文：何鵬飛丨西安市軌道交通集團(tuán)有限公司技術(shù)中心

軌道交通設(shè)備品種多、規(guī)模大，因此檢修模式多樣，隨著西安軌道交通進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營階段，對(duì)設(shè)備維保提出更高要求與挑戰(zhàn)，需要提升維護(hù)手段、轉(zhuǎn)換維修模式。本文結(jié)合信息技術(shù)及智慧城軌發(fā)展，研究智能運(yùn)維體系化建設(shè)方案及策略，為西安軌道交通逐步形成設(shè)備安全可靠、人員精簡高效、成本效益可控、應(yīng)急保障迅速的運(yùn)維管理新模式提供技術(shù)支撐。

西安軌道交通目前已開通運(yùn)營8條線路，運(yùn)營里程259公里，最大單日線網(wǎng)客流超過400萬乘次，網(wǎng)絡(luò)客運(yùn)強(qiáng)度穩(wěn)居全國前列，線網(wǎng)規(guī)?？焖侔l(fā)展和客流量迅速增加對(duì)設(shè)備的維保工作提出更高的要求，因此，西安軌道交通一直以來積極探索發(fā)展智能運(yùn)維建設(shè)，提升運(yùn)營管理能力、降低運(yùn)營成本，保障線網(wǎng)高質(zhì)量安全運(yùn)行。

一、西安軌道交通運(yùn)維現(xiàn)狀

隨著2020年底5號(hào)線一二期、6號(hào)線一期和9號(hào)線一期開通運(yùn)營，按照前期規(guī)劃基本形成“棋盤+放射型”結(jié)構(gòu)，組成2縱2橫2L型骨架和2放射的線路網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營初步形成。

西安軌道交通運(yùn)維管理組織分為分公司、運(yùn)營中心、專業(yè)部門、線路分部、維修班組五級(jí)架構(gòu)，組織架構(gòu)圖見圖1。生產(chǎn)人員大多采用白夜四班兩運(yùn)轉(zhuǎn)模式日夜堅(jiān)守，大量的生產(chǎn)、技術(shù)輔助人員為線路的運(yùn)營保駕護(hù)航。各生產(chǎn)專業(yè)大都采用計(jì)劃性維修與預(yù)防性維修相結(jié)合的維修制式，各系統(tǒng)設(shè)備基于企業(yè)管理意愿、人員技能、外部市場資源等各方面綜合衡量劃分為自主維保和委外維保。

圖1 西安軌道交通運(yùn)維組織架構(gòu)

自主維保：影響運(yùn)營行車安全的重要關(guān)鍵設(shè)備（車輛、信號(hào)、供電、屏蔽門）；提供重要保障或涉及資金安全的設(shè)備（通信、AFC）。

委外維保：運(yùn)營單位不具備取證條件的設(shè)備（電扶梯、FAS）；維修簡單、市場資源豐富的設(shè)備（軌道、房建、結(jié)構(gòu)、機(jī)電）。

隨著線網(wǎng)規(guī)?？焖侔l(fā)展及客流量增加，對(duì)運(yùn)營設(shè)備維保工作提出更高的要求與挑戰(zhàn)，目前主要面臨以下突出問題：（1）維保人員需求量大，設(shè)備品類數(shù)量繁多，設(shè)備巡檢及維修主要以人工作業(yè)為主，不管是自主維保還是委外維保，執(zhí)行相關(guān)修程均需要大量的專業(yè)人員。（2）設(shè)備維護(hù)手段落后，目前基本采用計(jì)劃修+故障修模式，未能實(shí)現(xiàn)及時(shí)采集、監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)，為防止漏修過多地安排維護(hù)，易產(chǎn)生部分設(shè)備的過度修，而增加成本。（3）各類信息孤島嚴(yán)重。各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)相互獨(dú)立，數(shù)據(jù)散亂，且日常作業(yè)多為紙質(zhì)臺(tái)賬，不能有效利用。（4）數(shù)據(jù)缺乏實(shí)時(shí)分析，智能分析技術(shù)應(yīng)用不夠全面深入，多種感知方式缺乏融合協(xié)同，缺乏實(shí)時(shí)分析、預(yù)警和實(shí)時(shí)響應(yīng)，缺乏對(duì)信息的全面融合和深度應(yīng)用，并依據(jù)數(shù)據(jù)信息做出決策。（5）生產(chǎn)過程管控不足，各類設(shè)備設(shè)施的維護(hù)工作量大，各業(yè)務(wù)支撐和處理過程無法跟蹤，過程價(jià)值無法深入分享、挖掘、借鑒，人員能力、狀態(tài)影響工作質(zhì)量。

二、智能運(yùn)維體系方案

2020年3月，中國城市軌道交通協(xié)會(huì)發(fā)布《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》，這是引領(lǐng)我國城軌行業(yè)智慧城軌建設(shè)、助推交通強(qiáng)國建設(shè)的指導(dǎo)性文件，對(duì)智能運(yùn)維安全提出統(tǒng)一健全的智能運(yùn)維體系、協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)的綜合管理平臺(tái)、全生命周期的設(shè)備故障診斷與健康管理系統(tǒng)、安全可靠的設(shè)備大數(shù)據(jù)監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)、簡單易行的智能化自動(dòng)巡檢系統(tǒng)、綜合協(xié)調(diào)的應(yīng)急指揮系統(tǒng)、可視化的設(shè)備資產(chǎn)監(jiān)管系統(tǒng)、基于狀態(tài)修的運(yùn)營維修模式等建設(shè)目標(biāo)。

為滿足西安軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營需求，結(jié)合智慧城軌發(fā)展綱要要求及西安軌道交通發(fā)展實(shí)際，2021年8月西安軌道交通研究發(fā)布《西安智慧城軌發(fā)展綱要》（2021-2035），明確通過云平臺(tái)及大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)為智能運(yùn)維提供體系支撐，構(gòu)建“一個(gè)體系，三個(gè)模塊，五個(gè)專業(yè)”的智慧城軌智能運(yùn)維綜合管理體系，形成一個(gè)包含三大功能模塊的線網(wǎng)級(jí)智能運(yùn)維綜合生產(chǎn)平臺(tái)（設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測診斷模塊、智能運(yùn)維生產(chǎn)管理模塊、智能應(yīng)急指揮模塊），五個(gè)涵蓋設(shè)施設(shè)備的專業(yè)級(jí)平臺(tái)（車輛、供電、機(jī)電、通號(hào)、基礎(chǔ)設(shè)施），共同支撐西安軌道交通智能運(yùn)維生產(chǎn)管理體系（圖2）。

圖2 西安軌道交通智能運(yùn)維生產(chǎn)管理體系

各專業(yè)級(jí)運(yùn)維管理平臺(tái)。通過數(shù)字化、信息化手段實(shí)現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)和日常檢修數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化治理，對(duì)設(shè)備運(yùn)行運(yùn)維參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測管理，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障分級(jí)診斷處理，對(duì)專業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，結(jié)合設(shè)備檢修規(guī)程對(duì)專業(yè)日常檢修流程信息化管理，實(shí)現(xiàn)專業(yè)人員、物資協(xié)調(diào)調(diào)配。

智能運(yùn)維綜合生產(chǎn)平臺(tái)。通過設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測診斷、智能運(yùn)維生產(chǎn)管理、智能應(yīng)急指揮三大功能模塊實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)數(shù)據(jù)深度挖掘、資源整體調(diào)配、生產(chǎn)信息管控，各模塊主要功能如下：

（1）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測診斷模塊：以大數(shù)據(jù)平臺(tái)為承載組建智能運(yùn)維大腦，對(duì)線網(wǎng)設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)維數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，對(duì)設(shè)備狀態(tài)和壽命周期進(jìn)行評(píng)價(jià)管理，對(duì)運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)提供安全預(yù)警，為設(shè)備制定維修及優(yōu)化策略，支撐設(shè)備運(yùn)維模式向狀態(tài)修轉(zhuǎn)變，將相關(guān)信息推送至各需求平臺(tái)和系統(tǒng)。

（2）智能運(yùn)維生產(chǎn)管理模塊：實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)信息化管理，將有效數(shù)據(jù)以報(bào)警、圖形、圖像、表格、統(tǒng)計(jì)趨勢直觀體現(xiàn)，將各個(gè)專業(yè)智能運(yùn)維納入線網(wǎng)級(jí)綜合管理，實(shí)現(xiàn)全線網(wǎng)線路、場站、設(shè)備、人員、備品備件、維修工具等運(yùn)輸資源的動(dòng)態(tài)監(jiān)測、優(yōu)化配置、精準(zhǔn)調(diào)度和協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）智能應(yīng)急指揮模塊：通過與NCC之間數(shù)據(jù)聯(lián)通，將設(shè)備健康及應(yīng)急物資、救援人員、救援設(shè)備的相關(guān)信息及時(shí)推送至應(yīng)急指揮平臺(tái)，同時(shí)通過自動(dòng)推送應(yīng)急預(yù)案，實(shí)現(xiàn)資源及人員靈活調(diào)度，及時(shí)預(yù)防及處理應(yīng)急事件，降低事件影響。

三、智能運(yùn)維體系建設(shè)策略

結(jié)合企業(yè)發(fā)展實(shí)際采用“總體規(guī)劃，分步實(shí)施，專業(yè)建設(shè)”的建設(shè)策略，充分利用新一代信息技術(shù)發(fā)展，通過數(shù)字化—智能化—智慧化的建設(shè)路徑逐步完善西安軌道交通智能運(yùn)維體系，最終形成設(shè)備安全可靠、人員精簡高效、成本效益可控、應(yīng)急保障迅速的運(yùn)維管理新模式（圖3）。

圖3 西安軌道交通運(yùn)維管理新模式

數(shù)字化階段實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）運(yùn)維信息數(shù)據(jù)化：通過手機(jī)APP、手持終端等，利用數(shù)字化、信息化手段將現(xiàn)有日常手工臺(tái)賬及作業(yè)記錄統(tǒng)一轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)化信息。

（2）生產(chǎn)作業(yè)信息化：通過信息化管理手段將日常生產(chǎn)管理、資源調(diào)配、人員管理等工作流程實(shí)現(xiàn)信息化轉(zhuǎn)變。

（3）設(shè)施設(shè)備標(biāo)簽化：通過二維碼、物聯(lián)網(wǎng)等電子標(biāo)簽技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備資產(chǎn)管理標(biāo)簽化，與運(yùn)維終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)互通。

（4）設(shè)備裝備智能化：以運(yùn)營需求為基礎(chǔ)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)及人工智能技術(shù)發(fā)展，建立西安軌道交通設(shè)備運(yùn)維子系統(tǒng)級(jí)設(shè)備自身監(jiān)測指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)則，將其納入設(shè)備采購需求，指導(dǎo)軌道交通建設(shè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

智能化階段主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）設(shè)備巡檢自動(dòng)化：通過人工智能、視屏分析技術(shù)等技術(shù)，利用車載監(jiān)測設(shè)備、遠(yuǎn)程機(jī)器人、視屏監(jiān)控、無人機(jī)等實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)化巡檢。

（2）資產(chǎn)狀態(tài)可視化：利用BIM、GIS、3D等三維可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控、可視化展示。

智慧化階段主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

（1）設(shè)備壽命精確化：基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以最小維修單元為基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備壽命精細(xì)化管理。

（2）設(shè)備維修狀態(tài)化：利用云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)支撐，對(duì)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測，以設(shè)備狀態(tài)為基準(zhǔn)指導(dǎo)設(shè)備維修工作開展，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修模式轉(zhuǎn)變。

西安軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營初步成型，需要加速形成有效的信息化、智能化體系，推進(jìn)智能運(yùn)維安全體系建設(shè)和相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提高運(yùn)維管理水平。

同時(shí)，智能運(yùn)維建設(shè)需制定與其相匹配的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)完善軌道交通設(shè)施設(shè)備分級(jí)分類管理辦法，以維修子系統(tǒng)為單元明確設(shè)備系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集類別和數(shù)據(jù)采集周期，規(guī)范設(shè)備采購及運(yùn)維數(shù)據(jù)治理。軌道交通運(yùn)營管理企業(yè)應(yīng)加快推進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)信息化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備檢修作業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)變，形成有效數(shù)據(jù)儲(chǔ)備，同時(shí)從設(shè)備維護(hù)管理需求出發(fā)制定適應(yīng)于智能運(yùn)維可視化的設(shè)備設(shè)施BIM、GIS、3D交付標(biāo)準(zhǔn)，為運(yùn)維可視化提供支撐。