地铁设备全生命周期管理系统功能探讨

◎ 赵列远 刘卫红

1.概述

众所周知，城市轨道交通是我国城市有史以来最大的公益性交通基础设施，也是城市百年大计的建设运营项目。因此轨道交通项目一旦投入运营，就必须保持整个系统日以继夜的正常运营，而整个系统的正常运营，必须要以设备安全运行为前提和保障。因此，如何管好地铁设备特别是和运营安全相关的设备，提高设备的可用性，尽可能延长设备的生命周期，是地铁运营管理的一项重要工作。本文从地铁设备的分类，设备的各生命周期主要功能等角度进行讨论，通过信息化的手段，提出系统功能方案，以实现设备运营管理的科学性，提高设备利用率，实现良好的投资效益。

2.地铁设备分类

由于轨道交通是一种大容量、运送速度较快的交通工具，其有关的设施、设备具有客流组织、客运服务、运营安全等功能。主要有以下几大类组成：

(1)车辆：可以分为直流车与交流车。

(2) 供电系统：主要有主变、牵引、降压变电站、接触网及电力监控设备。

(3) 机电设备：主要有车站、区间、车辆段的各类低压配电设备、照明、FAS、BAS、自动电梯、自动扶梯、给排水系统、环控系统、售检票系统

(4) 通信设备：主要有传输系统、程控交换系统、无线系统、广播系统、图像监控系统、时钟系统、电源系统、线路设备组成。主要是为运营组织、指挥提供语音及图像信息以及电力监控系统（SCADA）、环控系统（BAS）、防灾报警系统（FAS）、自动售检票系统（AFC）等。

(5) 信号设备：信号系统（ATC）是轨道交通线路上惟一的指挥列车运行系统，主要有列车自动驾驶系统（ATO）、列车追踪运行保护系统（ATP）、行车指挥系统（ATS）系统组成。

(6) 工务设备：主要有轨道、道岔、道床等。

总体而言，地铁设备具有自动化、连续化以及量大面广、种类繁多、专业性强等的特点。以上的这些特点，加重了地铁设备管理的难度，对于地铁运营的管理人员和管理制度也是一种考验。

3.目前存在的问题

传统的地铁设备运营管理方法主要存在以下问题：

● “事后维修”、“重维修、轻维护” 的思想仍然存在，维护保养不到位，用设备拼凑来维持运营，造成设备使用寿命缩短提前报废。

● 对设备是否处于高效运行状态关心不够，设备出力是否达到额定值？

● 设备的运行费用是多少？设备的单耗是多少？

● 维护保养的人力、备件、资金的配置是否是合理、可控？

● 无法对设备的效益进行量化评价。

● 哪些设备处于闲置状态？

● 您的设备有哪些？分别处于什么位置？

● 您的设备在谁手中？它们的状态如何？

针对这些问题，本文提出对设备的全生命周期进行系统管理，以下详细说明各阶段的管理功能。

4.设备全生命周期管理

4.1 前期管理

前期管理主要功能需求包括：

图1 前期管理工作流程图

● 对供应商进行统一的管理、评估；

● 对采购申请中需要进行选型的设备直接生成设备选型单，并根据选型的结果生成采购计划；

● 根据采购计划制定采购合同；

● 对到货的设备进行开箱验收与安装验收，并根据开箱与安装情况分析合同的执行情况。

前期管理的工作流程可以如下图所示：

4.2 资产管理

资产管理主要功能需求包括：

● 建立设备台帐。用户可以通过设备编码、名称等设备的各种属性检索设备；

● 跟踪设备使用状态的变更：移装（安装位置的变更）、停用、停用启用、闲置、闲置启用、封存、封存启用、报废、调拨、盘亏、出租、租用；

● 跟踪设备价值方面的变动：设备原值的变动（资产评估）、设备净值的变动（设备折旧）；

● 系统自动根据设备状态的变更、价值的变更以及设备运行、维护、故障生成设备档案。用户可以按照部门、设备类别、设备所属区域非常方便的查询设备档案。

资产管理的工作流程可以如下图所示：

图2 资产管理的工作流程图

4.3 运行管理

运行管理主要功能包括：

● 采集运行、停机、故障、事故的数据，管理者可以分析是否需要进行维修、保养、润滑，系统自动生成相关计划；

● 建立故障分析计算机模型，对故障进行量化分析，为可靠性维修提供决策数据支持；

● 以点检、完好检查、精度检查、状态监测、基于综合监控系统采集数据为基础，为可靠性维修与状态维修提供决策支持；

● 对设备的技术状态进行统计与分析；

图3 运行管理流程图

4.4 维护管理

维护管理主要功能包括：

● 建立了以故障维修、定期维修、预防维修、状态维修相结合的综合维修体系；

● 根据维修、保养、润滑计划对备件、人力、资金进行计划，提高了维护操作的效率；

● 根据维修、保养、润滑纪录自动对备件、人力资源、资金的消耗进行分析统计；

● 自动分析设备、部门的维修、保养、润滑的频率以及费用、工时；

● 完善的计划、任务管理，能够提供高效的计划报表（包括全年计划、季度计划、月计划等等），以及工时、费用等的分布。

图4 维护管理记录界面

4.5 工单管理

工单管理主要功能包括：

● 跟踪工单的状态；

● 对工单可以进行下达、延期、中止、完工处理， 保证工作进程、人力、备件、资金的合理配置，使维修工作实现可控、合理的管理；

● 浏览所有工单，可以进行修改、查询等操作。

图5 维修工作工单界面

4.6 综合管理

综合管理主要功能包括：

● 经济分析模块包括成本中心、经济分析、能源管理、人员管理四个部分；

● 成本中心集中管理本系统中有关成本费用（调拨、设备点检、状态监测、保养等）的信息，包括成本预算、成本发生、成本费用分析；

● 经济分析是企业级的有关资产价值变化情况与设备运行情况的统计报表与数据分析。根据设备的运行、维护、保养、润滑情况对设备进行考核，自动计算考核指标值，如设备利用率、完好率、新度系数、维修费用率、故障停机率；

4.7 备件管理

备件管理主要功能包括：

● 备件的出入库管理；

● 备件设备关联管理；

● 对各种备品备件设定最高和最低限量，当超过或等于最高限量时，进行预警；

● 对备品备件进行盘点。

图6 备件管理界面

5.实施意义

通过建设地铁设备全生命周期管理系统，对于地铁运营管理意义重大，主要表现在如下几个方面：

● 为设备建立起详细的台帐，并根据设备的运行、故障、保养、维修生成设备档案。

● 对设备故障进行量化分析，找出管理中的薄弱环节，为可靠性维修提供决策数据支持；对运行、点检、状态监测进行技术分析，为维修周期调整、预防性维修、备件采购提供决策数据支持。

● 使维修、保养、润滑任务处于管理机构的监控之下，保证工作进程、人力、备件、资金的合理配置。

● 为设备建立起各种维修计划，通过多种途径来进行预防性维修;

● 可以查询任意设备的状态、地理位置，可以及时处理闲置的设备。

● 把设备的备品备件和设备统一起来，为企业建立备品备件管理及库存分析体系;

● 为企业建立起完善的报表体系。

总之，地铁设备全生命周期管理系统以地铁设备的一生为管理对象，实现设备资产的投资立项、采购与工程施工、使用运行、维护与修理、备品备件、直至报废的全过程监控和经济管理，通过信息化手段，帮助企业提高设备的利用率、完好率、保障设备的连续运转、延长设备寿命、降低设备的运行维护成本，实现设备资产寿命周期内的最大化利用，提高设备投资利润率。