我國城市軌道交通設施智能維護分析

楊 航，張海桃，陸知言

（南京國電南自軌道交通工程有限公司，江蘇 南京 210032）

0 引言

城市軌道交通反映了一個城市的公共交通狀況，影響著整個城市的經濟運作。軌道交通設施為軌道交通系統提供基礎的保障作用，其健康運行決定著軌道交通系統的正常運作，因此其維護工作尤為重要。隨著信息智能化時代的不斷推進，智能化的維護方式也運用到軌道交通設施的維護中來，對我國城市的軌道交通設施維護產生巨大的助益。

1 我國城市軌道交通設施維護現狀

1.1 融資模式閉塞

我國軌道交通設施的融資模式主要有債權融資、股權融資、BOT等新興融資模式。雖然融資模式眾多，但其中存在著一些不可忽視的問題。我國的鐵路工程項目都是在政府的主導下建設的，因此，權力集中在政府手中。政府負責整個系統的市場規則制定、各環節監督，把控著整個工程項目，這造成了軌道交通項目的整體局限性，限制了軌道交通項目的良好運行［1］。鐵路部門的管理方式已經不適應現代的發展形式，并且資本構成單一，有極強的封閉性，難以突破。在實際的建設中，鐵道部門工程規模龐大，需要耗費大量的時間，因此總是造成整體發展滯后于社會經濟發展的情況，軌道交通項目本身也未形成成熟的市場環境。軌道部門的投資主體也相對單一，融資渠道比較閉塞。另外，政策規則不夠完善，在實際的項目運行中，出現了一定的問題沒有標準解決方案的情況，項目的公平公正性難以保證，投資人的風險也無人承擔［2］。

1.2 我國城市軌道交通設施其他問題

目前，我國的城市軌道交通設施智能維護還處于發展中，相關方面還有很大建立和完善的空間。首先，智能維護設備缺乏統一的行業標準，大多是以廠家為準，廠家間互通性不夠，造成了智能維護技術整體通用性不高的情況，從而影響普遍性的技術進步［3］。其次，由于我國軌道交通設施智能維護建設起步較晚，缺乏獨立發展的技術性要求，因此多依賴于國外的技術引進，購買了大量的國外設備，模式也都參照國外。近幾年，國內技術和產品有了一定發展，開始占據一定的市場份額，但產品種類繁多，有些設備還不夠完善，不具備自檢和報警功能，需要一定的人員進行定期巡查，依賴于人工干預，自動化水平低。而且檢測大多集中于設備故障的診斷，對于故障發生的預測性檢測不足，發現不及時，反應措施慢，處理拖沓，影響城市軌道交通的運行和發展。

2 軌道交通設施智能維護分析

2.1 軌道交通設施智能維護的概念

軌道交通設施智能維護是通過智能網絡將軌道交通裝置的自檢自診斷功能接口標準化。運行中只需要在人機交互的場所啟動檢修模式，可以在計算機顯示器前進行操作，操作之后，所有的交通裝備開啟自檢自診斷，并對異常結果進行報警。智能網絡系統通過列車的通信網絡、車地無線通信網絡和地面數據中心，來進行數據的轉換，主要是用于車載設備之間以及車載設備與地面數據之間的數據傳輸，被采集的數據通過系統分析，為其運營狀態進行判定，軌道交通設施智能維護采用多種信息采集技術，以達到數據的準確無誤。智能維護屬于一種預測性的維護，能夠保持對軌道交通設施的監控，使設施達到近乎于零故障的性能狀態。對設施的故障可能性提前進行預判，將風險的可能值降到最低。

2.2 軌道交通設施智能維護的可行性

軌道交通設施智能維護的目的是將傳統的以人工為主的定期巡查、干預轉變為基于測試分析的狀態和基于評估先驗的預知，這需要采用先進的技術，將傳統以人工為主的設施維護轉變為自動化、信息化的智能維護方式。具體工作內容可以理解為：利用傳感網、物聯網、車聯網、移動互聯、云平臺、大數據、深度與自主學習、協作、分享等技術手段，搭建軌道交通設施智能維護管理平臺，實施精準的狀態感知、可靠的狀態預測以及應用“互聯網+”思維，通過進行流程管理、事件管理、問題管理、變更管理、發布管理、運行管理、知識管理、綜合分析管理，實現運營故障處置、駕駛行為評估、運營組織管理、列車能耗管理、設備健康評估、設備安全預警和數據共享等。通過這些方式可以有效地提升運行維護管理的智能化程度，增強軌道交通的可靠性、可用性、可維護性和安全性，提高服務質量和水平，降低企業運營成本，可以實現軌道交通設施智能維護，最終為實現智慧城市的宏偉目標奠定扎實的基礎。

2.3 軌道交通設施智能維護的意義

軌道交通行業的系統設備和基礎設施體系龐大且技術復雜，由行車相關系統、車站服務相關系統、基礎設施等幾個部分組成。作為典型的設備設施資產密集型行業，軌道交通設備設施數量巨大，涉及專業多。按照規范的維護標準來確保相關設備設施正常、高效地運行，是軌道交通安全、穩定、高效經濟運營的決定性因素。隨著我國軌道交通運營規模的迅速擴大，整個行業對于保障運營安全、提高服務質量以及降低維護成本，開始顯現出巨大的剛性需求，軌道交通設施智能維護日益成為全行業關注的新焦點。我國軌道交通項目每年用于維護的費用占項目總資產的3%～5%，實現并實施軌道交通設施智能維護，有利于嚴格規范工作流程、掌握設備狀態、控制維護費用、提高采購效率以及庫存數據的準確性。這給軌道交通設備智能維護技術的創新提出了更高的要求，也給軌道交通設備智能維護產業開辟了極其廣闊的發展空間，并帶來了良好的發展機遇。使用智能維護技術可以降低用于設施維修的費用，保障軌道交通項目資金的合理利用，從而又產生了巨大的經濟效益，大大促進國家經濟的發展。

3 我國城市軌道交通設施智能維護進一步發展途徑

3.1 完善融資模式，提供資金支持

以政府為主導的多元融資模式為了更好地解決軌道交通系統的融資問題，不斷地提出新的制度手段，促進融資問題更好地解決，保障軌道項目的整體進度，并允許鐵路部門設立專門的建設基金，給予了一定的融資自由度。目前，鐵路建設的資金獲取途徑被拓寬，不僅能夠通過建設基金獲得，還能夠通過銀行貸款的方式融資，融資系統逐漸開放，越來越具有系統性。另外，為了進一步拓寬軌道交通建設的融資渠道，還要從根本上強化政府對鐵道部門的重視程度，加大資金的投入。因為軌道項目本身是由國家支持的、具有公益性的項目，國家的投入最終決定著軌道項目的發展。同時，軌道交通項目在自身的發展中也要學會借鑒市場的力量，利用市場的優勢，拓寬自身的融資途徑，強化自身的市場化程度，更好地融入市場，以獲得更高效便利的市場融資。軌道交通系統還可以利用自己覆蓋多個行業，尤其是鐵路沿線城市中企業的特點，應用軌道系統，實現順利運輸，廣泛吸引資金引入，加大招商引資力度，擴展融資方向和渠道，提高融資效果，將資金更合理地投入軌道交通設施智能維護的建設中，給智能維護的發展提供更好的資金支持和更充足的物質保障，幫助智能維護技術進步，產業研發，更好地服務于我國城市軌道交通設施建設。

3.2 軌道交通設施管理智能化

軌道交通設施規模龐大，種類繁多，當其中一個小部件發生故障時，要求迅速地定位、檢測出故障發生點，快速做出反應，解決故障，把故障造成的損失減小到最低程度。智能感知系統對設施運行狀態進行檢測，進而對可能產生故障的部件報警，提前做出判斷，發展智能維護系統，進一步提高定點檢測的效率。智能感知設施狀態，使用視頻圖像智能感知系統，分析前端攝像機傳來的視頻圖像，按照量化的評價標準對視頻圖像進行有效的評判。創新和發展這種視頻圖像質量感知技術，讓其更清晰準確地呈現設施的真實狀態，同時依托于物聯網，發揮智能設施系統的優勢，將二者的優勢結合利用，研究報警和故障壓縮過濾技術，幫助縮小故障點定位范圍，快速確定故障源，向相關工作人員提前報告可能產生故障的部位，并為其提供故障點影響范圍和影響程度的數據，為更快更好的故障處理提供可行性意見，提高工作人員的工作效率，將故障損失停留在最小，最大程度上保障軌道交通設施的安全高效運行。

3.3 軌道交通設施智能維護精細化

軌道交通設施智能化要求整個維護過程標準化，從購買、入庫、使用、維修到報廢的全生命周期的維護都要精細化，嚴格按照環節考核，把控每一步驟，提高軌道交通設施智能維護的精細化水平。在實施過程中，要充分利用現有的資源，也要擴展資源的來源，以便掌握整個智能維護過程，提高軌道交通設施的安全性和可靠性。傳統的維護過程使用人工手動輸入數據的方式，不僅任務量重大，而且準確性難以保證，龐大的數據也難以分類整理，更不利于后期的查閱分析。智能化維護采用綜合性的數據生成模式，所有數據的生成、整理、分類都由網絡進行，節省了人力，并提高了分析效率，條理化清晰，便于檢查，大大簡化了工作程序，讓軌道交通設施的維護更加便利。另外，隨著現代信息技術的不斷發展，將云計算、物聯網引入軌道交通設施的智能維護系統中，更能夠推動軌道交通系統的快速發展和智能化維護水平。

4 結語

運用智能化的維護技術能夠有效監控、預測和防控軌道交通事故，減少故障發生率，從而減少用于維護設備的資金投入，產業安排更合理，經濟效益更高。智能維護作為一種新的維護理念和方式，目前在美國等西方國家也處于初步的研究發展中，還沒能形成成熟的體系，這也給我國競爭發展機會提供了條件。隨著我國經濟實力的不斷增強，對科學技術的投入不斷加大，集中對智能維護進行投入和研究，對于加快研發出智能化程度更高的維護系統，推動我國城市軌道交通設施向著更加智能化維護的方向發展，進一步帶動我國經濟發展有著重要意義。同時，這也是一個巨大的挑戰。如何建設軌道交通設施智能維護平臺以及物聯網、數據智能分析等子系統，以實現設備態勢全息感知；如何將設備狀態與報警等控制類數據和物聯網數據、智能視頻數據、運營管理、設備維保、客運服務等管理類數據深度融合，通過大數據、人工智能等技術手段進行全面分析、綜合利用；如何通過數據可視化技術向中心調度、車站運營、客運服務、設備維保等各級工班人員提供符合其崗位特點和要求、簡潔高效的智能維護場景，實現設備管理自動化、檢修智能化，這需要集中地進行投入研究、創新突破。