轨道交通通信设备的状态检修研究

聂杰

摘 要：状态检修是在设备状态进行评判的基础上，根据设备运行的状态对设备相关项目进行检修的一种维修方式，是新一代的设备监控与维护技术，对避免重大事故和损失，降低维修成本和提高维修效率具有重要意义。文章简要介绍了轨道交通通信设备维修技术的现状，深入研究了状态检修的理论基础、实施过程和关键技术。

关键词：状态检修;数据检测;通信设备

中图分类号：C913 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）05-033-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.05.016

长期以来，轨道交通通信设备一直采用“计划预防修”的检修模式，即按照检修周期进行设备检修，既造成检修成本的浪费，又存在安全隐患。因此，寻找针对性更强、更经济的智慧检修模式，避免“过度修”和“不足修”，成为国内轨道交通通信检修行业的共同目标。

1 轨道交通通信设备维护模式

轨道交通通信维护人员对专用传输、广播、公务电话、无线系统、时钟、调度电话、综合安防系统、UPS电源和PIS乘客咨询等通信设备进行自主维护。通过多年的摸索，设备维护形成“长短搭配、层次分明”的周期性检修模式。长短搭配指通信系统维护周期由年检、月检及日巡检相结合;层次分明则指年检以系统功能维护为主，月检以系统运行环境维护为主，日巡检以系统运行状态查看为主。

轨道交通通信设备目前的维修模式如表1所示。

2 轨道交通通信设备维修现状

2.1 主要设备维护方法

轨道交通通信系统的维护工作应预防设备性能下降，加强有针对性的检查，及时消除故障隐患。通信系统设备附近有施工作业时，应及时采取防护措施，增加巡检次数，必要时派专人配合施工，减少施工危害。通信系统维护应按检修车间的有关规定，严格按照作业程序事先申报，事先与有关单位取得联系，服从运营分公司生产调度的统一指挥。作业完毕，应确认良好，才能离开工作现场。

2.1.1 日常维护

轨道交通通信系统设备由通信专业人员维护，各通信工班对系统设备日常维护保养、计划性维修、故障性维修及综合管理工作，建立相应的健全台账，做好故障分析处理工作，并对设备维修保养的质量负责。

通信设备依据所处区域不同可以分为正线设备、车辆段、停车场设备及网管中心设备。各个区域设备维护有其共同点，亦有各自的特色。网管中心设备维护重点对全线的传输、无线、交换、时钟、广播、安防、UPS的告警实时监控、配合故障处理以及员工门禁卡权限的授予，以及各设备的周期性检修。正线设备维护重点对正线车站、区间通信设备进行故障处理及各设备的周期性检修。车辆段和停车场维护重点对车辆段、停车场通信设备、车载设备的检修维护工作及故障处理。

2.1.2 技术整改维护

轨道交通通信设备技术整改升级主要为软硬件升级改造，其中软件（重大配置更改）升级需严格按照轨道交通公司“设备系统软件升级控制程序”实施。重点系统软件升级项目均需纳入公司级重点监控作业的范畴进行管理，严格执行各项规定和要求。升级项目的实施必须指定专人负责、专人实施、专人监控，责权明晰、逐级卡控。严禁在设备系统上使用任何非正式、非官方、携带病毒、未经过测试运行的软件进行升级。未经授权严禁在任何设备系统进行任何操作。软件升级工作开展前，设备承包商或专业技术人员必须对设备使用、操作人员进行软件升级前后的差异化培训，参与培训人员应对培训结果进行确认。

2.2 轨道交通通信设备检修模式弊端

现轨道交通通信系统检修周期频繁、项目多、经济性差，存在过度维修和维修不足的情况。为了提高通信系统设备的可用率，必须从提高可靠性和减少平均停修时间两方面入手。但提高设备可靠性不是无限度的，也不可避免地要出现故障。因此，对于已经在运行的通信设备，必须设法减少因维修所浪费的工作时间和设备不可用时间。频繁的检修并不能彻底改善设备性能，可能会引入新的故障因素。采用计划性定期检查，很难预防由随机因素引起的偶发故障。设备仍可能在检修间隔期间由于微小缺陷持续发展导致发生故障。

随着国家推动国企改革的趋势，轨道交通行业逐步追求智慧运维和减少每公里运维人员。要进一步提高通信设备运行可靠性，固定周期的计划维修模式已不能很好适应形势发展的要求。所以轨道交通通信设备维修管理“到期必修”的观念迫切需要转变，传统的通信设备维修模式需要进行改革。

3 状态检修研究

3.1 状态检修介绍

状态检修（Condition Based Maintenance）又叫预知维修（Predictive Maintenance），在于维修之前是预知“状态”，因此检测工作显得尤为重要。检测方法主要有两种：一种是依靠身体五官检测，即眼看、耳听、手摸和鼻闻的方法;另一种是采用科学仪器对设备状态和性能参数进行检测。

3.2 状态检修分析

轨道交通通信设备维护人员通过对设备状态和性能的数据检测及诊断，并结合风险评估，实现基于通信设备运行状态的状态检修。其中，状态诊断是对通信设备网管终端和各类监测仪器获得的数据进行分析，并结合通信设备的常见故障案例、故障原因和可能造成的危害进行综合诊断。具体状态检修系统组成如图1所示。

3.3 數据检测

轨道交通通信设备状态检修的设备状态监测是根据通信设备诊断的目的，针对设备的常见故障模式，采用智能传感器和精确的方法来收集设备的实时状态数据，并将这些数据进行分析处理，排除无关干扰数据，输出可反映设备真实状态特征信息的一种数据检测处理技术[1]。

轨道交通通信设备检测记录的数据主要有无线设备的灵敏度、场强值、驻波值;综合安防系统和PIS乘客咨询系统设备的以太网流量值、误码率;UPS不间断电源设备的电流、电压、内阻;传输系统设备的光功率、误块秒比;机房温度、湿度等。检测的状态数据可作为设备巡检、检测和大中修的重要依据，并能通过网管终端声光告警的方式及时提醒相关值班人员。

轨道交通通信设备状态检测可分为三个主要步骤：数据的采集、数据的分析及特征提取和状态评估及分类。对于不同的步骤，根据监测到的不同通信设备子系统，采用不同的方法。

3.4 状态诊断

轨道交通行业现行的维护规程中，只有日常检修内容、检修周期、检修工艺卡以及功能测试数据的参考值等，对设备状态评估的内容并没有涉及，在实际维修中无法对通信设备的状态进行精准诊断。因此，轨道交通通信设备的状态诊断是状态检修的重要工作，只有准确地评估了设备的真实状态，才能制定正确的维修措施。

状态诊断从已知设备运行状态出发，考虑运行状态、出厂参数、机房环境、工况记录、缺陷记录、维修记录等相关因素，判断设备可能出现的隐性故障，并进行故障趋势预判。同时维护人员对通信设备的实时状态信息进行风险评估，对影响主要维修指标属性或目标的，进行分析并选择出最佳维修方案。诊断中比较常用的主要有模糊预测法、回归分析法、时间序列法等。

3.5 维修决策

轨道交通通信设备维修决策就是通过对收集的状态数据进行综合处理分析，最后从多个可行方案中确定最佳维修方案的一种分析过程。实施通信设备状态检修，除了考虑技术方面的因素，也要考虑设备可靠度、可用度和维修成本等方面的因素。当通信设备出现非紧急故障时，是否需要立即维修，不仅涉及对通信设备实际状态的诊断，而且应根据实际设备运行生命周期和是否可以报废等因素，提出维修方案和维修计划安排。在监测到设备处于最小损坏状态时，需进行维修分析和决策，通过对决策指标或决策目标的综合评估，选择最优维修方案[2]。

4 轨道交通通信设备状态检修的意义和挑战

轨道交通通信设备状态检修可以减少不必要的维修工作，节约人工和维修费用，使维修工作更加科学化。但是，目前状态检修工作实施的挑战也很大。一方面，需要部署完整的在线监测系统，包括无线和有线两种方式。有线在线监测系统通过传感器和有线路由器等设备连接到主数据计算机终端。无线在线监测系统则是采用具备无线传输的传感器在设备和移动监测终端间实时传递监测数据，最终将数据传递至后台主数据计算机终端。另一方面，在处理庞大的监测数据时，仅靠维修工程师人工分析和处理，效率偏低，需要融入人工智能分析技术，进行客观分析，避免遗漏任何相关因素，缩短状态评估和故障诊断时间。

5 结语

轨道交通通信设备状态检修是一种先进的预防性维修决策技术，可以克服固定周期维修造成过度修或失修的问题，为轨道交通运维单位带来巨大经济效益。同时状态检修通过对设备进行状态监测和故障诊断，提高了设备可靠性，缩短了设备不可用时间，为轨道交通通信设备安全运行提供了最堅实的支撑。因此，现有维修模式已不能适应形势发展的要求，轨道交通通信设备状态检修将成为一种必然的趋势。

参考文献

[1] 高翔.继电保护状态检修应用技术[M].北京：中国电力出版社，2008.

[2] 张保宁.浅谈状态维修[J].电子世界，2013（9）：72.