王磊
成都地鐵運營有限公司副總經理
楊菁
成都地鐵運營有限公司維保分公司副總工程師
譚蘭蘭
成都地鐵運營有限公司維保分公司信號技術管理
摘要
本文從成都軌道交通維?，F狀出發，介紹了智慧維保探索過程及相關實踐工作。面對高密度行車的大壓力、大線網運營的高要求，不斷優化“一網三中心”智慧維保模式，以智慧維保標準體系為抓手，完善設備狀態智能監測，健全運維分析管理體系，優化應急調度管理。同時，促進維保組織模式及修程修制的優化升級，提升安全管理水平、設備檢修效率以及應急處置效率，全面提升設備維保效能。
關鍵詞：軌道交通；智慧城軌；維保管理
01背景現狀
在“交通強國，城軌擔當”的時代背景下，城市軌道交通現在已作為一個國家綜合國力、城市經濟實力及人民生活水平的重要標志。成都軌道交通歷經12年，從單一線路過渡至井字型，直至目前運營里程達558公里，正式邁入大線網運營時代。在高速發展的信息化時代，隨著大數據、5G、人工智能等信息技術的發展，要求城軌交通在資源優化、功能完善、技術智能、運營質量等方面不斷優化提升。隨著大線網運營及高密度行車的需求，傳統的維保模式已無法滿足，這對城市軌道交通維保工作提出更高要求，《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》中提出：堅持攻堅克難、自主創新，發展標準化、數字化、智能化、高效化，綜合提升軌道交通運營質量，2025年基本形成中國式智慧城軌特色，躋身世界先進智慧城軌國家行列[1]。高質量發展城市軌道交通是改善城市布局、增強城市承載力、優化人民出行條件及促進城市經濟社會發展的重要途徑[2]。
02探索研究
為了提升成都軌道交通運營質量，適應大線網高密運營下現代化維保工作要求，圍繞打造“平安維保、創新維保、智慧維?！钡乃悸罚啥架壍澜煌ㄓ?019年啟動對維保信息化、智能化技術創新的相關探索。根據集團公司《智慧城軌發展綱要及行動計劃》，完成《高密運營下維保數字化轉型專項行動工作方案》編制，構建“一網三中心”智慧維保體系（維保數據傳輸網、在線監測中心、運維分析中心、智能生產調度中心），實現關鍵設備實時覆蓋監測、關鍵設備健康狀態綜合評價、生產調度集約管控，推動生產信息互聯互通、優化生產組織工作體系。以“標準先行”為引領，開展智慧維保在線監測標準研究并制定建設實施標準；以“智能檢測”為保障，深化線網監測及檢測，通過監測檢測精準度、可靠度的有效提升，為各專業深度精簡細修打牢數據支撐；以“管理驅動”為核心，基本完成“一網三中心”體系建設，并已在各專業、多線路展開試點；以“數據驅動”為抓手，初步建立設備健康評價標準，推行部分關鍵設備“狀態修”試點。立足管理增效、基層減負，降低利率設備故障暴露概率與影響，提升了故障應急處置效率；提升智能調度指揮平臺，完善應急制度體系；驅動維保組織模式的深層變革，優化設備的修程修制，最大限度活化維保資源，實現維保組織效能全面提升。
2.1維保數據傳輸網搭建
結合線網維保資源布局，打通維保生產信息跨線、跨專業傳輸通道，完成維保數據傳輸網搭建，實現16個場段至控制中心的網絡互聯互通，以“環+星”結構搭建光纖以太網，打造數據傳送高速路。同步推進線網通信數據通道資源承載業務與安全規劃研究，完成維保輔助網系統安全威脅、脆弱性及風險分析與評估，為后續加強系統網絡安全防護提供依據及有效建議。
圖1維保數據傳輸網
2.2線網監測平臺優化
推進信號、通信、工務等多專業線網監測平臺建設，分層分級建立線路級、線網級監測平臺管理辦法，提升線網統籌管理效能；試點開展智慧維保項目，深化智慧維保功能定位，補強監測短板，提升監測設備覆蓋率及設備可靠度，有效提升智慧維保運維管理效率。
2.2.1 信號專業
信號專業實現不同線路，不同廠家的集約管理，整合各系統監測平臺，完成綜合運維平臺搭建，將多線路信息接入線網綜合運維平臺，實現微機監測、缺口監測、電源監測、蓄電池檢測等功能集成。開展LTE智能管理系統試點運用，實現車地通信關鍵設備狀態、網絡運維指標的在線監控及設備運行態勢的可視化。
圖2綜合運維平臺
2.2.2 通信專業
通信專業推進線網級集中告警系統建設，完成通信各子系統告警信息由線路級至線網級整合，完成線網集中告警平臺建設，具備通信設備告警信息的線網化監測能力，涵蓋傳輸、無線、交換、電源、PIS、CCTV、廣播、時鐘等8個子系統，同時具備車站機房環境、溫濕度及設備告警的遠程巡視能力。
圖3線網集中告警系統
2.2.3 工務專業
工務專業結合電客車軌道巡檢系統、軌道巡檢機器人、橋梁在線監測系統等新型監測設備的上線運用，建立軌道機械化巡檢體系，完善設備缺陷識別率及實時數據傳輸功能。利用機器人視覺測量及AI技術，實現對地鐵軌道常見的28種可視病害的高速采集與自動識別；依據環線、市域快線和有軌電車等特色深入探索工務維保差異化策略，統籌線網大型設備資源，合理優化人工巡道修程，深化工務檢測監測設備運用。
圖4橋梁在線監測系統
2.2.4 接觸網專業
接觸網專業優化智能巡檢系統，通過在綜合檢測車加裝高清相機組，實現剛性及柔性接觸網支持裝置、接觸懸掛、分段絕緣器等關鍵部位正反面高清圖像完整抓拍，實現接觸網懸掛設備缺失、脫落、破損等三大類24項的缺陷智能識別。依照標準提高監測分析質量，采用巡檢系統逐步替代人工梯巡，提升作業效率。
圖5智能巡檢系統
2.2.5 變電專業
變電專業利用PMS與電力監控監測數據平臺，實現變電所運能數據報表生成、數據自動分析及預警、PMS系統巡檢工單自動填報、早間送電前開關柜位置自動檢查等功能。開展變電所遠程巡檢及在線監測功能提升試點、110kV電纜通道增設電子標識及監測功能試點，完善變電設備監測功能，實現變電所24小時全天候的高頻率自主可視化巡檢。
圖6自動抄表系統
2.3運維分析數據應用
依托運維分析中心，建立專職數據分析團隊，制定各專業關鍵設備數據分析智能化的標準體系。開展各專業設備狀態健康評價標準研究，實現關鍵設備在線分析，分層分級進行健康管理，有效解決人工數據處理問題；運用數據分析價值，建立數據分析隱患庫，對數據分析隱患點納入專項跟蹤，實現設備缺陷的有效閉環；建立運維分析專家經驗庫，規范分析標準及處置意見，有效指導現場運維分析工作標準化開展。
2.4智能調度指揮完善
依托信息化建設基礎，優化智能調度電話系統，并與應急看板結合，實現電話自動呼叫、人員定位打卡、應急預案及處置方案推送等智能應急模式；完善智能調度設備建設，依托CCTV系統、單兵系統、智能眼鏡等信息化設備實現音視頻信息的實時傳送，準確掌握現場實際情況，開展遠程施工信息化盯控試點，實現大線網規模下施工作業的有效管控，擺脫盲目調度。開展智能調度應急系統建設，豐富系統功能和應急管理模塊，強化應急搶險隊伍建設，優化人員、應急物資、工器具的智能檢索及調度，全方位掌握應急人員及物資的位置信息，實現應急響應進度的實時掌控及對應急資源的統籌安排，提升應急處置效率[4]。
03實踐成效
經過四年的努力，成都軌道交通隨著智慧運維“一網三中心”體系全面落地實施，智慧運維試點項目、智能工具的研發與應用等基礎體系應用，完成大規模線網運營標準體系下的智慧維保管理探索研究，切實提升智慧維保運維、維保組織效能、高效應急管理，充分發揮“智慧維保促安全”的積極作用，為線網運營事業提供堅實可靠的設備維保支撐。
3.1生產效率有效優化
軌道專業電客車軌道在線巡檢系統完成電子標簽視覺識別輔助定位功能集成，全線數據處理時間約為10小時，完成檢測后即可自動發出檢測報告，減少人工巡檢工作量約80%。變電專業完成無人值守變電所報表系統試點建設應用，實現人工結合巡檢工單自動填報系統平均耗時約2分鐘/所/日，效率提升約75%；同時節省人工收集、填報、流轉環節，運行數據分析平均耗時約20分鐘/所/月，較人工統計效率提升約83.3%。
3.3設備可靠度不斷進步
以信號專業為例，信號專業通過設備有效監測及健康平臺提前預警，設備可靠度同比2020年上升43.7%，運營暴露故障同比2020年故障數量下降11.7%。
3.3應急效率綜合提升
通過深化“指揮型”調度轉型，完善智能調度中心建設，持續優化內控機制、生產標準、應急體系、施工管理，設備故障平均處置用時從81分鐘到2020年的67分鐘，21年包含綜合應急搶險事件的情況下平均統計用時僅54分鐘，應急效率有效降低19%。
3.4樹立標桿典范效應
智慧維保成果在全國性、行業性比賽及技術成果評審中取得了良好成績，獲批國家級專利軟著33項，國家、省市級優秀創新成果9項，行業級創新成果一等獎1項、二等獎6項，軌道交通協會智慧城軌建設重點體系深化研究項目1項，牽頭《城市軌道交通信號維護監測系統技術條件》行業團體標準編制工作，不斷提升行業認可度和影響力。
04后續思路
隨著人工智能、大數據、5G、云計算等數字信息化技術的更新迭代及線網規模的不斷擴大，設備故障數量多、故障原因錯綜復雜、新設備使用要求高等問題更加凸顯，運營維保效率仍未達到要求。后續將圍繞目前維保生產中存在的痛點問題，繼續深化智慧運維建設。在前期已實施工作的基礎上，堅持智慧運維頂層設計，整合在線監測設備、運維分析與調度指揮多方資源，完善“一網三中心”聯動機制，優化“現場-專業人員-生產調度”多級多層監控機制，并以運維分析中心為大數據支撐，實現智慧運維體系全面聯動。依托智能技術，深入研究新型監測技術，完善影響行車關鍵領域監測標準；探索智能裝備運用，完善“檢測+監測+巡檢”體系，立體打造“大型快速+小型精密+實時監測”互補體系。建設以管理決策、維護支持、健康分析、模型規則為核心的運維分析決策系統建設集成設備、故障、生產、應急四大板塊的信息化管理相關功能以及維保大數據存儲的線網智慧維保數字化管理平臺，實現設備態勢綜合評估、故障實時智能診斷、應急調度指揮等功能。加強技術成果運用，完善數字化運維功能，從流程、業務、組織架構等方面在線網層面進一步優化；以“設備全生命周期管理”理念，全面推進修程修制動態優化，開展設備維修模式轉變及運用，實現基于系統設備“狀態修”的主動維修決策管理體系。
05成果展望
超大線網運維背景下，建立與生產業務深度適配的維保運維平臺和組織架構，實現維保數字化轉型，全面提升設備檢修效率、應急處置效率和安全管理水平。
5.1修程修制跨越升級
打破既有設備單一計劃性檢修模式，實施“遠程檢”、“狀態修”、“故障修”與零星“計劃修”等多檢修模式。運維數據支撐設備狀態與性能評價，為修程的修訂、維修改造的啟動評估提供更多參考維度，改變修程修制單一依靠人工經驗、固定年限判定的現狀，破解過度檢修導致人工與物資成本上升的難題。
5.2維保效能顯著提升
依靠多種檢修模式對檢修項目的優化、周期拉長，預計可節省10%-30%檢修工時；通過故障定位能力、遠程復位功能補強，故障平均處置時間預計可縮短25分鐘以上；通過智慧生產系統建設，工單平均閉環審批效率預計可提升三倍，施工異常時間預計可降低50%。
5.3員工技能短板有效化解
通過專家經驗庫、故障案例庫、設備健康評價、施工過程管控等措施，降低設備維護、故障處置對人員技能的依賴程度。在加速成網、維保人員劇增的形勢下，始終將整體維保能力保持在較高水平，進一步保障運營安全。
06總結
綜上所述，成都軌道交通圍繞《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》總體及建設目標，結合信息化頂層規劃，以問題為導向，開展智慧維保新技術探索應用，采用先進的技術解決運維中的痛點和難點，提高運維的效率，減輕運維的壓力，實現運維處理實時化、自動化、智能化。這些實踐運用加強了整體運維效率，為軌道交通平穩運行帶來了可靠的保障，為運維生產管理數字化發展注入新思路、新動力。
