鐵路房建設備智能運維的理論探討＊

呼臘梅，馮文暉，左強新，王科偉

（1.北京經緯信息技術有限公司，北京 100081；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司電子計算技術研究所，北京 100081；3.中國鐵路北京局集團有限公司土地房產部，北京 100860）

隨著鐵路大提速和高速客專的建設，應用智能運維管理系統可減少運維工作量，提升運維管理水平[1]。在實際運維管理中，由于房建設備數量龐大，管理單位層級各異，運維人員文化水平較低，阻礙了信息化的建設與發展[2]。然而鐵路房建設備、新技術、新工藝的采用能夠為日常管理工作和旅客的服務帶來極大的方便，降低實際運維管理的成本，提高運維管理效率[3]。目前，鐵路房建設備的運維研究仍然處于理論探索階段，針對信息化平臺建設的研究相對較少。楊玲玲[4]初步探索了基于BⅠM 技術在鐵路房建運維管理中給水設備的虛擬運維。如何提升整個房建設備系統的智能化運維成為了研究的重點。本文從房建設備智能運維平臺建設的理論研究角度，研究了鐵路房建運維管理中存在的不足以及房建設備智能運維的總體架構設計，為鐵路房建智能運維的建設提供了探索性的意見和參考性的價值。

1 鐵路房建設備運維存在的不足

鐵路房建設備在實際的運維管理過程中，由于設備本身的屬性特點及管理體系的不完善性，存在房屋資產種類繁多、房建設備管理難度大、房建資料信息不齊全、管理系統互不相通等現象。

1.1 房屋資產種類繁多

由于既有鐵路設備老舊新建鐵路設備先進，鐵路建設的時間軸跨越較長，在鐵路房建的設備管理過程中，需對多類設備進行管理。隨著信息化發展，在管理鐵路房屋過程中，不僅需對房屋本身進行管理，而且需要對其構筑物、附屬、設備等類別進行管理，存在管理類別體系復雜、定量化管理的數量龐大等問題。

1.2 房建設備管理難度大

在房屋維修管理過程中，有大修、綜合維修、技改、設改等不同形式的管理模式，形成了維修流程多樣化、維修進度不同步等特點。鐵路房建設備遍布于各個大小城市，設備分布較零散，造成點多面廣的管理形式，阻礙了數字化維修管理的進步與發展，為房建設備智能運維帶來了諸多困難與挑戰，降低了運維管理的水平與效率。

1.3 房建資料信息不齊全

對房建設備的資料信息以紙質的形式進行備案、統計、審批和流轉，隨著時間的推移、文檔資料的搬遷、管理人員的變更、工作模式的調整，難免導致房建設備的歷史資料信息存在丟失、模糊、作廢等情況，形成了房建設備資料管理匱乏、房建運維效率低下、數據更新不及時、維修審批流程不清晰等特點，極大地妨礙了房建設備的全生命周期數據的溯源性管理與應用，無法有效地提高實際的運維管理水平，成為信息化管理的絆腳石。

1.4 管理系統互不相通

為了提升管理效率，提高信息化應用水平，減少勞動力的輸入，鐵路各運維單位研發了適合自身管理的各類系統，如調度系統、春檢系統、安全系統、維修系統等。而這些系統之間沒有進行數據的互聯互通，無法實現系統間數據信息的自動關聯與應用，造成各系統數據獨立存儲，不僅影響了數據資源的共生共享，而且增加了硬件設施的數量，浪費了用地空間與資源。

2 智能運維平臺建設的策略

為促進對房建設備的智能化管理，對各設備臺賬信息的動態化管理，實現數據的最大化共享共用，需要搭建信息化的集數據、應用、服務為一體的平臺，為智能運維平臺的理論探索創建驗證性的實踐支撐。

2.1 數據的錄入

將各類房建設備臺賬信息、房建維修管理數據、健康監測數據，實現同一平臺、不同模塊的錄入，為數據池提供數據基礎，為電子化的備案提供數據來源，為房建設備的運維管理提供可視化的數據信息，為領導決策提供數據參考依據。

2.2 數據池的管理

將房屋臺賬數據、房建維修數據、安全生產數據、基礎數據、設備監測數據進行集中管理，并且分類存儲在不同的虛擬數據服務器中，將存儲數據的物理服務器形成云服務器，實現對數據的統一管理。同時，做好被調用數據信息的分離、清洗、匯聚等工作。實現原始數據的不動性、被調用數據的可執行性與最小容量性，從數據層面實現對智能運維基礎數據的管理。

2.3 數據的統計分析

針對各房建設備的數據信息，自動統計各類房建設備的靜態基礎數據信息、動態維修檢修數據、動態病害庫信息、動態監測檢測數據信息，自動為領導決策提供參考性的量化數據報表，為智能運維管理的頂層數據分析應用創建扎實可靠的數據基石。

2.4 一張圖式的可視化管理

基于GⅠS 技術，通過地圖展示模式下的檢索應用，自動查看各站段、車間、工區管轄范圍內的房建設備信息，并通過數據的填報、導出等功能，查看各房建設備的動靜態數據信息，實現對地圖模式下房建設備的可視化管理，形成基于一張圖的動態房屋維修管理。

2.5 多用戶聯合的分層級應用

智能運維平臺需要設計多用戶同時訪問的界面，實現不同層級單位用戶的同步訪問，依據運維管理的需求展示相對應的功能模塊。形成各業務應用的多層級展示，實現對運維管理的結論性數據與過程性數據的同步更新，依據角色的不同，定制其功能應用和權限分配，達到各層級用戶界面簡潔、高效、適用、實用的目標，實現對無紙化資源的最優配置。

2.6 數據服務的可拓展性

智能運維平臺提供準確的數據信息，并提供開放的數據接口，供平臺中的功能應用調用。同時能夠提供可拓展性的數據服務，為潛在的應用研發提供數據支撐與接口服務，實現平臺的友好性、擴展性、實用性和集成性。

3 智能運維平臺的總體設計

智能運維平臺的建設為房建設備的運維管理提供了無紙化的管理流程，實現了數據信息的無縫銜接與永久性存儲，其總體設計包含數據層、網絡層、數據平臺層、智能應用層和決策層，如圖1 所示。

圖1 鐵路房建設備智能運維總體規劃圖

數據層主要包括運維期的數據信息，如維檢修數據、GⅠS 數據、監測檢測數據等內容，為整個智能運維平臺的建設提供數據基礎。網絡層為整個智能運維平臺提供網絡通道，實現傳感器數據、人工錄入數據、平臺自身數據的有序傳輸與可視化管理，形成運維平臺智能化建設的數據傳輸介質。數據平臺層對房建設備的運維數據進行統一的集中存儲和分析應用，為各業務模塊提供數據資源，實現數據與應用的分離，提升數據的管理能力。數據平臺層包括基礎數據、數據管理、智能分析和數據服務。基礎數據主要實現對運維管理數據的基礎性的管理，包括在線查詢、數據檢索、批處理等；數據管理主要對整個平臺運維過程中數據信息的安全性、數據質量、數據標準進行監測性管理，對于存在異常的數據，及時發出報警信號。智能分析是對文本、圖形、圖像等數據進行分析，基于分析的結果展開算法的開發，形成適合業務應用的數據處理結果。數據服務主要為整個平臺的業務應用提供數據支撐，供各業務人員在自己的權限管轄范圍內正常調用和查看數據。

基于運維階段數據的累積和數據的管理模式，實現應用層流暢、可視、實用、高效的管理模式，同時為各級業務人員提供業務應用，實現前端數據的正確錄入與流程化的管理。智能應用層包括綜合分析、預測預警、應急搶險、智能調控、設備監測管理、春秋檢管理、病害管理、基礎管理、一張圖綜合展示、設備臺賬管理、維檢修管理、安全生產管理和平臺運維管理。決策層主要是通過數據的累積與業務應用的分析，為決策者的決策導向提供數字化、科學化、智能化的決策支持、戰略規劃、風險把控和科學統籌的建議，實現房建運維管理的利好性導向發展目標。

決策支持是通過對運維數據的分析，為決策者的各種決策提供參考性的數據支撐，形成量化的數據信息，為實現未來運維管理的導向性提供扎實可靠的數據基礎。戰略規劃主要通過數據分析報表，從鐵路房建設備的長遠利用與最小力度改造的角度出發，形成戰略性的規劃意見及建議，實現房建設備在整個運維過程的價值最大化和損失最小化。風險把控是通過各設備的數據信息，對未來的設備運行風險及投資風險形成評估性的文件，達到降低不利風險，提高有利風險的價值，實現最大化智能運維的分析與應用。科學統籌是通過運維階段的維修管理數據、設備調控數據等資料信息，科學統籌現階段運行的設備的狀態、使用年限等規劃性指標，形成統籌合理化、科學化、數據化的目標。

4 結語

鐵路房建設備智能化運維的發展關系著旅客的出行安全和鐵路智能化發展的進度。實現鐵路房建運維管理智能化是智能鐵路建設的一個重要里程。本文探討了目前運維管理存在的不足，從數據的錄入、數據池的管理、數據的統計分析、一張圖式的可視化管理、多用戶聯合的分層級應用和數據服務的可拓展性提出了智能運維平臺建設的策略，構思了智能運維平臺建設的總體設計規劃，為鐵路站房智能運維管理平臺的建設提供參考。