地铁机电设备维修与管理存在的问题及对策

李 军，赵亚鹏

（南宁轨道交通运营有限公司，广西南宁 530000）

0 引言

目前，我国正处于城市轨道交通快速发展期，全国已有43个城市的轨道交通建设规划获得批复。地铁是城市轨道交通的重要构成，随着地铁线网规模的不断扩大，地铁运营机电设备数量呈指数级增长，具有数量庞大、种类繁杂、分布广散的特点。地铁运营时间的延长进一步压缩了设备维修作业的窗口时间，叠加既有线路设备面临大修改造、新线设备尚处于运行不稳定期等因素，传统设备维修与管理模式面临业务瓶颈。

1 地铁机电设备维修与管理现状及存在的问题

1.1 网络化运营后设备维修与管理难度加大

随着后续新线开通运营接管，新增机电设备数量将越来越庞大，施工作业点越来越多，资源调配难度增大，对设备维修与管理人员的技术及管理水平提出了更高要求。如何提高设备使用效率，管好、用好各类设备，为生产管理提供决策支持，推动物资、工具等生产要素在线网内协调联动、合理调配，已成为网络化运营后设备维修管理中亟需解决的问题。

1.2 设备维修与管理过程中智能化技术应用不足

（1）目前设备检修作业仍依赖人工作业、人工监控，即人工巡检、人工识别判断和手工记录的传统方式[1]，检修工作质量与各专业维护人员的工作责任心、技能水平以及检修人员的从业经验密切相关，导致检修结果主观性大，存在结果作弊、质量不高、效率低下等问题。

（2）设备维修模式主要是周期性检修、故障维修等预防性维修[2]，即对设备做“定期体检”“有病时医病”，缺乏前瞻性的预测性维修[3]。预测性维修能将故障控制在萌芽状态，极大地降低运营维护成本，延长设备的服役寿命，确保地铁设备的运营安全。

（3）设备故障处理流程按照逐级上报的原则[4]，一般是发现设备故障后上报对应调度，再由调度通知设备管理部门安排维修人员处理，设备故障处理过程中的信息流转效率低，存在信息传达不准确的问题。

1.3 维修与管理人员人才紧缺，需加强人才培养

随着线网规模的急剧扩大导致维修与管理人员的流动性增大，部分老员工支援新线建设，人才力量被进一步稀释，而新员工的技能水平和从业经验难以跟上日益提高的设备维修与管理要求[5]。

2 地铁机电设备维修与管理对策

2.1 对设备的整个生命周期进行全过程管理

充分发掘数据资源的价值，提高设备综合效率，运用现代科学技术、管理方法对设备生命周期进行全过程管理[6]。建立设备维修管理系统，从规划、设计、选型、购置、安装、验收、使用、改造、更新直至报废进行科学型管理，实现数据、业务功能的充分集成，推动物资、工具等生产要素在线网内合理调配，从而达到数据共享、工作协同的目的。设备维修管理系统包括运营设备资产实物管理、运营设备维保管理、运营计量器具及工器具管理功能模块。

（1）运营设备资产实物管理通过资产管理业务流程和资产代码管理体系设计，实现资产的多渠道增加（采购、标段移交等）、多类型使用和变动、盘点、丢损和报废处置全生命周期涉及的管理业务标准化、规范化、集中化、流程化系统管理。

（2）运营设备维保管理包括各专业设备维护计划的编制，对设备和备品备件的收发和使用，设备的状态、日常维修保养历史、设备故障管理等方面进行管理。

（3）运营计量器具及工器具管理包括计量器具和工器具的基本信息、送检情况、检定结果、有效日期及维修历史等，建立完整的信息台账。

2.2 利用智能化技术开展机电设备智能运维系统研究

利用在线监测、物联网等智能化技术，建立机电设备智能运维系统，通过实时数据采集，进行机电设备运行状态数据的存储、处理、建模及分析[7]，智能联动维修业务，实现系统巡检、故障预测，即预测性维修、全流程故障维修闭环管理。机电设备智能运维系统由在线监测子系统、运维数据平台、运维调度平台组成，分层搭建与设备维修管理系统无缝对接。机电设备智能运维体系结构如图1 所示。

图1 机电设备智能运维体系结构

2.2.1 在线监测子系统

通过在各类设备上加装传感器，建立通风空调、给排水、低压配电等机电设备在线监测子系统，进行设备运行状态数据的实时采集、分析及在线监测[8]。

（1）通风空调在线监测子系统对车站、车辆段通风空调设备（风机、风阀、冷源设备等）运行状态、冷却塔液位数据、故障数据等进行预处理，并将预处理数据上传至智能运维数据平台，建立综合维修场景模型。

（2）给排水在线监测子系统对车站、车辆段给排水设备的运行状态、故障数据等进行预处理，建立给排水在线监测，并将预处理数据上传至智能运维数据平台，建立综合维修场景模型。

（3）低压配电在线监测子系统可以对车站、车辆段采集的EPS（Emergency Power Supply，应急电源）设备信息、消防电源双切箱设备状态、故障数据等进行预处理，实现低压配电在线监测，并将预处理的数据上传至智能运维数据平台，建立综合维修场景模型。

2.2.2 智能运维数据平台

建立智能运维数据平台[9]，与在线监测子系统[10]建立数据接口获取设备监测数据，进行数据清洗、转制等预处理，实现监测数据的标准化、样本化，为综合场景建模提供规范化的计算基础，向线路智能运维调度平台提供设备健康度分析结果。

2.2.2.1 综合维修场景建模

构建各专业智能运维综合维修场景[11]模型库、规则库、算法库，利用线路智能运维数据平台的规范化监测数据，开展主题数据抽取、模型运算，通过数据时间、功能、业务相关性分析，形成设备异常状态数据，为线路智能运维调度管理提供业务数据基础。综合场景建模包括但不限于以下类型，模型结构主要包括模型输入、数据建模、模型输出。

（1）通用模型。满足通用模型的模型输入条件，根据设备特点及设备修制修程内容，采集关键设备点位信息及组合式点位的相关数据点。满足通用模型的数据建模条件，根据不同设备专业和相关点位的基础应用分析，建立完整的基础模型。具备获取通用模型输出结果的能力，通过对设备信息在线监测，将预处理的数据上传至运维调度管理平台，模型结构见表1。

表1 模型结构

（2）基础模型。满足基础模型的模型输入条件，包括人员配置、客流量差异、故障原因和处置方式等。满足基础模型的数据建模条件，包括基于输入情况建立不同场景下的故障定位及预测模型。具备获取通用模型输出结果的能力，包括故障定位等。

2.2.2.2 设备健康评价管理

基于接入的各专业在线监测子系统[12]，针对不同场景，对各个设备的健康度进行评价打分，并根据健康评价的分数，提供健康度监控功能，计算设备健康评价指标，对设备、系统进行健康分析，通过分值表示健康度。将各接入专业的子系统设备标识为关键设备及非关键设备，将设备报警分为主要报警、次要报警、提示报警3 个报警等级，其中主要报警影响设备运行，次要报警影响设备部分功能，提示报警不影响设备运行和功能，起提示作用。设备检修、测试时触发的报警暂不计入评分；分值及权重可根据实际情况调整。

2.2.3 运维调度管理平台

运维调度管理平台利用运维数据平台的设备模型分析结果，实现系统巡检、故障预测即预测性维修、全流程故障维修闭环管理等智慧应用功能。

（1）实现系统巡检：基于接入的在线监测子系统，实现基于远程感知[13]的系统巡检，通过远程感知，取代频次高、人力投入大的人工巡检作业。通风空调系统巡检包括但不限于表2 中的内容。给排水系统巡检功能包括但不限于表3 中的内容。低压配电系统巡检功能包括但不限于表4 中的内容。

表2 通风空调系统巡检功能

表3 给排水系统巡检功能

表4 低压配电系统巡检功能

（2）实现预测性维修：当智能运维数据平台监测数据分析到运营设备出现状态异常时，设备在尚未发生故障的情况下仍能进行运营生产。根据智能运维数据平台运算的设备健康度分析，结合故障库及状态后果影响库，自动生成预测维修信息，包括设备当前状态现象可能产生的故障后果、提报日期、状态等信息。

（3）全流程故障维修闭环管理：基于智能运维数据平台场景模型运算出故障信息，通过设备故障信息自动生成提报对象实现故障修及预测修自动提报[14]。故障修、预测修执行完成后，通过与设备维修管理系统的对接，实时获取工单闭环信息，数据平台自动监测设备的维修结果及运行现状，展示设备是否已经恢复正常。

2.3 加强地铁机电设备维修管理人才培养

通过匹配培训设备[15]、场地、师资、编写培训教材，满足培训工作需求，同时要确保员工培训质量，注重培训的过程管理，包括前期计划、中期监督、后期评价。另外还可以积极推进与高等院校、企业的合作，形成优势互补，共同制定人才培养方案[16]、开发课程和教材，推动人才培养资源的建设。或者组织外出培训，根据工作计划，可超前筹划，适时组织外出培训，通过到同行业单位参观、考察学习，开展相应工作岗位的短期专项培训。提高维修管理人员的专业素养和管理水平，以解决人才紧缺的现状。

3 结语

本文以地铁机电设备维修与管理中存在的问题及现状为基础，提出解决问题的具体方法，对于进一步提升地铁机电设备维修质量，降低维修成本，保障机电设备持续健康、稳定、安全运行是十分必要的。