智能运维 恪守安全

文/江文彦

轨道交通是“公交城市”的“骨架”、现代公共交通的主要运输手段，其安全性能的重要性不言而喻。上海地铁以大数据分析处理为核心，建立城市轨道交通智能运维系统，实现对上海地铁运营车辆状态的大规模数据采集、实时监测、预警、维保和应急处置等作业，确保地铁运营安全。

至2018年，上海地铁已开通17条运营线路，全网络运营里程达705公里，日均客流量已超1 000万人次。随着运营网络规模的不断扩大，对设备的可靠性运行和安全保障提出了更高的要求。但是，由于运营车辆服役时间的增加，车辆等设备的老化问题愈加严重，设备的维护频次和要求日益上升，以人工检查为主的检修和用工成本不断攀升，企业负担重，难以实现可持续发展。

因此，上海地铁依托大数据分析与通信传输等技术，开发建立了一套城市轨道交通智能运维系统，对车辆运营实施监测，确保运营安全。

智能运维系统的核心

车辆智能运维系统的核心是在知识领域和历史数据基础上，通过异常状态检测发现状态偏离健康基准线的趋势，继而根据历史状态进行状态评估，必要时实施故障处理。在设备异常状态检测、故障诊断和推理、车辆状态评估和预测、部件剩余寿命预测这4个方面科学系统地实施运维决策。

图1 车辆大数据智能运维系统业务流程图（故障处理）

该系统实时监控列车基本运行状态、各系统状态和主要部件的状态。其监控状态页面显示不仅与线路列车驾驶室显示屏保持一致，而且还提供了数倍于司机无法直接观测的状态数据和过程变量，以远程指导司机开展应急处置并及时准确地提供处理建议，实现处置效率的提升。

同时，智能运维系统会对列车实时故障和基于运营经验设置的预警条件产生的异常状态进行实时报警，根据报警的相关变量进行快速分析，定位故障原因，提供预定义的故障处置指导。该系统能够在大数据积累过程中，结合运营经验和易产生故障的工况，根据运营情况，灵活设置模式条件和报警内容，实现对列车预警信息的灵活性配置功能。配置完成后，系统能提前预判故障的发生并发出提示，提醒地面监控人员重点关注，提前采取必要措施，以减少列车正线故障的发生，降低对运营的影响。

提前预警效果良好

智能运维系统投入使用后，自动进行可维修性和保障性分析，实现车辆的预防性维修。以车门系统为例，在对车门相关数据进行归类后发现，绝大部分车门无法关闭或打开的故障原因均是由机械部件故障引起，车门开关延时时间异常可能会造成潜在故障。如上海地铁某一列车车门的故障情况在车门延时的总变化、平滑均值变化和平滑方差变化方面，系统显示该门的延时率波动情况明显，在2018-7-27当天达到40%以上，之前的数据也有两天（2018-07-13和2018-07-17）均高达20%。该门被系统认为存在潜在故障的概率较大。在对比历史数据中可以查看到，该门分别在2018-07-19和2018-07-27各出现1次故障。

以往这一参数是难以被正常的人工检修所发现的，系统重点关注了这一参数。为此在发现数值异常的类似车门，根据预警信息，进行优先安排检修及维护。

车辆的预防性维修使车辆正线故障间隔提升20%，同时也全面延长了列车平均无故障时间和缩少了平均恢复时间，列车可用性指标增长。

提高效率 降低检修压力

智能运维系统的建设能够实现上海地铁所有线路网络列车状态数据和检修设备信息的收集汇总，根据故障发生的现象和检测的数据，可快速预判故障发生的部位和原因，及时提供故障处理方法，从而提高检修效率，节省检修成本。

比较国内其他城市轨道交通检修水平，在形成网络化运营后，车辆检修人车比配置约为0.6。在车辆智能运维系统投入使用后，人车比降低至约0.4。通过系统从计划修向状态修的转变，对列车状态的诊断让检修人员获取最合适的维修策略，从而降低维修辅料和备件的库存量，在原有维修模式下已减少了30%。

结 语

车辆智能运维系统的投用，给上海地铁的运营和维护管理带来了新的思路，后续将持续深化运用智能运维系统，覆盖上海轨道交通全网络列车的运维管理。未来，我们将继续完善系统，形成主动检测与运维技术标准和规范体系，完善数据管理，更好地确保上海地铁的可靠运营。