城市軌道交通智能運維的研究與應(yīng)用

呂平

（青島地鐵集團有限公司，山東 青島266045）

1 智能運維背景

國家發(fā)布的《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策提出了“提高運營管理智能水平，加快完善現(xiàn)代綜合交通運輸體系”的指導思想，給城軌行業(yè)發(fā)展指明了方向，智能運維是實現(xiàn)降本增效、運營質(zhì)量提升的有效途徑。另外，隨著運營時間逐漸增加，各城市軌道交通都出現(xiàn)了設(shè)備磨耗與老化，設(shè)備可靠性能降低，故障率上升，同時網(wǎng)絡(luò)化運營的持續(xù)推進，人員成本不斷激增，來自可靠性和成本2 方面的壓力使得城市軌道交通運維模式向智能化方向優(yōu)化。智能化線路相較傳統(tǒng)運維線路，在設(shè)備維修、人工成本、設(shè)備可靠度及服務(wù)質(zhì)量等方面存在明顯優(yōu)勢[1]。

2 智能運維行業(yè)現(xiàn)狀

2017 年，中國城市軌道交通協(xié)會啟動了《智慧城市軌道交通信息技術(shù)架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)范》等5 個行業(yè)標準的編制工作，智能運維研究與應(yīng)用已成為行業(yè)發(fā)展的趨勢。目前，全國各地鐵公司智能運維研究與建設(shè)水平差異性較大，總體可分為3 個梯隊：第1 梯隊以上海、廣州地鐵為代表，公司層面已完成智能運維頂層規(guī)劃，在現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)感知層、數(shù)據(jù)平臺層及應(yīng)用層開展了整體智能運維應(yīng)用規(guī)劃與部分建設(shè)，計劃后續(xù)推廣實施；第2 梯隊以北京、南京、武漢地鐵為代表，尚未從公司層面形成整體智能運維規(guī)劃，但已經(jīng)在現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)感知層及應(yīng)用層進行了部分試點建設(shè)，建立專業(yè)設(shè)備智能運維平臺；第3 梯隊以無錫、重慶、鄭州地鐵為代表，初步開展智能運維的研究與探索，側(cè)重研究現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)感知層，進行設(shè)備智能化功能的嘗試。

3 青島地鐵智能運維研究與應(yīng)用

青島地鐵遠期規(guī)劃了18 條線路，目前已開通運營4 條線路，3 條線路同時在建，6 號線正在設(shè)計深化。運營線路主要采用傳統(tǒng)運維模式，在車輛、信號、供電等增加了局部在線監(jiān)測系統(tǒng)，但未實現(xiàn)生產(chǎn)模式的深度改變；同時在建的1 號、4 號、8 號線在已運營線路基礎(chǔ)上，進一步從設(shè)備監(jiān)測角度增加智能化建設(shè)；6 號線正在開展全壽命周期智能化設(shè)計，具體情況如下。

3.1 青島地鐵運營線路智能運維研究與應(yīng)用

針對已經(jīng)投入使用的4 條線路，從生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺、設(shè)備維修智能化、運營生產(chǎn)智能化3 方面進行分析。

1）MMCC 生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心。集團已經(jīng)從信息化智能管理角度對管理數(shù)據(jù)中心、MMCC 生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心、大數(shù)據(jù)中心的智能化應(yīng)用開展研究，目前主要圍繞MMCC 生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心平臺開展智能運維規(guī)劃，MMCC 生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心負責各生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合與分析梳理，納入車輛、工務(wù)、客服、票務(wù)、行車組織和調(diào)度指揮等生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)、云計算等信息化技術(shù)對數(shù)據(jù)進行最大程度利用，最終為實現(xiàn)設(shè)備維修、運營生產(chǎn)、企業(yè)管理及乘客服務(wù)的智能化提供信息化基礎(chǔ)[2]。

2）設(shè)備維修智能化。車輛、通號、供電、工務(wù)等專業(yè)已在局部或在個別線路建設(shè)了數(shù)據(jù)采集層設(shè)備系統(tǒng)，例如，車輛在線監(jiān)測系統(tǒng)、信號維護監(jiān)測系統(tǒng)、接觸軌可視化接地系統(tǒng)等，初步實現(xiàn)部分設(shè)備的狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)采集、故障預警等功能，但是還沒有形成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)智能化分析與決策的智能運維管理平臺。

3）運營生產(chǎn)智能化。目前，行車、票務(wù)、客服、施工管理等運營業(yè)務(wù)開展了部分信息化系統(tǒng)建設(shè)工作，如票務(wù)管理系統(tǒng)、列車運行圖編制系統(tǒng)、站務(wù)管理系統(tǒng)等，已實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)票務(wù)、施工線上管理、人員作業(yè)流程管控等功能，但是系統(tǒng)之間相互獨立，缺少數(shù)據(jù)協(xié)同共享。

3.2 青島地鐵在建線路智能運維研究與應(yīng)用

在建的1 號、4 號、8 號線，在繼承青島地鐵以往線路智能運維經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開展部分新的智能化技術(shù)應(yīng)用與設(shè)備智能系統(tǒng)規(guī)劃。

1）1 號線視頻監(jiān)視云存儲與信號系統(tǒng)全電子聯(lián)鎖應(yīng)用。1 號線視頻監(jiān)視系統(tǒng)在國內(nèi)率先采用云存儲技術(shù)，最大程度確保視頻存儲的安全可靠，目前已完成測試平臺的搭建。同時，正在開展的1 號線信號系統(tǒng)全電子聯(lián)鎖研究應(yīng)用，是行業(yè)內(nèi)第一次實現(xiàn)室內(nèi)設(shè)備全電子化，目前正在東郭莊車輛段進行現(xiàn)場安裝調(diào)試。

2）1 號、4 號、8 號線車輛設(shè)備智能化應(yīng)用。1 號、4 號、8 號線車輛信息實現(xiàn)車地無線通信功能；4 號線增加了電客車車廂擁擠度顯示，增加了軌旁綜合檢測系統(tǒng)實現(xiàn)對車輛輪對、車外設(shè)備在線狀態(tài)檢測并傳到地面，通過MMCC 生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心與辦公網(wǎng)、EAM 聯(lián)通[3]。

3.3 青島地鐵規(guī)劃線路智能運維研究

6 號線作為青島地鐵示范線，適應(yīng)行業(yè)發(fā)展，提出“智慧地鐵、城軌云”建設(shè)理念，開啟智慧地鐵建設(shè)模式，包含智慧建設(shè)、智慧運行和智能運維，智能運維主要是車輛車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、軌旁綜合檢測系統(tǒng)、智能運維專家平臺、全自動駕駛綜合管控系統(tǒng)；軌道車載式軌道設(shè)備狀態(tài)檢測系統(tǒng)、軌道線路狀態(tài)檢測系統(tǒng)；通信專用無線、PIS 和視頻監(jiān)控網(wǎng)管；供電的無防子系統(tǒng)、設(shè)備維護及監(jiān)控管理子系統(tǒng)、接觸軌故障測距子系統(tǒng)等，預計與行車安全相關(guān)設(shè)施終端設(shè)備覆蓋率80%以上，減少車輛維修人員15%，降低維修成本15%。

4 智能運維相關(guān)建議

4.1 統(tǒng)籌推進方面

建議集團級統(tǒng)一牽頭成立智能運維工作專班，高位協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌實施、從業(yè)務(wù)需求出發(fā)，開展技術(shù)方案整體研究，形成統(tǒng)一建設(shè)標準，穩(wěn)定智能運維整體架構(gòu)，用于后續(xù)建設(shè)工作。

4.2 實施策略方面

建議針對運營線路、在線線路、規(guī)劃線路的智能化建設(shè)工作分層制定實施內(nèi)容：（1）針對行業(yè)及自身試驗成熟的項目，可直接納入建設(shè)需求，推廣使用；（2）針對技術(shù)相對成熟、應(yīng)用效果正在驗證或總結(jié)的項目，可選取線路進行小規(guī)模試點建設(shè)，依效果確定是否推廣；（3）針對行業(yè)新技術(shù)、新設(shè)備，暫未開展驗證但具有應(yīng)用前景的項目，可以以科研的方式，與廠家合作在運營線路或在建線路進行安裝試驗，依效果確定是否擴大驗證或推廣；（4）在智能化推廣與試點試驗過程中，要明確設(shè)備系統(tǒng)的全數(shù)據(jù)采集需求內(nèi)容，為后續(xù)智能化分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并結(jié)合數(shù)據(jù)平臺建設(shè)做好數(shù)據(jù)接口預留工作，避免二次改造。

4.3 資金來源方面

建議應(yīng)分階段、多渠道爭取資金支持，對新建線路的智能運維建設(shè)資金納入工程建設(shè)概算；同時由科研牽頭部門對接國家、省市科研主管單位積極申請政府課題立項，爭取智能運維科研課題經(jīng)費支持；針對運營線路，低成本、小規(guī)模改造可通過科研方式開展，高成本、大規(guī)模改造結(jié)合技改、大修等申請專項補貼、經(jīng)費。

5 結(jié)語

采用基于信息化和智能化技術(shù)的智能運維系統(tǒng)，可以提高運營管理人員業(yè)務(wù)執(zhí)行效率與質(zhì)量，有效地控制成本。同時，也認識到智能運維是一項系統(tǒng)工程，帶來的是全系統(tǒng)、全專業(yè)的理念，需要頂層設(shè)計、統(tǒng)籌規(guī)劃、平臺先行，同時要堅持需求驅(qū)動、用戶主導、廠家落地、共建生態(tài)。