城市軌道交通多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系

王向陽(yáng) 朵建華 劉懂懂 胡恩華 朱存仁 魏盛昕

(1.寧波市軌道交通集團(tuán)有限公司智慧運(yùn)營(yíng)分公司,315100,寧波; 2.卡斯柯信號(hào)有限公司,200071,上海∥第一作者,高級(jí)工程師)

隨著城市軌道交通的高速發(fā)展和技術(shù)迭代升級(jí),各專業(yè)系統(tǒng)和設(shè)備的復(fù)雜性和多樣化也越來(lái)越明顯。在以往的運(yùn)維工作中,各專業(yè)的維護(hù)系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,各專業(yè)間缺乏有效的協(xié)調(diào)和合作,這導(dǎo)致運(yùn)維效率低下、設(shè)備維護(hù)成本較高。因此,有必要建立一種能夠融合城市軌道交通多專業(yè)的數(shù)字化運(yùn)維體系,通過多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)和適配數(shù)字化運(yùn)維模式來(lái)優(yōu)化運(yùn)維流程、提升運(yùn)維效率、降低運(yùn)維成本和提高服務(wù)質(zhì)量。在技術(shù)創(chuàng)新方面,多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)可對(duì)運(yùn)維工作提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析和決策支持,可幫助運(yùn)維人員準(zhǔn)確定位故障和高效處理故障,還能合理規(guī)劃維護(hù)計(jì)劃和合理分配維護(hù)資源。本文以寧波地鐵多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系為例,介紹多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)的架構(gòu)、適配的多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式,并對(duì)該體系的實(shí)際應(yīng)用成效進(jìn)行分析和總結(jié)。

1 多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)

多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)的第一步是實(shí)現(xiàn)“業(yè)務(wù)數(shù)字化”(見圖1),匯聚信號(hào)、車輛、通信、供電、工務(wù)等專業(yè)的設(shè)備數(shù)據(jù),以及物資管理系統(tǒng)和施工管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù),然后將這些多維度運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化集成,建立線網(wǎng)級(jí)多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)資源池。

圖1 多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)字化過程

多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)的第二步是在第一步基礎(chǔ)上完成“數(shù)字業(yè)務(wù)化”過程,實(shí)現(xiàn)全鏈路運(yùn)維決策。多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)包括全景駕駛艙、設(shè)備質(zhì)量中心、生產(chǎn)組織中心、應(yīng)急指揮中心和分析決策中心5大功能模塊。具體“數(shù)字業(yè)務(wù)化”過程為:①以設(shè)備資產(chǎn)為底座,建立全生命周期最小單元數(shù)字檔案;②由設(shè)備質(zhì)量中心建立分層分類科學(xué)健康評(píng)價(jià)模型,指導(dǎo)精準(zhǔn)維修;③通過生產(chǎn)組織中心實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)督作業(yè)過程;④通過決策分析中心自動(dòng)生成維修、采購(gòu)、備件計(jì)劃等決策報(bào)告;⑤通過應(yīng)急指揮中心實(shí)現(xiàn)應(yīng)急處置中多專業(yè)人員、備件、進(jìn)程的協(xié)同管理;⑥通過全景駕駛艙實(shí)時(shí)掌握全線網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備和生產(chǎn)的狀態(tài)。

多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)由線路運(yùn)維層和線網(wǎng)運(yùn)維層組成(見圖2)。線路運(yùn)維層的信號(hào)、通信、車輛、機(jī)自(機(jī)電與自動(dòng)化)、供電和工務(wù)的運(yùn)維系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)接口接入線網(wǎng)運(yùn)維層,同時(shí)各專業(yè)的運(yùn)維系統(tǒng)與其維修維護(hù)系統(tǒng)通過接口連接,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息自動(dòng)化管理功能,如維護(hù)單、計(jì)劃單以及設(shè)備資產(chǎn)管理等的自動(dòng)化管理。線網(wǎng)運(yùn)維層用于提供數(shù)字運(yùn)維總調(diào)、大屏全景看板、決策分析終端和數(shù)字運(yùn)維調(diào)度等業(yè)務(wù)功能;并與辦公網(wǎng)生產(chǎn)信息業(yè)務(wù)服務(wù)器組中的維修維護(hù)系統(tǒng)、施工調(diào)令系統(tǒng)等生產(chǎn)信息系統(tǒng)通過接口連接,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)在既有維修維護(hù)系統(tǒng)中進(jìn)行計(jì)劃派發(fā)、工單派發(fā)等功能;同時(shí)可向移動(dòng)終端提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)及應(yīng)急處置方案的推送服務(wù)。

圖2 多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)圖

多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)安全方面的防護(hù)措施為:在線網(wǎng)運(yùn)維層的生產(chǎn)網(wǎng)與辦公網(wǎng)分別設(shè)置1套防火墻,用于與各線路運(yùn)維層的生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)對(duì)接;在線網(wǎng)運(yùn)維層內(nèi)部,設(shè)置2套安全隔離單向網(wǎng)閘,用于生產(chǎn)網(wǎng)與辦公網(wǎng)數(shù)據(jù)互通;在線網(wǎng)辦公網(wǎng)內(nèi)部單設(shè)1套防火墻,用于為移動(dòng)終端應(yīng)用提供對(duì)外接口服務(wù)。

2 多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式

寧波地鐵的多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)建設(shè)完成后,能夠?yàn)樵O(shè)備運(yùn)維提供扁平化協(xié)調(diào)、智能化決策、多線路區(qū)域化管理和自動(dòng)化巡檢等技術(shù)方法。因此,需要對(duì)既有的運(yùn)維模式進(jìn)行優(yōu)化,以適配多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)。運(yùn)維模式適配后,多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系可為公司各層級(jí)部門工作提供的賦能如表1所示。

表1 多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系工作賦能表

多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式下,在分公司維護(hù)部門設(shè)置數(shù)字化運(yùn)維中心,成立數(shù)字化運(yùn)維中心工班,數(shù)字化運(yùn)維中心為集團(tuán)公司和分公司的維護(hù)、調(diào)度部門提供運(yùn)維決策支持,為工區(qū)車間級(jí)部門提供區(qū)域管理支持。同時(shí)為各車站人員配置了移動(dòng)終端,提供輔助運(yùn)營(yíng)維護(hù)支持。寧波地鐵多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式如圖3所示。

圖3 寧波地鐵多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式

2.1 運(yùn)維組織模式優(yōu)化

多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式適配的總體思路是通過優(yōu)化組織模式和維護(hù)規(guī)程來(lái)提高運(yùn)維效率和服務(wù)質(zhì)量,降低運(yùn)維總體成本。多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系在新設(shè)數(shù)字化運(yùn)維中心的工班的基礎(chǔ)上,對(duì)正線、場(chǎng)段、OCC等一線工班的工作內(nèi)容也進(jìn)行了調(diào)整:①多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式基于設(shè)備狀態(tài)修模式進(jìn)行設(shè)備檢修,可取消日巡檢,延長(zhǎng)設(shè)備檢修周期;按運(yùn)維中心工班評(píng)估指導(dǎo)維修,使得日常設(shè)備養(yǎng)護(hù)的工作量大幅減少。②多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式基于故障應(yīng)急指揮,有助于協(xié)同應(yīng)急資源、壓縮故障處置時(shí)間;故障搶修時(shí),按運(yùn)維中心工班指揮搶修處置,使得故障搶修工作更為高效。多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系下的運(yùn)維組織模式的改變?nèi)鐖D4所示。

圖4 優(yōu)化前后運(yùn)維組織模式

多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維模式下,采用自動(dòng)化、智能化和可視化技術(shù)進(jìn)行運(yùn)維管理,不僅減少了人為因素對(duì)運(yùn)維工作的影響,提高了工作效率,而且通過運(yùn)維資源的優(yōu)化配置、自動(dòng)化運(yùn)維、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能大大降低了人力、物力和時(shí)間成本。

2.2 維修規(guī)程優(yōu)化

為滿足多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系需求,對(duì)既有維修規(guī)程的日常巡檢、日常養(yǎng)護(hù)、集中維護(hù)、大修等進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果如表2所示。

表2 維修規(guī)程優(yōu)化前后維修方案

2.3 多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系下各工班運(yùn)維模式

多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)的5大功能模塊可為正線、場(chǎng)段、OCC工班等一線工班和數(shù)字化運(yùn)維中心工班提供豐富的工具和資源,以便其更好地進(jìn)行設(shè)備運(yùn)維。一線工班主要使用生產(chǎn)組織中心、應(yīng)急指揮中心和分析決策中心模塊來(lái)進(jìn)行日常檢修、故障搶修和中修大修,如圖5所示。

數(shù)字化運(yùn)維中心工班主要使用全景駕駛艙、設(shè)備質(zhì)量中心、應(yīng)急指揮中心、生產(chǎn)組織中心和決策分析中心模塊來(lái)進(jìn)行設(shè)備盯控、故障應(yīng)急、生產(chǎn)管控、設(shè)備決策、生產(chǎn)決策和知識(shí)管理,如圖6和圖7所示。

圖6 數(shù)字化運(yùn)維中心工班運(yùn)維模式(一)

圖7 數(shù)字化運(yùn)維中心工班運(yùn)維模式(二)

3 多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系應(yīng)用效果分析

建立起多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系后,寧波地鐵的設(shè)備運(yùn)維可以做到對(duì)“人、事、物、態(tài)”進(jìn)行協(xié)同管控,使運(yùn)維效率得到大幅提高。

以故障應(yīng)急搶修為例,在既有運(yùn)維體系下,故障搶修以應(yīng)急指揮和處置人員的經(jīng)驗(yàn)為導(dǎo)向。應(yīng)急指揮人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與應(yīng)急預(yù)案派發(fā)應(yīng)急工單,電話協(xié)調(diào)人員組織和物資組織;調(diào)度人員需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)故障修復(fù)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè),并且確認(rèn)故障影響范圍;現(xiàn)場(chǎng)搶修人員需要先進(jìn)行故障分析和故障定位,再準(zhǔn)備相應(yīng)工具、備件前往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障處置。在搶修過程中,應(yīng)急指揮人員如何高效進(jìn)行組織協(xié)同,搶修人員如何精準(zhǔn)定位故障,調(diào)度人員如何確保行車組織調(diào)整的及時(shí)性和聯(lián)動(dòng)性,這些都是故障應(yīng)急搶修的難點(diǎn)。

在多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系下,以上難點(diǎn)可以得到有效解決。多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系為應(yīng)急指揮人員提供人員和物資的最優(yōu)組織策略,并根據(jù)故障事件自動(dòng)聯(lián)動(dòng)工單,生成工單后實(shí)時(shí)跟蹤故障處置情況;為調(diào)度人員提供運(yùn)維評(píng)估決策,支撐調(diào)度及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)營(yíng)策略;為搶修人員提供跨專業(yè)智能分析,精準(zhǔn)定位故障位置和動(dòng)態(tài)調(diào)整故障處置流程。多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系下的故障應(yīng)急搶修作業(yè)流程如圖8所示。

圖8 多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系下故障應(yīng)急搶修作業(yè)流程

4 結(jié)語(yǔ)

本文基于多專業(yè)融合的數(shù)字化運(yùn)維思路,提出了城市軌道交通多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系。首先,通過對(duì)城市軌道交通運(yùn)維過程進(jìn)行分析,明確了多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系的構(gòu)建核心目標(biāo)是對(duì)“人、事、物、態(tài)”進(jìn)行協(xié)同管控。隨后,提出了多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系的設(shè)計(jì)思路和技術(shù)路線,重點(diǎn)關(guān)注多專業(yè)運(yùn)維系統(tǒng)的建設(shè)方法和運(yùn)維模式的優(yōu)化方法。結(jié)合寧波地鐵的多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系,介紹了多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系的功能模塊及運(yùn)維組織模式。采用多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系后,寧波地鐵運(yùn)行維護(hù)成本降低了20%,技術(shù)人員生產(chǎn)力提升了18%,設(shè)備檢修時(shí)間降低了20%,各類信息化成本降低了15%。

綜上所述,本文提出的多專業(yè)數(shù)字化運(yùn)維體系建設(shè)方法具有較高的實(shí)用價(jià)值和推廣意義,對(duì)提高城市軌道交通的運(yùn)維效率和運(yùn)維質(zhì)量具有重要意義和價(jià)值。