轨道交通智能运维系统应用探讨

张俊

（上海宝信软件股份有限公司）

1 引言

随着轨道交通线网运营规模不断扩大，面对维修人员分布不均、技术水平差异化、设备制式多样化、客流量持续增加、拥挤度超标以及需要高效应对突发事件的局面，对设施和设备的可靠性、可用性、可维修性和安全性提出了越来越高的要求。轨道交通的运营规模和复杂的装备体系，加上大量设施设备的维护和更新改造任务，给轨道交通的运营维护管理带来了巨大的压力和沉重的 负担。

另外在国家政策方面，《交通强国建设纲要》明确推广应用交通装备的智能检测监测和运维技术推进装备技术升级。在《国家智能制造标准体系建设指南》中指出运维是智能服务的主要核心内容。

因此迫切需要对当前轨道交通的运维体系创新升级为轨道交通智能运维体系。

2 智能运维的目标和定位

智能运维是指通过采用先进的技术（故障诊断、大数据、人工智能等技术），将传统以人工为主的运维管理转变为自动化、信息化的智能运维管理，进而使轨道交通相关设备维修和管理最优化[1]。

轨道交通智能运维系统主要涉及各条线路的信号系统、车辆系统、综合监控系统、通信系统、自动售检票系统、环境与设备监控系统、火灾自动报警系统、供电系统、屏蔽门系统、电扶梯系统、给水排水系统、通风空调系统等，对某一条线路中各系统内部及系统与系统外部有很高的关联度，一旦某个系统出现问题，就会迅速影响和波及到其它系统，形成连锁反应，而影响整个线路的正常功能，造成线路部分或整体功能的瘫痪，同时一条线路的故障也会影响其他线路的运行工况。因此轨道交通智能运维系统应是轨道交通线网级系统，是轨道交通运营的核心支持系统，涉及轨道交通运维信息化系统及各个层级自动化系统，是典型的两化融合技术的应用，轨道交通智能运维系统架构如图1 所示。

3 智能运维系统的接口

轨道交通主要设备监控系统包括综合监控系统、信号系统、车辆专家系统、通信集中告警系统，特别是全线运行轨道交通线路，在深度集成模式下，三者的设备监控信息可进行深度整合，为智能运维系统提供故障和状态监测数据，智能运维与相关系统的接口如下。

1）智能运维系统与综合监控系统的接口

综合监控系统的故障和状态信息主要包括：自动售检票设备、环境与设备监控设备、火灾自动报警设备、供电设备、屏蔽门设备、电扶梯设备、给水排水设备、通风空调设备等

综合监控系统及集成系统的故障和状态信息需要接入智能运维系统，同时综合监控系统接入系统的在线监测可通过综合监控系统扩容接入智能运维系统。

智能运维系统与综合监控系统的接口以为设备管理系统DMS 建设作为重点。

2）智能运维系统与信号系统的接口。

信号系统的故障和状态信息主要包括：ATP、ATO、ATS、DCS、计轴、转辙机、联锁、轨旁设备等

信号系统及集成系统的故障需要接入智能运维系统，同时信号系统接入系统的在线监测可通过信号系统扩容接入智能运维系统。

智能运维系统与信号系统的接口以维护支持系统MSS 建设作为重点。

3）智能运维系统与车辆系统

车辆专家系统的故障和状态信息主要包括车辆的转向架、车门、牵引系统、空气制动、网络、空调、照明等。

车辆专家系统可通过综合监控系统接入智能运维系统，同时车辆系统接入系统的在线监测可通过车辆系统和综合监控系统扩容接入智能运维系统。

综合监控系统与车辆系统的接口以车辆专家系统建设作为重点。

4）智能运维系统与通信系统

通信系统的故障和状态信息主要包括：CCTV、PIS、PA、CLK、无线通信、通信传输等

通信集中告警系统可通过综合监控系统接入智能运维系统，同时通信系统接入系统的在线监测可通过通信系统和综合监控系统扩容接入智能运维系统。

综合监控系统与通信系统的接口以通信集中告警建设作为重点。

5）智能运维系统与线网监控中心的接口

线网监控中心是线网的指挥调度中心，需要智能运维系统的运维数据指标作为运能运力评估依据。

6）智能运维系统与运维信息化系统接口

运维信息化系统主要涉及轨道公司运维本身的信息化系统如维修管理系统、施工调度系统等，是智能运维的流程管控技术手段，是维修流程优化的 基础。

7）智能运维系统与集团企业级信息化系统的接口

轨道交通集团涉及企业级信息化系统主要包括财务管理等，集团企业级信息化系统重点是对智能运维系统进行指导和考核。

图1 轨道交通智能运维系统架构

图2 在线监测建设内容

4 智能运维建设的主要内容

1）在线监测建设

在线监测系统以单体设备或系统作为故障预测，是故障修向状态修转换的重要技术手段[2]，轨道交通应以关键设备的在线监测建议为切入点，如车辆、信号、供电、电扶梯、屏蔽门，逐步提升在线监测覆盖范围，在线监测建设内容如图2 所示。

2）大数据平台建设

大数据平台建设主要包括数据采集、存储和算法分析。其中存储主要包括结构化和非结构化的数据接入处理、 建立知识库、 模型库[1]。算法分析指运用云计算、 人工智能和大数据挖掘算法对海量数据进行深入挖掘和分析，智能运维大数据平台建设内容如图3 所示。

3）维修规程优化

结合大数据分析，深化维修技术管理规程和维修工时定额管理，优化维修规程和定额，维修规程优化流程如图4 所示。

4）可视化建设

可视化建设主要包括智能运维系统的人机界面设计及展示。

图3 智能运维大数据平台建设内容

图4 维修规程优化流程

5 结语

轨道交通智能运维系统是典型的自动化和信息化融合技术的应用，可实现故障预测与健康管理，使故障数量及维修工作大幅度减少，进而使轨道交通的运维工作以故障预测为主，设备故障和运维成本最优化降低。