广州地铁运营维修管理的精细化和信息化建设

李 红

(广州市地下铁道总公司 广州 510335)

广州地铁运营维修管理的精细化和信息化建设

李 红

(广州市地下铁道总公司 广州 510335)

以广州地铁在大线网运营条件下维修管理的精细化与信息化建设实践为支撑，从使用信息化平台的角度出发，对城市轨道交通运营网络化后的资产维护维修支撑的必要性进行探讨；考虑具体的质量控制要求，提出在网络化运营条件下城市轨道交通维修管理的精细化与信息化建设的核心思路、主要环节与具体实现方式。关键词 广州地铁；运营；维修管理; 精细化; 信息化

地铁设备状态的优劣直接关系到运营服务质量的高低，只有提高设备维修管理水平，才能保障网络化、大规模运营的需要。伴随城市轨道交通网络化运营，运营企业的设备设施数量剧增，加之这些设施设备的种类繁多、性能各异、布点分散，修程和工艺相去甚远，给安全运行带来严峻的挑战。下面介绍广州地铁在网络化运营条件下维修管理的精细化与信息化实践，为应对大线网下的设备维修体系信息化建设提供一些参考和借鉴。

1 轨道交通网络化运营维修管理现状

1.1 设备设施维修管理日趋复杂

1.1.1 线网设备设施维修组织的复杂程度上升

由于施工作业点多，资源调度分配难度增大，对设备设施维修生产组织人员提出了新要求，对技术专业部门之间、技术部门与职能部门之间、技术部门与运输部门之间的协调要求更高。如何推动人力、技术、物资、工具等生产要素在线网内快速、合理地调配，推动维修生产作业与运输计划的有效衔接，成为网络化运营过程中必须关注的重要问题。

1.1.2 设备设施现场维修维护作业的管理难度加大

城市轨道交通各子专业之间、设备设施之间的接口复杂、关联度高，容易造成维修人员在现场作业时对其他专业设施设备接口与使用功能的误判，从而产生专业间配合统筹效率下降等问题。如何使各种技术与设备履历资料迅速在现场调用，并及时获取现场的记录，检查与指引作业开展，规范作业现场的设备维修、检修程序，促进专业间信息、数据的共享，给维修技术资源共享与信息互通带来挑战。

1.1.3 技术多样化对线网设备设施维护提出更高要求

城市轨道交通技术发展日新月异，新技术与既有老旧设备、系统之间的协调运作存在诸多问题与矛盾。设备零部件制式不同，工作原理迥异，对原技术体系的冲击尤为明显[1]。同时，部分系统之间的关联性，或是统筹监控的必要性，新老系统设备之间的信息传输接口与数据库的对接也存在软硬件兼容的问题，给城市轨道交通企业开展维修维护的基础数据收集、设备状态判断带来更大的困难。

1.2 维修体系转型急需信息化支撑

国内城市轨道交通企业大都采用计划性维修体系。计划性维修的时间周期固定、维修内容固定，但往往过于死板，容易在设备状态良好时产生过度维修，或在设备状态已经较差时尚未开展 对应的维修。从国内外专业发展的历程看，一般来说维修体系运作相对成熟后，会逐渐从计划性维修向状态性维修靠拢[2-3]。状态性维修可以有针对性地开展有效的维修动作，不改变甚至还提高设备设施的可靠性，并在成本控制力度上比计划性维修有明显的提升[4]。可以说，对于进入或即将进入网络化运营阶段的城市轨道运营企业而言，在成本控制与公众要求不断提升的双重压力下，状态性维修是对传统计划性维修进行优化与改进的重要途径之一。

图1 维修精细化与信息化建设的总体框架

状态性维修对现场维修作业及设备设施的信息收集依赖程度高[5-7]。在状态修实践方面，国外及港台地区同行的做法大多是基于运营经验对设备设施的状态判断，部分地铁则依据一些国家标准设计。考虑到城轨设施设备的相关供货商合同中没有明确的状态修指标，所以这些已经开展状态修的城轨运营企业都会依托维修信息化系统及相关设备对一线设备设施的状态进行跟踪与监控[8]，并依据多年累积的运营经验，结合国家标准与供货商提供的技术参数，搭建自身的状态修基础平台与机制，如表1所示。

表1 国内外同行开展状态性维修的判断方法

因此，无论是实施计划性维修为支撑、状态性维修为辅助的渐进过渡，还是整体转向状态性维修，维修作业信息、设备设施状态收集与处理的维修管理精细化与信息化系统都是其中不可或缺的基础[9-10]。

2 维修管理精细化与信息化的总体思路

目前，广州地铁运营着260 km、164座车站的城市轨道交通线网，维护着47万台(套)设备设施、1 800多辆列车，每天运行12万列公里、70多万车公里，一年运送乘客20多亿人次。广州地铁从单一线路运营转向网络化运营，原有的设备设施维修记录、分析和信息传递方法已越来越无法满足自身线网维修管理精细化的需要。通过积累设备状态数据，建立相应的维修信息系统，支撑维修管理、质量分析和控制，成为维修业务优化、控制维修质量的首选。

广州地铁根据线网的发展规划，在优化现有计划性维修体系的同时，开始建立设备维修的精细化管理平台，为未来状态性维修转型提供良好的信息化支撑以及宝贵的数据积累。

设备维修精细化与信息化管理系统建设的思路如下：一是通过信息系统，对设备设施所涉及的使用、维护、修理、更新、改造等一系列有关工作进行管理；二是对设备设施的现场执行情况、可靠性状态、管理策略、作业资源的组织和配置、作业行为、知识资产管理水平、作业成本、综合效率水平、投资效率水平以及设备对安全、环境、健康的影响，提供信息化支撑和业务数据归集；三是通过信息化手段，将维修规程固化到信息系统中。通过引入物联网技术、二维码识别技术、手持维修终端，加强对现场维修作业的管理，及时收集现场设备状态数据，使维修业务“管理有标准，操作有指引；计划有统筹，执行有监控；事后可追溯，数据可分析”的精细化管理目标得以实现。

3 维修管理精细化与信息化的实现策略

3.1 维修精细化与信息化建设的实现功能

城市轨道交通的设备维修业务主要包括维修作业的组织策划、计划管理、现场作业执行和数据分析四大部分内容，计划修、故障修、状态修、设备整治等维修模式贯穿于其中，其总体框架如图1所示。

3.1.1 组织策划

1) 计划性维修的组织策划。计划性维修涵盖大修、中修、小修、一级保养、二级保养等作业。结合信息化技术，首先需要对现有的维修规程进行重新整理，补充作业的关键工序、拍照工序等精细化要点，形成适用于信息化的维修精细化大纲。

在系统中,采用多层级结构的方式支撑计划性维修的任务组织，每项作业任务从子系统进行分解，一直精细化到最底层的单体设备作业单元。单体设备为最小作业单元(维修对象)，包括单体设备作业的工序、物料、人工和工具等标准化信息。以多层级结构支撑作业任务包组织方式，可以形成多层级的设备电子履历，如图2所示。

图2 基于多层次结构的单体设备检修记录

2) 故障性维修的组织策划。通过故障代码与服务承诺时间的结合，实现维修服务承诺管理。可以根据故障问题和原因，设定响应和完全修复时间要求，在到达规定时间的2 h前可通过邮件对将要超时的工作进行督办。

3) 设备测量数据的组织策划。设备测量数据着重对测点的标准值(包括上下限值、修前值、修后值)进行定义，对于越限的测量数据可以生成故障修工单或状态修工单。其中，修前值是根据城市轨道交通设备维修特点新增的数据采集项，用于记录维修前的测量值。系统提供了3种方式实现测量数据的采集，包括手持端直接录入填报、Excel文件导入、直接从生产系统接口自动采集数据。

3.1.2 计划管理

由于受运营服务、设备情况等影响，城市轨道交通的维修管理具有施工作业时间短、施工作业空间狭窄、施工作业关联性复杂和施工组织安全性要求特别高等特点。为了充分利用宝贵的维修资源，提出了维修计划必须细化到天的精细化管理要求。

城市轨道交通设备维修计划管理包括检修计划和施工计划：前者是根据检修规程而形成的作业任务计划，后者则是根据运营施工管理的作业区间、供电、行车等资源占用情况而形成的具体可进场维修的时间计划。前者的排程时间要以后者的时间为准。

检修计划确认后形成作业工单，涵盖目前运营设备的各类型维修作业，包括计划修、故障修、状态修、设备整治等工单。每项作业任务基本都采用父子工单的多层级结构方式进行组织，每个作业任务包含多个设备对象，采用层级结构的方式组织作业工单，最底层的工单(即子工单)对应到工序、物料、工具、人工。

3.1.3 现场执行

工单分配到具体工班或作业负责人后，现场维修作业人员就可以通过手持终端下载作业任务到现场进行作业，实现现场作业的全过程管理，包括任务下载、预请点登记、进场前检查、进入/离开作业区、作业填报、工具出清以及物料消耗与备件登记等。

利用手持终端还可以实现现场的技术支持，通过读取设备上的二维码，在终端上迅速调取出要查询设备的基础信息、设备履历信息、设备技术文档、应急预案、故障处理指南等文件，辅助完成检修作业。

3.1.4 数据分析

根据所形成的数据，系统可提供以下几类报表：设备质量类分析、作业管理类分析、作业成本类分析、现场检修类分析、系统管理类分析。其中，对于采集回来的测点数据还可以进行趋势分析。对这些数据进行积累，可以说是未来开展状态修尝试的一个起步与基础。

3.2 维修精细化与信息化的具体方案

3.2.1 技术实现方案

制订城市轨道交通维修管理精细化与信息化的建设方案，建议采用成熟的产品来支撑绝大部分业务的管理需求，采用二次开发实现一些城市轨道交通特定的业务需求。广州地铁维修精细化、信息化起源于IBM Maximo 7.5软件产品，通过二次开发，实现了施工管理、手持终端的现场作业执行管理、维修精细化的管理功能，具体方案的总体示例如图3 所示。

3.2.2 数据标准化方案

在城轨交通企业的设备维修业务中，数据非常关键，是维修精细化管理系统的核心。因此，对设备维修业务所涉及的大量数据，广州地铁进行了全面的梳理工作，并根据维修精细化的管理理念，制定了各类数据的规则，进行了充分的编排和统筹，力求既能满足管理需求，同时又符合维修作业现场的管理习惯。

图4 硬件与网络部署

图3 技术实现方案

在城轨交通企业中，设备维修所涉及的核心数据包括以下六大类数据：

1) 公共位置编码。在公共位置的编码规则中，广州地铁充分考虑线路编码与站点编码的组合。

2) 位置数据编码。位置主要是设备所在的物理位置，每个设备需要与一个位置关联。广州地铁的位置编码采用树状的层次结构，位置的划分参照设计图纸，主要根据物理位置和逻辑位置来划分。位置数据包含专业系统信息，还有层级结构设置，各专业根据自身的应用要求设置各专业的位置树形结构，以专业系统作为位置数据的顶层结构。

位置的设置同时需要符合维修工作的需要(满足检修规程、工序标准等)，设备按照目录分类拆分到可维修单元，即位置最末级至少到单台套(单体设备)，位置与设备要一一对应。编码按照多层结构进行叠加，且具有清晰的层次结构。

3) 设备数据编码。采用流水号作为设备编码，由系统自动生成。设备数据的主要属性还应考虑设备名称、父级设备编码、所属位置编码、所属专业、设备分类、安装位置、线路、投用日期、状态、制造工厂名称、制造日期、设备单价、归属部门编码等信息。

4) 预防性维护编码规则。在预防性维护数据中，必须包含专业、预防性维护类型(年检半年检月检等)、检修种类(一级保养二级保养小修巡检)信息、标准作业内容描述信息、作业周期排程信息等。

5) 标准作业模板编码规则。作业标准(工序)数据使用Maximo系统标准作业功能来实现，作业标准数据的主表信息包含对象、类型、内容、人员、物资、工具等。

6) 故障代码编码。故障代码体系由故障问题编码、故障原因编码和维修措施编码3个部分构成。在编码时，均应考虑大类与小类以及流水码的结合。

3.2.3 硬件与网络部署方案

为了确保设备维修系统的高可用性以及安全与稳定，广州地铁采用了对应用服务器(APP)和后台服务器(PM)负载均衡方式进行部署，数据库服务器采用主备集群方式进行部署，保证了数据库的可靠性，如图4所示。

3.2.4 物联网应用方案

维修精细化和信息化系统采用具有较高稳定性、反应速度快、易于携带的民用手机作为手持终端(见图5)，并在少量终端采用背夹式扫描设备，供对 现 场要求较高、需要使用二维码扫描的专业使用。

图5 手持终端

4 应用成效与展望

广州地铁设备维修管理精细化与信息化系统投入使用后，一线生产作业人员已经基本适应了采用手持终端进行现场作业的方式，满足了预期维修精细化的管理要求，并不断提出数据和功能上的整改意见，完善系统的使用。

信息系统试点上线的4条线路(1号线、3号线、三北线、6号线)，经过4个多月的运行，生产管理人员借助信息化工具(见图6)，一揽子解决了“做了没有、做了什么、做得怎样”的监管问题，有助于增强业务监管能力，降低管理风险。

在信息处理与数据积累方面，共处理维修作业工单及相关信息近100万条，并梳理了大量的设备设施基础数据，使现场设备设施的状态与作业执行情况可视化，为设备设施履历的建立与完善提供了良好的技术支持。

图6 系统应用

借助维修精细化管理平台内所积累的现场设备检修数据信息库，结合广州地铁基于设备故障率(可靠性)及故障影响程度的设备质量评估模型，运营维修可以进一步向单台套行车关键设备动态评价方向推动业务发展，及时监控设备故障变化，甚至形成即时的设备评估工具，设定设备质量预警与维修计划启动机制，为系统设备从计划修逐步过渡到状态修以及设备改造和更新提供有效的基础支持。

[1] 何霖.城市轨道交通运营筹备与组织[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

[2] Buxbaum P.Condition based maintenance[EB/OL].MLF，2010 4(7).[2013-11-11].http://www.military-logistics-forum.com/military-logistics-forum/266-mlf-2010-volume-4-issue-7-august/3239-condition-based-maintenance.html.

[3] 张永生.民用航空维修工程管理概论[M].北京：中国民航出版社,1999.

[4] 何霖,昌路明,张蜇,等.城市轨道交通列车安全关键系统的鉴别方法研究[C]//2013年轨道交通电气与信息技术国际学术会议(EITRT2013)论文集.北京，2013.

[5] 孟亚东,贾崇强,韩宝明,等.城市轨道交通运营安全评价的现状与展望[J].都市快轨交通，2014，27(4): 17-20.

[6] 俞光耀.上海轨道交通网络维护保障策略与网络统筹管理的实践与思考[J].城市轨道交通研究，2014,17(7):1-3.

[7] 刘高军.地铁设施设备维保模式的选择及其实施策略[J].城市轨道交通研究，2014, 17(9): 18-21.

[8] 刘伯鸿, 孙丽芳.地铁设备维保模式综合评价的研究[J].兰州交通大学学报, 2010, 29(3): 91-95.

(编辑：郭 洁)

doi:10.3969/j.issn.1672-6073.2015.02.003

Refinement and Construction of Information System for Operation Maintenance Management in Guangzhou Metro

Li Hong

(Guangzhou Metro Corporation, Guangzhou 510335)

Based on the practice of refinement and construction of information system for operation maintenance management by Guangzhou Metro network, considering the specific quality control requirement, we discussed the necessity of asset maintenance support through information system application, and proposed the core idea, main processes and methods of asset maintenance refinement and informatization under the condition of urban railway network operation.

Guangzhou Metro; operation; maintenance management; refinement; informatization

10.3969/j.issn.1672-6073.2015.02.002

2014-01-07

2014-12-22

李红，女，运营事业总部副总经理，会计师，从事轨道交通行业的企业管理、信息化管理、广告通信商贸经营管理以及轨道交通运营管理，lihong@gzmtr.com

U231.94

A

1672-6073(2015)02-0006-05