智能設(shè)備管理系統(tǒng)在神朔線的應(yīng)用

韓 濤，張曉光，張俊文，王永勝

（神華神朔鐵路分公司河?xùn)|運(yùn)輸段，1、2工程師，3 高級(jí)工程師，4 技術(shù)員 陜西 神木 719316）

1 智能設(shè)備管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

神朔鐵路目前在設(shè)備管理方面，主要以紙質(zhì)技術(shù)臺(tái)賬、設(shè)備臺(tái)賬、電子表格、PPT材料為主，以手工方式進(jìn)行管理，在設(shè)備檢測(cè)、維修、計(jì)劃、報(bào)表記錄、統(tǒng)計(jì)分析等方面工作繁重而且容易出錯(cuò)。2018年初，神朔鐵路提出建設(shè)“綠色、法治、高效、智慧化、可持續(xù)”五位一體新神朔的奮斗目標(biāo)，為探索智慧化鐵路，以河?xùn)|運(yùn)輸段供電專業(yè)三岔供電工區(qū)為試點(diǎn)班組，合作開發(fā)了智能設(shè)備管理系統(tǒng)。智能設(shè)備管理系統(tǒng)按照實(shí)際檢維修流程，通過GIS地理信息技術(shù)、網(wǎng)元拓?fù)?、預(yù)警等手段，實(shí)現(xiàn)了維修任務(wù)自動(dòng)提示、預(yù)案式制單、電子審批、作業(yè)記錄、周期更新等功能，設(shè)備維修初步實(shí)現(xiàn)智能化，通過預(yù)測(cè)、檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測(cè)設(shè)備維護(hù)及壽命周期，避免了材料浪費(fèi)，節(jié)約了設(shè)備使用成本。

2 智能設(shè)備管理系統(tǒng)組成

智能設(shè)備管理系統(tǒng)由智能設(shè)備管理（網(wǎng)元拓?fù)洌㈩A(yù)警管理、日常檢修三大模塊組成。

2.1 智能設(shè)備管理模塊 該模塊通過接觸網(wǎng)整體示意圖、GIS位置信息全景圖、支柱分布圖（區(qū)間或站場(chǎng)）、支柱裝配圖四個(gè)維度，建立詳盡的設(shè)備電子臺(tái)賬，為智能設(shè)備管理奠定基礎(chǔ)。

1）接觸網(wǎng)整體示意圖。接觸網(wǎng)整體示意圖（1級(jí)菜單）可在智能設(shè)備管理系統(tǒng)監(jiān)視顯示器上直觀地展示管轄的每一個(gè)區(qū)間或站場(chǎng)的設(shè)備分布，包括分相絕緣器、分段絕緣器、常閉隔離開關(guān)、橋梁、隧道等，并標(biāo)注了起止公里標(biāo)、起止桿號(hào)、變配電所、網(wǎng)工區(qū)以及設(shè)備分界點(diǎn)等重要信息，如圖1所示。

2）GIS位置信息全景圖。GIS位置信息全景圖通過與地圖信息結(jié)合，可在智能設(shè)備管理系統(tǒng)監(jiān)視顯示器上立體展現(xiàn)區(qū)間或站場(chǎng)支柱的地理空間分布，清晰標(biāo)識(shí)三岔供電區(qū)段重污區(qū)、防洪重點(diǎn)、跨越接觸網(wǎng)的電力線路等信息，點(diǎn)擊每根支柱，進(jìn)入下級(jí)頁(yè)面，便能查詢支柱的位置信息、技術(shù)參數(shù)、裝配材料、實(shí)景圖片，方便日常檢修及故障搶修。

3）支柱分布圖。區(qū)間或站場(chǎng)支柱分布圖作為接觸網(wǎng)整體示意圖的下一級(jí)菜單（2級(jí)菜單），通過把接觸網(wǎng)設(shè)備按照跨距這一標(biāo)尺，將支柱前方跨距內(nèi)的接觸懸掛、電連接、分段（分相）絕緣器、吸上線等設(shè)備簡(jiǎn)化至該支柱上，以拓?fù)鋱D的形式簡(jiǎn)潔體現(xiàn)。之后在支柱分布圖中，通過不同顏色將支柱信息狀態(tài)進(jìn)行分類標(biāo)識(shí)，如綠色代表已維修設(shè)備（正常狀態(tài)）、橙色代表未維修設(shè)備，黃色代表設(shè)備缺陷二級(jí)超限，紅色則是三級(jí)缺陷，如此，管理人員便可通過智能設(shè)備管理系統(tǒng)監(jiān)視顯示器上顯示的不同顏色了解設(shè)備狀態(tài)。圖2為支柱分布圖。

圖2 支柱分布圖

4）支柱裝配圖。支柱裝配圖作為支柱分布圖的下一級(jí)菜單（3級(jí)菜單），則是將具體支柱位置、型號(hào)、設(shè)計(jì)參數(shù)、主要裝配材料規(guī)格、數(shù)量等作詳細(xì)說明，方便發(fā)生故障時(shí)快速尋找到指定位置、指定材料進(jìn)行維修。同時(shí)用顏色區(qū)分材料使用狀態(tài)，綠色代表正常狀態(tài)，橙色代表接近使用壽命，紅色代表已超出壽命狀態(tài)。點(diǎn)擊小圓點(diǎn)，進(jìn)入4級(jí)菜單，詳細(xì)標(biāo)識(shí)每一種材料或設(shè)備的出廠日期或投用時(shí)間、壽命周期、使用地點(diǎn)等信息，把涉及的主要物料納入壽命周期管理，壽命周期根據(jù)《檢規(guī)》、使用說明書或經(jīng)驗(yàn)評(píng)估確定。圖3為定位器的壽命管理卡片。

圖3 壽命管理卡

最終通過對(duì)大數(shù)據(jù)庫(kù)的不斷完善，將每根支柱的裝配和檢修信息錄入其中，用接觸網(wǎng)整體示意圖形式，完整展現(xiàn)接觸網(wǎng)設(shè)備的空間分布、重點(diǎn)設(shè)備區(qū)段、防洪重點(diǎn)區(qū)段、重污區(qū)、跨越等現(xiàn)場(chǎng)信息，建立完整的電子臺(tái)賬，為工區(qū)日常檢修和故障搶修提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 預(yù)警管理模塊 預(yù)警管理模塊分為檢修周期預(yù)警、物料有效期預(yù)警、庫(kù)存預(yù)警、缺陷預(yù)警四個(gè)部分，把物料庫(kù)存、設(shè)備超限、周期檢修、物料使用及壽命有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)物料消耗監(jiān)控與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

1）檢修周期預(yù)警。接近檢修周期，周期預(yù)警自動(dòng)發(fā)出，提醒工區(qū)提報(bào)計(jì)劃并檢修，檢修后預(yù)警自動(dòng)消除，以免造成失修或漏修，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

2）物料有效期預(yù)警。材料或設(shè)備到達(dá)壽命周期前自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，提醒工區(qū)提報(bào)計(jì)劃并檢修更換，檢修更換后預(yù)警自動(dòng)消除，對(duì)重點(diǎn)材料或設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為設(shè)備安全運(yùn)行提供保障。接近有效期的物料會(huì)顯示橙色發(fā)出預(yù)警，超出壽命周期則會(huì)出現(xiàn)紅色報(bào)警。圖4所示為接近或超出物料有效期的統(tǒng)計(jì)列表。

圖4 物料有效期預(yù)警

3）庫(kù)存預(yù)警。智能設(shè)備管理系統(tǒng)直接調(diào)用班組的材料庫(kù)存數(shù)據(jù)庫(kù)（編碼、名稱、型號(hào)、數(shù)量等），并通過計(jì)劃制定、電子工單、電子領(lǐng)料單與日常檢修中的材料出入庫(kù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)控庫(kù)存數(shù)據(jù)。當(dāng)材料庫(kù)物料數(shù)據(jù)到達(dá)預(yù)設(shè)的警戒值時(shí)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，提醒材料員提報(bào)材料計(jì)劃，及時(shí)增補(bǔ)材料，使材料員提報(bào)材料計(jì)劃的實(shí)用性和針對(duì)性更強(qiáng)。系統(tǒng)用三種顏色代表庫(kù)存狀態(tài)，綠色代表庫(kù)存充足，橙色是低庫(kù)存預(yù)警，紅色則代表庫(kù)存不足。

4）缺陷預(yù)警。供電專業(yè)對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備的幾何參數(shù)按季度進(jìn)行定期檢測(cè)，通過與《檢規(guī)》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，確定缺陷類型及超限級(jí)別，并發(fā)出相應(yīng)級(jí)別的預(yù)警，自動(dòng)提醒班組及時(shí)處理缺陷，班組提報(bào)計(jì)劃?rùn)z修完成后，再次輸出幾何參數(shù)，符合標(biāo)準(zhǔn)后，預(yù)警自動(dòng)消除。系統(tǒng)使用綠、黃、紅三種顏色標(biāo)識(shí)設(shè)備狀態(tài)，綠色表示正常；黃色表示介于安全值和限界值間，可以緩期處理；紅色表示超出限界值，視為設(shè)備缺陷，需要立即處理。

通過以上四類預(yù)警功能提示，工長(zhǎng)針對(duì)性地提報(bào)計(jì)劃，方案生成更加科學(xué)化，檢修流程更加完善，檢修標(biāo)準(zhǔn)更加規(guī)范，檢修效果更加直觀，真正做到了設(shè)備智能精檢細(xì)修，初步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備智能化管理。

2.3 日常檢修模塊 日常檢修模塊按照班組實(shí)際檢修工作流程，制定計(jì)劃、制定方案、工長(zhǎng)審批、收工總結(jié)、查詢統(tǒng)計(jì)共計(jì)5個(gè)環(huán)節(jié)全部電子化并形成閉環(huán)。傳統(tǒng)的紙質(zhì)作業(yè)工單完全被取代，手工填記式被勾選模板式取代，依托設(shè)備的智能報(bào)警，檢修計(jì)劃自動(dòng)生成，從計(jì)劃提報(bào)，到制定方案，到方案審批，再到最后的收工總結(jié)，全部是預(yù)案式自動(dòng)生成，無需一項(xiàng)一項(xiàng)進(jìn)行填記，將“填空”改為“選擇”，不僅提高了工作效率并且避免了人工操作發(fā)生的失誤。

下面以三韓區(qū)間下行39#桿電連接檢修為例，展示完整的流程。

1）制定計(jì)劃。支柱顏色標(biāo)識(shí)為橙色，即代表待檢修設(shè)備，選定本次天窗需要作業(yè)的支柱，在出現(xiàn)的菜單上勾選作業(yè)時(shí)間、地點(diǎn)、作業(yè)項(xiàng)即可自動(dòng)生成作業(yè)方案。

支柱顏色標(biāo)識(shí)為橙色，即代表待檢修設(shè)備，選定本次天窗需要作業(yè)的支柱，在出現(xiàn)的菜單上勾選作業(yè)時(shí)間、地點(diǎn)、作業(yè)項(xiàng)即可自動(dòng)生成作業(yè)方案。

2）制定方案。工作票和分工表按照規(guī)程或制度的規(guī)定，預(yù)置系統(tǒng)中，制定方案時(shí)菜單式勾選、適當(dāng)修改即可，工作票和工作分工表都是提前錄入預(yù)案，可根據(jù)實(shí)際作業(yè)按需組合自動(dòng)生成。將日常檢修涉及的二十項(xiàng)單項(xiàng)作業(yè)都提前制定了定額材料，勾選作業(yè)項(xiàng)后自動(dòng)生成物料清單，物料名稱、規(guī)格、數(shù)量、倉(cāng)庫(kù)位置一目了然，方便查找。

3）工長(zhǎng)審批。以上完成后進(jìn)入工長(zhǎng)審批環(huán)節(jié)，審批內(nèi)容包括任務(wù)信息、工作票、分工表、作業(yè)方案等，智能設(shè)備管理系統(tǒng)支持審批方式在臺(tái)式機(jī)或移動(dòng)端進(jìn)行。

4）收工總結(jié)。當(dāng)次作業(yè)完成后，進(jìn)入收工總結(jié)環(huán)節(jié)，從網(wǎng)元設(shè)備圖上可以看出經(jīng)過檢修的設(shè)備顏色已經(jīng)變?yōu)榫G色，點(diǎn)擊進(jìn)入后可看到設(shè)備的具體檢修情況，維修情況總覽展示的是當(dāng)次作業(yè)的維修任務(wù)（含主要消耗材料）。

對(duì)比之前的手工作業(yè)工單，作業(yè)票、分工表、檢修記錄全部電子化，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄、分析、統(tǒng)計(jì)。智能設(shè)備管理系統(tǒng)的應(yīng)用，基本實(shí)現(xiàn)了智能預(yù)測(cè)、檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)，智能提示、報(bào)警設(shè)備故障，以及智能完成作業(yè)工單的制定、審批、收工總結(jié)等一系列閉環(huán)管理環(huán)節(jié)。

3 智能設(shè)備管理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1）通過接觸網(wǎng)整體示意圖、GIS地圖、區(qū)間拓?fù)鋱D、裝配圖等形式，完整展現(xiàn)接觸網(wǎng)設(shè)備的空間分布、裝配結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)圖片，建立了完整的電子檔案，為智能設(shè)備管理奠定了基礎(chǔ)。

2）對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備實(shí)施壽命管理、壽命預(yù)警、檢修預(yù)警、缺陷預(yù)警，自動(dòng)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)物料消耗監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、維修任務(wù)自動(dòng)提示等功能，提升了接觸網(wǎng)設(shè)備管理效率。

3）按照班組實(shí)際檢修工作流程，制定計(jì)劃、制定方案、工長(zhǎng)審批、收工總結(jié)、查詢統(tǒng)計(jì)共計(jì)5個(gè)環(huán)節(jié)全部模塊化、電子化并形成閉環(huán)。依托設(shè)備的智能報(bào)警，檢修計(jì)劃自動(dòng)生成，從計(jì)劃提報(bào)，到制定方案，到方案審批，再到最后的收工總結(jié)，全部是預(yù)案式自動(dòng)生成，有效避免了檢修及料具遺漏、方案漏項(xiàng)等行為，最終大幅提升了工作效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

智能設(shè)備管理系統(tǒng)在神朔線應(yīng)用后收到了管理效率、工作效率、經(jīng)濟(jì)效益均有所提高的效果。下一步將結(jié)合運(yùn)輸生產(chǎn)發(fā)展需要，注重運(yùn)用新的信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)一步完善和提升智能設(shè)備管理系統(tǒng)功能、作用，重點(diǎn)在以下方面取得進(jìn)展：

1）優(yōu)化作業(yè)計(jì)劃提報(bào)程序及模板，開放操作端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自主錄入。

2）依據(jù)段、車間、班組三級(jí)管理模式，完善各層級(jí)在查詢、統(tǒng)計(jì)、錄入、導(dǎo)出、審批等一系列功能權(quán)限的分配。

3）為以后的接觸網(wǎng)檢測(cè)車預(yù)留數(shù)據(jù)端口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入、數(shù)據(jù)自動(dòng)分配、數(shù)據(jù)自動(dòng)比對(duì)、分析，按照設(shè)定條件自動(dòng)按等級(jí)預(yù)警，新數(shù)據(jù)導(dǎo)入后再比對(duì)，符合條件預(yù)警消除或降級(jí)。

4）完善站場(chǎng)設(shè)備的網(wǎng)元拓?fù)鋱D。

5）按照需求，進(jìn)行數(shù)據(jù)或報(bào)表定制（如年度、季度或月度超限），并實(shí)現(xiàn)報(bào)表推送功能（如定期推送至郵箱或微信）。