城市軌道交通智能運維建設(shè)監(jiān)測內(nèi)容分析

鄧波 徐建軍 高建 朱健偉

摘要：基于城軌交通各專業(yè)運維特點，分析并提出由智能監(jiān)測設(shè)備設(shè)施硬體系加維護(hù)保障管理模式軟體系組成的城軌交通智能運維系統(tǒng)架構(gòu)，進(jìn)而對智能運維系統(tǒng)功能進(jìn)行提煉，同時歸納得出在城軌智能運維系統(tǒng)下車輛、供電、機(jī)電、工務(wù)、通信信號專業(yè)的重點監(jiān)測、檢測內(nèi)容，以期為后續(xù)城軌交通智能運維系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：城軌交通;智能運維;系統(tǒng)架構(gòu);功能特點;監(jiān)測檢測

中圖分類號：U296.32??????????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

2019年國務(wù)院印發(fā)的《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》[1]中明確提出要大力發(fā)展智慧交通，推動新興信息技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，推進(jìn)數(shù)據(jù)資源賦能交通發(fā)展，加速交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)、運輸服務(wù)網(wǎng)、能源網(wǎng)與信息網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展，構(gòu)建泛在先進(jìn)的交通信息基礎(chǔ)設(shè)施。我國城市軌道交通大規(guī)模建設(shè)已有十幾年時間，其工作重點正在由“建設(shè)為主”向“建管并重”轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)的以人為主的運維模式與不斷增長的運維體量不匹配問題日益突出，因此，城市軌道交通正逐步應(yīng)用各行各業(yè)的新興技術(shù)以探索智能運維，提高設(shè)備智能化感知水平，降低人工運維強(qiáng)度，減少人為干擾因素，提高運維質(zhì)量，降低運維成本。2020年中國城市軌道交通協(xié)會發(fā)布的《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》[2]將智能運維安全列為智慧城軌發(fā)展八大體系之一。

城市軌道交通智能運維的建設(shè)要以實現(xiàn)運維手段、運維模式和管理手段的數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型為目標(biāo)。在運維手段方面，要從人工+傳統(tǒng)裝備模式向智能化監(jiān)測、檢測和檢修裝備轉(zhuǎn)型;在運維模式方面，要從多平臺+管道交互模式向一平臺多應(yīng)用+管理體系模式轉(zhuǎn)型;在管理手段方面，要從故障修+計劃修模式向故障修+計劃修+狀態(tài)修模式轉(zhuǎn)變，并最終實現(xiàn)狀態(tài)修。而現(xiàn)階段城市軌道交通智能運維的建設(shè)重點應(yīng)放在運維手段的數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型上，先進(jìn)的智能化運維信息采集、監(jiān)測、檢測手段是智能運維總體目標(biāo)建設(shè)和實現(xiàn)的物理基礎(chǔ)。在此之前，要在深入分析其特點的基礎(chǔ)上進(jìn)行智能運維體系的設(shè)計和搭建。

1智能運維專業(yè)特點

城市軌道交通智能運維是一個涉及多專業(yè)的綜合性應(yīng)用系統(tǒng)，而各專業(yè)由于其建設(shè)內(nèi)容、特點不同，可根據(jù)線網(wǎng)級和線路級分別進(jìn)行建設(shè)。車輛、供電、工務(wù)、電梯、通信等專業(yè)，由于這些專業(yè)設(shè)施設(shè)備各線路間的差異較小，數(shù)據(jù)模型具有通用性，所以這些專業(yè)的智能運維直接可以進(jìn)行線網(wǎng)級建設(shè)，一次建成，各線可根據(jù)建設(shè)進(jìn)度分期接入。信號、站臺門、票務(wù)、風(fēng)水電等專業(yè)，由于這些專業(yè)的設(shè)施設(shè)備各線間存在較大差異，這些系統(tǒng)建議進(jìn)行線路級智能運維系統(tǒng)即可，最后在線網(wǎng)級智能運維系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計分析和可視化呈現(xiàn)即可。

2體系架構(gòu)

智能運維系統(tǒng)可以設(shè)計為硬體系加軟體系兩部分組成的架構(gòu)。硬體系是針對智能運維的技術(shù)支撐手段，包括維保業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、各專業(yè)智能運維系統(tǒng)和專業(yè)設(shè)施設(shè)備智能監(jiān)測、檢測體系。軟體系是基于智能運維的維護(hù)保障管理模式，由運維組織架構(gòu)和運維規(guī)則（維修策略、修程修制）等組成，其整體架構(gòu)體系如圖1所示。

智能運維系統(tǒng)涉及車輛、供電、通信、信號、工務(wù)及車站機(jī)電等多專業(yè)，是在各專業(yè)智能運維平臺系統(tǒng)基礎(chǔ)上，有效整合各專業(yè)運維數(shù)據(jù)，達(dá)到統(tǒng)一規(guī)劃、數(shù)據(jù)共享的目的[3]，其邏輯架構(gòu)如圖2所示，分為智能監(jiān)測層、數(shù)據(jù)分析層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。智能監(jiān)測對象主要是各系統(tǒng)及專業(yè)設(shè)備;數(shù)據(jù)分析層是通過構(gòu)建維保數(shù)據(jù)平臺，將各系統(tǒng)運維體系的運維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、設(shè)備檢測數(shù)據(jù)、維修業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、跨專業(yè)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)信息，利用各種數(shù)據(jù)分析手段實現(xiàn)面向海量數(shù)據(jù)的分析和挖掘;業(yè)務(wù)應(yīng)用層即利用各種數(shù)據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)行多專業(yè)綜合分析展示，針對運營各業(yè)務(wù)類別進(jìn)行應(yīng)用。

對于軟體系的建設(shè)，需結(jié)合各城軌公司自身的運維組織架構(gòu)和企業(yè)文化特點，在詳細(xì)分析、研究各公司自身訴求后，細(xì)化建設(shè)的具體目標(biāo)。對于硬體系中基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)處理平臺目前多采用城軌云和大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)方案建設(shè)，也得到了大部分軌交企業(yè)的一致認(rèn)可，許多文獻(xiàn)對其相關(guān)技術(shù)方案已有諸多介紹，這里不再贅述。

3系統(tǒng)功能

城軌智能運維系統(tǒng)的建設(shè)，主要是能將設(shè)備的狀態(tài)、報警、健康等不同狀態(tài)實時呈現(xiàn)于運維管理機(jī)構(gòu)，并能通過大數(shù)據(jù)智能分析診斷、預(yù)測和輔助決策，應(yīng)用于人員維護(hù)生產(chǎn)狀態(tài)、設(shè)備全生命周期履歷、應(yīng)急指揮、運營監(jiān)控等不同業(yè)務(wù)功能[4]。智能運維系統(tǒng)功能歸納見表1所列。

4智能運維監(jiān)測檢測內(nèi)容

4.1車輛智能監(jiān)測

車輛智能監(jiān)測由車載綜合監(jiān)測子系統(tǒng)[5]、軌旁綜合檢測子系統(tǒng)和智能巡檢機(jī)器人子系統(tǒng)三部分組成。車載綜合監(jiān)測子系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容見表2所列，軌旁綜合檢測子系統(tǒng)和智能巡檢機(jī)器人子系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容見表3所列。

4.2供電智能監(jiān)測

供電智能監(jiān)測包含變電所巡檢、故障錄波、蓄電池在線監(jiān)測、所內(nèi)環(huán)境監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、接觸網(wǎng)智能巡檢、可視化接地以及所內(nèi)綜合自動化采集等，所內(nèi)自動化采集內(nèi)容見表4所列，其余監(jiān)測內(nèi)容見表5所列。

4.3通信信號智能監(jiān)測

信號智能監(jiān)測內(nèi)容見表6所列，通信智能監(jiān)測內(nèi)容見表7所列。

4.4工務(wù)智能監(jiān)測

工務(wù)智能監(jiān)測主要指軌道、線路和隧道三部分智能監(jiān)測，其監(jiān)測內(nèi)容見表8所列。

4.5車站機(jī)電智能監(jiān)測

車站機(jī)電專業(yè)智能監(jiān)測內(nèi)容見表9所列。

5結(jié)束語

本論述結(jié)合行業(yè)背景、運維技術(shù)發(fā)展趨勢及城軌運維專業(yè)技術(shù)特點，提出基于硬體系加軟體系的城軌智能運維系統(tǒng)架構(gòu)體系，提出運維系統(tǒng)基本功能要求。根據(jù)現(xiàn)階段城市軌道交通智能運維的技術(shù)發(fā)展、技術(shù)成熟度和項目建設(shè)情況，對當(dāng)前城軌智能運維物理基礎(chǔ)建設(shè)的重點內(nèi)容進(jìn)行歸納、總結(jié)、統(tǒng)一。希望通過本論述對具體城市軌道項目建設(shè)實施有一定的借鑒意義，同時也為城軌智能運維系統(tǒng)化研究、發(fā)展提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]中共中央國務(wù)院.中共中央國務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》[EB/OL]（. 2019-09-19）[2021-12-20].http：//www.gov.cn/zhengce/2019-9/19/content_5431432.htm.

[2]中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要[J].城市軌道交通，2020（4）：8-23.

[3]廖云.基于大數(shù)據(jù)平臺的城市軌道交通多專業(yè)智能運維系統(tǒng)構(gòu)建探討[J].控制與信息技術(shù)，2021（5）：1-5.

[4]李杰，徐啟祿.基于云平臺的城市軌道交通智能運維系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2021，24（8）：213-217.

[5]李洋，王文斌. 關(guān)于構(gòu)建城市軌道交通關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施智能在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的探討[C]//智慧城市與軌道交通2019，2019：26-31.

[6]許明. 基于手推車載式線路全斷面檢測系統(tǒng)研究[D]. 北京：北京交通大學(xué)，2018.8FFE0822-1633-45AD-A29B-D42F973F03ED