浅谈智能化城轨供电运维平台应用层的功能要求

鲍飞达，王 颖

(绍兴市轨道交通集团有限公司，浙江 绍兴 312000)

近年来，伴随着各个城市的城市化建设，轨道交通因其能有效缓解公共交通压力，提高城市公交服务水平，轨道交通与各城市间得到了大力的发展，城轨供电系统因直接影响行车安全，相对于传统的维修模式，有必要对其运维模式进行相应的改善提高。与此同时，随着大数据、云平台等高新数据处理技术的出现，搭载智能运维的城市轨道交通供电系统显然已成为城轨供电系统的一大发展趋势，同时，运维系统的应用层，作为直接与运维人员接触的一层架构，在设计上应该切实以方便工作角度出发，提出相应的功能思考。

1 供电系统智能运维系统总体架构

供电系统智能运维大多采用三层架构，感知层、数据传输层以及应用层。感知层主要的工作既是完成对供电设备设施本体以及周围环境的数据采集任务。感知层在SCADA的基础上，通过采用智能运维设备，如热成像仪、温湿度传感器、高清全角摄像机、气味传感器等设备，以此来完成电气设备工作、状态数据的在线实时监测，并将采集到的各项数据传输到数据传输层中，通过大数据、云计算等智能基数进行一个数据预处理，继而再传输到远端的应用层；同时也要接收并完成从应用层下达的远程控制指令，以此实现供电系统设备的远程智能监控。

供电系统由于有电力监控系统SACADA的存在，本身对供电系统设备具有部分控制检测能力，其功能与智能运维巡检设备功能有部分重复，可以用于数据比对。目前，市面上存在的供电智能运维设备主要有：一体化轮式巡检机器人、室内挂轨式机器人、微型红外热成像在线监测系统等。

此外，上层需设置智能运维平台管理系统，即应用层。来统筹管理各智能运维设备，处理分析实时增长的数据，判断设备状态，生成报表并提供建议，支持进行远程控制设备巡视。应用层在搭载应用服务器系统和数据库服务器等组成的同时，应该采用特定的数据传输支撑平台，这种数据传输支撑平台的关键技术其实就是物联网的中间件技术，数据在这个支撑平台中实现由各类传感器等感知层设备采集，然后与应用操作系统之间进行数据的传输、过滤以及格式转换的一种，此独立的系统软件或服务程序，能够屏蔽底层数据系统的差异性，减少程序设计的复杂性。

2 应用层运维功能思考

对于运营来说，城市轨道交通供电系统的智能化运维平台在应用操作层的功能设计上，应设置相应有助于运营的日常生产工作的功能。对于往常需要运营人员人工写入及分析的数据，应用层能替代完成数据分析、数据存储以及提供图形化显示图表。后台处理系统根据采集到的数据信息对比分析结果，为运营人员做出超限报警、远程指令控制下达等操作，以此来实现城轨供电系统设备设施的运行状态、实时参数的实时性监测以及远端控制。应用层功能性应具备以下功能。

2.1 人机交互简洁

应将运维平台的系统界面尽可能设计成美观简洁的效果，同时出于调度操作人员的考虑，应将每项功能的操作实现步骤，设计的尽可能地简便。具备友好的人机交互界面，搭配平台匹配的处理器及算法，杜绝出现界面崩溃的情况。查看设备实时数据的界面时，其画面中应要能自动更新数据的变化，显示电流、电压、功率、温湿度等过程变量的实时数据，以及供电设备设施运行状态的自动更改，图标显示图形数据随过程状态的变化而变化，图表切换功能，时间段数据柱状图、趋势图可随时翻看查阅。

2.2 报警、事件全过程记录

供电智能化平台应搭载报警系统。系统提供报警信息显示功能，报警级别分类显示，同时系统提供历史事件查询功能。后台数据处理时，如果发生了任何异常的数据，或者设备的异常状态，立马会发送报警信息给运营人员，同时可以做到报警分类，不同影响程度的报警信息匹配不同程度的报警信息显示，例如：轻度异常信息对应闪烁提醒，严重异常信息采用弹窗或声光报警等。且均需要通过人员完成一个手动消除告警信息，才会停止告警。以此来帮助运营人员及时有效地对异常信息进行处理。同时要具备事件记录功能，运营人员可以通过时间、设备等条件对告警信息进行检索查询。

2.3 智能数据比对分析

系统能完成对从感知层设备设施获取而来的数据以及从SCADA系统、能耗监测系统中接入的数据，进行数据的长周期存储，能对数据进行数据比对分析处理，以此来对供电系统的设备设施进行一个全方面的分析处理，一方面通过历史数据的采集对比分析，另一方面结合全生命周期管理，通过设备使用年限及设备状态，有能力对监测到的设备实现进行一个预报警功能的实现。

2.4 生产报表自动管理

系统提供自动生成供电设备设施缺陷报表、巡检任务报表等功能，并提供历史曲线展示功能，所有报表具有查询等功能，报表可按照设备名称、巡检时间、巡检任务、设备类型、设备名称等过滤条件查询巡检数据。

2.5 设备设施全生命周期管理

提供完整的全生命周期管理系统，建立设备设施台账，台账记录供电设备设施、备品备件、作业工器具、安全工具等设备完整信息，将这些信息完整导入保存在系统中，这些信息包括设备的基本信息主要为设备的编号、功能概况、厂家信息、生产安装信息、操作流程、性能指标等；进而形成完整的设备静态履历。建立以设备设施台账(包括固定资产、最小可维修备件、工器具)为基础，并以SCADA系统、地铁供电智能运维管理系统的各类供电设施设备全数据的业务数据和信息数据为核心(包括实时的运行数据、维护和维修的设备数据、资产管理数据和生产服务对象的业务数据)，以此来建立以供电专业内部业务处理为目的的，以单体设备、设备部位、设备履历为主要数据管理对象，形成动态的设备设施基础管理体系，实现设备设施全寿命周期跟踪管理。

2.6 智能辅助分析

对于设备的应急处置，平台在提供标准化应急处置流程的同时，通过搭载专家系统，以及后台的数据挖掘、BIM建模、大数据分析、深度学习等手段，于设备设施应急处置的过程中，提供一个科学合理有效率的应急处置流程。

2.7 标准化作业指导

对于日常的生产管理工作，提供一个标准化的作业指导，同时根据各地地铁自身的组织架构组建情况，每年度、季度的生产目标等，提供一个协助于工作安排组织的功能，协助完成生产计划管理、生产进度管理、文档管理等工作。同时载入供电专业的专业维修文本、应急预案等指导性文件，方便工作流程、应急处置的标准化实施。

3 结束语

搭载智能化运营平台的城市轨道交通供电系统，在应用层功能完备的情况下，对运维人员的日常作业中运维效率、运维水平都能做到了一定的提升，且在专家系统以及标准化作业的加持下，应急处置也变得更加科学准确。由此可见，智能化城轨供电运维平台的布置能有效提高供电专业的运维水平。