王磊

成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司副總經(jīng)理

楊菁

成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司維保分公司副總工程師

譚蘭蘭

成都地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司維保分公司信號(hào)技術(shù)管理

摘要

本文從成都軌道交通維保現(xiàn)狀出發(fā)，介紹了智慧維保探索過(guò)程及相關(guān)實(shí)踐工作。面對(duì)高密度行車(chē)的大壓力、大線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的高要求，不斷優(yōu)化“一網(wǎng)三中心”智慧維保模式，以智慧維保標(biāo)準(zhǔn)體系為抓手，完善設(shè)備狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)，健全運(yùn)維分析管理體系，優(yōu)化應(yīng)急調(diào)度管理。同時(shí)，促進(jìn)維保組織模式及修程修制的優(yōu)化升級(jí)，提升安全管理水平、設(shè)備檢修效率以及應(yīng)急處置效率，全面提升設(shè)備維保效能。

關(guān)鍵詞：軌道交通；智慧城軌；維保管理

01背景現(xiàn)狀

在“交通強(qiáng)國(guó)，城軌擔(dān)當(dāng)”的時(shí)代背景下，城市軌道交通現(xiàn)在已作為一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力、城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力及人民生活水平的重要標(biāo)志。成都軌道交通歷經(jīng)12年，從單一線路過(guò)渡至井字型，直至目前運(yùn)營(yíng)里程達(dá)558公里，正式邁入大線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)時(shí)代。在高速發(fā)展的信息化時(shí)代，隨著大數(shù)據(jù)、5G、人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展，要求城軌交通在資源優(yōu)化、功能完善、技術(shù)智能、運(yùn)營(yíng)質(zhì)量等方面不斷優(yōu)化提升。隨著大線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)及高密度行車(chē)的需求，傳統(tǒng)的維保模式已無(wú)法滿足，這對(duì)城市軌道交通維保工作提出更高要求，《中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》中提出：堅(jiān)持攻堅(jiān)克難、自主創(chuàng)新，發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、智能化、高效化，綜合提升軌道交通運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，2025年基本形成中國(guó)式智慧城軌特色，躋身世界先進(jìn)智慧城軌國(guó)家行列[1]。高質(zhì)量發(fā)展城市軌道交通是改善城市布局、增強(qiáng)城市承載力、優(yōu)化人民出行條件及促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要途徑[2]。

02探索研究

為了提升成都軌道交通運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，適應(yīng)大線網(wǎng)高密運(yùn)營(yíng)下現(xiàn)代化維保工作要求，圍繞打造“平安維保、創(chuàng)新維保、智慧維保”的思路，成都軌道交通于2019年啟動(dòng)對(duì)維保信息化、智能化技術(shù)創(chuàng)新的相關(guān)探索。根據(jù)集團(tuán)公司《智慧城軌發(fā)展綱要及行動(dòng)計(jì)劃》，完成《高密運(yùn)營(yíng)下維保數(shù)字化轉(zhuǎn)型專項(xiàng)行動(dòng)工作方案》編制，構(gòu)建“一網(wǎng)三中心”智慧維保體系（維保數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)、在線監(jiān)測(cè)中心、運(yùn)維分析中心、智能生產(chǎn)調(diào)度中心），實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備實(shí)時(shí)覆蓋監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵設(shè)備健康狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)、生產(chǎn)調(diào)度集約管控，推動(dòng)生產(chǎn)信息互聯(lián)互通、優(yōu)化生產(chǎn)組織工作體系。以“標(biāo)準(zhǔn)先行”為引領(lǐng)，開(kāi)展智慧維保在線監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)研究并制定建設(shè)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)；以“智能檢測(cè)”為保障，深化線網(wǎng)監(jiān)測(cè)及檢測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)檢測(cè)精準(zhǔn)度、可靠度的有效提升，為各專業(yè)深度精簡(jiǎn)細(xì)修打牢數(shù)據(jù)支撐；以“管理驅(qū)動(dòng)”為核心，基本完成“一網(wǎng)三中心”體系建設(shè)，并已在各專業(yè)、多線路展開(kāi)試點(diǎn)；以“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”為抓手，初步建立設(shè)備健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，推行部分關(guān)鍵設(shè)備“狀態(tài)修”試點(diǎn)。立足管理增效、基層減負(fù)，降低利率設(shè)備故障暴露概率與影響，提升了故障應(yīng)急處置效率；提升智能調(diào)度指揮平臺(tái)，完善應(yīng)急制度體系；驅(qū)動(dòng)維保組織模式的深層變革，優(yōu)化設(shè)備的修程修制，最大限度活化維保資源，實(shí)現(xiàn)維保組織效能全面提升。

2.1維保數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)搭建

結(jié)合線網(wǎng)維保資源布局，打通維保生產(chǎn)信息跨線、跨專業(yè)傳輸通道，完成維保數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)搭建，實(shí)現(xiàn)16個(gè)場(chǎng)段至控制中心的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，以“環(huán)+星”結(jié)構(gòu)搭建光纖以太網(wǎng)，打造數(shù)據(jù)傳送高速路。同步推進(jìn)線網(wǎng)通信數(shù)據(jù)通道資源承載業(yè)務(wù)與安全規(guī)劃研究，完成維保輔助網(wǎng)系統(tǒng)安全威脅、脆弱性及風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)估，為后續(xù)加強(qiáng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)提供依據(jù)及有效建議。

圖1維保數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)

2.2線網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)優(yōu)化

推進(jìn)信號(hào)、通信、工務(wù)等多專業(yè)線網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)，分層分級(jí)建立線路級(jí)、線網(wǎng)級(jí)監(jiān)測(cè)平臺(tái)管理辦法，提升線網(wǎng)統(tǒng)籌管理效能；試點(diǎn)開(kāi)展智慧維保項(xiàng)目，深化智慧維保功能定位，補(bǔ)強(qiáng)監(jiān)測(cè)短板，提升監(jiān)測(cè)設(shè)備覆蓋率及設(shè)備可靠度，有效提升智慧維保運(yùn)維管理效率。

2.2.1 信號(hào)專業(yè)

信號(hào)專業(yè)實(shí)現(xiàn)不同線路，不同廠家的集約管理，整合各系統(tǒng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，完成綜合運(yùn)維平臺(tái)搭建，將多線路信息接入線網(wǎng)綜合運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)測(cè)、缺口監(jiān)測(cè)、電源監(jiān)測(cè)、蓄電池檢測(cè)等功能集成。開(kāi)展LTE智能管理系統(tǒng)試點(diǎn)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)車(chē)地通信關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維指標(biāo)的在線監(jiān)控及設(shè)備運(yùn)行態(tài)勢(shì)的可視化。

圖2綜合運(yùn)維平臺(tái)

2.2.2 通信專業(yè)

通信專業(yè)推進(jìn)線網(wǎng)級(jí)集中告警系統(tǒng)建設(shè)，完成通信各子系統(tǒng)告警信息由線路級(jí)至線網(wǎng)級(jí)整合，完成線網(wǎng)集中告警平臺(tái)建設(shè)，具備通信設(shè)備告警信息的線網(wǎng)化監(jiān)測(cè)能力，涵蓋傳輸、無(wú)線、交換、電源、PIS、CCTV、廣播、時(shí)鐘等8個(gè)子系統(tǒng)，同時(shí)具備車(chē)站機(jī)房環(huán)境、溫濕度及設(shè)備告警的遠(yuǎn)程巡視能力。

圖3線網(wǎng)集中告警系統(tǒng)

2.2.3 工務(wù)專業(yè)

工務(wù)專業(yè)結(jié)合電客車(chē)軌道巡檢系統(tǒng)、軌道巡檢機(jī)器人、橋梁在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等新型監(jiān)測(cè)設(shè)備的上線運(yùn)用，建立軌道機(jī)械化巡檢體系，完善設(shè)備缺陷識(shí)別率及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能。利用機(jī)器人視覺(jué)測(cè)量及AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵軌道常見(jiàn)的28種可視病害的高速采集與自動(dòng)識(shí)別；依據(jù)環(huán)線、市域快線和有軌電車(chē)等特色深入探索工務(wù)維保差異化策略，統(tǒng)籌線網(wǎng)大型設(shè)備資源，合理優(yōu)化人工巡道修程，深化工務(wù)檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)用。

圖4橋梁在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.2.4 接觸網(wǎng)專業(yè)

接觸網(wǎng)專業(yè)優(yōu)化智能巡檢系統(tǒng)，通過(guò)在綜合檢測(cè)車(chē)加裝高清相機(jī)組，實(shí)現(xiàn)剛性及柔性接觸網(wǎng)支持裝置、接觸懸掛、分段絕緣器等關(guān)鍵部位正反面高清圖像完整抓拍，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)懸掛設(shè)備缺失、脫落、破損等三大類(lèi)24項(xiàng)的缺陷智能識(shí)別。依照標(biāo)準(zhǔn)提高監(jiān)測(cè)分析質(zhì)量，采用巡檢系統(tǒng)逐步替代人工梯巡，提升作業(yè)效率。

圖5智能巡檢系統(tǒng)

2.2.5 變電專業(yè)

變電專業(yè)利用PMS與電力監(jiān)控監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)變電所運(yùn)能數(shù)據(jù)報(bào)表生成、數(shù)據(jù)自動(dòng)分析及預(yù)警、PMS系統(tǒng)巡檢工單自動(dòng)填報(bào)、早間送電前開(kāi)關(guān)柜位置自動(dòng)檢查等功能。開(kāi)展變電所遠(yuǎn)程巡檢及在線監(jiān)測(cè)功能提升試點(diǎn)、110kV電纜通道增設(shè)電子標(biāo)識(shí)及監(jiān)測(cè)功能試點(diǎn)，完善變電設(shè)備監(jiān)測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)變電所24小時(shí)全天候的高頻率自主可視化巡檢。

圖6自動(dòng)抄表系統(tǒng)

2.3運(yùn)維分析數(shù)據(jù)應(yīng)用

依托運(yùn)維分析中心，建立專職數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊(duì)，制定各專業(yè)關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)分析智能化的標(biāo)準(zhǔn)體系。開(kāi)展各專業(yè)設(shè)備狀態(tài)健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備在線分析，分層分級(jí)進(jìn)行健康管理，有效解決人工數(shù)據(jù)處理問(wèn)題；運(yùn)用數(shù)據(jù)分析價(jià)值，建立數(shù)據(jù)分析隱患庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)分析隱患點(diǎn)納入專項(xiàng)跟蹤，實(shí)現(xiàn)設(shè)備缺陷的有效閉環(huán)；建立運(yùn)維分析專家經(jīng)驗(yàn)庫(kù)，規(guī)范分析標(biāo)準(zhǔn)及處置意見(jiàn)，有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維分析工作標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)展。

2.4智能調(diào)度指揮完善

依托信息化建設(shè)基礎(chǔ)，優(yōu)化智能調(diào)度電話系統(tǒng)，并與應(yīng)急看板結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電話自動(dòng)呼叫、人員定位打卡、應(yīng)急預(yù)案及處置方案推送等智能應(yīng)急模式；完善智能調(diào)度設(shè)備建設(shè)，依托CCTV系統(tǒng)、單兵系統(tǒng)、智能眼鏡等信息化設(shè)備實(shí)現(xiàn)音視頻信息的實(shí)時(shí)傳送，準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，開(kāi)展遠(yuǎn)程施工信息化盯控試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大線網(wǎng)規(guī)模下施工作業(yè)的有效管控，擺脫盲目調(diào)度。開(kāi)展智能調(diào)度應(yīng)急系統(tǒng)建設(shè)，豐富系統(tǒng)功能和應(yīng)急管理模塊，強(qiáng)化應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)伍建設(shè)，優(yōu)化人員、應(yīng)急物資、工器具的智能檢索及調(diào)度，全方位掌握應(yīng)急人員及物資的位置信息，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)進(jìn)度的實(shí)時(shí)掌控及對(duì)應(yīng)急資源的統(tǒng)籌安排，提升應(yīng)急處置效率[4]。

03實(shí)踐成效

經(jīng)過(guò)四年的努力，成都軌道交通隨著智慧運(yùn)維“一網(wǎng)三中心”體系全面落地實(shí)施，智慧運(yùn)維試點(diǎn)項(xiàng)目、智能工具的研發(fā)與應(yīng)用等基礎(chǔ)體系應(yīng)用，完成大規(guī)模線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)體系下的智慧維保管理探索研究，切實(shí)提升智慧維保運(yùn)維、維保組織效能、高效應(yīng)急管理，充分發(fā)揮“智慧維保促安全”的積極作用，為線網(wǎng)運(yùn)營(yíng)事業(yè)提供堅(jiān)實(shí)可靠的設(shè)備維保支撐。

3.1生產(chǎn)效率有效優(yōu)化

軌道專業(yè)電客車(chē)軌道在線巡檢系統(tǒng)完成電子標(biāo)簽視覺(jué)識(shí)別輔助定位功能集成，全線數(shù)據(jù)處理時(shí)間約為10小時(shí)，完成檢測(cè)后即可自動(dòng)發(fā)出檢測(cè)報(bào)告，減少人工巡檢工作量約80%。變電專業(yè)完成無(wú)人值守變電所報(bào)表系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)人工結(jié)合巡檢工單自動(dòng)填報(bào)系統(tǒng)平均耗時(shí)約2分鐘/所/日，效率提升約75%；同時(shí)節(jié)省人工收集、填報(bào)、流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，運(yùn)行數(shù)據(jù)分析平均耗時(shí)約20分鐘/所/月，較人工統(tǒng)計(jì)效率提升約83.3%。

3.3設(shè)備可靠度不斷進(jìn)步

以信號(hào)專業(yè)為例，信號(hào)專業(yè)通過(guò)設(shè)備有效監(jiān)測(cè)及健康平臺(tái)提前預(yù)警，設(shè)備可靠度同比2020年上升43.7%，運(yùn)營(yíng)暴露故障同比2020年故障數(shù)量下降11.7%。

3.3應(yīng)急效率綜合提升

通過(guò)深化“指揮型”調(diào)度轉(zhuǎn)型，完善智能調(diào)度中心建設(shè)，持續(xù)優(yōu)化內(nèi)控機(jī)制、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)急體系、施工管理，設(shè)備故障平均處置用時(shí)從81分鐘到2020年的67分鐘，21年包含綜合應(yīng)急搶險(xiǎn)事件的情況下平均統(tǒng)計(jì)用時(shí)僅54分鐘，應(yīng)急效率有效降低19%。

3.4樹(shù)立標(biāo)桿典范效應(yīng)

智慧維保成果在全國(guó)性、行業(yè)性比賽及技術(shù)成果評(píng)審中取得了良好成績(jī)，獲批國(guó)家級(jí)專利軟著33項(xiàng)，國(guó)家、省市級(jí)優(yōu)秀創(chuàng)新成果9項(xiàng)，行業(yè)級(jí)創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)6項(xiàng)，軌道交通協(xié)會(huì)智慧城軌建設(shè)重點(diǎn)體系深化研究項(xiàng)目1項(xiàng)，牽頭《城市軌道交通信號(hào)維護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件》行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制工作，不斷提升行業(yè)認(rèn)可度和影響力。

04后續(xù)思路

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、云計(jì)算等數(shù)字信息化技術(shù)的更新迭代及線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，設(shè)備故障數(shù)量多、故障原因錯(cuò)綜復(fù)雜、新設(shè)備使用要求高等問(wèn)題更加凸顯，運(yùn)營(yíng)維保效率仍未達(dá)到要求。后續(xù)將圍繞目前維保生產(chǎn)中存在的痛點(diǎn)問(wèn)題，繼續(xù)深化智慧運(yùn)維建設(shè)。在前期已實(shí)施工作的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持智慧運(yùn)維頂層設(shè)計(jì)，整合在線監(jiān)測(cè)設(shè)備、運(yùn)維分析與調(diào)度指揮多方資源，完善“一網(wǎng)三中心”聯(lián)動(dòng)機(jī)制，優(yōu)化“現(xiàn)場(chǎng)-專業(yè)人員-生產(chǎn)調(diào)度”多級(jí)多層監(jiān)控機(jī)制，并以運(yùn)維分析中心為大數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)維體系全面聯(lián)動(dòng)。依托智能技術(shù)，深入研究新型監(jiān)測(cè)技術(shù)，完善影響行車(chē)關(guān)鍵領(lǐng)域監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；探索智能裝備運(yùn)用，完善“檢測(cè)+監(jiān)測(cè)+巡檢”體系，立體打造“大型快速+小型精密+實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)”互補(bǔ)體系。建設(shè)以管理決策、維護(hù)支持、健康分析、模型規(guī)則為核心的運(yùn)維分析決策系統(tǒng)建設(shè)集成設(shè)備、故障、生產(chǎn)、應(yīng)急四大板塊的信息化管理相關(guān)功能以及維保大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的線網(wǎng)智慧維保數(shù)字化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備態(tài)勢(shì)綜合評(píng)估、故障實(shí)時(shí)智能診斷、應(yīng)急調(diào)度指揮等功能。加強(qiáng)技術(shù)成果運(yùn)用，完善數(shù)字化運(yùn)維功能，從流程、業(yè)務(wù)、組織架構(gòu)等方面在線網(wǎng)層面進(jìn)一步優(yōu)化；以“設(shè)備全生命周期管理”理念，全面推進(jìn)修程修制動(dòng)態(tài)優(yōu)化，開(kāi)展設(shè)備維修模式轉(zhuǎn)變及運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)基于系統(tǒng)設(shè)備“狀態(tài)修”的主動(dòng)維修決策管理體系。

05成果展望

超大線網(wǎng)運(yùn)維背景下，建立與生產(chǎn)業(yè)務(wù)深度適配的維保運(yùn)維平臺(tái)和組織架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)維保數(shù)字化轉(zhuǎn)型，全面提升設(shè)備檢修效率、應(yīng)急處置效率和安全管理水平。

5.1修程修制跨越升級(jí)

打破既有設(shè)備單一計(jì)劃性檢修模式，實(shí)施“遠(yuǎn)程檢”、“狀態(tài)修”、“故障修”與零星“計(jì)劃修”等多檢修模式。運(yùn)維數(shù)據(jù)支撐設(shè)備狀態(tài)與性能評(píng)價(jià)，為修程的修訂、維修改造的啟動(dòng)評(píng)估提供更多參考維度，改變修程修制單一依靠人工經(jīng)驗(yàn)、固定年限判定的現(xiàn)狀，破解過(guò)度檢修導(dǎo)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(duì)檢修項(xiàng)目的優(yōu)化、周期拉長(zhǎng)，預(yù)計(jì)可節(jié)省10%-30%檢修工時(shí)；通過(guò)故障定位能力、遠(yuǎn)程復(fù)位功能補(bǔ)強(qiáng)，故障平均處置時(shí)間預(yù)計(jì)可縮短25分鐘以上；通過(guò)智慧生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)，工單平均閉環(huán)審批效率預(yù)計(jì)可提升三倍，施工異常時(shí)間預(yù)計(jì)可降低50%。

5.3員工技能短板有效化解

通過(guò)專家經(jīng)驗(yàn)庫(kù)、故障案例庫(kù)、設(shè)備健康評(píng)價(jià)、施工過(guò)程管控等措施，降低設(shè)備維護(hù)、故障處置對(duì)人員技能的依賴程度。在加速成網(wǎng)、維保人員劇增的形勢(shì)下，始終將整體維保能力保持在較高水平，進(jìn)一步保障運(yùn)營(yíng)安全。

06總結(jié)

綜上所述，成都軌道交通圍繞《中國(guó)城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》總體及建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合信息化頂層規(guī)劃，以問(wèn)題為導(dǎo)向，開(kāi)展智慧維保新技術(shù)探索應(yīng)用，采用先進(jìn)的技術(shù)解決運(yùn)維中的痛點(diǎn)和難點(diǎn)，提高運(yùn)維的效率，減輕運(yùn)維的壓力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維處理實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化、智能化。這些實(shí)踐運(yùn)用加強(qiáng)了整體運(yùn)維效率，為軌道交通平穩(wěn)運(yùn)行帶來(lái)了可靠的保障，為運(yùn)維生產(chǎn)管理數(shù)字化發(fā)展注入新思路、新動(dòng)力。