智能设备管理系统在神朔线的应用

2020-04-08张晓光张俊文王永胜

铁道运营技术 2020年2期

韩涛，张晓光，张俊文，王永胜

（神华神朔铁路分公司河东运输段，1、2工程师，3 高级工程师，4 技术员陕西神木 719316）

1 智能设备管理系统简介

神朔铁路目前在设备管理方面，主要以纸质技术台账、设备台账、电子表格、PPT材料为主，以手工方式进行管理，在设备检测、维修、计划、报表记录、统计分析等方面工作繁重而且容易出错。2018年初，神朔铁路提出建设“绿色、法治、高效、智慧化、可持续”五位一体新神朔的奋斗目标，为探索智慧化铁路，以河东运输段供电专业三岔供电工区为试点班组，合作开发了智能设备管理系统。智能设备管理系统按照实际检维修流程，通过GIS地理信息技术、网元拓扑、预警等手段，实现了维修任务自动提示、预案式制单、电子审批、作业记录、周期更新等功能，设备维修初步实现智能化，通过预测、检测设备的运行状态，监测设备维护及寿命周期，避免了材料浪费，节约了设备使用成本。

2 智能设备管理系统组成

智能设备管理系统由智能设备管理（网元拓扑）、预警管理、日常检修三大模块组成。

2.1 智能设备管理模块该模块通过接触网整体示意图、GIS位置信息全景图、支柱分布图（区间或站场）、支柱装配图四个维度，建立详尽的设备电子台账，为智能设备管理奠定基础。

1）接触网整体示意图。接触网整体示意图（1级菜单）可在智能设备管理系统监视显示器上直观地展示管辖的每一个区间或站场的设备分布，包括分相绝缘器、分段绝缘器、常闭隔离开关、桥梁、隧道等，并标注了起止公里标、起止杆号、变配电所、网工区以及设备分界点等重要信息，如图1所示。

2）GIS位置信息全景图。GIS位置信息全景图通过与地图信息结合，可在智能设备管理系统监视显示器上立体展现区间或站场支柱的地理空间分布，清晰标识三岔供电区段重污区、防洪重点、跨越接触网的电力线路等信息，点击每根支柱，进入下级页面，便能查询支柱的位置信息、技术参数、装配材料、实景图片，方便日常检修及故障抢修。

3）支柱分布图。区间或站场支柱分布图作为接触网整体示意图的下一级菜单（2级菜单），通过把接触网设备按照跨距这一标尺，将支柱前方跨距内的接触悬挂、电连接、分段（分相）绝缘器、吸上线等设备简化至该支柱上，以拓扑图的形式简洁体现。之后在支柱分布图中，通过不同颜色将支柱信息状态进行分类标识，如绿色代表已维修设备（正常状态）、橙色代表未维修设备，黄色代表设备缺陷二级超限，红色则是三级缺陷，如此，管理人员便可通过智能设备管理系统监视显示器上显示的不同颜色了解设备状态。图2为支柱分布图。

图2 支柱分布图

4）支柱装配图。支柱装配图作为支柱分布图的下一级菜单（3级菜单），则是将具体支柱位置、型号、设计参数、主要装配材料规格、数量等作详细说明，方便发生故障时快速寻找到指定位置、指定材料进行维修。同时用颜色区分材料使用状态，绿色代表正常状态，橙色代表接近使用寿命，红色代表已超出寿命状态。点击小圆点，进入4级菜单，详细标识每一种材料或设备的出厂日期或投用时间、寿命周期、使用地点等信息，把涉及的主要物料纳入寿命周期管理，寿命周期根据《检规》、使用说明书或经验评估确定。图3为定位器的寿命管理卡片。

图3 寿命管理卡

最终通过对大数据库的不断完善，将每根支柱的装配和检修信息录入其中，用接触网整体示意图形式，完整展现接触网设备的空间分布、重点设备区段、防洪重点区段、重污区、跨越等现场信息，建立完整的电子台账，为工区日常检修和故障抢修提供科学依据。

2.2 预警管理模块预警管理模块分为检修周期预警、物料有效期预警、库存预警、缺陷预警四个部分，把物料库存、设备超限、周期检修、物料使用及寿命有机结合，从而实现物料消耗监控与设备状态监测。

1）检修周期预警。接近检修周期，周期预警自动发出，提醒工区提报计划并检修，检修后预警自动消除，以免造成失修或漏修，确保设备安全运行。

2）物料有效期预警。材料或设备到达寿命周期前自动发出预警，提醒工区提报计划并检修更换，检修更换后预警自动消除，对重点材料或设备进行实时监控，为设备安全运行提供保障。接近有效期的物料会显示橙色发出预警，超出寿命周期则会出现红色报警。图4所示为接近或超出物料有效期的统计列表。

图4 物料有效期预警

3）库存预警。智能设备管理系统直接调用班组的材料库存数据库（编码、名称、型号、数量等），并通过计划制定、电子工单、电子领料单与日常检修中的材料出入库有机结合，实时监控库存数据。当材料库物料数据到达预设的警戒值时自动发出预警，提醒材料员提报材料计划，及时增补材料，使材料员提报材料计划的实用性和针对性更强。系统用三种颜色代表库存状态，绿色代表库存充足，橙色是低库存预警，红色则代表库存不足。

4）缺陷预警。供电专业对接触网设备的几何参数按季度进行定期检测，通过与《检规》规定的标准值进行比对，确定缺陷类型及超限级别，并发出相应级别的预警，自动提醒班组及时处理缺陷，班组提报计划检修完成后，再次输出几何参数，符合标准后，预警自动消除。系统使用绿、黄、红三种颜色标识设备状态，绿色表示正常；黄色表示介于安全值和限界值间，可以缓期处理；红色表示超出限界值，视为设备缺陷，需要立即处理。

通过以上四类预警功能提示，工长针对性地提报计划，方案生成更加科学化，检修流程更加完善，检修标准更加规范，检修效果更加直观，真正做到了设备智能精检细修，初步实现了设备智能化管理。

2.3 日常检修模块日常检修模块按照班组实际检修工作流程，制定计划、制定方案、工长审批、收工总结、查询统计共计5个环节全部电子化并形成闭环。传统的纸质作业工单完全被取代，手工填记式被勾选模板式取代，依托设备的智能报警，检修计划自动生成，从计划提报，到制定方案，到方案审批，再到最后的收工总结，全部是预案式自动生成，无需一项一项进行填记，将“填空”改为“选择”，不仅提高了工作效率并且避免了人工操作发生的失误。

下面以三韩区间下行39#杆电连接检修为例，展示完整的流程。

1）制定计划。支柱颜色标识为橙色，即代表待检修设备，选定本次天窗需要作业的支柱，在出现的菜单上勾选作业时间、地点、作业项即可自动生成作业方案。

支柱颜色标识为橙色，即代表待检修设备，选定本次天窗需要作业的支柱，在出现的菜单上勾选作业时间、地点、作业项即可自动生成作业方案。

2）制定方案。工作票和分工表按照规程或制度的规定，预置系统中，制定方案时菜单式勾选、适当修改即可，工作票和工作分工表都是提前录入预案，可根据实际作业按需组合自动生成。将日常检修涉及的二十项单项作业都提前制定了定额材料，勾选作业项后自动生成物料清单，物料名称、规格、数量、仓库位置一目了然，方便查找。

3）工长审批。以上完成后进入工长审批环节，审批内容包括任务信息、工作票、分工表、作业方案等，智能设备管理系统支持审批方式在台式机或移动端进行。

4）收工总结。当次作业完成后，进入收工总结环节，从网元设备图上可以看出经过检修的设备颜色已经变为绿色，点击进入后可看到设备的具体检修情况，维修情况总览展示的是当次作业的维修任务（含主要消耗材料）。

对比之前的手工作业工单，作业票、分工表、检修记录全部电子化，数据自动记录、分析、统计。智能设备管理系统的应用，基本实现了智能预测、检测设备状态，智能提示、报警设备故障，以及智能完成作业工单的制定、审批、收工总结等一系列闭环管理环节。

3 智能设备管理系统的优点

1）通过接触网整体示意图、GIS地图、区间拓扑图、装配图等形式，完整展现接触网设备的空间分布、装配结构、现场图片，建立了完整的电子档案，为智能设备管理奠定了基础。

2）对接触网设备实施寿命管理、寿命预警、检修预警、缺陷预警，自动生成统计报表，实现物料消耗监控、设备状态监测、维修任务自动提示等功能，提升了接触网设备管理效率。

3）按照班组实际检修工作流程，制定计划、制定方案、工长审批、收工总结、查询统计共计5个环节全部模块化、电子化并形成闭环。依托设备的智能报警，检修计划自动生成，从计划提报，到制定方案，到方案审批，再到最后的收工总结，全部是预案式自动生成，有效避免了检修及料具遗漏、方案漏项等行为，最终大幅提升了工作效率。