王磊
成都地鐵運營有限公司副總經(jīng)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(shù)管理
摘要
本文從成都軌道交通維?，F(xiàn)狀出發(fā)，介紹了智慧維保探索過程及相關(guān)實踐工作。面對高密度行車的大壓力、大線網(wǎng)運營的高要求，不斷優(yōu)化“一網(wǎng)三中心”智慧維保模式，以智慧維保標準體系為抓手，完善設(shè)備狀態(tài)智能監(jiān)測，健全運維分析管理體系，優(yōu)化應(yīng)急調(diào)度管理。同時，促進維保組織模式及修程修制的優(yōu)化升級，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“交通強國，城軌擔當”的時代背景下，城市軌道交通現(xiàn)在已作為一個國家綜合國力、城市經(jīng)濟實力及人民生活水平的重要標志。成都軌道交通歷經(jīng)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(wǎng)運營時代。在高速發(fā)展的信息化時代，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、運營質(zhì)量等方面不斷優(yōu)化提升。隨著大線網(wǎng)運營及高密度行車的需求，傳統(tǒng)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(fā)展綱要》中提出：堅持攻堅克難、自主創(chuàng)新，發(fā)展標準化、數(shù)字化、智能化、高效化，綜合提升軌道交通運營質(zhì)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(zhì)量發(fā)展城市軌道交通是改善城市布局、增強城市承載力、優(yōu)化人民出行條件及促進城市經(jīng)濟社會發(fā)展的重要途徑[2]。
02探索研究
為了提升成都軌道交通運營質(zhì)量，適應(yīng)大線網(wǎng)高密運營下現(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?！钡乃悸?，成都軌道交通于2019年啟動對維保信息化、智能化技術(shù)創(chuàng)新的相關(guān)探索。根據(jù)集團公司《智慧城軌發(fā)展綱要及行動計劃》，完成《高密運營下維保數(shù)字化轉(zhuǎn)型專項行動工作方案》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)測中心、運維分析中心、智能生產(chǎn)調(diào)度中心），實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備實時覆蓋監(jiān)測、關(guān)鍵設(shè)備健康狀態(tài)綜合評價、生產(chǎn)調(diào)度集約管控，推動生產(chǎn)信息互聯(lián)互通、優(yōu)化生產(chǎn)組織工作體系。以“標準先行”為引領(lǐng)，開展智慧維保在線監(jiān)測標準研究并制定建設(shè)實施標準；以“智能檢測”為保障，深化線網(wǎng)監(jiān)測及檢測，通過監(jiān)測檢測精準度、可靠度的有效提升，為各專業(yè)深度精簡細修打牢數(shù)據(jù)支撐；以“管理驅(qū)動”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)、多線路展開試點；以“數(shù)據(jù)驅(qū)動”為抓手，初步建立設(shè)備健康評價標準，推行部分關(guān)鍵設(shè)備“狀態(tài)修”試點。立足管理增效、基層減負，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，完善應(yīng)急制度體系；驅(qū)動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，實現(xiàn)16個場段至控制中心的網(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、脆弱性及風險分析與評估，為后續(xù)加強系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護提供依據(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)測平臺優(yōu)化
推進信號、通信、工務(wù)等多專業(yè)線網(wǎng)監(jiān)測平臺建設(shè)，分層分級建立線路級、線網(wǎng)級監(jiān)測平臺管理辦法，提升線網(wǎng)統(tǒng)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(jiān)測短板，提升監(jiān)測設(shè)備覆蓋率及設(shè)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(yè)
信號專業(yè)實現(xiàn)不同線路，不同廠家的集約管理，整合各系統(tǒng)監(jiān)測平臺，完成綜合運維平臺搭建，將多線路信息接入線網(wǎng)綜合運維平臺，實現(xiàn)微機監(jiān)測、缺口監(jiān)測、電源監(jiān)測、蓄電池檢測等功能集成。開展LTE智能管理系統(tǒng)試點運用，實現(xiàn)車地通信關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)運維指標的在線監(jiān)控及設(shè)備運行態(tài)勢的可視化。
圖2綜合運維平臺
2.2.2 通信專業(yè)
通信專業(yè)推進線網(wǎng)級集中告警系統(tǒng)建設(shè)，完成通信各子系統(tǒng)告警信息由線路級至線網(wǎng)級整合，完成線網(wǎng)集中告警平臺建設(shè)，具備通信設(shè)備告警信息的線網(wǎng)化監(jiān)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(tǒng)，同時具備車站機房環(huán)境、溫濕度及設(shè)備告警的遠程巡視能力。
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)合電客車軌道巡檢系統(tǒng)、軌道巡檢機器人、橋梁在線監(jiān)測系統(tǒng)等新型監(jiān)測設(shè)備的上線運用，建立軌道機械化巡檢體系，完善設(shè)備缺陷識別率及實時數(shù)據(jù)傳輸功能。利用機器人視覺測量及AI技術(shù)，實現(xiàn)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(jù)環(huán)線、市域快線和有軌電車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)檢測監(jiān)測設(shè)備運用。
圖4橋梁在線監(jiān)測系統(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)，通過在綜合檢測車加裝高清相機組，實現(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，實現(xiàn)接觸網(wǎng)懸掛設(shè)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(jiān)測分析質(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)測數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)變電所運能數(shù)據(jù)報表生成、數(shù)據(jù)自動分析及預(yù)警、PMS系統(tǒng)巡檢工單自動填報、早間送電前開關(guān)柜位置自動檢查等功能。開展變電所遠程巡檢及在線監(jiān)測功能提升試點、110kV電纜通道增設(shè)電子標識及監(jiān)測功能試點，完善變電設(shè)備監(jiān)測功能，實現(xiàn)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(tǒng)
2.3運維分析數(shù)據(jù)應(yīng)用
依托運維分析中心，建立專職數(shù)據(jù)分析團隊，制定各專業(yè)關(guān)鍵設(shè)備數(shù)據(jù)分析智能化的標準體系。開展各專業(yè)設(shè)備狀態(tài)健康評價標準研究，實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備在線分析，分層分級進行健康管理，有效解決人工數(shù)據(jù)處理問題；運用數(shù)據(jù)分析價值，建立數(shù)據(jù)分析隱患庫，對數(shù)據(jù)分析隱患點納入專項跟蹤，實現(xiàn)設(shè)備缺陷的有效閉環(huán)；建立運維分析專家經(jīng)驗庫，規(guī)范分析標準及處置意見，有效指導(dǎo)現(xiàn)場運維分析工作標準化開展。
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，實現(xiàn)電話自動呼叫、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)備實現(xiàn)音視頻信息的實時傳送，準確掌握現(xiàn)場實際情況，開展遠程施工信息化盯控試點，實現(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，強化應(yīng)急搶險隊伍建設(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，實現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)進度的實時掌控及對應(yīng)急資源的統(tǒng)籌安排，提升應(yīng)急處置效率[4]。
03實踐成效
經(jīng)過四年的努力，成都軌道交通隨著智慧運維“一網(wǎng)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(fā)與應(yīng)用等基礎(chǔ)體系應(yīng)用，完成大規(guī)模線網(wǎng)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(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)運營事業(yè)提供堅實可靠的設(shè)備維保支撐。
3.1生產(chǎn)效率有效優(yōu)化
軌道專業(yè)電客車軌道在線巡檢系統(tǒng)完成電子標簽視覺識別輔助定位功能集成，全線數(shù)據(jù)處理時間約為10小時，完成檢測后即可自動發(fā)出檢測報告，減少人工巡檢工作量約80%。變電專業(yè)完成無人值守變電所報表系統(tǒng)試點建設(shè)應(yīng)用，實現(xiàn)人工結(jié)合巡檢工單自動填報系統(tǒng)平均耗時約2分鐘/所/日，效率提升約75%；同時節(jié)省人工收集、填報、流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，運行數(shù)據(jù)分析平均耗時約20分鐘/所/月，較人工統(tǒng)計效率提升約83.3%。
3.3設(shè)備可靠度不斷進步
以信號專業(yè)為例，信號專業(yè)通過設(shè)備有效監(jiān)測及健康平臺提前預(yù)警，設(shè)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(shù)量下降11.7%。
3.3應(yīng)急效率綜合提升
通過深化“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)控機制、生產(chǎn)標準、應(yīng)急體系、施工管理，設(shè)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(yīng)急搶險事件的情況下平均統(tǒng)計用時僅54分鐘，應(yīng)急效率有效降低19%。
3.4樹立標桿典范效應(yīng)
智慧維保成果在全國性、行業(yè)性比賽及技術(shù)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(yōu)秀創(chuàng)新成果9項，行業(yè)級創(chuàng)新成果一等獎1項、二等獎6項，軌道交通協(xié)會智慧城軌建設(shè)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(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件》行業(yè)團體標準編制工作，不斷提升行業(yè)認可度和影響力。
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)模的不斷擴大，設(shè)備故障數(shù)量多、故障原因錯綜復(fù)雜、新設(shè)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(xù)將圍繞目前維保生產(chǎn)中存在的痛點問題，繼續(xù)深化智慧運維建設(shè)。在前期已實施工作的基礎(chǔ)上，堅持智慧運維頂層設(shè)計，整合在線監(jiān)測設(shè)備、運維分析與調(diào)度指揮多方資源，完善“一網(wǎng)三中心”聯(lián)動機制，優(yōu)化“現(xiàn)場-專業(yè)人員-生產(chǎn)調(diào)度”多級多層監(jiān)控機制，并以運維分析中心為大數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)智慧運維體系全面聯(lián)動。依托智能技術(shù)，深入研究新型監(jiān)測技術(shù)，完善影響行車關(guān)鍵領(lǐng)域監(jiān)測標準；探索智能裝備運用，完善“檢測+監(jiān)測+巡檢”體系，立體打造“大型快速+小型精密+實時監(jiān)測”互補體系。建設(shè)以管理決策、維護支持、健康分析、模型規(guī)則為核心的運維分析決策系統(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)存儲的線網(wǎng)智慧維保數(shù)字化管理平臺，實現(xiàn)設(shè)備態(tài)勢綜合評估、故障實時智能診斷、應(yīng)急調(diào)度指揮等功能。加強技術(shù)成果運用，完善數(shù)字化運維功能，從流程、業(yè)務(wù)、組織架構(gòu)等方面在線網(wǎng)層面進一步優(yōu)化；以“設(shè)備全生命周期管理”理念，全面推進修程修制動態(tài)優(yōu)化，開展設(shè)備維修模式轉(zhuǎn)變及運用，實現(xiàn)基于系統(tǒng)設(shè)備“狀態(tài)修”的主動維修決策管理體系。
05成果展望
超大線網(wǎng)運維背景下，建立與生產(chǎn)業(yè)務(wù)深度適配的維保運維平臺和組織架構(gòu)，實現(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
打破既有設(shè)備單一計劃性檢修模式，實施“遠程檢”、“狀態(tài)修”、“故障修”與零星“計劃修”等多檢修模式。運維數(shù)據(jù)支撐設(shè)備狀態(tài)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(jīng)驗、固定年限判定的現(xiàn)狀，破解過度檢修導(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檢修項目的優(yōu)化、周期拉長，預(yù)計可節(jié)省10%-30%檢修工時；通過故障定位能力、遠程復(fù)位功能補強，故障平均處置時間預(yù)計可縮短25分鐘以上；通過智慧生產(chǎn)系統(tǒng)建設(shè)，工單平均閉環(huán)審批效率預(yù)計可提升三倍，施工異常時間預(yù)計可降低50%。
5.3員工技能短板有效化解
通過專家經(jīng)驗庫、故障案例庫、設(shè)備健康評價、施工過程管控等措施，降低設(shè)備維護、故障處置對人員技能的依賴程度。在加速成網(wǎng)、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(jié)
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(fā)展綱要》總體及建設(shè)目標，結(jié)合信息化頂層規(guī)劃，以問題為導(dǎo)向，開展智慧維保新技術(shù)探索應(yīng)用，采用先進的技術(shù)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(xiàn)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(wěn)運行帶來了可靠的保障，為運維生產(chǎn)管理數(shù)字化發(fā)展注入新思路、新動力。
