城市轨道交通智能运维建设监测内容分析

邓波 徐建军 高建 朱健伟

摘要：基于城轨交通各专业运维特点，分析并提出由智能监测设备设施硬体系加维护保障管理模式软体系组成的城轨交通智能运维系统架构，进而对智能运维系统功能进行提炼，同时归纳得出在城轨智能运维系统下车辆、供电、机电、工务、通信信号专业的重点监测、检测内容，以期为后续城轨交通智能运维系统的建设提供参考。

关键词：城轨交通;智能运维;系统架构;功能特点;监测检测

中图分类号：U296.32            文献标志码：A

0引言

2019年国务院印发的《交通强国建设纲要》[1]中明确提出要大力发展智慧交通，推动新兴信息技术与交通行业深度融合，推进数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施。我国城市轨道交通大规模建设已有十几年时间，其工作重点正在由“建设为主”向“建管并重”转型，传统的以人为主的运维模式与不断增长的运维体量不匹配问题日益突出，因此，城市轨道交通正逐步应用各行各业的新兴技术以探索智能运维，提高设备智能化感知水平，降低人工运维强度，减少人为干扰因素，提高运维质量，降低运维成本。2020年中国城市轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》[2]将智能运维安全列为智慧城轨发展八大体系之一。

城市轨道交通智能运维的建设要以实现运维手段、运维模式和管理手段的数字化智能化转型为目标。在运维手段方面，要从人工+传统装备模式向智能化监测、检测和检修装备转型;在运维模式方面，要从多平台+管道交互模式向一平台多应用+管理体系模式转型;在管理手段方面，要从故障修+计划修模式向故障修+计划修+状态修模式转变，并最终实现状态修。而现阶段城市轨道交通智能运维的建设重点应放在运维手段的数字化智能化转型上，先进的智能化运维信息采集、监测、检测手段是智能运维总体目标建设和实现的物理基础。在此之前，要在深入分析其特点的基础上进行智能运维体系的设计和搭建。

1智能运维专业特点

城市轨道交通智能运维是一个涉及多专业的综合性应用系统，而各专业由于其建设内容、特点不同，可根据线网级和线路级分别进行建设。车辆、供电、工务、电梯、通信等专业，由于这些专业设施设备各线路间的差异较小，数据模型具有通用性，所以这些专业的智能运维直接可以进行线网级建设，一次建成，各线可根据建设进度分期接入。信号、站台门、票务、风水电等专业，由于这些专业的设施设备各线间存在较大差异，这些系统建议进行线路级智能运维系统即可，最后在线网级智能运维系统进行统计分析和可视化呈现即可。

2体系架构

智能运维系统可以设计为硬体系加软体系两部分组成的架构。硬体系是针对智能运维的技术支撑手段，包括维保业务管理系统、各专业智能运维系统和专业设施设备智能监测、检测体系。软体系是基于智能运维的维护保障管理模式，由运维组织架构和运维规则（维修策略、修程修制）等组成，其整体架构体系如图1所示。

智能运维系统涉及车辆、供电、通信、信号、工务及车站机电等多专业，是在各专业智能运维平台系统基础上，有效整合各专业运维数据，达到统一规划、数据共享的目的[3]，其逻辑架构如图2所示，分为智能监测层、数据分析层和业务应用层。智能监测对象主要是各系统及专业设备;数据分析层是通过构建维保数据平台，将各系统运维体系的运维基础数据、设备运行数据、设备检测数据、维修业务数据、跨专业数据等数据信息，利用各种数据分析手段实现面向海量数据的分析和挖掘;业务应用层即利用各种数据分析结果，进行多专业综合分析展示，针对运营各业务类别进行应用。

对于软体系的建设，需结合各城轨公司自身的运维组织架构和企业文化特点，在详细分析、研究各公司自身诉求后，细化建设的具体目标。对于硬体系中基础设施、数据处理平台目前多采用城轨云和大数据平台技术方案建设，也得到了大部分轨交企业的一致认可，许多文献对其相关技术方案已有诸多介绍，这里不再赘述。

3系统功能

城轨智能运维系统的建设，主要是能将设备的状态、报警、健康等不同状态实时呈现于运维管理机构，并能通过大数据智能分析诊断、预测和辅助决策，应用于人员维护生产状态、设备全生命周期履历、应急指挥、运营监控等不同业务功能[4]。智能运维系统功能归纳见表1所列。

4智能运维监测检测内容

4.1车辆智能监测

车辆智能监测由车载综合监测子系统[5]、軌旁综合检测子系统和智能巡检机器人子系统三部分组成。车载综合监测子系统监测内容见表2所列，轨旁综合检测子系统和智能巡检机器人子系统监测内容见表3所列。

4.2供电智能监测

供电智能监测包含变电所巡检、故障录波、蓄电池在线监测、所内环境监测、电能质量监测、接触网智能巡检、可视化接地以及所内综合自动化采集等，所内自动化采集内容见表4所列，其余监测内容见表5所列。

4.3通信信号智能监测

信号智能监测内容见表6所列，通信智能监测内容见表7所列。

4.4工务智能监测

工务智能监测主要指轨道、线路和隧道三部分智能监测，其监测内容见表8所列。

4.5车站机电智能监测

车站机电专业智能监测内容见表9所列。

5结束语

本论述结合行业背景、运维技术发展趋势及城轨运维专业技术特点，提出基于硬体系加软体系的城轨智能运维系统架构体系，提出运维系统基本功能要求。根据现阶段城市轨道交通智能运维的技术发展、技术成熟度和项目建设情况，对当前城轨智能运维物理基础建设的重点内容进行归纳、总结、统一。希望通过本论述对具体城市轨道项目建设实施有一定的借鉴意义，同时也为城轨智能运维系统化研究、发展提供参考。

参考文献：

[1]中共中央国务院.中共中央国务院印发《交通强国建设纲要》[EB/OL]（. 2019-09-19）[2021-12-20].http：//www.gov.cn/zhengce/2019-9/19/content_5431432.htm.

[2]中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要[J].城市轨道交通，2020（4）：8-23.

[3]廖云.基于大数据平台的城市轨道交通多专业智能运维系统构建探讨[J].控制与信息技术，2021（5）：1-5.

[4]李杰，徐启禄.基于云平台的城市轨道交通智能运维系统设计与应用[J].城市轨道交通研究，2021，24（8）：213-217.

[5]李洋，王文斌. 关于构建城市轨道交通关键设备设施智能在线安全监测系统的探讨[C]//智慧城市与轨道交通2019，2019：26-31.

[6]许明. 基于手推车载式线路全断面检测系统研究[D]. 北京：北京交通大学，2018.8FFE0822-1633-45AD-A29B-D42F973F03ED