城市轨道交通通信智能维修系统应用研究

曹进

摘  要：主要针对轨道交通通信系统的智能运维进行深入探讨，结合当前城市轨道交通的发展趋势和实际运维现状，分析了智能运维的必要性和可行性。随着技术的进步，传统的运维方法已无法满足现代轨道交通的高效、安全运营需求。通过引入先进的技术和管理手段，提高轨道交通通信系统的运维水平，降低运营成本，并为城市轨道交通的可持续发展提供有力支持。

关键词：轨道交通   通信系统   智能维修   故障预测

中图分类号：U279.3

Research on the Application of the Intelligent Maintenance System for Urban Rail Transit Communication

CAO Jin

China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.， Ltd.， Wuhan， Hubei Province， 434000 China

Abstract： This article maily deeply discusses the intelligent operation and maintenance of the rail transit communication system， and analyzes the necessity and feasibility of intelligent operation and maintenance in combination with the development trend and actual operation and maintenance status of current urban rail transit. With the advancement of technology， traditional operation and maintenance methods can no longer meet the requirements of the efficient and safe operation of modern rail transit. By introducing advanced technology and management methods， the operation and maintenance level of the rail transit communication system can be improved， operation costs can be reduced， and strong support can be provided for the sustainable development of urban rail transit.

Key Words： Rail transit; Communication system; Intelligent maintenance; Fault prediction

轨道交通通信系统是轨道交通的重要组成部分，承担着列车控制、运营调度、乘客服务、安全保障等多种任务，是轨道交通的神经系统和信息中枢。传统的通信运维模式依赖于人工巡检、定期维护和被动接报，存在效率低、成本高、风险大等缺点，难以满足轨道交通的高效运营和高品质服务的要求。因此，有必要探索一种新的通信运维模式，利用智能化技术，实现通信设备的实时监测、故障诊断、预警预测、维修调度和效果评估等功能，提高通信系统的安全性、可用性和可靠性，降低运维成本和风险，为轨道交通的智能化和可持续发展提供技术支撑。

1 通信集中告警系统现状

通信运维系统的核心功能之一是通信集中告警系统，它是利用计算机网络技术和计算机本身的数据处理能力，通过约定的协议及时采集全网通信设备的故障告警信息，并将传输、公务电话、专用电话等各子系统的有关故障告警信息集中在集中告警系统终端上汇总显示，实现对不同等级故障的分级显示，并具有声光告警提醒、告警记录统计查询、打印等功能[1]。

2 通信集中告警系统问题分析

尽管通信集中告警系统在通信运维系统中起着重要的作用，但是在实际应用中，仍然存在一些问题和不足，主要表现在以下几个方面。

（1）通信集中告警系统的覆盖范围不够广泛，不能涵盖所有的通信设备和子系统，导致一些故障不能及时发现和处理，影响通信网络的稳定性和可靠性。

（2）通信集中告警系统的数据采集和传输效率不够高，不能实时反映通信设备的最新状态和告警信息，导致一些故障不能及时响应和解决，影响通信网络的性能和质量。

（3）通信集中告警系统的数据处理和分析能力不够强，不能对告警信息进行有效的过滤、归类、关联、定位和诊断，导致一些故障不能准确识别和定位，影响通信网络的故障排除和恢复。

（4）通信集中告警系统的人机交互界面不够友好，不能提供直观、清晰、便捷的告警展示和操作方式，导致一些故障不能快速理解和处理，影响通信网络的运维效率和效果。

（5）通信集中告警系统的集成和扩展能力不够强，不能与其他通信运维系统和业务系统进行有效的数据交换和协同工作，导致一些故障不能得到全面的分析和解决，影响通信网络的运维水平和服务能力[2]。

3 通信智能维修系统

智能维修系统采集、汇总、分析、显示、存储并打印专用通信各子系统的设备运行状态信息，能进行故障定位，能进行故障处理指导。利用计算机网络技术和计算机本身的高速数据处理能力，对专用通信各子系统进行集中监测预警以及告警管理，将专用通信各子系统的设备运行状态和告警信息集中反映到告警设备和移动终端设备上，通过网络平台使有访问权的维护人员可以近、远程登录，以便维护人员快速准确掌握设备运行状态以及处理各系统设备故障[3]。

通信智能维修设备对专用通信各子系统的运行状况进行24小时不间断信息采集，当专用通信各系统的维护管理终端向智能维修系统发送故障告警信息时，智能维修设备在终端屏幕上显示告警信息，并利用系统单独设置的声光告警器发出声、光告警信息[4]。

智能维修系统管理的信息来自于传输系统、电源系统、公务电话系统、专用电话系统、无线通信系统、视频监视系统、广播系统、PIS系统在网管室的网管终端。智能维修系统接收到这些子系统的状态信息后，可向轨道交通相关运维系统推送。智能维修系统可提供北向接口，向轨道交通运营部门相关运维系统发送其需要的性能和故障报警信息。

4 通信智能维修系统构成

如图1所示，通信智能维修系统包括设置在控制中心的分析服务器、数据库、磁盘存储、交换机、防火墙以及智能维修客户端设备，在控制中心与通信各子系统的网管服务器或网关终端互联，配套处理巡检、日常任务处理、查询等功能的终端设备和相关软件，无线网络接入可使用轨道交通自建WLAN网络或者使用运营商网络。分析服务器是系统的核心，负责接收、分析和处理来自各通信子系统的状态信息和告警数据。数据库用于存储和管理各种运维数据和历史记录，为后续的故障分析和性能评估提供数据支持。磁盘存储则用于备份和存档重要数据和文件，确保数据的安全性和可恢复性。交换机和防火墙则保障了系统网络的安全性和稳定性，防止外部攻击和非法访问。

在车站机房中，可根据需求配置智能电源分配单元（Power Distribution Unit，PDU）设备，以实现对电源端口的电流、电压和功率的实时采集，可以自动计算出每个端口的功率因数供用户分析和收集。同时智能PDU需要支持灵活的告警机制，比如通过各端口电流设定阈值，超过阈值时可发出告警信号并自动断开端口电源。通过智能PDU能够全面监控机房的电源状态，确保电源供应的稳定性和安全性。此外，机房配置温湿度采集单元用于实时监测机房内的环境温度和湿度，及时了解和调节机房的环境条件，防止因温湿度异常导致的设备故障。在通信工班或值班室设置告警终端和声光报警器，一旦机房的电源状态、环境条件或系统设备状态出现异常，智能PDU和温湿度采集单元会立即将告警信息发送给告警终端。告警终端会以声光报警的形式，及时通知值班人员进行处理，确保工作人员第一时间发现并处理机房的异常情况，保障通信系统的正常运行。

5 通信智能维修系统应用展望

5.1  结合人工智能的智能诊断和预测修

随着人工智能技术的不断发展，智能诊断和预测修已经成为城市轨道交通通信智能维修系统的重要组成部分。通过对通信设备的状态数据进行采集和分析，结合人工智能算法，系统可以自动识别和预测设备的故障类型、故障原因和故障趋势。这不仅可以提高维修效率，减少维修成本，还可以避免因故障而造成的运营中断和安全事故。智能诊断和预测修系统可以利用深度学习、神经网络等算法，对通信设备的运行数据进行训练和学习，建立设备故障预测模型。通过对模型的不断优化和更新，可以提高预测的准确性和实时性。同时，系统还可以根据设备的实际运行情况，自动调整维修策略，实现预防性维修和预测性维修的有机结合[5]。

5.2  与施工管理系统、物料管理系统等的协同

城市轨道交通通信智能维修系统需要与施工管理系统、物料管理系统等其他相关系统进行协同工作，以实现更高效、更便捷的维修管理。通过与这些系统的联动，可以实现设备故障信息的实时传递、维修资源的共享、维修任务的分配等功能，从而提高维修效率和质量。例如：智能维修系统可以与施工管理系统进行对接，获取施工计划和进度信息，提前预测可能影响系统正常运行的通信设备，并制定相应的维修策略。同时，通过与物料管理系统的联动，可以实现维修所需备件的自动采购、库存管理和配送等功能，确保维修活动的及时性和有效性。

5.3  与相关厂商共享产品数据模型

为了实现更高效的维修管理，城市轨道交通通信智能维修系统可与相关厂家进行产品数据模型的共享。通过与设备厂商的合作，可以获取设备的技术文档、维修手册、故障案例等数据，共同建立更完善、更准确的设备故障预测和维修策略模型。通过对共享数据的分析和利用，可以提高对设备故障的认识和理解，优化维修策略和方案[6]。

6 结语

轨道交通通信智能维修系统的应用是城市轨道交通通信系统实现状态修的重要保障，该系统的应用可以降低维修保障费用、优化维修保障效率以及增强系统可靠性。智能维修系统的优势主要体现在以下几方面。（1）通过智能化的管理和预测，智能维修系统能够显著减少备品备件的需求、降低维护设备的数量以及减少维修人员的投入，从而大幅度降低通信设备的维修保障费用。（2）通过其精准的预测和诊断能力，能够减少不必要的过度维修，特别是在计划外的维修次数，缩短通信设备在其生命周期内的维修时间。（3）实时监测和智能故障诊断功能的结合，可以实时掌握通信设备的健康状况，并在出现故障前进行预警和处理，为轨道交通的安全运营提供了有力的技术支撑。

参考文献

[1]义军.轨道交通通信集中告警系统设计与实现[J].电子世界，2017（15）：104-106.

[2]汪晓臣，于鑫，阚庭明，等.城市轨道交通通信集中告警系统设计与实现[J].现代城市轨道交通，2014（3）：27-30.

[3]赵有明，张格明，凌烈鹏，等.朔黄铁路基础设施智能运维系统研发与应用[J].铁道运输与经济，2023，45（11）：1-10.

[4]臧志超，崔霆锐，李明.北京地铁智能维修辅助系统设计与开发[J].铁路技术创新，2023（3）：142-148，156.

[5]张镤心.人工智能技术在通信网络运维管理中的应用[J].信息记录材料，2023，24（6）：151-153.

[6]杨东盛，尹明，王高志，等.基于大数据技术的重载铁路电务专业智能运维数据汇集及共享方法研究[J].铁道运输与经济，2023，45（11）：39-47.