城市軌道交通智能運維建設監(jiān)測內容分析

鄧波 徐建軍 高建 朱健偉

摘要：基于城軌交通各專業(yè)運維特點，分析并提出由智能監(jiān)測設備設施硬體系加維護保障管理模式軟體系組成的城軌交通智能運維系統(tǒng)架構，進而對智能運維系統(tǒng)功能進行提煉，同時歸納得出在城軌智能運維系統(tǒng)下車輛、供電、機電、工務、通信信號專業(yè)的重點監(jiān)測、檢測內容，以期為后續(xù)城軌交通智能運維系統(tǒng)的建設提供參考。

關鍵詞：城軌交通;智能運維;系統(tǒng)架構;功能特點;監(jiān)測檢測

中圖分類號：U296.32??????????? 文獻標志碼：A

0引言

2019年國務院印發(fā)的《交通強國建設綱要》[1]中明確提出要大力發(fā)展智慧交通，推動新興信息技術與交通行業(yè)深度融合，推進數(shù)據資源賦能交通發(fā)展，加速交通基礎設施網、運輸服務網、能源網與信息網絡融合發(fā)展，構建泛在先進的交通信息基礎設施。我國城市軌道交通大規(guī)模建設已有十幾年時間，其工作重點正在由“建設為主”向“建管并重”轉型，傳統(tǒng)的以人為主的運維模式與不斷增長的運維體量不匹配問題日益突出，因此，城市軌道交通正逐步應用各行各業(yè)的新興技術以探索智能運維，提高設備智能化感知水平，降低人工運維強度，減少人為干擾因素，提高運維質量，降低運維成本。2020年中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布的《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》[2]將智能運維安全列為智慧城軌發(fā)展八大體系之一。

城市軌道交通智能運維的建設要以實現(xiàn)運維手段、運維模式和管理手段的數(shù)字化智能化轉型為目標。在運維手段方面，要從人工+傳統(tǒng)裝備模式向智能化監(jiān)測、檢測和檢修裝備轉型;在運維模式方面，要從多平臺+管道交互模式向一平臺多應用+管理體系模式轉型;在管理手段方面，要從故障修+計劃修模式向故障修+計劃修+狀態(tài)修模式轉變，并最終實現(xiàn)狀態(tài)修。而現(xiàn)階段城市軌道交通智能運維的建設重點應放在運維手段的數(shù)字化智能化轉型上，先進的智能化運維信息采集、監(jiān)測、檢測手段是智能運維總體目標建設和實現(xiàn)的物理基礎。在此之前，要在深入分析其特點的基礎上進行智能運維體系的設計和搭建。

1智能運維專業(yè)特點

城市軌道交通智能運維是一個涉及多專業(yè)的綜合性應用系統(tǒng)，而各專業(yè)由于其建設內容、特點不同，可根據線網級和線路級分別進行建設。車輛、供電、工務、電梯、通信等專業(yè)，由于這些專業(yè)設施設備各線路間的差異較小，數(shù)據模型具有通用性，所以這些專業(yè)的智能運維直接可以進行線網級建設，一次建成，各線可根據建設進度分期接入。信號、站臺門、票務、風水電等專業(yè)，由于這些專業(yè)的設施設備各線間存在較大差異，這些系統(tǒng)建議進行線路級智能運維系統(tǒng)即可，最后在線網級智能運維系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析和可視化呈現(xiàn)即可。

2體系架構

智能運維系統(tǒng)可以設計為硬體系加軟體系兩部分組成的架構。硬體系是針對智能運維的技術支撐手段，包括維保業(yè)務管理系統(tǒng)、各專業(yè)智能運維系統(tǒng)和專業(yè)設施設備智能監(jiān)測、檢測體系。軟體系是基于智能運維的維護保障管理模式，由運維組織架構和運維規(guī)則（維修策略、修程修制）等組成，其整體架構體系如圖1所示。

智能運維系統(tǒng)涉及車輛、供電、通信、信號、工務及車站機電等多專業(yè)，是在各專業(yè)智能運維平臺系統(tǒng)基礎上，有效整合各專業(yè)運維數(shù)據，達到統(tǒng)一規(guī)劃、數(shù)據共享的目的[3]，其邏輯架構如圖2所示，分為智能監(jiān)測層、數(shù)據分析層和業(yè)務應用層。智能監(jiān)測對象主要是各系統(tǒng)及專業(yè)設備;數(shù)據分析層是通過構建維保數(shù)據平臺，將各系統(tǒng)運維體系的運維基礎數(shù)據、設備運行數(shù)據、設備檢測數(shù)據、維修業(yè)務數(shù)據、跨專業(yè)數(shù)據等數(shù)據信息，利用各種數(shù)據分析手段實現(xiàn)面向海量數(shù)據的分析和挖掘;業(yè)務應用層即利用各種數(shù)據分析結果，進行多專業(yè)綜合分析展示，針對運營各業(yè)務類別進行應用。

對于軟體系的建設，需結合各城軌公司自身的運維組織架構和企業(yè)文化特點，在詳細分析、研究各公司自身訴求后，細化建設的具體目標。對于硬體系中基礎設施、數(shù)據處理平臺目前多采用城軌云和大數(shù)據平臺技術方案建設，也得到了大部分軌交企業(yè)的一致認可，許多文獻對其相關技術方案已有諸多介紹，這里不再贅述。

3系統(tǒng)功能

城軌智能運維系統(tǒng)的建設，主要是能將設備的狀態(tài)、報警、健康等不同狀態(tài)實時呈現(xiàn)于運維管理機構，并能通過大數(shù)據智能分析診斷、預測和輔助決策，應用于人員維護生產狀態(tài)、設備全生命周期履歷、應急指揮、運營監(jiān)控等不同業(yè)務功能[4]。智能運維系統(tǒng)功能歸納見表1所列。

4智能運維監(jiān)測檢測內容

4.1車輛智能監(jiān)測

車輛智能監(jiān)測由車載綜合監(jiān)測子系統(tǒng)[5]、軌旁綜合檢測子系統(tǒng)和智能巡檢機器人子系統(tǒng)三部分組成。車載綜合監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測內容見表2所列，軌旁綜合檢測子系統(tǒng)和智能巡檢機器人子系統(tǒng)監(jiān)測內容見表3所列。

4.2供電智能監(jiān)測

供電智能監(jiān)測包含變電所巡檢、故障錄波、蓄電池在線監(jiān)測、所內環(huán)境監(jiān)測、電能質量監(jiān)測、接觸網智能巡檢、可視化接地以及所內綜合自動化采集等，所內自動化采集內容見表4所列，其余監(jiān)測內容見表5所列。

4.3通信信號智能監(jiān)測

信號智能監(jiān)測內容見表6所列，通信智能監(jiān)測內容見表7所列。

4.4工務智能監(jiān)測

工務智能監(jiān)測主要指軌道、線路和隧道三部分智能監(jiān)測，其監(jiān)測內容見表8所列。

4.5車站機電智能監(jiān)測

車站機電專業(yè)智能監(jiān)測內容見表9所列。

5結束語

本論述結合行業(yè)背景、運維技術發(fā)展趨勢及城軌運維專業(yè)技術特點，提出基于硬體系加軟體系的城軌智能運維系統(tǒng)架構體系，提出運維系統(tǒng)基本功能要求。根據現(xiàn)階段城市軌道交通智能運維的技術發(fā)展、技術成熟度和項目建設情況，對當前城軌智能運維物理基礎建設的重點內容進行歸納、總結、統(tǒng)一。希望通過本論述對具體城市軌道項目建設實施有一定的借鑒意義，同時也為城軌智能運維系統(tǒng)化研究、發(fā)展提供參考。

參考文獻：

[1]中共中央國務院.中共中央國務院印發(fā)《交通強國建設綱要》[EB/OL]（. 2019-09-19）[2021-12-20].http：//www.gov.cn/zhengce/2019-9/19/content_5431432.htm.

[2]中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要[J].城市軌道交通，2020（4）：8-23.

[3]廖云.基于大數(shù)據平臺的城市軌道交通多專業(yè)智能運維系統(tǒng)構建探討[J].控制與信息技術，2021（5）：1-5.

[4]李杰，徐啟祿.基于云平臺的城市軌道交通智能運維系統(tǒng)設計與應用[J].城市軌道交通研究，2021，24（8）：213-217.

[5]李洋，王文斌. 關于構建城市軌道交通關鍵設備設施智能在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的探討[C]//智慧城市與軌道交通2019，2019：26-31.

[6]許明. 基于手推車載式線路全斷面檢測系統(tǒng)研究[D]. 北京：北京交通大學，2018.8FFE0822-1633-45AD-A29B-D42F973F03ED