城市軌道交通通信智能維修系統(tǒng)應(yīng)用研究

曹進(jìn)

摘??要：主要針對軌道交通通信系統(tǒng)的智能運(yùn)維進(jìn)行深入探討，結(jié)合當(dāng)前城市軌道交通的發(fā)展趨勢和實(shí)際運(yùn)維現(xiàn)狀，分析了智能運(yùn)維的必要性和可行性。隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的運(yùn)維方法已無法滿足現(xiàn)代軌道交通的高效、安全運(yùn)營需求。通過引入先進(jìn)的技術(shù)和管理手段，提高軌道交通通信系統(tǒng)的運(yùn)維水平，降低運(yùn)營成本，并為城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

關(guān)鍵詞：軌道交通???通信系統(tǒng)???智能維修???故障預(yù)測

中圖分類號：U279.3

Research?on?the?Application?of?the?Intelligent?Maintenance?System?for?Urban?Rail?Transit?Communication

CAO?Jin

China?Railway?Siyuan?Survey?and?Design?Group?Co.，?Ltd.，?Wuhan，?Hubei?Province，?434000?China

Abstract：?This?article?maily?deeply?discusses?the?intelligent?operation?and?maintenance?of?the?rail?transit?communication?system，?and?analyzes?the?necessity?and?feasibility?of?intelligent?operation?and?maintenance?in?combination?with?the?development?trend?and?actual?operation?and?maintenance?status?of?current?urban?rail?transit.?With?the?advancement?of?technology，?traditional?operation?and?maintenance?methods?can?no?longer?meet?the?requirements?of?the?efficient?and?safe?operation?of?modern?rail?transit.?By?introducing?advanced?technology?and?management?methods，?the?operation?and?maintenance?level?of?the?rail?transit?communication?system?can?be?improved，?operation?costs?can?be?reduced，?and?strong?support?can?be?provided?for?the?sustainable?development?of?urban?rail?transit.

Key?Words：?Rail?transit;?Communication?system;?Intelligent?maintenance;?Fault?prediction

軌道交通通信系統(tǒng)是軌道交通的重要組成部分，承擔(dān)著列車控制、運(yùn)營調(diào)度、乘客服務(wù)、安全保障等多種任務(wù)，是軌道交通的神經(jīng)系統(tǒng)和信息中樞。傳統(tǒng)的通信運(yùn)維模式依賴于人工巡檢、定期維護(hù)和被動接報，存在效率低、成本高、風(fēng)險大等缺點(diǎn)，難以滿足軌道交通的高效運(yùn)營和高品質(zhì)服務(wù)的要求。因此，有必要探索一種新的通信運(yùn)維模式，利用智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測、故障診斷、預(yù)警預(yù)測、維修調(diào)度和效果評估等功能，提高通信系統(tǒng)的安全性、可用性和可靠性，降低運(yùn)維成本和風(fēng)險，為軌道交通的智能化和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

1 通信集中告警系統(tǒng)現(xiàn)狀

通信運(yùn)維系統(tǒng)的核心功能之一是通信集中告警系統(tǒng)，它是利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)本身的數(shù)據(jù)處理能力，通過約定的協(xié)議及時采集全網(wǎng)通信設(shè)備的故障告警信息，并將傳輸、公務(wù)電話、專用電話等各子系統(tǒng)的有關(guān)故障告警信息集中在集中告警系統(tǒng)終端上匯總顯示，實(shí)現(xiàn)對不同等級故障的分級顯示，并具有聲光告警提醒、告警記錄統(tǒng)計查詢、打印等功能[1]。

2 通信集中告警系統(tǒng)問題分析

盡管通信集中告警系統(tǒng)在通信運(yùn)維系統(tǒng)中起著重要的作用，但是在實(shí)際應(yīng)用中，仍然存在一些問題和不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）通信集中告警系統(tǒng)的覆蓋范圍不夠廣泛，不能涵蓋所有的通信設(shè)備和子系統(tǒng)，導(dǎo)致一些故障不能及時發(fā)現(xiàn)和處理，影響通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）通信集中告警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和傳輸效率不夠高，不能實(shí)時反映通信設(shè)備的最新狀態(tài)和告警信息，導(dǎo)致一些故障不能及時響應(yīng)和解決，影響通信網(wǎng)絡(luò)的性能和質(zhì)量。

（3）通信集中告警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和分析能力不夠強(qiáng)，不能對告警信息進(jìn)行有效的過濾、歸類、關(guān)聯(lián)、定位和診斷，導(dǎo)致一些故障不能準(zhǔn)確識別和定位，影響通信網(wǎng)絡(luò)的故障排除和恢復(fù)。

（4）通信集中告警系統(tǒng)的人機(jī)交互界面不夠友好，不能提供直觀、清晰、便捷的告警展示和操作方式，導(dǎo)致一些故障不能快速理解和處理，影響通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維效率和效果。

（5）通信集中告警系統(tǒng)的集成和擴(kuò)展能力不夠強(qiáng)，不能與其他通信運(yùn)維系統(tǒng)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)交換和協(xié)同工作，導(dǎo)致一些故障不能得到全面的分析和解決，影響通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維水平和服務(wù)能力[2]。

3 通信智能維修系統(tǒng)

智能維修系統(tǒng)采集、匯總、分析、顯示、存儲并打印專用通信各子系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，能進(jìn)行故障定位，能進(jìn)行故障處理指導(dǎo)。利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)本身的高速數(shù)據(jù)處理能力，對專用通信各子系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)測預(yù)警以及告警管理，將專用通信各子系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和告警信息集中反映到告警設(shè)備和移動終端設(shè)備上，通過網(wǎng)絡(luò)平臺使有訪問權(quán)的維護(hù)人員可以近、遠(yuǎn)程登錄，以便維護(hù)人員快速準(zhǔn)確掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及處理各系統(tǒng)設(shè)備故障[3]。

通信智能維修設(shè)備對專用通信各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行24小時不間斷信息采集，當(dāng)專用通信各系統(tǒng)的維護(hù)管理終端向智能維修系統(tǒng)發(fā)送故障告警信息時，智能維修設(shè)備在終端屏幕上顯示告警信息，并利用系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置的聲光告警器發(fā)出聲、光告警信息[4]。

智能維修系統(tǒng)管理的信息來自于傳輸系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、公務(wù)電話系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、PIS系統(tǒng)在網(wǎng)管室的網(wǎng)管終端。智能維修系統(tǒng)接收到這些子系統(tǒng)的狀態(tài)信息后，可向軌道交通相關(guān)運(yùn)維系統(tǒng)推送。智能維修系統(tǒng)可提供北向接口，向軌道交通運(yùn)營部門相關(guān)運(yùn)維系統(tǒng)發(fā)送其需要的性能和故障報警信息。

4 通信智能維修系統(tǒng)構(gòu)成

如圖1所示，通信智能維修系統(tǒng)包括設(shè)置在控制中心的分析服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、磁盤存儲、交換機(jī)、防火墻以及智能維修客戶端設(shè)備，在控制中心與通信各子系統(tǒng)的網(wǎng)管服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)終端互聯(lián)，配套處理巡檢、日常任務(wù)處理、查詢等功能的終端設(shè)備和相關(guān)軟件，無線網(wǎng)絡(luò)接入可使用軌道交通自建WLAN網(wǎng)絡(luò)或者使用運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)。分析服務(wù)器是系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)接收、分析和處理來自各通信子系統(tǒng)的狀態(tài)信息和告警數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫用于存儲和管理各種運(yùn)維數(shù)據(jù)和歷史記錄，為后續(xù)的故障分析和性能評估提供數(shù)據(jù)支持。磁盤存儲則用于備份和存檔重要數(shù)據(jù)和文件，確保數(shù)據(jù)的安全性和可恢復(fù)性。交換機(jī)和防火墻則保障了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性，防止外部攻擊和非法訪問。

在車站機(jī)房中，可根據(jù)需求配置智能電源分配單元（Power?Distribution?Unit，PDU）設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對電源端口的電流、電壓和功率的實(shí)時采集，可以自動計算出每個端口的功率因數(shù)供用戶分析和收集。同時智能PDU需要支持靈活的告警機(jī)制，比如通過各端口電流設(shè)定閾值，超過閾值時可發(fā)出告警信號并自動斷開端口電源。通過智能PDU能夠全面監(jiān)控機(jī)房的電源狀態(tài)，確保電源供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。此外，機(jī)房配置溫濕度采集單元用于實(shí)時監(jiān)測機(jī)房內(nèi)的環(huán)境溫度和濕度，及時了解和調(diào)節(jié)機(jī)房的環(huán)境條件，防止因溫濕度異常導(dǎo)致的設(shè)備故障。在通信工班或值班室設(shè)置告警終端和聲光報警器，一旦機(jī)房的電源狀態(tài)、環(huán)境條件或系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)出現(xiàn)異常，智能PDU和溫濕度采集單元會立即將告警信息發(fā)送給告警終端。告警終端會以聲光報警的形式，及時通知值班人員進(jìn)行處理，確保工作人員第一時間發(fā)現(xiàn)并處理機(jī)房的異常情況，保障通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

5 通信智能維修系統(tǒng)應(yīng)用展望

5.1??結(jié)合人工智能的智能診斷和預(yù)測修

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，智能診斷和預(yù)測修已經(jīng)成為城市軌道交通通信智能維修系統(tǒng)的重要組成部分。通過對通信設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，結(jié)合人工智能算法，系統(tǒng)可以自動識別和預(yù)測設(shè)備的故障類型、故障原因和故障趨勢。這不僅可以提高維修效率，減少維修成本，還可以避免因故障而造成的運(yùn)營中斷和安全事故。智能診斷和預(yù)測修系統(tǒng)可以利用深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法，對通信設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，建立設(shè)備故障預(yù)測模型。通過對模型的不斷優(yōu)化和更新，可以提高預(yù)測的準(zhǔn)確性和實(shí)時性。同時，系統(tǒng)還可以根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，自動調(diào)整維修策略，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維修和預(yù)測性維修的有機(jī)結(jié)合[5]。

5.2??與施工管理系統(tǒng)、物料管理系統(tǒng)等的協(xié)同

城市軌道交通通信智能維修系統(tǒng)需要與施工管理系統(tǒng)、物料管理系統(tǒng)等其他相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同工作，以實(shí)現(xiàn)更高效、更便捷的維修管理。通過與這些系統(tǒng)的聯(lián)動，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障信息的實(shí)時傳遞、維修資源的共享、維修任務(wù)的分配等功能，從而提高維修效率和質(zhì)量。例如：智能維修系統(tǒng)可以與施工管理系統(tǒng)進(jìn)行對接，獲取施工計劃和進(jìn)度信息，提前預(yù)測可能影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的通信設(shè)備，并制定相應(yīng)的維修策略。同時，通過與物料管理系統(tǒng)的聯(lián)動，可以實(shí)現(xiàn)維修所需備件的自動采購、庫存管理和配送等功能，確保維修活動的及時性和有效性。

5.3??與相關(guān)廠商共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型

為了實(shí)現(xiàn)更高效的維修管理，城市軌道交通通信智能維修系統(tǒng)可與相關(guān)廠家進(jìn)行產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型的共享。通過與設(shè)備廠商的合作，可以獲取設(shè)備的技術(shù)文檔、維修手冊、故障案例等數(shù)據(jù)，共同建立更完善、更準(zhǔn)確的設(shè)備故障預(yù)測和維修策略模型。通過對共享數(shù)據(jù)的分析和利用，可以提高對設(shè)備故障的認(rèn)識和理解，優(yōu)化維修策略和方案[6]。

6 結(jié)語

軌道交通通信智能維修系統(tǒng)的應(yīng)用是城市軌道交通通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修的重要保障，該系統(tǒng)的應(yīng)用可以降低維修保障費(fèi)用、優(yōu)化維修保障效率以及增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。智能維修系統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面。（1）通過智能化的管理和預(yù)測，智能維修系統(tǒng)能夠顯著減少備品備件的需求、降低維護(hù)設(shè)備的數(shù)量以及減少維修人員的投入，從而大幅度降低通信設(shè)備的維修保障費(fèi)用。（2）通過其精準(zhǔn)的預(yù)測和診斷能力，能夠減少不必要的過度維修，特別是在計劃外的維修次數(shù)，縮短通信設(shè)備在其生命周期內(nèi)的維修時間。（3）實(shí)時監(jiān)測和智能故障診斷功能的結(jié)合，可以實(shí)時掌握通信設(shè)備的健康狀況，并在出現(xiàn)故障前進(jìn)行預(yù)警和處理，為軌道交通的安全運(yùn)營提供了有力的技術(shù)支撐。

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