淺談智能化城軌供電運(yùn)維平臺(tái)應(yīng)用層的功能要求

鮑飛達(dá)，王 穎

(紹興市軌道交通集團(tuán)有限公司，浙江 紹興 312000)

近年來(lái)，伴隨著各個(gè)城市的城市化建設(shè)，軌道交通因其能有效緩解公共交通壓力，提高城市公交服務(wù)水平，軌道交通與各城市間得到了大力的發(fā)展，城軌供電系統(tǒng)因直接影響行車安全，相對(duì)于傳統(tǒng)的維修模式，有必要對(duì)其運(yùn)維模式進(jìn)行相應(yīng)的改善提高。與此同時(shí)，隨著大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等高新數(shù)據(jù)處理技術(shù)的出現(xiàn)，搭載智能運(yùn)維的城市軌道交通供電系統(tǒng)顯然已成為城軌供電系統(tǒng)的一大發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)，運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用層，作為直接與運(yùn)維人員接觸的一層架構(gòu)，在設(shè)計(jì)上應(yīng)該切實(shí)以方便工作角度出發(fā)，提出相應(yīng)的功能思考。

1 供電系統(tǒng)智能運(yùn)維系統(tǒng)總體架構(gòu)

供電系統(tǒng)智能運(yùn)維大多采用三層架構(gòu)，感知層、數(shù)據(jù)傳輸層以及應(yīng)用層。感知層主要的工作既是完成對(duì)供電設(shè)備設(shè)施本體以及周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)采集任務(wù)。感知層在SCADA的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用智能運(yùn)維設(shè)備，如熱成像儀、溫濕度傳感器、高清全角攝像機(jī)、氣味傳感器等設(shè)備，以此來(lái)完成電氣設(shè)備工作、狀態(tài)數(shù)據(jù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸層中，通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等智能基數(shù)進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)預(yù)處理，繼而再傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的應(yīng)用層；同時(shí)也要接收并完成從應(yīng)用層下達(dá)的遠(yuǎn)程控制指令，以此實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程智能監(jiān)控。

供電系統(tǒng)由于有電力監(jiān)控系統(tǒng)SACADA的存在，本身對(duì)供電系統(tǒng)設(shè)備具有部分控制檢測(cè)能力，其功能與智能運(yùn)維巡檢設(shè)備功能有部分重復(fù)，可以用于數(shù)據(jù)比對(duì)。目前，市面上存在的供電智能運(yùn)維設(shè)備主要有：一體化輪式巡檢機(jī)器人、室內(nèi)掛軌式機(jī)器人、微型紅外熱成像在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

此外，上層需設(shè)置智能運(yùn)維平臺(tái)管理系統(tǒng)，即應(yīng)用層。來(lái)統(tǒng)籌管理各智能運(yùn)維設(shè)備，處理分析實(shí)時(shí)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備狀態(tài)，生成報(bào)表并提供建議，支持進(jìn)行遠(yuǎn)程控制設(shè)備巡視。應(yīng)用層在搭載應(yīng)用服務(wù)器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等組成的同時(shí)，應(yīng)該采用特定的數(shù)據(jù)傳輸支撐平臺(tái)，這種數(shù)據(jù)傳輸支撐平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)其實(shí)就是物聯(lián)網(wǎng)的中間件技術(shù)，數(shù)據(jù)在這個(gè)支撐平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)由各類傳感器等感知層設(shè)備采集，然后與應(yīng)用操作系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸、過(guò)濾以及格式轉(zhuǎn)換的一種，此獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，能夠屏蔽底層數(shù)據(jù)系統(tǒng)的差異性，減少程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

2 應(yīng)用層運(yùn)維功能思考

對(duì)于運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，城市軌道交通供電系統(tǒng)的智能化運(yùn)維平臺(tái)在應(yīng)用操作層的功能設(shè)計(jì)上，應(yīng)設(shè)置相應(yīng)有助于運(yùn)營(yíng)的日常生產(chǎn)工作的功能。對(duì)于往常需要運(yùn)營(yíng)人員人工寫入及分析的數(shù)據(jù)，應(yīng)用層能替代完成數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及提供圖形化顯示圖表。后臺(tái)處理系統(tǒng)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息對(duì)比分析結(jié)果，為運(yùn)營(yíng)人員做出超限報(bào)警、遠(yuǎn)程指令控制下達(dá)等操作，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)城軌供電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)、實(shí)時(shí)參數(shù)的實(shí)時(shí)性監(jiān)測(cè)以及遠(yuǎn)端控制。應(yīng)用層功能性應(yīng)具備以下功能。

2.1 人機(jī)交互簡(jiǎn)潔

應(yīng)將運(yùn)維平臺(tái)的系統(tǒng)界面盡可能設(shè)計(jì)成美觀簡(jiǎn)潔的效果，同時(shí)出于調(diào)度操作人員的考慮，應(yīng)將每項(xiàng)功能的操作實(shí)現(xiàn)步驟，設(shè)計(jì)的盡可能地簡(jiǎn)便。具備友好的人機(jī)交互界面，搭配平臺(tái)匹配的處理器及算法，杜絕出現(xiàn)界面崩潰的情況。查看設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的界面時(shí)，其畫面中應(yīng)要能自動(dòng)更新數(shù)據(jù)的變化，顯示電流、電壓、功率、溫濕度等過(guò)程變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及供電設(shè)備設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)更改，圖標(biāo)顯示圖形數(shù)據(jù)隨過(guò)程狀態(tài)的變化而變化，圖表切換功能，時(shí)間段數(shù)據(jù)柱狀圖、趨勢(shì)圖可隨時(shí)翻看查閱。

2.2 報(bào)警、事件全過(guò)程記錄

供電智能化平臺(tái)應(yīng)搭載報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)提供報(bào)警信息顯示功能，報(bào)警級(jí)別分類顯示，同時(shí)系統(tǒng)提供歷史事件查詢功能。后臺(tái)數(shù)據(jù)處理時(shí)，如果發(fā)生了任何異常的數(shù)據(jù)，或者設(shè)備的異常狀態(tài)，立馬會(huì)發(fā)送報(bào)警信息給運(yùn)營(yíng)人員，同時(shí)可以做到報(bào)警分類，不同影響程度的報(bào)警信息匹配不同程度的報(bào)警信息顯示，例如：輕度異常信息對(duì)應(yīng)閃爍提醒，嚴(yán)重異常信息采用彈窗或聲光報(bào)警等。且均需要通過(guò)人員完成一個(gè)手動(dòng)消除告警信息，才會(huì)停止告警。以此來(lái)幫助運(yùn)營(yíng)人員及時(shí)有效地對(duì)異常信息進(jìn)行處理。同時(shí)要具備事件記錄功能，運(yùn)營(yíng)人員可以通過(guò)時(shí)間、設(shè)備等條件對(duì)告警信息進(jìn)行檢索查詢。

2.3 智能數(shù)據(jù)比對(duì)分析

系統(tǒng)能完成對(duì)從感知層設(shè)備設(shè)施獲取而來(lái)的數(shù)據(jù)以及從SCADA系統(tǒng)、能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中接入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的長(zhǎng)周期存儲(chǔ)，能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)分析處理，以此來(lái)對(duì)供電系統(tǒng)的設(shè)備設(shè)施進(jìn)行一個(gè)全方面的分析處理，一方面通過(guò)歷史數(shù)據(jù)的采集對(duì)比分析，另一方面結(jié)合全生命周期管理，通過(guò)設(shè)備使用年限及設(shè)備狀態(tài)，有能力對(duì)監(jiān)測(cè)到的設(shè)備實(shí)現(xiàn)進(jìn)行一個(gè)預(yù)報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)。

2.4 生產(chǎn)報(bào)表自動(dòng)管理

系統(tǒng)提供自動(dòng)生成供電設(shè)備設(shè)施缺陷報(bào)表、巡檢任務(wù)報(bào)表等功能，并提供歷史曲線展示功能，所有報(bào)表具有查詢等功能，報(bào)表可按照設(shè)備名稱、巡檢時(shí)間、巡檢任務(wù)、設(shè)備類型、設(shè)備名稱等過(guò)濾條件查詢巡檢數(shù)據(jù)。

2.5 設(shè)備設(shè)施全生命周期管理

提供完整的全生命周期管理系統(tǒng)，建立設(shè)備設(shè)施臺(tái)賬，臺(tái)賬記錄供電設(shè)備設(shè)施、備品備件、作業(yè)工器具、安全工具等設(shè)備完整信息，將這些信息完整導(dǎo)入保存在系統(tǒng)中，這些信息包括設(shè)備的基本信息主要為設(shè)備的編號(hào)、功能概況、廠家信息、生產(chǎn)安裝信息、操作流程、性能指標(biāo)等；進(jìn)而形成完整的設(shè)備靜態(tài)履歷。建立以設(shè)備設(shè)施臺(tái)賬(包括固定資產(chǎn)、最小可維修備件、工器具)為基礎(chǔ)，并以SCADA系統(tǒng)、地鐵供電智能運(yùn)維管理系統(tǒng)的各類供電設(shè)施設(shè)備全數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)為核心(包括實(shí)時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、維護(hù)和維修的設(shè)備數(shù)據(jù)、資產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和生產(chǎn)服務(wù)對(duì)象的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù))，以此來(lái)建立以供電專業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)處理為目的的，以單體設(shè)備、設(shè)備部位、設(shè)備履歷為主要數(shù)據(jù)管理對(duì)象，形成動(dòng)態(tài)的設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)管理體系，實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施全壽命周期跟蹤管理。

2.6 智能輔助分析

對(duì)于設(shè)備的應(yīng)急處置，平臺(tái)在提供標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)急處置流程的同時(shí)，通過(guò)搭載專家系統(tǒng)，以及后臺(tái)的數(shù)據(jù)挖掘、BIM建模、大數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)等手段，于設(shè)備設(shè)施應(yīng)急處置的過(guò)程中，提供一個(gè)科學(xué)合理有效率的應(yīng)急處置流程。

2.7 標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)

對(duì)于日常的生產(chǎn)管理工作，提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)指導(dǎo)，同時(shí)根據(jù)各地地鐵自身的組織架構(gòu)組建情況，每年度、季度的生產(chǎn)目標(biāo)等，提供一個(gè)協(xié)助于工作安排組織的功能，協(xié)助完成生產(chǎn)計(jì)劃管理、生產(chǎn)進(jìn)度管理、文檔管理等工作。同時(shí)載入供電專業(yè)的專業(yè)維修文本、應(yīng)急預(yù)案等指導(dǎo)性文件，方便工作流程、應(yīng)急處置的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施。

3 結(jié)束語(yǔ)

搭載智能化運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的城市軌道交通供電系統(tǒng)，在應(yīng)用層功能完備的情況下，對(duì)運(yùn)維人員的日常作業(yè)中運(yùn)維效率、運(yùn)維水平都能做到了一定的提升，且在專家系統(tǒng)以及標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)的加持下，應(yīng)急處置也變得更加科學(xué)準(zhǔn)確。由此可見，智能化城軌供電運(yùn)維平臺(tái)的布置能有效提高供電專業(yè)的運(yùn)維水平。