。建立以設(shè)備設(shè)施臺賬(包括固定資產(chǎn)、最小可維修備件、工器具)為基礎(chǔ)，并以SCADA系統(tǒng)、地鐵供電智能運維管理系統(tǒng)的各類供電設(shè)施設(shè)備全數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)為核心(包括實時的運行數(shù)據(jù)、維護和維修的設(shè)備數(shù)據(jù)、資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和生產(chǎn)服務(wù)對象的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù))，以此來建立以供電專業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)處理為目的的，以單體設(shè)備、設(shè)備部位、設(shè)備履歷為主要數(shù)據(jù)管理對象，形成動態(tài)的設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)管理體系，實現(xiàn)設(shè)備設(shè)施全壽命周期跟蹤管理。

2.6 智能輔助分析

對于設(shè)備的應(yīng)急處置，平臺在提供標準化應(yīng)急處置流程的同時，通過搭載專家系統(tǒng)，以及后臺的數(shù)據(jù)挖掘、BIM建模、大數(shù)據(jù)分析、深度學習等手段，于設(shè)備設(shè)施應(yīng)急處置的過程中，提供一個科學合理有效率的應(yīng)急處置流程。

2.7 標準化作業(yè)指導

對于日常的生產(chǎn)管理工作，提供一個標準化的作業(yè)指導，同時根據(jù)各地地鐵自身的組織架構(gòu)組建情況，每年度、季度的生產(chǎn)目標等，提供一個協(xié)助于工作安排組織的功能，協(xié)助完成生產(chǎn)計劃管理、生產(chǎn)進度管理、文檔管理等工作。同時載入供電專業(yè)的專業(yè)維修文本、應(yīng)急預(yù)案等指導性文件，方便工作流程、應(yīng)急處置的標準化實施。

3 結(jié)束語

搭載智能化運營平臺的城市軌道交通供電系統(tǒng)，在應(yīng)用層功能完備的情況下，對運維人員的日常作業(yè)中運維效率、運維水平都能做到了一定的提升，且在專家系統(tǒng)以及標準化作業(yè)的加持下，應(yīng)急處置也變得更加科學準確。由此可見，智能化城軌供電運維平臺的布置能有效提高供電專業(yè)的運維水平。