設(shè)備維管功能在軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的集成研究

朱恩云　翁元

摘 要：本文介紹了在城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)中如何深度集成設(shè)備維修管理功能模塊，包括利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)來采集數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析從而進(jìn)行預(yù)防性維修，利用并行總線制來實(shí)時(shí)在線報(bào)修故障、下發(fā)工單等。本文的研究內(nèi)容在確保地鐵機(jī)電設(shè)備能夠正常運(yùn)營的前提下優(yōu)化了系統(tǒng)資源配置并提高地鐵設(shè)備維護(hù)的工作效率和精細(xì)化、自動(dòng)化水平。

關(guān)鍵詞：軌道交通；綜合監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)備維修管理；集成

1 概述

地鐵運(yùn)營是一個(gè)規(guī)模龐大的資產(chǎn)密集型行業(yè)，其設(shè)備數(shù)量龐大，包含信號(hào)、車輛、軌道、供電、環(huán)控等諸多專業(yè)，因此地鐵設(shè)備的運(yùn)維顯得極為重要。例如在天津地鐵年運(yùn)營費(fèi)用總計(jì)約3億元左右，其中1.6億為設(shè)備維修支出[1]。因此，如何降低設(shè)備運(yùn)維的成本已經(jīng)成為地鐵行業(yè)的重要研究課題，本文據(jù)此展開以下論述。

2 現(xiàn)有技術(shù)及本文創(chuàng)新點(diǎn)

目前地鐵機(jī)電設(shè)備管理的普遍模式是單獨(dú)設(shè)置一套維修管理系統(tǒng)，各個(gè)維修車間通過該系統(tǒng)制定維修計(jì)劃，并與控制中心維修調(diào)度進(jìn)行聯(lián)系，來安排車間完成日常檢修和臨時(shí)搶修任務(wù)。傳統(tǒng)維修模式是一種典型的分散管理模式。在該模式下，很多系統(tǒng)設(shè)置了本系統(tǒng)的維修管理終端，并設(shè)置了定員晝夜不問斷地倒班作業(yè)[2]。針對(duì)這種情況，地鐵行業(yè)迫切需要一套集成的主控系統(tǒng)來代替獨(dú)立的維管系統(tǒng)，然而，目前地鐵內(nèi)的集成系統(tǒng)主要是綜合監(jiān)控系統(tǒng)，但是綜合監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能還是以設(shè)備的監(jiān)視與控制為主，例如遙信、遙測數(shù)據(jù)接收，遙控、遙調(diào)以及順控，模式控制、聯(lián)動(dòng)等，而對(duì)于所采集數(shù)據(jù)本身的深度挖掘和各種處理模式等應(yīng)用還處于起步和摸索階段，維修管理系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備故障的分類，報(bào)修，處理，原因統(tǒng)計(jì)分析等關(guān)鍵功能并沒有集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)中來。本文主要研究如何把維修管理系統(tǒng)的關(guān)鍵功能深度集成進(jìn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)收取從各個(gè)子站上傳的設(shè)備信息并加以分析處理，另外本文還提出了2級(jí)維修維修工單的概念。通過與綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成的維修管理系統(tǒng)得到設(shè)備報(bào)警信息后，從控制中心的維修調(diào)度在線推送基本維修工單至車輛段的維修工作站，再從車輛段維修工作站生成具體維修維修工單送至現(xiàn)場維修人員。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 數(shù)據(jù)收集與分析處理

在維管系統(tǒng)的功能集成到綜合監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，如何能夠把綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫與維管數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接是系統(tǒng)得以應(yīng)用的關(guān)鍵工作，本文根據(jù)現(xiàn)有綜合監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫以及維管系統(tǒng)的特點(diǎn)，把維管集成數(shù)據(jù)庫分為了基礎(chǔ)設(shè)備信息庫，實(shí)時(shí)庫以及方法模型庫。其中基礎(chǔ)設(shè)備信息庫由人工配置錄入，由各個(gè)專業(yè)的設(shè)備廠家根據(jù)設(shè)備點(diǎn)表和綜合監(jiān)控廠家進(jìn)行規(guī)約通信并進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測試。綜合監(jiān)控系統(tǒng)所采用的實(shí)時(shí)庫屬于并行分布式結(jié)構(gòu)，每一個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)（運(yùn)行有維管功能的服務(wù)器或工作站）都有獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的并行對(duì)象管理服務(wù)（POMS）技術(shù)采用高效的消息總線保證這些節(jié)點(diǎn)中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的一致與統(tǒng)一，包括數(shù)據(jù)值變化與數(shù)據(jù)間結(jié)構(gòu)變化等。利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有效提高設(shè)備維管的時(shí)效性。方法模型庫是計(jì)算機(jī)維修管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)決策自動(dòng)化和智能化的核心。方法模型庫中存儲(chǔ)了大量的用于診斷、決策和分析計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，以及代表專家知識(shí)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則庫。維修決策模型和維修過程模型用于設(shè)備維修決策支持和維修活動(dòng)過程優(yōu)化。故障診斷和故障預(yù)測方法庫中存儲(chǔ)了城市地鐵交通系統(tǒng)各類設(shè)備故障診斷、故障預(yù)報(bào)所需要的各種方法。實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警、事故預(yù)防。

3.2 維修流程設(shè)計(jì)

隨著自動(dòng)化技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)在地鐵機(jī)電設(shè)備上的應(yīng)用，地鐵機(jī)電設(shè)備的維修工作性質(zhì)也逐漸發(fā)生著變化，傳統(tǒng)的點(diǎn)檢和周期性維修模式也逐漸向狀態(tài)修和預(yù)防性維修模式發(fā)展，以最大限度地減少維修次數(shù)，降低維修成本，并提高設(shè)備的壽命。綜合監(jiān)控系統(tǒng)下的設(shè)備維護(hù)管理平臺(tái)以資產(chǎn)、設(shè)備臺(tái)帳為基礎(chǔ)，以工作單的提交、審批、執(zhí)行為主線，結(jié)合運(yùn)營計(jì)劃，按照預(yù)防性維修、狀態(tài)維修、緊急維修等幾種可能模式進(jìn)行維修輔助調(diào)度；以提高維修效率、降低總體維護(hù)成本為目標(biāo)，同時(shí)通過公司資產(chǎn)樹將采購管理、庫存管理、人力資源管理集成在一個(gè)數(shù)據(jù)充分共享的信息系統(tǒng)中。

預(yù)防性維修任務(wù)主要來源于各專業(yè)檢修規(guī)程，根據(jù)規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工作和檢修周期，由專業(yè)工程師導(dǎo)入系統(tǒng)，并為該工單設(shè)定工作所需時(shí)間、人力成本、物料需求，由系統(tǒng)按照日期自動(dòng)派發(fā)工單，由責(zé)任班組完成檢修活動(dòng)。系統(tǒng)通過仿真計(jì)算維修計(jì)劃和維修活動(dòng)預(yù)算，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)生成檢修計(jì)劃執(zhí)行情況報(bào)表，有效的實(shí)現(xiàn)檢修任務(wù)兌現(xiàn)率的動(dòng)態(tài)控制，提高了管理水平[3]。

狀態(tài)修屬于實(shí)時(shí)故障報(bào)修，其主要流程為故障報(bào)修、原因分析、故障分類、工單下發(fā)與工單處理五個(gè)步驟[4]。利用綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口接收各個(gè)子站設(shè)備信息并加以分析處理，在線自動(dòng)下發(fā)維修工單，摒棄人工參與過程，避免人為差錯(cuò)，保證工單操作流程的規(guī)程性，加強(qiáng)流程監(jiān)督機(jī)制，支持豐富查詢統(tǒng)計(jì)和工作量統(tǒng)計(jì)，提高工作效率，防范人身事故，合理分配勞動(dòng)力，提高勞動(dòng)效率。

3.3 維修工單管理

本文復(fù)用了綜合監(jiān)控系統(tǒng)的二層管理，三級(jí)控制的概念，在維修工單的概念上也分為了二級(jí)。在調(diào)度中心維護(hù)調(diào)度人員通過維修工作站和各個(gè)專業(yè)的調(diào)度人員互動(dòng)，能夠在第一時(shí)間把握住設(shè)備真實(shí)情況，得到設(shè)備報(bào)警后能夠分專業(yè)生成基本維修維修工單并下通過綜合監(jiān)控系統(tǒng)在線推送該基本維修維修工單給車輛段的維修調(diào)度人員，中心維修調(diào)度人員還能夠建立各種檔案報(bào)表，根據(jù)數(shù)據(jù)分析制定預(yù)防性維修計(jì)劃以及日常性維修計(jì)劃。當(dāng)在車輛段的維修調(diào)度人員接收到從中心發(fā)送來的基本維修維修工單后，再生成實(shí)際詳細(xì)維修維修工單并下發(fā)給車輛段的各個(gè)專業(yè)維修工作站，各個(gè)專業(yè)維修人員收到本專業(yè)的維修指令后打印并下發(fā)給實(shí)際現(xiàn)場的維修人員，進(jìn)行現(xiàn)場搶修工作。

工單主要信息有：工單號(hào)、描述、狀態(tài)、工單類型、設(shè)備、位置、標(biāo)準(zhǔn)工作、計(jì)劃開始/完成時(shí)間、工作組、故障報(bào)告人、負(fù)責(zé)人、故障信息、計(jì)劃工時(shí)、計(jì)劃物料、實(shí)際開始/完成時(shí)間、委外承包商、工作任務(wù)、處理步驟、實(shí)施人工、實(shí)施物料消耗等[5]。結(jié)合本文，集成入綜合監(jiān)控系統(tǒng)的維修工單設(shè)計(jì)如下：（1）具有開票（維修工程師）、審核與簽發(fā)（維調(diào)）、狀態(tài)跟蹤（維修工單的實(shí)時(shí)狀態(tài)：計(jì)劃、簽發(fā)、開工許可、完工、延期、廢票）、作廢、打印、統(tǒng)計(jì)、查詢（合格率統(tǒng)計(jì)）功能；（2）維修工單功能與綜合監(jiān)控系統(tǒng)的用戶權(quán)限管理相結(jié)合；（3）為確保安全性，檢修維修工單管理子系統(tǒng)不與其它管理系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)存在任何網(wǎng)絡(luò)連接。（4）維修工單一旦完結(jié)，僅能進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，任何人不能修改。（4）維修工單的保存期限為13個(gè)月。（5）可在線通過畫面操作生成維修工單。（6）在制作維修工單的過程中，進(jìn)行操作條件檢測。（7）提供維修工單模板，通過編輯修改維修工單模板以生成新的維修工單。相同類型的維修工單通過不同的維修工單號(hào)加以區(qū)分。（8）提供維修工單查詢、修改界面，提供打印功能。（9）維修工單按設(shè)備對(duì)象進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

4 小結(jié)

本文所研究內(nèi)容適用于城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)中的各專業(yè)設(shè)備監(jiān)控與維修，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通設(shè)備維修的的系統(tǒng)化、規(guī)范化和自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵設(shè)備的集中統(tǒng)一的管理并由于其靈活的工單下達(dá)方式，也可推廣到功能需求類似的專業(yè)和商業(yè)應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 張志鵬，地鐵機(jī)電設(shè)備運(yùn)維管理和故障分析系統(tǒng)的研究，計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2015.2

[2] 錢彬，地鐵設(shè)備維修管理系統(tǒng)及其運(yùn)營管理功能，精密制造與自動(dòng)化，2012.2

[3] 沈小兵，地鐵設(shè)備設(shè)施維修管理系統(tǒng)的應(yīng)用與實(shí)踐，科學(xué)與財(cái)富，2015.3

[4] 王迪，南京地鐵企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)備故障報(bào)修流程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，2011.10

[5] 陳建偉，設(shè)備維修管理系統(tǒng)在地鐵運(yùn)營管理中的應(yīng)用，2008.8