城市軌道交通供電設備運維智能管控系統研究

孫海東 黃慶鋒 周紅軍

城市軌道交通建設對于促進城市經濟發展，便利城市居民出行而言，具有十分重要的意義。軌道交通作為一種綠色環保、高效集約、安全可靠的交通方式，其建設速度越來越快，建設水平也越來越高。當然，伴隨著城市的快速發展，對軌道交通智能化水平也提出了更高的要求，在保障系統運行安全性的基礎上節省運營成本，是當前城市軌道交通智能管控研究的一個重點。

伴隨著城市軌道交通的快速發展，軌道交通安全高效運營需求持續增長。根據當前我國城市軌道交通運營的實際要求，搭建起智能化的運維系統架構是十分必要的。伴隨著軌道交通普及率越來越高，客流量越來越大，為了面向廣大居民提供高效安全、綠色、環保的出行方式，就必須研究為軌道交通運行提供能源供電設備的運行安全性。

一、城市軌道交通系統建設

城市軌道交通系統由高壓輸電網、主變電所降壓、控制網、牽引變電所降壓等組成。調度中心提供照明、電源和測試維修等電能。各主要變電站（牽引變電站、降壓變電站）的系統配置、電力電纜、接觸網或軌道、供電系統的電源監控。供電系統具有關鍵的連續行駛條件，對交通控制的整體安全性具有關鍵影響。

二、供電系統維護技術現狀

據調查，前端管理電源管理部主要采用“計劃檢查”和“故障檢查”。根據電力行業、鐵路行業和公司區域標準，在這兩種模式下，“供電系統綜合維修，各管理公司供電設備維修段大門”有效，并形成了標準檢查計劃。檢查維修和故障檢查兩種檢查維修模式的聯合運營也被認為是每個運營公司之前最有效和最普遍的檢查維修方式。這兩種模式可以大大減少設備故障的損失，但以下問題是不可避免的。供電系統的大部分故障是由于斷路器和開關的絕緣性能降低和機械性能降低造成的。其次，檢查模式和檢查頻率的錯誤選擇大大縮短了設備的使用壽命。由于幾個月的小檢查、幾年的檢查以及在用設備的故障檢查，設備部件的安裝過于頻繁，設備的磨損速度加快。畢竟，設備提起來太早，沒有達到自身的使用壽命。第三，在計劃檢修制度下，技術創新受到一定程度的抑制。工廠的維護人員將長期進行定期、定性和定性檢查，以便員工按照訂單的順序進行訂購，并變得更加正式，忽略技術創新。第四，即使供電設備狀況不佳，也無法預測故障點進行檢查，消除了安全隱患。其次，檢查模式和檢查頻率的錯誤選擇大大縮短了設備的使用壽命。幾個月的檢查、幾年的檢查、正在使用的設備的檢查，以及設備購置設備的檢查，經常是連接和拆卸的，設備磨損速度加快。畢竟，設備提起來太早，沒有達到自身的使用壽命。第三，在一定限度的檢查制度下，技術創新受到抑制。設備維護人員將長期進行定期、定性、定性檢查，確保員工生產訂單，忽視表單創新。四是供電設備狀況雖差，但無明顯故障時無檢查時間，能及時發現并排除故障隱患。當供電設備狀況良好時，應進行檢查和維修。定期檢查是必要的。造成人力、物力的浪費，無法達到更好的檢修效果。第五，需要越來越多的人力資源來維持城市線路網中大型河流工作人員的需求。維護設備對管理和維護的需求越來越大。

三、提升城市軌道交通供電設備智能運維水平的必要性

城市軌道交通供電系統的構成主要包括動力電纜、變電所、電力監控等部分。供電系統只有保持持續的正常的運行狀態，才可能保障軌道交通的正常運行，對軌道交通運行的安全性、連續性有著直接的影響。

1.傳統運維模式的不足

城市軌道交通持續發展，供電系統設備維護工作難度也越來越大，由于設備分布比較廣，所以，維護作業較為復雜，涉及各種專業學科，供電設備的維護成本、維護要求以及維護頻次都在不斷上升。在傳統的運維模式下，針對城市軌道交通供電設備進行定期或者是事后檢修，這樣的模式無法滿足當下城市軌道交通可持續、智能化發展的相關要求。傳統的供電系統運維模式主要具有以下幾方面的不足：第一，運維管理效率低下；第二，運維工作投入的人力資源不足，存在人力瓶頸；第三，從整體上來看，運維數據較為分散，對于數據分析和應用的能力不足；第四，沒能夠實現對供電設備運行管控的閉環管理；第五，各個系統之間缺乏有效聯系，沒有實現全景式的監控平臺。為了保證城市軌道交通運行的可靠性和安全性，就必須依據城市軌道交通供電系統組成、運營以及維修等實際特點，創新建立起一種能夠實現供電系統智能運維的信息化平臺，對城市軌道交通供電設備實行全過程全方位式管理。

2.智能運維優勢

近年來我國城市化建設步伐持續加快，城市軌道交通建設也隨之而完善。城市軌道交通供電設備運維實現智能化管理，有利于推動軌道交通的可持續發展，提高其安全舒適性和便捷性。新時代城市軌道交通供電設備的運行維護管理應當同時代發展的目標結合起來，依據時代發展的要求以及行業的變化，提升運行維護方案的科學合理性，推動我國城市交通建設的進步。建立城市軌道交通供電設備智能運維平臺，有利于為供電系統設備的運營維護提供科學的決策支持，提升供電系統智能化管理水平，從而使得現場供電設備的維護管理更加全面智能、及時準確，節省人力管理成本，使供電設備的管理更加高效經濟。

四、城市軌道交通供電設備運維智能管控系統構建方案

1.軌道交通供電設備智能運維系統概述

建立城市軌道交通供電設備智能運維系統，能夠借助智能運維平臺實現對供電設備數據的共享以及關聯，依據設備運維監控的數據以及具體的生產管理要求而生成系統作業要求，借助高科技設備，對供電設備的生產流程實施全過程監控和自動記錄，以此能夠使城市軌道交通供電系統滿足更高效、更嚴格、更安全的運營維護要求。供電設備監控以及生產管理應該實現以下幾方面的數據共享：第一，生產作業過程當中涉及的各種數據包括生產人員的資質履歷數據，使用器具的合格數據以及試驗儀表儀器的樣準數據等；第二，生產管理各個環節涉及的數據，例如設備圖紙的資料，維護作業的相應標準以及標準流程操作、年度生產計劃等；第三，實施全過程監控中，軌道交通供電系統變電所自動系統當中設備運行的包括故障信息在內的歷史統計數據。在應用供電設備智能運維系統后，能夠對整個供電系統設備的生命周期狀態達到高度掌握，例如，在日常生產計劃實施后，能夠對物資庫存以及工時進行自動更新；能夠自動化生成供電設備的差異維修計劃；能夠自動匹配設備故障的維修專家系統等。

2.供電系統智能運維平臺的具體構成

城市軌道交通供電系統智能運維平臺，能夠實現所有供電設備的實時動態監測，能夠實現對所有供電設備運行實時數據的傳輸以及處理，還能夠實現設備故障的智能分析與處理。利用智能運維平臺，能夠有效地對生產計劃中人員、材料以及生產流程等各方面要素進行有效控制，總之，能夠大大提高供電系統運維效率。供電系統智能運維平臺的具體構成包括人事管理、綜合管理、任務池、維修中心等部分。“人事管理”功能能夠對所有生產人員的持證情況進行詳細記錄，并且對其證件的有效期限進行自動檢索，證件接近失效期時會自動提醒；“綜合管理”模塊主要儲存供電系統線路維護的相關資料，能夠對生產管理文件、備品、備件等的儲存情況以及合格期等進行分析；“任務池”模塊主要可依據相關的權限管理，由專門的人員發起、審批相關的生產任務；“維修中心”對所有供電設備的履歷進行了詳細記錄，包括設備的歷史維修數據，能夠在生產計劃執行中對設備履歷對應的技術參數進行自動檢索，維修工作結束之后對設備履歷數據進行自動更新。

3.科學合理配置維修設備，加強故障預測管理

城市軌道交通供電系統的運行維護管理工作必須要在科學合理配置維修設備的基礎之上進行。專業的維修工具能夠保證系統維修的效率，并且制定科學合理的維修決策。供電設備在實際的運行過程當中會受到各種因素影響，如果不重視運行管理，那么可能會導致供電設備出現各種故障，從而影響軌道交通的正常用電，導致軌道交通陷入停滯甚至癱瘓，給城市給居民出行造成不良影響，同時帶來巨大的經濟損失。所以，為了解決好當前城市軌道交通供電系統運維過程中存在的問題，就必須加強故障預測管理，優化每一個環節的工作，進行全面化分析，制定長期的科學的監測方案，對供電設備電流電壓等關鍵數據進行動態化的監測。還可以根據供電設備的運行實際情況，構建起相應的壽命模型，掌握所有供電設備的使用壽命，針對那些老化比較嚴重的設備，應該進行及時的維護與更換處理，避免因為設備性能故障而導致城市軌道交通供電系統的整體安全穩定運行受到影響。

五、結語

綜上所述，城市軌道交通供電系統智能運維平臺能夠為供電設備的運行維護提供高效準確的決策支持，從而使城市軌道交通供電設備管理水平不斷提升，使得供電設備運行維護工作更加智能化、全面化、準確化。目前我國城市軌道交通朝向規模化與智能化的方向發展，供電系統作為保障軌道交通正常穩定運行的一個重要部分，必須要持續優化性能結構，對運行中可能出現的問題進行全方位監控與解決，加強高新科學技術在智能運維平臺建設中的應用，努力達成智慧城市軌道交通建設的目標，推動我國軌道交通事業的可持續發展。