地鐵BAS系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備管理策略

虞賽君

（合肥城市軌道交通有限公司，安徽合肥 230001）

地鐵BAS系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備管理策略

虞賽君

（合肥城市軌道交通有限公司，安徽合肥 230001）

地鐵BAS系統(tǒng)設(shè)備的維修與護(hù)理是工業(yè)生產(chǎn)成本中一項(xiàng)巨大支出，維修工作在很大程度上取決于設(shè)備使用和維修人員對(duì)該設(shè)備的了解，所以建立有效的維修系統(tǒng)可以大大減少停機(jī)時(shí)間和節(jié)約維修費(fèi)用。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須通過有效的技術(shù)手段和管理方式，正確了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，從而做出及時(shí)的判斷與合理的維修決策。提出通過對(duì)地鐵機(jī)電設(shè)備進(jìn)行綜合監(jiān)督管理，收集各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息或數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)地鐵BAS系統(tǒng)各設(shè)備的診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵BAS系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的監(jiān)督管理、預(yù)知維護(hù)功能。

維修決策；地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)；監(jiān)督管理；預(yù)知維護(hù)；設(shè)備診斷

0 引言

地鐵環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）是對(duì)地鐵設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施綜合管理的系統(tǒng)，主要監(jiān)測(cè)地鐵內(nèi)重要區(qū)域的環(huán)境參數(shù)，并對(duì)地鐵建筑物內(nèi)的環(huán)境與空氣條件等建筑設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視和管理。保證整個(gè)地鐵設(shè)備系統(tǒng)正常、高效、合理的運(yùn)轉(zhuǎn)，為地鐵車站及區(qū)間的乘車工作提供一個(gè)更加良好舒適的環(huán)境，為生產(chǎn)提供最佳的節(jié)能效果，并在出現(xiàn)突發(fā)狀況（如火災(zāi)、堵塞）時(shí)控制環(huán)控設(shè)備轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的工作模式，從而實(shí)現(xiàn)地鐵交通防災(zāi)自動(dòng)化，繼而為整個(gè)系統(tǒng)營造一個(gè)安全、可靠的運(yùn)行環(huán)境，保證地鐵設(shè)備和乘客及工作人員的安全，并且通過集中智能控制提高管理水平，達(dá)到高效節(jié)能的目的。

1 BAS系統(tǒng)主要功能

BAS系統(tǒng)在邏輯上分為中央級(jí)、車站級(jí)、就地級(jí)三個(gè)級(jí)層，不同級(jí)層的控制系統(tǒng)有各自的作用。中央級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)能夠使地鐵各設(shè)備按預(yù)定的模式運(yùn)行，對(duì)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行災(zāi)害及正常模式控制，對(duì)全線各站的空調(diào)系統(tǒng)、上下扶梯、垂梯、自動(dòng)門、出入檢票口等設(shè)備進(jìn)行控制。車站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)用來監(jiān)控本車站及對(duì)應(yīng)區(qū)間隧道的通風(fēng)系統(tǒng)、站內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)、自動(dòng)扶梯等設(shè)備，對(duì)意外事件進(jìn)行報(bào)警，其方式主要是族群控制。站內(nèi)和對(duì)應(yīng)區(qū)間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，按預(yù)先設(shè)置的要求切斷對(duì)應(yīng)區(qū)域的非消防電源，建設(shè)和記錄站內(nèi)重點(diǎn)區(qū)域測(cè)試點(diǎn)的二氧化碳濃度、溫度等環(huán)境參數(shù)，接收車站FAS控制盤的事故模式控制命令，控制站內(nèi)相關(guān)設(shè)備自動(dòng)或手動(dòng)轉(zhuǎn)入事故災(zāi)害模式運(yùn)行，緊急情況下通過車控室IBP盤上的緊急按鈕控制防排煙設(shè)備按災(zāi)害模式運(yùn)行。就地設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控就地點(diǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，采集就地點(diǎn)數(shù)據(jù)，執(zhí)行就地操作等功能。

各級(jí)控制系統(tǒng)各司其職，相互合作，共同完成BAS系統(tǒng)整體的調(diào)制監(jiān)控功能，為地鐵系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行提供有力保障。

2 設(shè)備管理的方法

2.1 可行性分析

地鐵機(jī)電設(shè)備多且分散，各設(shè)備的維護(hù)及保養(yǎng)是地鐵持續(xù)正常運(yùn)營的有力保障。傳統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)主要依靠人員進(jìn)行定時(shí)或不定時(shí)的檢修或維護(hù)，依靠工作經(jīng)驗(yàn)雖可以得出一些設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障的規(guī)律，但依賴單一手工登記、個(gè)人記憶等記錄方式進(jìn)行的簡單設(shè)備資產(chǎn)信息管理存在著諸多缺陷與不足[1]，已不能夠適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)管理的需要。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)來說不夠靈活智能，無法滿足龐大的地鐵運(yùn)行系統(tǒng)，這必然會(huì)造成資源的浪費(fèi)及經(jīng)濟(jì)的損失。隨著時(shí)代的發(fā)展與人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)于交通設(shè)施與交通環(huán)境的要求也越來越高，而設(shè)備維護(hù)也以追求設(shè)備壽命周期費(fèi)用最佳為目標(biāo)。

應(yīng)對(duì)之前手工積累的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、匯總，資產(chǎn)管理需要向電子化轉(zhuǎn)變，形成規(guī)范、高效、動(dòng)態(tài)、共享的設(shè)備資產(chǎn)管理信息平臺(tái)。需要為地鐵設(shè)計(jì)一個(gè)智能化的EAM（企業(yè)資產(chǎn)管理）系統(tǒng)以跟上時(shí)代向前發(fā)展的步伐，通過建設(shè)一套完善的管理系統(tǒng)（包括軟件和配套硬件設(shè)施），實(shí)現(xiàn)地鐵生命周期的全過程的管理。提高維護(hù)、維修管理狀態(tài)，保證設(shè)施、設(shè)備始終處于良好的狀態(tài)，降低總體維護(hù)成本，提高整個(gè)設(shè)備資產(chǎn)利用率，從而提高設(shè)備管理、資產(chǎn)管理的整體水平，為地鐵運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的保障，為國家節(jié)約資源創(chuàng)造效益。

2.2 BAS系統(tǒng)預(yù)期效果

（1）防止設(shè)備突發(fā)事故的發(fā)生

設(shè)備故障的發(fā)生發(fā)展過程有其客觀的規(guī)律，一般來說，設(shè)備在使用過程中，其性能或狀態(tài)隨著時(shí)間的推移而逐步下降。設(shè)備性能的變化曲線大體如圖1所示。對(duì)設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用測(cè)量值與允許的極限值進(jìn)行比較，并進(jìn)行趨勢(shì)管理，即對(duì)測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行外推，以便預(yù)測(cè)其可能超出允許值的時(shí)間，提前安排維修，避免突發(fā)事故的發(fā)生。

圖1 設(shè)備性能（狀態(tài)）變化圖

（2）減少維修投入

通過對(duì)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和分析做出故障診斷，提出維修策略、備品備件庫存策略及其采購計(jì)劃。對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行量化，只有量化的數(shù)據(jù)表明必須進(jìn)行維修時(shí)才安排維修。而且，由于故障狀態(tài)是可以預(yù)知的，可以經(jīng)濟(jì)合理地計(jì)劃和組織維修，有效減少停機(jī)時(shí)間、減少維修費(fèi)用和提高維修質(zhì)量。

（3）延長設(shè)備服役期

據(jù)統(tǒng)計(jì)，大部分機(jī)械設(shè)備的故障率都符合一種被稱作“浴盆曲線”的規(guī)律，該曲線圖如圖2所示。按照這種故障曲線，設(shè)備故障率隨時(shí)間的變化大致分為早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期[2]。通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷可以將設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)態(tài)信息及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、整理和存儲(chǔ)。通過監(jiān)測(cè)信息的積累和對(duì)故障特征的識(shí)別，確保運(yùn)行精度，使設(shè)備長期運(yùn)行在良好的工作狀態(tài)下，大大延長了設(shè)備的壽命，實(shí)現(xiàn)壽命周期價(jià)值的增值。通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)獲得的信息，優(yōu)化維修的任務(wù)和頻率，能夠修改“浴盆曲線”的走勢(shì)，延長設(shè)備的平穩(wěn)工作階段，延緩設(shè)備故障發(fā)生時(shí)間。

2.3 設(shè)備診斷技術(shù)

設(shè)備診斷技術(shù)是在不停機(jī)或基本不拆卸設(shè)備的情況下，能定量地掌控設(shè)備狀態(tài)，預(yù)知設(shè)備異?；蚬收系脑?，并能預(yù)測(cè)其未來的技術(shù)。也就是說，在不停機(jī)的情況下，通過各種檢測(cè)分析來判斷設(shè)備現(xiàn)狀是否正常，異?；蚬收系脑颉⒉课?、程度以及壽命的預(yù)測(cè)。設(shè)備診斷技術(shù)的主要作用是獲得設(shè)備的結(jié)果狀態(tài)信息，即根據(jù)設(shè)備在各種工況下表現(xiàn)出來的各種狀態(tài)信息的整合分析來識(shí)別設(shè)備的狀態(tài)、異常類型和異常的嚴(yán)重程度，其本質(zhì)是一個(gè)包含信號(hào)采集、信息提取、信息綜合、故障識(shí)別和信息利用的過程。其主要診斷技術(shù)手段如下。

圖2 浴盆曲線

（1）震動(dòng)診斷

可在不停機(jī)的情況下，掌握和分析旋轉(zhuǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及異常部位、異常原因及異常程度。但對(duì)于低轉(zhuǎn)速、變速變載設(shè)備監(jiān)測(cè)效果不佳。

（2）磨損分析

分析設(shè)備摩擦副磨損狀態(tài)，把握設(shè)備早期故障的發(fā)生程度。根據(jù)設(shè)備的磨損情況，及早采取防范措施，避免狀態(tài)繼續(xù)惡化。

（3）紅外熱像診斷

能實(shí)現(xiàn)非接觸及較遠(yuǎn)距離測(cè)溫，迅速監(jiān)測(cè)設(shè)備表面的溫度場(chǎng)分布，分析設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和特征有無異常變化，可用于管道內(nèi)部耐熱材料的檢查，電氣節(jié)點(diǎn)接觸檢查等。但測(cè)試條件要求儀器能夠監(jiān)測(cè)被測(cè)物體表面，中間沒有阻隔層。

3 結(jié)論

隨著人們生活水平的提高以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地鐵在未來交通運(yùn)輸方式中將會(huì)占有越來越大的比重，而對(duì)地鐵車站設(shè)備的智能化控制已是減少人員工作量、提高設(shè)備管理監(jiān)測(cè)運(yùn)行維護(hù)效率的必然要求。地鐵BAS系統(tǒng)設(shè)備的可靠運(yùn)行為地鐵的可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)提供了可靠保證，通過優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行，在提供舒適乘車環(huán)境的同時(shí)，可節(jié)約能源的消耗。在地鐵工程中應(yīng)用BAS系統(tǒng)設(shè)備綜合管理，不斷持續(xù)改進(jìn)，優(yōu)化協(xié)調(diào)各設(shè)備的使用功能，做到整個(gè)地鐵系統(tǒng)設(shè)備的可靠、安全、合理的運(yùn)行，提高了地鐵系統(tǒng)的自動(dòng)化管理水平。

［1］方小菊，黃永杰，覃秀鳳.機(jī)電設(shè)備的發(fā)展及維護(hù)維修［J］.廣西輕工業(yè)，2011（07）：7-152.

［2］郭俊峰.淺談如何降低設(shè)備故障率減少維修成本［J］.河南鐵道，2009（05）：1-2.

Subway BAS System Electromechanical Equipment Management Strategy

YU Sai-jun
（Hefei Urban Rail Transit Co.，Ltd，Hefei230001，China）

The maintenance of equipment that in Subway BAS system is a huge spending in the industry production cost.Maintenance work depends largely on the using of equipment and maintenance personnel to the understanding of the devices.So，establish an effective maintenance system can significantly reduce downtime and save maintenance cost.To achieve this goal，we must through the effective means of technology and management way，correctly understand and master the running status of equipment so as to make timely judgment and reasonable maintenance decision-making.In this paper，based on the subway comprehensive supervision and management of mechanical and electrical equipment，collection of all the equipment running status information or data，combining the subway BAS system equipment diagnosis technology，realize the supervision and management of subway BAS system mechanical and electrical equipment，the prescient maintenance function.

maintenance decision-making；BAS；supervision and management；predictive maintenance；equipment diagnosis

U231.92

A

1009－9492(2014)01－0084－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.01.022

虞賽君，女，1982年生，安徽寧國人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：環(huán)控節(jié)能算法及控制。已發(fā)表論文2篇。

(編輯：王智圣)

2013－11－26