軌道交通通信設(shè)備的狀態(tài)檢修研究

聶杰

摘 要：狀態(tài)檢修是在設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)判的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)對(duì)設(shè)備相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行檢修的一種維修方式，是新一代的設(shè)備監(jiān)控與維護(hù)技術(shù)，對(duì)避免重大事故和損失，降低維修成本和提高維修效率具有重要意義。文章簡(jiǎn)要介紹了軌道交通通信設(shè)備維修技術(shù)的現(xiàn)狀，深入研究了狀態(tài)檢修的理論基礎(chǔ)、實(shí)施過(guò)程和關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：狀態(tài)檢修;數(shù)據(jù)檢測(cè);通信設(shè)備

中圖分類(lèi)號(hào)：C913 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）05-033-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.05.016

長(zhǎng)期以來(lái)，軌道交通通信設(shè)備一直采用“計(jì)劃預(yù)防修”的檢修模式，即按照檢修周期進(jìn)行設(shè)備檢修，既造成檢修成本的浪費(fèi)，又存在安全隱患。因此，尋找針對(duì)性更強(qiáng)、更經(jīng)濟(jì)的智慧檢修模式，避免“過(guò)度修”和“不足修”，成為國(guó)內(nèi)軌道交通通信檢修行業(yè)的共同目標(biāo)。

1 軌道交通通信設(shè)備維護(hù)模式

軌道交通通信維護(hù)人員對(duì)專(zhuān)用傳輸、廣播、公務(wù)電話(huà)、無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)、時(shí)鐘、調(diào)度電話(huà)、綜合安防系統(tǒng)、UPS電源和PIS乘客咨詢(xún)等通信設(shè)備進(jìn)行自主維護(hù)。通過(guò)多年的摸索，設(shè)備維護(hù)形成“長(zhǎng)短搭配、層次分明”的周期性檢修模式。長(zhǎng)短搭配指通信系統(tǒng)維護(hù)周期由年檢、月檢及日巡檢相結(jié)合;層次分明則指年檢以系統(tǒng)功能維護(hù)為主，月檢以系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境維護(hù)為主，日巡檢以系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)查看為主。

軌道交通通信設(shè)備目前的維修模式如表1所示。

2 軌道交通通信設(shè)備維修現(xiàn)狀

2.1 主要設(shè)備維護(hù)方法

軌道交通通信系統(tǒng)的維護(hù)工作應(yīng)預(yù)防設(shè)備性能下降，加強(qiáng)有針對(duì)性的檢查，及時(shí)消除故障隱患。通信系統(tǒng)設(shè)備附近有施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取防護(hù)措施，增加巡檢次數(shù)，必要時(shí)派專(zhuān)人配合施工，減少施工危害。通信系統(tǒng)維護(hù)應(yīng)按檢修車(chē)間的有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格按照作業(yè)程序事先申報(bào)，事先與有關(guān)單位取得聯(lián)系，服從運(yùn)營(yíng)分公司生產(chǎn)調(diào)度的統(tǒng)一指揮。作業(yè)完畢，應(yīng)確認(rèn)良好，才能離開(kāi)工作現(xiàn)場(chǎng)。

2.1.1 日常維護(hù)

軌道交通通信系統(tǒng)設(shè)備由通信專(zhuān)業(yè)人員維護(hù)，各通信工班對(duì)系統(tǒng)設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)、計(jì)劃性維修、故障性維修及綜合管理工作，建立相應(yīng)的健全臺(tái)賬，做好故障分析處理工作，并對(duì)設(shè)備維修保養(yǎng)的質(zhì)量負(fù)責(zé)。

通信設(shè)備依據(jù)所處區(qū)域不同可以分為正線(xiàn)設(shè)備、車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)設(shè)備及網(wǎng)管中心設(shè)備。各個(gè)區(qū)域設(shè)備維護(hù)有其共同點(diǎn)，亦有各自的特色。網(wǎng)管中心設(shè)備維護(hù)重點(diǎn)對(duì)全線(xiàn)的傳輸、無(wú)線(xiàn)、交換、時(shí)鐘、廣播、安防、UPS的告警實(shí)時(shí)監(jiān)控、配合故障處理以及員工門(mén)禁卡權(quán)限的授予，以及各設(shè)備的周期性檢修。正線(xiàn)設(shè)備維護(hù)重點(diǎn)對(duì)正線(xiàn)車(chē)站、區(qū)間通信設(shè)備進(jìn)行故障處理及各設(shè)備的周期性檢修。車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)維護(hù)重點(diǎn)對(duì)車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)通信設(shè)備、車(chē)載設(shè)備的檢修維護(hù)工作及故障處理。

2.1.2 技術(shù)整改維護(hù)

軌道交通通信設(shè)備技術(shù)整改升級(jí)主要為軟硬件升級(jí)改造，其中軟件（重大配置更改）升級(jí)需嚴(yán)格按照軌道交通公司“設(shè)備系統(tǒng)軟件升級(jí)控制程序”實(shí)施。重點(diǎn)系統(tǒng)軟件升級(jí)項(xiàng)目均需納入公司級(jí)重點(diǎn)監(jiān)控作業(yè)的范疇進(jìn)行管理，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)定和要求。升級(jí)項(xiàng)目的實(shí)施必須指定專(zhuān)人負(fù)責(zé)、專(zhuān)人實(shí)施、專(zhuān)人監(jiān)控，責(zé)權(quán)明晰、逐級(jí)卡控。嚴(yán)禁在設(shè)備系統(tǒng)上使用任何非正式、非官方、攜帶病毒、未經(jīng)過(guò)測(cè)試運(yùn)行的軟件進(jìn)行升級(jí)。未經(jīng)授權(quán)嚴(yán)禁在任何設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行任何操作。軟件升級(jí)工作開(kāi)展前，設(shè)備承包商或?qū)I(yè)技術(shù)人員必須對(duì)設(shè)備使用、操作人員進(jìn)行軟件升級(jí)前后的差異化培訓(xùn)，參與培訓(xùn)人員應(yīng)對(duì)培訓(xùn)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。

2.2 軌道交通通信設(shè)備檢修模式弊端

現(xiàn)軌道交通通信系統(tǒng)檢修周期頻繁、項(xiàng)目多、經(jīng)濟(jì)性差，存在過(guò)度維修和維修不足的情況。為了提高通信系統(tǒng)設(shè)備的可用率，必須從提高可靠性和減少平均停修時(shí)間兩方面入手。但提高設(shè)備可靠性不是無(wú)限度的，也不可避免地要出現(xiàn)故障。因此，對(duì)于已經(jīng)在運(yùn)行的通信設(shè)備，必須設(shè)法減少因維修所浪費(fèi)的工作時(shí)間和設(shè)備不可用時(shí)間。頻繁的檢修并不能徹底改善設(shè)備性能，可能會(huì)引入新的故障因素。采用計(jì)劃性定期檢查，很難預(yù)防由隨機(jī)因素引起的偶發(fā)故障。設(shè)備仍可能在檢修間隔期間由于微小缺陷持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致發(fā)生故障。

隨著國(guó)家推動(dòng)國(guó)企改革的趨勢(shì)，軌道交通行業(yè)逐步追求智慧運(yùn)維和減少每公里運(yùn)維人員。要進(jìn)一步提高通信設(shè)備運(yùn)行可靠性，固定周期的計(jì)劃維修模式已不能很好適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的要求。所以軌道交通通信設(shè)備維修管理“到期必修”的觀(guān)念迫切需要轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的通信設(shè)備維修模式需要進(jìn)行改革。

3 狀態(tài)檢修研究

3.1 狀態(tài)檢修介紹

狀態(tài)檢修（Condition Based Maintenance）又叫預(yù)知維修（Predictive Maintenance），在于維修之前是預(yù)知“狀態(tài)”，因此檢測(cè)工作顯得尤為重要。檢測(cè)方法主要有兩種：一種是依靠身體五官檢測(cè)，即眼看、耳聽(tīng)、手摸和鼻聞的方法;另一種是采用科學(xué)儀器對(duì)設(shè)備狀態(tài)和性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

3.2 狀態(tài)檢修分析

軌道交通通信設(shè)備維護(hù)人員通過(guò)對(duì)設(shè)備狀態(tài)和性能的數(shù)據(jù)檢測(cè)及診斷，并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)基于通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)檢修。其中，狀態(tài)診斷是對(duì)通信設(shè)備網(wǎng)管終端和各類(lèi)監(jiān)測(cè)儀器獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并結(jié)合通信設(shè)備的常見(jiàn)故障案例、故障原因和可能造成的危害進(jìn)行綜合診斷。具體狀態(tài)檢修系統(tǒng)組成如圖1所示。

3.3 數(shù)據(jù)檢測(cè)

軌道交通通信設(shè)備狀態(tài)檢修的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)是根據(jù)通信設(shè)備診斷的目的，針對(duì)設(shè)備的常見(jiàn)故障模式，采用智能傳感器和精確的方法來(lái)收集設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，排除無(wú)關(guān)干擾數(shù)據(jù)，輸出可反映設(shè)備真實(shí)狀態(tài)特征信息的一種數(shù)據(jù)檢測(cè)處理技術(shù)[1]。

軌道交通通信設(shè)備檢測(cè)記錄的數(shù)據(jù)主要有無(wú)線(xiàn)設(shè)備的靈敏度、場(chǎng)強(qiáng)值、駐波值;綜合安防系統(tǒng)和PIS乘客咨詢(xún)系統(tǒng)設(shè)備的以太網(wǎng)流量值、誤碼率;UPS不間斷電源設(shè)備的電流、電壓、內(nèi)阻;傳輸系統(tǒng)設(shè)備的光功率、誤塊秒比;機(jī)房溫度、濕度等。檢測(cè)的狀態(tài)數(shù)據(jù)可作為設(shè)備巡檢、檢測(cè)和大中修的重要依據(jù)，并能通過(guò)網(wǎng)管終端聲光告警的方式及時(shí)提醒相關(guān)值班人員。

軌道交通通信設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)可分為三個(gè)主要步驟：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分析及特征提取和狀態(tài)評(píng)估及分類(lèi)。對(duì)于不同的步驟，根據(jù)監(jiān)測(cè)到的不同通信設(shè)備子系統(tǒng)，采用不同的方法。

3.4 狀態(tài)診斷

軌道交通行業(yè)現(xiàn)行的維護(hù)規(guī)程中，只有日常檢修內(nèi)容、檢修周期、檢修工藝卡以及功能測(cè)試數(shù)據(jù)的參考值等，對(duì)設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的內(nèi)容并沒(méi)有涉及，在實(shí)際維修中無(wú)法對(duì)通信設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)診斷。因此，軌道交通通信設(shè)備的狀態(tài)診斷是狀態(tài)檢修的重要工作，只有準(zhǔn)確地評(píng)估了設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)，才能制定正確的維修措施。

狀態(tài)診斷從已知設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)出發(fā)，考慮運(yùn)行狀態(tài)、出廠(chǎng)參數(shù)、機(jī)房環(huán)境、工況記錄、缺陷記錄、維修記錄等相關(guān)因素，判斷設(shè)備可能出現(xiàn)的隱性故障，并進(jìn)行故障趨勢(shì)預(yù)判。同時(shí)維護(hù)人員對(duì)通信設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)影響主要維修指標(biāo)屬性或目標(biāo)的，進(jìn)行分析并選擇出最佳維修方案。診斷中比較常用的主要有模糊預(yù)測(cè)法、回歸分析法、時(shí)間序列法等。

3.5 維修決策

軌道交通通信設(shè)備維修決策就是通過(guò)對(duì)收集的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理分析，最后從多個(gè)可行方案中確定最佳維修方案的一種分析過(guò)程。實(shí)施通信設(shè)備狀態(tài)檢修，除了考慮技術(shù)方面的因素，也要考慮設(shè)備可靠度、可用度和維修成本等方面的因素。當(dāng)通信設(shè)備出現(xiàn)非緊急故障時(shí)，是否需要立即維修，不僅涉及對(duì)通信設(shè)備實(shí)際狀態(tài)的診斷，而且應(yīng)根據(jù)實(shí)際設(shè)備運(yùn)行生命周期和是否可以報(bào)廢等因素，提出維修方案和維修計(jì)劃安排。在監(jiān)測(cè)到設(shè)備處于最小損壞狀態(tài)時(shí)，需進(jìn)行維修分析和決策，通過(guò)對(duì)決策指標(biāo)或決策目標(biāo)的綜合評(píng)估，選擇最優(yōu)維修方案[2]。

4 軌道交通通信設(shè)備狀態(tài)檢修的意義和挑戰(zhàn)

軌道交通通信設(shè)備狀態(tài)檢修可以減少不必要的維修工作，節(jié)約人工和維修費(fèi)用，使維修工作更加科學(xué)化。但是，目前狀態(tài)檢修工作實(shí)施的挑戰(zhàn)也很大。一方面，需要部署完整的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)兩種方式。有線(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)傳感器和有線(xiàn)路由器等設(shè)備連接到主數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)終端。無(wú)線(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是采用具備無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)膫鞲衅髟谠O(shè)備和移動(dòng)監(jiān)測(cè)終端間實(shí)時(shí)傳遞監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，最終將數(shù)據(jù)傳遞至后臺(tái)主數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)終端。另一方面，在處理龐大的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，僅靠維修工程師人工分析和處理，效率偏低，需要融入人工智能分析技術(shù)，進(jìn)行客觀(guān)分析，避免遺漏任何相關(guān)因素，縮短狀態(tài)評(píng)估和故障診斷時(shí)間。

5 結(jié)語(yǔ)

軌道交通通信設(shè)備狀態(tài)檢修是一種先進(jìn)的預(yù)防性維修決策技術(shù)，可以克服固定周期維修造成過(guò)度修或失修的問(wèn)題，為軌道交通運(yùn)維單位帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)狀態(tài)檢修通過(guò)對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，提高了設(shè)備可靠性，縮短了設(shè)備不可用時(shí)間，為軌道交通通信設(shè)備安全運(yùn)行提供了最堅(jiān)實(shí)的支撐。因此，現(xiàn)有維修模式已不能適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展的要求，軌道交通通信設(shè)備狀態(tài)檢修將成為一種必然的趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 高翔.繼電保護(hù)狀態(tài)檢修應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[2] 張保寧.淺談狀態(tài)維修[J].電子世界，2013（9）：72.