成都地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)檢修優(yōu)化探討

左永恒

(成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司,610000,成都∥工程師)

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成都地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)檢修優(yōu)化探討

左永恒

(成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司,610000,成都∥工程師)

介紹了地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的檢修模式，根據(jù)設(shè)備故障強(qiáng)度和故障頻次給出分級(jí)分類矩陣圖。針對(duì)成都地鐵1號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)的檢修模式,結(jié)合運(yùn)營(yíng)過程中實(shí)際的檢修模式優(yōu)缺點(diǎn),從數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出相對(duì)較為合理的檢修模式和優(yōu)化檢修的一些建議。

地鐵； 綜合監(jiān)控系統(tǒng); 設(shè)備維修

Author′s address Chengdu Metro Operation Co.,Ltd.,610000,Chengdu,China

設(shè)備維修保養(yǎng)是地鐵運(yùn)營(yíng)管理的重要環(huán)節(jié),綜合監(jiān)控設(shè)備的維修保養(yǎng)更是重中之重。提高設(shè)備的可用性和安全性,避免浪費(fèi)過多的人力物力,是當(dāng)前運(yùn)營(yíng)維保人員研究的重要方向。

設(shè)備維修保養(yǎng)的目的，是為了減少故障的發(fā)生概率,以及讓設(shè)備的可用性、安全性提高,延長(zhǎng)設(shè)備的使用周期。本文探討地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的檢修模式，并給出優(yōu)化檢修的建議。

1 檢修模式的類型

檢修的類型主要分為預(yù)防性檢修(計(jì)劃修)、故障性檢修和預(yù)測(cè)性檢修。預(yù)防性維修又稱定時(shí)維修,是以時(shí)間為依據(jù)的維修。它根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和經(jīng)驗(yàn),按規(guī)定的時(shí)間間隔進(jìn)行停機(jī)檢查、解體、更換零部件,以預(yù)防損壞、繼發(fā)性毀壞及生產(chǎn)損失。該維修方法即目前國內(nèi)地鐵所普遍采用的計(jì)劃維修或定期維修(如大、中、小修等)模式。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),通過預(yù)防性檢修,60%的設(shè)備故障能在它的萌芽狀態(tài)被及時(shí)發(fā)現(xiàn),采取措施及時(shí)排除,就可以避免停產(chǎn)造成的損失。

故障性檢修,是以設(shè)備是否完好或是否能用為依據(jù)的維修,只在設(shè)備部分或全部故障后再恢復(fù)其原始狀態(tài),也就是用壞后再修理,屬于非計(jì)劃性維修。國內(nèi)沒有哪家地鐵公司只采用這種模式,通常都是結(jié)合預(yù)防性檢修模式聯(lián)合開展。

預(yù)測(cè)性檢修，是以狀態(tài)為依據(jù)的維修,在設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)它的主要(或需要)部位進(jìn)行定期(或連續(xù))的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷,以判定裝備所處的狀態(tài),預(yù)測(cè)設(shè)備狀態(tài)未來的發(fā)展趨勢(shì)；并依據(jù)設(shè)備的狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)和可能的故障模式,預(yù)先制定預(yù)測(cè)性維修計(jì)劃,確定設(shè)備應(yīng)該修理的時(shí)間、內(nèi)容、方式和必需的技術(shù)和物資支持。預(yù)測(cè)性維修集設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、故障(狀態(tài))預(yù)測(cè)、維修決策支持和維修活動(dòng)于一體,是一種新興的維修方式。預(yù)測(cè)性維護(hù)需要一定的專用設(shè)備及技術(shù)支撐,前期投入會(huì)較大,但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)看經(jīng)濟(jì)效益巨大。當(dāng)前國內(nèi)地鐵尚未采用此維修模式,其他行業(yè)有采取該模式的范例。

2 檢修模式對(duì)比

以成都地鐵1號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。成都地鐵1號(hào)線綜合監(jiān)控系統(tǒng)全部實(shí)行自主維保的方式。經(jīng)過6年的運(yùn)行,其大部分設(shè)備處于老化狀態(tài)，某些由于隱蔽性工程的原因?qū)е碌墓收蠒r(shí)有發(fā)生。現(xiàn)有的維護(hù)人員大部分沒有參與前期的現(xiàn)場(chǎng)施工及系統(tǒng)調(diào)試，維保人力不足情況時(shí)有出現(xiàn)。目前的修程以設(shè)備清潔、狀態(tài)指示燈檢查、運(yùn)行功能檢查和數(shù)據(jù)備份工作為主。

在控制中心設(shè)有1組綜合監(jiān)控人員(由地鐵1、2號(hào)線人員構(gòu)成,不設(shè)置工班),實(shí)行24 h輪班制,主要負(fù)責(zé)控制中心的設(shè)備巡視、保養(yǎng)及應(yīng)急情況下的故障處理。此處最低人員配置為1號(hào)線4人,2號(hào)線4人,才能形成合理的人員運(yùn)轉(zhuǎn)。

目前檢修方式為雙周檢、季檢、年檢。分別按照雙周檢每站2 h、季檢每站3 h、年檢每站4 h計(jì)算。1號(hào)線雙周檢、季檢可在白天進(jìn)行,年檢均在夜晚進(jìn)行。以5年為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。檢修站點(diǎn)包括17個(gè)站,1個(gè)車輛段站點(diǎn),控制中心由于設(shè)備較多而分為2個(gè)站點(diǎn),共計(jì)20個(gè)檢修站點(diǎn)。

設(shè)備運(yùn)行的第1年問題相對(duì)會(huì)比較多(初始故障期)。此時(shí)的維修方式可考慮計(jì)劃修,主要維修策略是檢查、記錄、分析及調(diào)整。專業(yè)人員要盡可能細(xì)致地掌握設(shè)備狀態(tài),以便于后期的故障分析,并為后期預(yù)測(cè)性維護(hù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

偶發(fā)故障期,通常是在設(shè)備運(yùn)行2～6年時(shí),其主要維修策略是清掃、緊固?？梢钥紤]減少維保密度,根據(jù)可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行危害性分析,然后以此進(jìn)行故障修或者根據(jù)各個(gè)設(shè)備的實(shí)際使用壽命進(jìn)行分級(jí)、分類修。

通過A、B、C三種檢修方式以5年時(shí)間進(jìn)行耗時(shí)對(duì)比,如表1。

A類檢修組合:第一年由承包商只做故障性檢修,從第二年開始做預(yù)防性維護(hù)。

B類檢修組合:第一年只做年檢及雙周檢,后面4年做雙周檢及季檢,每2年做一次年檢。

C類檢修組合:第一年只做年檢及雙周檢,后面4年只做月檢,每2年做一次年檢。

表1 各種檢修方式的檢修耗時(shí)對(duì)比

由表1可以看出，C類檢修組合比A、B類檢修組合方式的日班耗時(shí)和夜班耗時(shí)更少,設(shè)備在可能發(fā)生故障前已排除掉,可降低對(duì)客運(yùn)的影響。

目前,成都地鐵1號(hào)線采用A類檢修方式,日班耗時(shí)較多,夜班耗時(shí)最大,主要是發(fā)生故障后進(jìn)行檢修,故障頻率高,對(duì)客運(yùn)影響比較明顯。

3 檢修模式分析

通過對(duì)檢修模式對(duì)比可知,不宜對(duì)所有設(shè)備和設(shè)備的所有周期都實(shí)行同樣頻次的預(yù)防性維修,那樣需支付大量維修費(fèi)用,不利于保證和提高設(shè)備維修的經(jīng)濟(jì)性,且會(huì)產(chǎn)生“過分維修”的現(xiàn)象。檢修作業(yè)應(yīng)盡量安排在在白天進(jìn)行,不能限定在晚上進(jìn)行,這樣可節(jié)約部分人力,降低運(yùn)營(yíng)成本。

因此，宜對(duì)設(shè)備進(jìn)行分類檢修,重大設(shè)備及容易發(fā)生故障的設(shè)備需重點(diǎn)修,加大維修頻次,而非關(guān)鍵性設(shè)備及可靠性很高的設(shè)備,減少維修頻次。

以一個(gè)車站設(shè)備為例,對(duì)設(shè)備故障強(qiáng)度分級(jí)如下：對(duì)車站設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)無太大影響的故障為最低級(jí)別1級(jí)；對(duì)車站設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)無太大影響,但對(duì)與控制中心遠(yuǎn)程監(jiān)控有影響的故障為2級(jí)；對(duì)車站設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)無太大影響,對(duì)某些特殊情況有影響的故障為3級(jí)；對(duì)車站設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)有阻礙的故障為4級(jí)。故障頻次分為低、較低、較高、高共4級(jí)。將設(shè)備分為A、B、C類，其中，A類設(shè)備是綜合監(jiān)控專業(yè)的關(guān)鍵性設(shè)備,建議采用以時(shí)間為基準(zhǔn)的預(yù)防性維護(hù),加大監(jiān)測(cè)力度,避免故障修,其預(yù)防性周期應(yīng)低于平均故障周期;B類設(shè)備應(yīng)采取以狀態(tài)監(jiān)測(cè)為主的預(yù)防性維護(hù),并輔以時(shí)間為基準(zhǔn)的檢修,確保故障不升級(jí);C類設(shè)備以故障性檢修為主,以時(shí)間為基準(zhǔn)的預(yù)防性檢修為輔,以不發(fā)生故障為目的,以便在可靠性與維護(hù)成本之間取得平衡。據(jù)此建立可靠性矩陣圖,如圖1。

在成都地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中,通信前端處理器的故障頻次很高,其余依次為工作站、服務(wù)器、綜合后備盤、交換機(jī)。故障強(qiáng)度方面,服務(wù)器、前端通信處理器、綜合后備盤、交換機(jī)、工作站依次遞減。因此,綜合監(jiān)控前端通信處理器屬于A類設(shè)備，綜合監(jiān)控交換機(jī)、工作站屬于C類設(shè)備，綜合監(jiān)控服務(wù)器、綜合后備盤屬于B類設(shè)備。

綜上所述,A類設(shè)備以預(yù)防性檢修為主,且檢修密度較大,以故障性檢修為輔;B類設(shè)備以預(yù)防性檢修為主,密度小于A類設(shè)備,故障性檢修為輔;C類設(shè)備以故障性檢修為主,預(yù)防性檢修為輔。

由于成都地鐵1號(hào)線在前期沒有做好預(yù)測(cè)性檢修的準(zhǔn)備,沒有建立預(yù)測(cè)性維修體系,其設(shè)備使用前期的管理不夠細(xì)致,對(duì)于預(yù)測(cè)性維護(hù)所需數(shù)據(jù)、資料的搜集和統(tǒng)計(jì)較為缺失,因此開展預(yù)測(cè)性維護(hù)較為困難。待設(shè)備更新?lián)Q代后或后續(xù)新建線路中可能會(huì)采取此模式。

圖1 故障分級(jí)分類圖

4 優(yōu)化措施

(1) 在設(shè)計(jì)階段對(duì)設(shè)計(jì)方案應(yīng)作全盤考慮。預(yù)測(cè)性維護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)工程,除狀態(tài)檢測(cè)、故障診斷外,還要考慮預(yù)判出故障后如何有效地處理故障,這就需要在設(shè)計(jì)階段整體考慮,如設(shè)備的在線切除、冗余備份、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、設(shè)備的性能等都是必不可少的。

(2) 加強(qiáng)維保方在新建線路的前期介入和配合?？稍谑┕るA段進(jìn)行有效的卡控,避免在施工完畢后再進(jìn)行細(xì)節(jié)問題的修改;減少遺留問題,從而降低故障頻率,達(dá)到減少檢修周期的最終目的。

(3) 建立有效的設(shè)備故障監(jiān)測(cè)體系,對(duì)每個(gè)設(shè)備的故障頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)故障強(qiáng)度進(jìn)行分析,對(duì)故障解決措施進(jìn)行統(tǒng)計(jì),對(duì)設(shè)備分類,確定維修策略,再制定檢修計(jì)劃。

(4) 在新線進(jìn)入運(yùn)營(yíng)接管模式后，應(yīng)立即開展一次全面的檢測(cè),以減少后期設(shè)備維護(hù)的頻率,也為后期的預(yù)測(cè)性維護(hù)提供一次全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因?yàn)樵诮ㄔO(shè)及調(diào)試期存在很多非正常使用設(shè)備以及高頻率使用設(shè)備,導(dǎo)致設(shè)備容易老化及處于非正常狀態(tài)。

(5) 電子設(shè)備6年后多數(shù)處于老化階段,出現(xiàn)故障的幾率較大,這時(shí)的維保密度需要加大,側(cè)重主動(dòng)修復(fù)或更換。技術(shù)革新或提升可以在此時(shí)進(jìn)行。

(6) 在整個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)試完畢并正常運(yùn)行一段時(shí)間后,現(xiàn)有的絕大部分修程、修制對(duì)電子及計(jì)算機(jī)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)以設(shè)備清潔、狀態(tài)指示燈檢查、運(yùn)行功能檢查和數(shù)據(jù)備份工作為主,針對(duì)性不高,對(duì)減少設(shè)備運(yùn)行故障的直接作用不大,建議結(jié)合實(shí)際故障情況進(jìn)行擴(kuò)大檢修周期的調(diào)整。

5 結(jié)語

本文對(duì)成都地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)的檢修模式進(jìn)行探討,結(jié)合運(yùn)營(yíng)過程中實(shí)際的檢修模式優(yōu)缺點(diǎn),從數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出一種相對(duì)較為合理的檢修模式,并對(duì)設(shè)備檢修提出合理化建議。

對(duì)設(shè)備的檢修管理應(yīng)采用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn),將其工作范圍擴(kuò)大到設(shè)備的整個(gè)使用周期。從這一指導(dǎo)思想出發(fā),要求自覺采用維修預(yù)防方法，把減少設(shè)備故障的工作拓展到設(shè)備的生成階段,在設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造階段就著手盡可能地減少設(shè)備故障,提高其可靠性和維修性，并最終將系統(tǒng)納入預(yù)測(cè)性檢修模式,以節(jié)省人力、物力。

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Optimization of Equipment Maintenance in Chengdu Metro Comprehensive Monitoring System

ZUO Yongheng

The maintenance mode of integrated supervisory control system (ISCS) used in metro is introduced, a classification matrix is given based on equipment failure strength and failure frequency. Combined with the maintenance mode of ISCS installed on Chengdu metro Line 1, the advantages and disadvantages of the actual operation process are discussed. Through data analysis, some suggestions related to reasonable maintenance mode and optimization of maintenance are proposed.

metro; integrated supervisory control system; equipment maintenance

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10.16037/j.1007-869x.2016.04.021

2015-02-02)