基于智能运维系统在地铁信号设备维护管理方面的探讨

陈竞

摘要：目前在城市轨道交通信号专业领域，以基于通信的列车自动控制系统CBTC 为代表的列车运行控制系统已经得到广泛应用，并且正在向互联互通和全自动驾驶方向快速发展。列车的运营间隔越来越短，对信号设备的可靠性与可用性要求越来越髙。传统城市轨道交通信号系统主要通过各子系统来承担独立的维护分析功能，为设备维护及安全运营提供了一定的支撑，但它们多以监测为主，智能化分析水平不高，需要大量人工参与，故障定位和故障修复时间较长，不利于缩短故障延时，减少对轨道交通运营的影响。

关键词：城市轨道交通;智能运维系统;维护管理

中图分类号：     文献标识码：A

引言

近年来，我国不断加快各大城市轨道交通工程项目的落地实施，同时还积极开展城市轨道交通现代化工作，大大方便了人们的生活。然而，如果在城市轨道交通运行期间，信号系统出现了故障，不仅会给城市道路交通出行带来极大的不便，同时还会对一个城市的形象带来负面影响。因此，本文通过分析城市轨道交通信号系统运营和维护的现状及问题，进而探讨当前智能运维系统在城市轨道交通信号系统维护方面带来的便利，以期实现城市轨道交通信号系统的稳定性提高，不断减少故障对运营造成的不良影响。

1 维护管理需求

1）智能感知与集成监测。对全线网信号系统业务实现全面及专业化的在线集成监测，包括联锁子系统、电源子系统、ATS子系统、DCS子系统、列车ATC系统等。2）可视化故障再现。具备全方位、可视化的故障再现回放功能，可动态跟踪当前的站场信息及回放图形化历史信息，包括所有相关接口和采集信息。3）故障智能诊断。在设备发生故障时进行智能诊断，进行故障识别和定位，并提供故障机理、故障类型等信息，对故障处置进行相应指导。4）故障预测分析。自动发现故障隐患，在监测信息发生超限、突变、异常波动等情况时进行预警。通过对海量电气特性数据的跟踪、挖掘、分析，实现大数据、长周期环境下的趋势诊断。5）智能化健康评价。基于大数据技术，形成设施设备运用状态的健康指数评价，进行预防性维修指导，提升运维质量。

2 地铁信号系统故障产生的原因

2.1 人为因素

从信号系统检修来说，人为因素如违章操作或者业务技能不熟练是造成地铁信号系统故障的原因之一。在日常设备维护过程中，由于检修人员缺乏安全意识、相关专业知识未熟练掌握，维修不到位致使设备故障，进而影响信号系统的正常工作;或者在设备操作中未严格执行作业标准化，误动设备导致信号系统故障，而这些设备的故障将可能引起设备板卡或其他设备被烧坏。

2.2 维修计划缺失

目前存在问题主要集中在缺少科学合理的手段和方法来制定设备的检修计划、如何根据现场检修的情况来合理的选择检修方式等方面。比如设备处于稳定工作状态时，如果频繁的对其进行检修作业，也将影响到设备的使用稳定;或者在自然条件相对恶劣的雨季，如果依然开展设备检修作业，那么可能因为防雨措施不到位，导致雨水滴入设备，引发设备故障。

2.3 硬件设备故障

在地铁信号系统运行期间，造成其内部元件和设备故障损坏的因素很多，一方面如果设备不稳定，那么在遇到高强度的干扰时，就不能保证运行正常，而且运行时间相对较短。另一方面如果系统中出现了不正常的进程，造成系统处于非完全可用状态，再结合风扇、空调故障，线路老化等问题时，地铁信号系统的电子设备将会发生宕机情况，严重时损坏信号设备，危及地铁的安全运行，出现各种类型的地铁事故。因此，必须采取一定措施来确保行车的安全。

3 智能运维系统对设备维护管理的建议

3.1 维护作业管理

智能运维系统相关操作人员应包含运维调度员、线路中心抢修组人员、班组维护人员、生产维护技术管理人员等。根据管辖专业、线路、运力、运营时间等，运维调度员、中心抢修组及线路班組需安排24小时值班。（1）运维调度员，负责处置设备报警及预警信息，通过下发维护工单的方式，将设备维护信息及要求传达至线路中心抢修组。同时工单是整个维护作业的闭环控制体现，由运维调度员验证设备是否恢复正常，并决定是否关闭工单。（2）线路中心抢修组维护人员，负责线路级设备状态监视及故障处置，并根据运维调度分配的维护工单或自行申请的维护工单，将任务下达至管辖区域班组执行维修作业。（3）线路各班组维护人员，负责管辖区域内车站设备状态监视及故障处置，根据系统下发维护工单或自行申请维护工单，并参考智能运维系统提供的故障原因及维护指导建议，执行相关故障处置及维修作业。（4）成立线网级运维指挥小组，平时主要由下设的运行维护小组负责对平台信息、设备全生命周期、维护计划等进行日常管理;发生突发情况时，由下设的应急处置小组提供技术支持，针对应急抢修做出快速反应，负责组织人员、协调物资、评估影响、应急指导等。

3.2 科学配置维修设备

信号系统的供应商应负责提供需要使用到的专业仪器、仪表、特殊工具、备品备件等，结合系统给出的设备运用情况分析结果，合理的将上述工具分配到各站点，以保证信号系统设备维护工作的正常开展。同时设备的配置也必须合理，如搭建运维平台所需的应用服务器、数据库服务器、磁盘阵列、大数据计算服务器及网络隔离等设备，应设在线网控制中心内，而其他的维护终端则合理的分配到各条线路、站点、班组所在地。

3.3 维护管理

通过智能运维系统的构建，形成涵盖信号设备动态履历，人、事、物联动的管理体系。利用大数据分析技术实现运维指标分析、设备故障综合分析、设备健康度分析、故障/异常规律分析、数据趋势分析、设备剩余寿命分析、人员作业行为分析、日志分析、专项分析等。以上智能分析结果将对信号厂家的选择、供应商合作、员工行为管控、维修策略调整、设备物资管理、生产模式管理提供有效参考。

3.4 引入新的维修技术与理念

随着设备的不断更新换代，维修的技术、观点、方法必然也在进步，适时引入优秀的新理念、新技术，将可以提升设备检修的精确度、降低维修人员的工作强度、缩短故障恢复的时间。而新维修技术和维修理念的引入可以采取以下方式：（1）以日常维修技术和维修经验的积累作为新技术引入的基础。（2）可以与信号设备生产厂家、供应商、设计者进行合作，深入对故障产生原理和机制的研究。（3）关注行业内相关地铁企业在新成果、新技术方面运用成功的事例。

结束语

在城市轨道交通的运行过程中，信号系统运行状态的稳定良好，将减少地铁事故的发生。因此在维修地铁信号系统设备的过程中，不仅要认真的开展维修作业，同时还应该制定科学的维护策略，不断提高设备可靠性，确保城市轨道交通的正常运行。

参考文献：

[1] 宋薇.铁路信号设备的维修措施研究[J].中外企业家，2019（21）：147.

[2] 张璟.我国城市轨道交通信号系统发展的战略方向解读[J].中国化工贸易，2017，009（034）：219.