城市軌道交通給排水專業智能運維應用

摘" 要：對于當前傳統運維模式下維保效率低、維保質量完全取決于人員技能水平等弊端，提出適于南寧軌道交通機電設備的智能運維方案?；谀蠈庈壍澜煌C電設備維保，針對定檢和故障修的維護方式，以及人員投入巨大、故障不可預見的傳統特點，文章探討了一種能解決南寧軌道交通當前機電設備運維弊端的智能運維體系。在當前運維模式基礎上，借鑒國內地鐵智能運維系統，通過物聯網、大數據分析等新興技術，實現故障預警和工單聯動、狀態修、修程優化、輔助決策等智慧應用功能，從而實現運維模式的智能化。

關鍵詞：城市軌道交通；智能運維；在線監測；給排水系統

中圖分類號：TP311.5" 文獻標識碼：A" 文章編號：2096-4706（2024）24-0116-06

Professional and Intelligent Operation and Maintenance Application of Urban Rail Transit Water Supply and Drainage

HU Liecheng1， HUANG Yuehong1， LI Jianyong2

（1.Baosight Software （Guangxi） Co.， Ltd.， Nanning" 530022， China;

2.Nanning Rail Transit Operation Co.， Ltd.， Nanning" 530022， China）

Abstract： In view of the disadvantages of the traditional operation and maintenance mode， such as the low maintenance efficiency and the quality of maintenance completely depends on the skill level of personnel， an intelligent operation and maintenance scheme suitable for the electromechanical equipment of Nanning rail transit is proposed. Based on the maintenance of electromechanical equipment of Nanning rail transit， aiming at the maintenance methods of periodic inspection and corrective maintenance， and the traditional characteristics of huge personnel input and unforeseeable faults， this paper discusses an intelligent operation and maintenance system which could solve the current disadvantages of electromechanical equipment in Nanning rail transit. On the basis of the current operation and maintenance mode， the intelligent operation and maintenance system of the domestic subway is used for reference， and intelligent application functions such as fault early warning and work order linkage， repair according to condition， repair process optimization， and auxiliary decision-making are realized through the Internet of Things， Big Data analysis and other emerging technologies， so as to realize the intelligent operation and maintenance mode.

Keywords： urban rail transit; intelligent operation and maintenance; online monitoring; water supply and drainage system

0" 引" 言

隨著城市建設的發展，地鐵作為一種重要的城市交通工具，已經廣泛應用于城市交通。但是，地鐵軌道交通的給排水系統運維卻存在著維護難點，例如設備運行狀況監測不足、維保修程變動少、人員投入巨大等，這些難點限制了地鐵軌道交通的發展。為了解決這一問題，有必要進行智能運維的實施，以提高地鐵軌道交通的給排水系統的運行維護效率，保障運營安全。城市軌道交通的給排水系統是城市地鐵的重要組成部分，它為地鐵軌道交通提供車站的生產、生活和消防用水對水量、水質和水壓的要求，保證車站和車輛段排水和給水通暢，為軌道交通安全運營提供服務，同時對生活污水和生產污水進行收集和處理，達到排放標準。 基于此，本文旨在通過探索地鐵軌道交通給排水系統的智能運維研究，為地鐵軌道交通的運營管理提供技術支持，推進地鐵軌道交通的設備安全運行，提高維護維修效率，減少人員工作量。本文將對地鐵軌道交通給排水系統的智能運維研究進行淺析，探討智能運維系統的設計原理、運行機制、技術架構及關鍵技術，以及智能運維系統的應用實踐[1]。

2020年3月，中國城市軌道交通協會印發了《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》[2]，從行業層面對智慧城軌進行統籌規劃和頂層設計，指出信息化建設是智慧城軌建設的核心和基礎?！毒V要》對智能運維安全、智慧網絡管理以及大能運維系統建設提供了方向性指導，充分利用大數據技術，著力于場景化決策分析，加速與在線監測的融合，實現維保的智慧化轉型。

本文的主要工作是探索地鐵軌道交通給排水智能運維應用。首先，我們詳細研究了給排水系統的結構和運行機理，并建立了相應的模型。其次，提出了一種基于大數據的智能給排水系統，該系統可以實時監測給排水系統的運行狀況，并利用大數據技術對給排水系統的運行狀況進行分析和預測，以及提出相應的維護建議。此外，該系統還可以建立水泵、集水井、排水管道、室外排水井為一體的3D可視化模型，并采取相應的技術措施更直觀體現出給排水的工作流程、故障信息及預警信息的體現。最后，我們提出了一種基于大數據體系下的智能排水系統，該系統可以根據歷史數據對給排水系統的運行狀況進行預測，以及提出相應的維護建議。以上是本文的主要工作，本文將以此為基礎，進一步研究地鐵軌道交通給排水智能運維應用的可行性和可能性。

1" 地鐵軌道交通給排水智能運維需求分析

1.1" 地鐵軌道交通給排水智能運維需求概述

地鐵軌道交通給排水智能運維是指在地鐵軌道交通中，對給水、排水系統的實時運維管理。其目的是提高給排水系統的可靠性，保證其正常運行，保證乘客出行安全，同時，還能有效降低維護成本。城市軌道交通運營以設備維修業務為核心，針對維修管理技術多樣化等突出問題和特點[3]，提出對地鐵機電設備維修智能化需求。城市軌道交通給排水智能運維是指在地鐵軌道交通中，對給排水系統的實時監測預警，及運行維護管理。其目的是提高給排水系統的可靠性，保證其正常運行，保證乘客出行安全，同時，還能有效降低維護成本。 地鐵軌道交通給排水智能運維需求包括：

1）給排水系統的可靠性，保證給排水系統的可靠性，以確保其正常運行。

2）實時監控，實時在線監控，及時發現問題，預防潛在的給排水系統故障。

3）檢修管理，進行檢修管理，保證給排水系統的正常運行。

4）修程優化，通過系統預測和遠程巡檢，調整給排水系統修制修程，減少人工投入。

地鐵軌道交通給排水智能運維的需求，需要考慮給排水系統的可靠性、實時監控、預警應用、檢修管理、修程優化、設備壽命周期、安全性、可靠性、可用性等功能性需求等。

1.2" 地鐵軌道交通給排水智能運維系統功能分析

城市軌道交通給排水智能運維系統功能分析是地鐵軌道交通給排水智能運維系統的核心部分。地鐵軌道交通給排水系統的功能分析要求在系統的架構和設計中，按照相關的功能需求和系統要求，綜合考慮系統的結構、性能、安全、可靠性、維護保養等多方面因素，對系統功能進行合理的劃分和分析，以確定系統的功能結構和性能參數。

首先，地鐵軌道交通給排水智能運維系統的功能分析要求系統具有良好的實時性。系統應具備實時監控功能，實時監測系統的運行狀態，及時發現系統的異常情況，提供相應的報警信息。其次，系統功能分析要求系統具有良好的可靠性和可靠性。系統應通過多種容錯機制保證數據的準確性，并具有容錯性，能夠在設備故障時仍能保持正常運行[4-6]。系統還應具有數據安全性，采用安全機制保證系統數據的完整性、安全性和可靠性。此外，系統功能分析要求系統具有良好的維護性和維護保養性。系統應提供完善的維護保養功能，具備自動檢測、自動診斷的功能，及時發現系統故障。最后，系統應具備預警功能，可以根據系統的狀態信息進行預警，以滿足用戶對設備運行狀態的了解及提前實施狀態修。

2nbsp; 地鐵軌道交通給排水智能運維系統設計

2.1" 系統需求分析

地鐵軌道交通給排水智能運維系統的需求分析是系統設計的關鍵環節，它貫穿于系統設計的整個過程，其核心內容是根據實際業務需求，結合現有技術，建設系統功能，滿足不同的業務場景。

針對地鐵軌道交通給排水智能運維系統，系統需求分析的內容包括：給排水設備在線監測、遠程巡檢、設備預警、故障管理、檢修管理、設備管理、修程修制優化等。系統應具備可擴展性，可以根據系統的發展需求進行功能的擴展，以滿足未來需求。

建設給排水專業智能運維，維保業務在確保安全生產的前提下有效降低成本[7]，實現系統的智能化管理。

2.2" 系統總體設計

系統的體系架構如下：系統包括監測層、接入層、數據層、應用層；監測層負責現場設備各點位的實時檢測（如水泵運行狀態、水泵故障狀態等），接入層負責實現系統的數據從現場終端設備經綜合監控系統至智能運維系統的傳輸，數據庫層負責存儲綜合監控系統上傳的數據，應用層負責實現系統的功能。 其次，系統的主要模塊有：系統調度總覽、給排水設備在線監測模塊、決策中心模塊、給排水生產管理模塊、給排水生命周期模塊。其中，給排水生產管理模塊包括給排水故障管理、給排水檢修管理等功能；給排水在線監測模塊包括設備運行狀態監測、設備預警等功能。智能運維體系結構詳如圖1所示。

系統的總體架構如下：系統由車站環境與設備監測系統（BAS系統）采集現場設備信息傳輸至生產網，生產網接入智能運維設備房數據網閘，最后經大數據一體機及應用一體機分析處理后傳輸至各人機交互顯示終端。給排水總體架構如圖2所示。

2.3" 系統功能設計

根據系統需求分析，智能運維給排水系統主要系統功包括智能運維給排水設備遠程巡檢、故障診斷分析和故障預警。

給排水智能運維的數據采集模塊是系統的重要模塊，通過對現場設備數據采集實現以系統巡檢的方式代替人工巡檢，降低人工成本，準確定位故障[8]。具體巡檢內容如表1 所示，功能界面如圖3 所示。

給排水在線監測可以根據設備狀態和故障類型發送故障信息及預警，同匹配設備故障現象、故障原因、故障處置方法等，解決故障定位不精確，維修質量依賴人工經驗問題[9]。界面及內容如圖4、表2所示。

給排水在線監測包含實時監測、歷史分析、故障分析等功能。預警功能可以根據監測設備的運行狀態，設置預警模型，并發出預警；根據歷史數據可以對設備的歷史數據進行匯總分析，識別設備的變化趨勢，自動觸發預警算法，定位設備異常，加快維保人員定位故障原因，提高維修效率，縮短故障處理時間[10]。功能界面如圖5所示，具體預警內容如表3所示。

3" 結" 論

通過城市軌道交通給排水智能運維設計及應用，城市軌道交通給排水系統可以采用智能運維技術，提高故障處置效率、減少人員工作量，進而減少運維成本。城市軌道交通給排水智能運維技術加強了給排水系統設備監測，完善監測數據和建立給排水預警模型，通過智能運維技術實時監測給排水系統設備，及時發現問題和預警設備異常，提供維護措施供維護人員參考，提高故障處置效率，有效減少因給排水系統故障對地鐵運營的影響。智能運維技術可以有效地降低給排水系統的運維成本，智能運維技術以系統巡檢代替人工巡檢，為優化修制修程提供數據支撐，減少維護工作量，可減少運維成本。 智能運維技術可以更加有效地監測給排水系統，更加準確地發現問題，及時提供解決措施，從而提高排水和給水服務質量。

綜上所述，城市軌道交通給排水智能運維應用具有可行性和應用場景，可以有效地提高給排水系統的運行效率和運營服務質量，同時降低運行成本。

參考文獻：

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[10] 牛濤，張輝.城市軌道交通智能運維系統方案研究 [J].鐵道運輸與經濟，2022，44（4）：99-105.

作者簡介：胡烈誠（1994—），男，壯族，廣西武宣人，助理工程師，本科，研究方向：城市軌道交通給排水；通信作者：黃月紅（1995—），女，壯族，廣西巴馬人，助理工程師，本科，研究方向：自動化；李健勇（1995—），男，漢族，廣西柳州人，工程師，本科，研究方向：自動化。