成都轨道交通智慧维保探索与实践

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王磊 

成都地铁运营有限公司副总经理

杨菁 

成都地铁运营有限公司维保分公司副总工程师

谭兰兰 

成都地铁运营有限公司维保分公司信号技术管理

摘要

本文从成都轨道交通维保现状出发，介绍了智慧维保探索过程及相关实践工作。面对高密度行车的大压力、大线网运营的高要求，不断优化“一网三中心”智慧维保模式，以智慧维保标准体系为抓手，完善设备状态智能监测，健全运维分析管理体系，优化应急调度管理。同时，促进维保组织模式及修程修制的优化升级，提升安全管理水平、设备检修效率以及应急处置效率，全面提升设备维保效能。

关键词：轨道交通；智慧城轨；维保管理

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背景现状

在“交通强国，城轨担当”的时代背景下，城市轨道交通现在已作为一个国家综合国力、城市经济实力及人民生活水平的重要标志。成都轨道交通历经12年，从单一线路过渡至井字型，直至目前运营里程达558公里，正式迈入大线网运营时代。在高速发展的信息化时代，随着大数据、5G、人工智能等信息技术的发展，要求城轨交通在资源优化、功能完善、技术智能、运营质量等方面不断优化提升。随着大线网运营及高密度行车的需求，传统的维保模式已无法满足，这对城市轨道交通维保工作提出更高要求，《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》中提出：坚持攻坚克难、自主创新，发展标准化、数字化、智能化、高效化，综合提升轨道交通运营质量，2025年基本形成中国式智慧城轨特色，跻身世界先进智慧城轨国家行列[1]。高质量发展城市轨道交通是改善城市布局、增强城市承载力、优化人民出行条件及促进城市经济社会发展的重要途径[2]。

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探索研究

为了提升成都轨道交通运营质量，适应大线网高密运营下现代化维保工作要求，围绕打造“平安维保、创新维保、智慧维保”的思路，成都轨道交通于2019年启动对维保信息化、智能化技术创新的相关探索。根据集团公司《智慧城轨发展纲要及行动计划》，完成《高密运营下维保数字化转型专项行动工作方案》编制，构建“一网三中心”智慧维保体系（维保数据传输网、在线监测中心、运维分析中心、智能生产调度中心），实现关键设备实时覆盖监测、关键设备健康状态综合评价、生产调度集约管控，推动生产信息互联互通、优化生产组织工作体系。以“标准先行”为引领，开展智慧维保在线监测标准研究并制定建设实施标准；以“智能检测”为保障，深化线网监测及检测，通过监测检测精准度、可靠度的有效提升，为各专业深度精简细修打牢数据支撑；以“管理驱动”为核心，基本完成“一网三中心”体系建设，并已在各专业、多线路展开试点；以“数据驱动”为抓手，初步建立设备健康评价标准，推行部分关键设备“状态修”试点。立足管理增效、基层减负，降低利率设备故障暴露概率与影响，提升了故障应急处置效率；提升智能调度指挥平台，完善应急制度体系；驱动维保组织模式的深层变革，优化设备的修程修制，最大限度活化维保资源，实现维保组织效能全面提升。

2.1维保数据传输网搭建

结合线网维保资源布局，打通维保生产信息跨线、跨专业传输通道，完成维保数据传输网搭建，实现16个场段至控制中心的网络互联互通，以“环+星”结构搭建光纤以太网，打造数据传送高速路。同步推进线网通信数据通道资源承载业务与安全规划研究，完成维保辅助网系统安全威胁、脆弱性及风险分析与评估，为后续加强系统网络安全防护提供依据及有效建议。

图1维保数据传输网

2.2线网监测平台优化

推进信号、通信、工务等多专业线网监测平台建设，分层分级建立线路级、线网级监测平台管理办法，提升线网统筹管理效能；试点开展智慧维保项目，深化智慧维保功能定位，补强监测短板，提升监测设备覆盖率及设备可靠度，有效提升智慧维保运维管理效率。

2.2.1 信号专业

信号专业实现不同线路，不同厂家的集约管理，整合各系统监测平台，完成综合运维平台搭建，将多线路信息接入线网综合运维平台，实现微机监测、缺口监测、电源监测、蓄电池检测等功能集成。开展LTE智能管理系统试点运用，实现车地通信关键设备状态、网络运维指标的在线监控及设备运行态势的可视化。

图2综合运维平台

2.2.2 通信专业

通信专业推进线网级集中告警系统建设，完成通信各子系统告警信息由线路级至线网级整合，完成线网集中告警平台建设，具备通信设备告警信息的线网化监测能力，涵盖传输、无线、交换、电源、PIS、CCTV、广播、时钟等8个子系统，同时具备车站机房环境、温湿度及设备告警的远程巡视能力。

图3线网集中告警系统

2.2.3 工务专业

工务专业结合电客车轨道巡检系统、轨道巡检机器人、桥梁在线监测系统等新型监测设备的上线运用，建立轨道机械化巡检体系，完善设备缺陷识别率及实时数据传输功能。利用机器人视觉测量及AI技术，实现对地铁轨道常见的28种可视病害的高速采集与自动识别；依据环线、市域快线和有轨电车等特色深入探索工务维保差异化策略，统筹线网大型设备资源，合理优化人工巡道修程，深化工务检测监测设备运用。

图4桥梁在线监测系统

2.2.4 接触网专业

接触网专业优化智能巡检系统，通过在综合检测车加装高清相机组，实现刚性及柔性接触网支持装置、接触悬挂、分段绝缘器等关键部位正反面高清图像完整抓拍，实现接触网悬挂设备缺失、脱落、破损等三大类24项的缺陷智能识别。依照标准提高监测分析质量，采用巡检系统逐步替代人工梯巡，提升作业效率。

图5智能巡检系统

2.2.5 变电专业

变电专业利用PMS与电力监控监测数据平台，实现变电所运能数据报表生成、数据自动分析及预警、PMS系统巡检工单自动填报、早间送电前开关柜位置自动检查等功能。开展变电所远程巡检及在线监测功能提升试点、110kV电缆通道增设电子标识及监测功能试点，完善变电设备监测功能，实现变电所24小时全天候的高频率自主可视化巡检。

图6自动抄表系统

2.3运维分析数据应用

依托运维分析中心，建立专职数据分析团队，制定各专业关键设备数据分析智能化的标准体系。开展各专业设备状态健康评价标准研究，实现关键设备在线分析，分层分级进行健康管理，有效解决人工数据处理问题；运用数据分析价值，建立数据分析隐患库，对数据分析隐患点纳入专项跟踪，实现设备缺陷的有效闭环；建立运维分析专家经验库，规范分析标准及处置意见，有效指导现场运维分析工作标准化开展。

2.4智能调度指挥完善

依托信息化建设基础，优化智能调度电话系统，并与应急看板结合，实现电话自动呼叫、人员定位打卡、应急预案及处置方案推送等智能应急模式；完善智能调度设备建设，依托CCTV系统、单兵系统、智能眼镜等信息化设备实现音视频信息的实时传送，准确掌握现场实际情况，开展远程施工信息化盯控试点，实现大线网规模下施工作业的有效管控，摆脱盲目调度。开展智能调度应急系统建设，丰富系统功能和应急管理模块，强化应急抢险队伍建设，优化人员、应急物资、工器具的智能检索及调度，全方位掌握应急人员及物资的位置信息，实现应急响应进度的实时掌控及对应急资源的统筹安排，提升应急处置效率[4]。

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实践成效

经过四年的努力，成都轨道交通随着智慧运维“一网三中心”体系全面落地实施，智慧运维试点项目、智能工具的研发与应用等基础体系应用，完成大规模线网运营标准体系下的智慧维保管理探索研究，切实提升智慧维保运维、维保组织效能、高效应急管理，充分发挥“智慧维保促安全”的积极作用，为线网运营事业提供坚实可靠的设备维保支撑。

3.1生产效率有效优化

轨道专业电客车轨道在线巡检系统完成电子标签视觉识别辅助定位功能集成，全线数据处理时间约为10小时，完成检测后即可自动发出检测报告，减少人工巡检工作量约80%。变电专业完成无人值守变电所报表系统试点建设应用，实现人工结合巡检工单自动填报系统平均耗时约2分钟/所/日，效率提升约75%；同时节省人工收集、填报、流转环节，运行数据分析平均耗时约20分钟/所/月，较人工统计效率提升约83.3%。

3.3设备可靠度不断进步

以信号专业为例，信号专业通过设备有效监测及健康平台提前预警，设备可靠度同比2020年上升43.7%，运营暴露故障同比2020年故障数量下降11.7%。

3.3应急效率综合提升

通过深化“指挥型”调度转型，完善智能调度中心建设，持续优化内控机制、生产标准、应急体系、施工管理，设备故障平均处置用时从81分钟到2020年的67分钟，21年包含综合应急抢险事件的情况下平均统计用时仅54分钟，应急效率有效降低19%。

3.4树立标杆典范效应

智慧维保成果在全国性、行业性比赛及技术成果评审中取得了良好成绩，获批国家级专利软著33项，国家、省市级优秀创新成果9项，行业级创新成果一等奖1项、二等奖6项，轨道交通协会智慧城轨建设重点体系深化研究项目1项，牵头《城市轨道交通信号维护监测系统技术条件》行业团体标准编制工作，不断提升行业认可度和影响力。

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后续思路

随着人工智能、大数据、5G、云计算等数字信息化技术的更新迭代及线网规模的不断扩大，设备故障数量多、故障原因错综复杂、新设备使用要求高等问题更加凸显，运营维保效率仍未达到要求。后续将围绕目前维保生产中存在的痛点问题，继续深化智慧运维建设。在前期已实施工作的基础上，坚持智慧运维顶层设计，整合在线监测设备、运维分析与调度指挥多方资源，完善“一网三中心”联动机制，优化“现场-专业人员-生产调度”多级多层监控机制，并以运维分析中心为大数据支撑，实现智慧运维体系全面联动。依托智能技术，深入研究新型监测技术，完善影响行车关键领域监测标准；探索智能装备运用，完善“检测+监测+巡检”体系，立体打造“大型快速+小型精密+实时监测”互补体系。建设以管理决策、维护支持、健康分析、模型规则为核心的运维分析决策系统建设集成设备、故障、生产、应急四大板块的信息化管理相关功能以及维保大数据存储的线网智慧维保数字化管理平台，实现设备态势综合评估、故障实时智能诊断、应急调度指挥等功能。加强技术成果运用，完善数字化运维功能，从流程、业务、组织架构等方面在线网层面进一步优化；以“设备全生命周期管理”理念，全面推进修程修制动态优化，开展设备维修模式转变及运用，实现基于系统设备“状态修”的主动维修决策管理体系。

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成果展望

超大线网运维背景下，建立与生产业务深度适配的维保运维平台和组织架构，实现维保数字化转型，全面提升设备检修效率、应急处置效率和安全管理水平。

5.1修程修制跨越升级

打破既有设备单一计划性检修模式，实施“远程检”、“状态修”、“故障修”与零星“计划修”等多检修模式。运维数据支撑设备状态与性能评价，为修程的修订、维修改造的启动评估提供更多参考维度，改变修程修制单一依靠人工经验、固定年限判定的现状，破解过度检修导致人工与物资成本上升的难题。

5.2维保效能显著提升

依靠多种检修模式对检修项目的优化、周期拉长，预计可节省10%-30%检修工时；通过故障定位能力、远程复位功能补强，故障平均处置时间预计可缩短25分钟以上；通过智慧生产系统建设，工单平均闭环审批效率预计可提升三倍，施工异常时间预计可降低50%。

5.3员工技能短板有效化解

通过专家经验库、故障案例库、设备健康评价、施工过程管控等措施，降低设备维护、故障处置对人员技能的依赖程度。在加速成网、维保人员剧增的形势下，始终将整体维保能力保持在较高水平，进一步保障运营安全。

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总结

综上所述，成都轨道交通围绕《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》总体及建设目标，结合信息化顶层规划，以问题为导向，开展智慧维保新技术探索应用，采用先进的技术解决运维中的痛点和难点，提高运维的效率，减轻运维的压力，实现运维处理实时化、自动化、智能化。这些实践运用加强了整体运维效率，为轨道交通平稳运行带来了可靠的保障，为运维生产管理数字化发展注入新思路、新动力。

参考文献：

[1]中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要[J].城市轨道交通,2020, (4):8-23.

[2]温彤.上海城市轨道交通智慧维保解决方案[J].城市轨道交通,2022(02):38-43.

[3]程家良,周莉.城市轨道交通运营设备维护维保模式探析[J].商品与质量,2022(3):108-110.

[4]王磊,段立正,程金昕.基于网络化运营的地铁新型维保生产调度工作模式[J].城市轨道交通研究,2020,23(12):198-201.