城市軌道交通機電設備運維智能管控系統(tǒng)研究

周志林

（南寧軌道交通集團有限責任公司運營分公司，廣西 南寧 530029）

在地鐵、巨型交通中樞與公共設施中，通風空調(diào)、給排水、電梯等機電設施的影響與重大性更加明顯，近階段，隨著我國城市化范圍加倍擴張，基礎設備落伍問題凸顯，城市交通運輸沖突日漸明顯。城市軌道交通以其安全、準點、迅速的優(yōu)勢，在開闊城市面積、塑造城市迅速成型，交通互聯(lián)網(wǎng)和優(yōu)化城市交通軌道層面發(fā)揮越來越大的影響。全國各大都市依據(jù)城市可持續(xù)發(fā)展與城市交通良好發(fā)展的需求，都在主動籌劃設立城市軌道交通工程。我國城市軌道交通取得了長遠發(fā)展，在道路長度、車輛數(shù)量、客車數(shù)量等目標都有大范圍增加。我國是目前世界上最大的城市軌道交通建設市場，經(jīng)濟穩(wěn)固發(fā)展和國家的鼎力幫助，使得我國軌道交通建設范圍逐漸開闊。我國重要城市現(xiàn)階段建設地鐵軌道已臨近100條。在建設的地鐵軌道和籌劃中的地鐵軌道數(shù)量也超出100條，我國地鐵的未來和市場非常寬廣。目前，我國處在城市軌道交通大興盛階段，大批軌道的持續(xù)開通運營對實施管控工作提出了更大的需求。軌道交通作為一個典范的實施資產(chǎn)密集型產(chǎn)業(yè)，設施量超大，涵蓋專業(yè)項目多，有關設施日常、高效地運營是軌道交通安全、有效運行的根本要素，然而現(xiàn)階段我國各運營工程在設施檢驗維護方式、設備運維管理系統(tǒng)和整個信息化、自動化水平等層面都處在起始時期，存有部分缺陷和問題。文章針對軌道交通設備運維管理系統(tǒng)的設想和完成實行解析與討論，核心在提高軌道交通運營工程機電設備運維智能管控系統(tǒng)的水平。

1 建設城市軌道交通機電設備運維智能管控系統(tǒng)的展望

我國城市軌道交通團體以“交通強國，城軌擔當”的責任感，適應產(chǎn)業(yè)呼吁，符合發(fā)展要求，我國軌道交通2025年方向：城軌產(chǎn)業(yè)新媒體管理系統(tǒng)初有規(guī)模，指標規(guī)劃能力、預料預警能力、實行監(jiān)控能力、決議管控能力大范圍提高。由“自然成網(wǎng)”向“引導成網(wǎng)”的積極網(wǎng)絡化發(fā)展觀念獲得產(chǎn)業(yè)共識；涉及建設管控、運維管控、資源運用、應急管理等互聯(lián)網(wǎng)等級管控結(jié)構(gòu)系統(tǒng)基本設立，涉及方略謀劃、謀劃統(tǒng)計、運營協(xié)作、資源配置、應急指揮、信息共享、準則制定、管控預估、服務引導、聯(lián)動共治等性能。以城軌云與大數(shù)據(jù)平臺為支持，通常采取企業(yè)資源管控與全生命周期資金管控體系；塑造知識管控體系，優(yōu)化應用VR/AR等虛構(gòu)當今技術(shù)的智能訓練系統(tǒng)；城軌行業(yè)的智能運維安全、智慧客戶服務和智能決議水平全方位提高，成立正確有效管控、智能協(xié)助決議的當代企業(yè)，完成城軌產(chǎn)業(yè)的高水平發(fā)展。以行車安全為中心，綠色節(jié)能為要點，在車站級匯集各弱電專業(yè)全部設施信息整體感知和及時管控，整合全自動運營體系的高度融入，完成軌道、路網(wǎng)級整體展示，通過共享客戶向?qū)到y(tǒng)信息完成車地客戶向?qū)畔⒔y(tǒng)一化；探究由于云結(jié)構(gòu)、大數(shù)據(jù)、5G+的人臉辨識、智能解析、智能視頻認知的智能視頻體系。探究5G重要技術(shù)在車地無線互聯(lián)網(wǎng)中的應用，適合智能城軌大帶寬、高準時等車地通信的需要；探究城軌全散布組網(wǎng)與流量關鍵靈活承載技術(shù)，構(gòu)建大帶寬、低時延、可擴展、智能流量配置的智慧光通信整體承載網(wǎng)，且完成通信網(wǎng)絡資源智慧化調(diào)整和智慧化恢復。

2 智能管控系統(tǒng)內(nèi)容

2.1 固有的智能管控系統(tǒng)

包含機電設備管控系統(tǒng)、電力管控系統(tǒng)、全自動照明管控系統(tǒng)及電力測量系統(tǒng)等，機電設備管控系統(tǒng)主要采取分級布置式實地總線架構(gòu)，系統(tǒng)由傳感器、直接數(shù)字控制器或者可以編程邏輯控制器、傳輸線路、網(wǎng)絡控制器、集線器、執(zhí)行器與顯示器等構(gòu)成。并且通過網(wǎng)關、RS485等通信接口，對各種機電設施（如空調(diào)、給排水、電、電梯等設施或系統(tǒng)）實行智能監(jiān)控與管控。

（1）電力管控系統(tǒng)運用低壓開關柜內(nèi)各回路配置的檢測表盤，對變電所的入、輸線回路實行及時監(jiān)控。

（2）智能照明管控系統(tǒng)通過分散式互聯(lián)網(wǎng)于末端智能照明管控板塊，對照明燈實行智能管控，依照差別方式編程，智能管控加入照明燈的數(shù)目，以實現(xiàn)節(jié)能目標。

（3）電力測量系統(tǒng)實行檢測表盤對燈具插座系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、特別用電劃分范圍及時測量、遠程控制。因為各分系統(tǒng)中間都要通過通信接口實行對接，總是會因通信協(xié)定不搭配，產(chǎn)生不能接入的狀況，乃至于產(chǎn)生設施供給商中間互相推脫，影響系統(tǒng)調(diào)節(jié)，耽誤工程工期。各分系統(tǒng)相應單獨運營，檢測數(shù)據(jù)欠缺互動性。

2.2 機電設備智能管控平臺

機電設備智能管控平臺是應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計算等技術(shù)，把空調(diào)、給排水、電梯等機電設備的管控均數(shù)字化、智能化、信息化，在一個整體的互聯(lián)網(wǎng)平臺上完成管控、運行、維護。系統(tǒng)從上至下包括管控層、信息層與設施層。

（1）管控層應用當代信息技術(shù)、深入式技術(shù)與巨量數(shù)據(jù)庫技術(shù)完成對機電設施數(shù)據(jù)的收集和處理。通過各種數(shù)據(jù)計算解析，管控系統(tǒng)對設施運營狀況、指示的實行成果、運營效率、資產(chǎn)盈利等信息實行評價；并且對運維管控工作人員實行登記與評估。

（2）互聯(lián)網(wǎng)完成各分系統(tǒng)和管控層中間的數(shù)據(jù)傳遞。

（3）設施層通過對各樣機電設備有關參數(shù)實行智能采集，反映設施運營參數(shù)與現(xiàn)實運營狀況；通過對交通環(huán)境和能源應用情況的監(jiān)控，可以從設施運營成效反映設施運營的部分明顯問題，包含環(huán)境質(zhì)量問題、安全有關問題，乃至設施故障引發(fā)的噪聲、振動、漏水等問題，從而為設備管理提供依據(jù)與支持。通過對末端設備運行狀態(tài)的監(jiān)視與障礙警示信息的收集，并且整合建筑環(huán)境和能源應用情況，完成對設施的綜合管控。

3 機電設備監(jiān)控功能各分系統(tǒng)監(jiān)控內(nèi)容

（1）電檢測。可檢測運營參數(shù)，例如電壓、電流、頻度、效率、因數(shù)、有功效率、無功效率、有功電度、無功電度等；供給報警服務，例如過負載、過流等；供給對用電量的解析，預估峰值時間與解析峰值負載組成。智能燈具范圍平面圖反饋該建筑分區(qū)（樓層、樓層局部、建筑、建筑外表面）的燈具平面圖；在分區(qū)平面圖上進行反映該分區(qū)內(nèi)各燈具回路的照明裝置地點、實況開關情況和有關環(huán)境參數(shù)。通過智能燈具管控分系統(tǒng)完成對燈具分時、分區(qū)管控。

（2）暖通空調(diào)檢測。供給暖通空調(diào)管控系統(tǒng)圖；供給設施具體信息書面，包含各模擬數(shù)、開關數(shù)的及時數(shù)據(jù)，及時以往曲線等。

（3）給排水檢測。供給對給排水系統(tǒng)安全運營及狀況參數(shù)的檢測；供給給排水檢測系統(tǒng)圖。

（4）環(huán)境檢測。對接環(huán)境傳感器或者BA中的環(huán)境數(shù)據(jù)；供給環(huán)檢測系統(tǒng)圖；檢測環(huán)境傳感器設施情況，供給設施報警管控服務。

（5）空調(diào)水力平衡檢測。供給對空調(diào)水力均衡系統(tǒng)安全運營與狀況參數(shù)的檢測；供給空調(diào)水力均衡的檢測系統(tǒng)圖；檢測空調(diào)水力均衡表盤的各種參數(shù)，供給對其他能源安全應用的報警服務；檢測空調(diào)水力均衡設施情況，供給對設施報警管控服務。

（6）送排風檢測。供給對送排風安全運營與狀況參數(shù)的檢測；供給送排風的檢測系統(tǒng)圖；檢測送排風表盤的各樣參數(shù)，供給對其他能源安全應用的報警服務；檢測送排風設施情況，供給對設施報警管控服務。

（7）電梯檢測。供給對電梯安全運營及狀況參數(shù)的檢測；供給電梯的檢測系統(tǒng)圖；檢測電梯的各樣參數(shù)，供給對其他能源安全應用的報警服務；檢測電梯設施狀況，供給對設施報警管控服務。

（8）建筑效率管控性能。①通過對可設時間段、可設地理范圍、可設性范圍的能源消耗解析，解析下級能源消耗數(shù)據(jù)及能源消耗構(gòu)成；通過對單位目標的解析，可解析單位面積能源消耗、人均能源消耗；并且可轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)范煤、碳排出數(shù)、實際用度等數(shù)據(jù)。②通過對多個范圍的能源消耗對比解析，可對同一解析對象在多個時間段里的能源消耗對比解析，供給對能源劃分、分類的能源消耗排名。③通過對能源消耗和多類有關的參數(shù)的聯(lián)系解析，發(fā)掘溫度、濕度、風力、人流量等有關參數(shù)對能源消耗的影響。④對能耗實行預估，綜合以往能源消耗趨向、及時能源消耗趨向、溫度、作息等要素實行預估，計算方法具有學習能力，追蹤時間越長、數(shù)據(jù)數(shù)目越大，預估越正確。⑤對項目的節(jié)能量實行計算，對節(jié)能事件實行管控，產(chǎn)生節(jié)能痕跡，評價節(jié)能項目的節(jié)能成果。

（9）運維服務性能。系統(tǒng)具備報警管控、整體報表、整體報告、通知、權(quán)利管控、設施信息管控等性能。且供給移動終端平臺（Android、ISO）的APP軟件，方便運維工作人員隨時通過平臺實行運維管控。

4 實現(xiàn)城市軌道交通機電設備運維智能管控系統(tǒng)的方法

4.1 設備維護

設備維護對于確保城市軌道交通系統(tǒng)的正常運營與安全運營擁有重大意義，所以，設想且建設軌道交通設備運維管理系統(tǒng)能在很大范圍上改善城市軌道交通系統(tǒng)的設備維護管控質(zhì)量、增加維護水平與減少維護用度，是城市軌道交通系統(tǒng)運營與維護管控的必要趨向。在新時期科技改革與行業(yè)改革的浪潮推進下，我國城軌交通產(chǎn)業(yè)信息化建設進入迅速發(fā)展時期，信息化建設的效果初步成型，轉(zhuǎn)變了以往的建設方式、服務方法與經(jīng)營模式。然而，由于全國城軌交通建設啟動不同，所處進程不一，尤其是對“城軌交通+信息化”的認知深度深淺差別、信息化規(guī)范因地制宜，造成各個城市軌道交通的信息化進程良莠不齊，運用情況與水平差別偏大，服務產(chǎn)品研發(fā)與管理信息運用不適合目前時代發(fā)展的要求。并且，隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G、衛(wèi)星通信、區(qū)塊鏈等先進信息技術(shù)的迅速發(fā)展，北京上海等先驅(qū)城市的智能車站建立已經(jīng)開始，大量后發(fā)城市蠢蠢欲動，將快速遍布全產(chǎn)業(yè)，要求提高智能建設產(chǎn)業(yè)引導成為大眾呼吁，恰時探究有關文件的條件日趨成熟。為了推動我國城軌交通行業(yè)信息化的強健發(fā)展與智能城市軌道交通的有序建設，迫切實行產(chǎn)業(yè)方面的頂端設想，以兼顧發(fā)展策略，確定建設方向，明確主要工作，籌劃實施路線，改革系統(tǒng)制度，設定保護方法，引導與激勵各城市依照“因地而異、開拓改革、大膽探究、勇于實踐”的準則，有序推動智能城市軌道交通建設。

4.2 機電設備智慧管控平臺

機電設備智慧管控平臺匯集了各種機電有關的分系統(tǒng)，完成了設施、能源、人員信息、資源等中心系統(tǒng)的統(tǒng)一管控，令以往監(jiān)視系統(tǒng)中各分系統(tǒng)獨自運營的現(xiàn)象得到改善，達到了降低能源消耗、節(jié)省人力、減少運維成本與提升管控效率的成果。例如南京祿口機場T2航站樓的建設項目證實了機電設備智能管控平臺的切實性與高效性，且在重慶西站交通中樞建設中得到了運用，為智能管控平臺在巨大公共設施中的運用供給了設想根據(jù)。

4.3 機電設備運維智能管控系統(tǒng)

機電設備運維智能管控系統(tǒng)主要用于對地鐵運行軌道的各樣基礎成本設施實行信息化管控，包含對軟硬件設施、供電系統(tǒng)設施、機電系統(tǒng)設施、防災報警系統(tǒng)設施（機電設備）、安全門系統(tǒng)等設施的監(jiān)測與管控。系統(tǒng)通過匯集方法和整體管控系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)共享，而且系統(tǒng)準許維修員工手動錄入在平時發(fā)現(xiàn)的設施不足、故障等信息。系統(tǒng)供給對設施管控的運營、維修等工作實行全程的管控。

5 結(jié)語

隨著我國城市軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展，軌道交通的全方位智能化必然也需要跟隨行業(yè)發(fā)展的腳步，由于城市軌道交通的發(fā)展速率與智能化進程彰顯著一個國家的信息技術(shù)水平，軌道交通機電設備運維智能管控系統(tǒng)的成熟與優(yōu)化將會給人們出行帶來越來越大的方便。軌道交通機電設備運維智能管控系統(tǒng)目前還處在起始階段，機電設備運維智能管控系統(tǒng)會在交通產(chǎn)業(yè)全方位智能化的道路上隨著軌道產(chǎn)業(yè)一同迅速發(fā)展，為地鐵的全方位智能化，為地鐵工作人員的有效工作和城市人們的方便出行做出貢獻。本文對軌道交通機電設備運維智能管控系統(tǒng)的各層面進行解析，并對為何選用機電設備運維智能管控平臺，依據(jù)我國交通產(chǎn)業(yè)當今情況解析，軌道交通機電設備運維智能管控系統(tǒng)更適應地鐵設備運維管控平臺。在完成設備運維管控目的的基礎上，與現(xiàn)有的企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)充足結(jié)合，共享數(shù)據(jù)，為數(shù)字地鐵供給穩(wěn)固的信息化保證與支持。