城市轨道交通供电设备运维智能管控系统研究

孙海东 黄庆锋 周红军

城市轨道交通建设对于促进城市经济发展，便利城市居民出行而言，具有十分重要的意义。轨道交通作为一种绿色环保、高效集约、安全可靠的交通方式，其建设速度越来越快，建设水平也越来越高。当然，伴随着城市的快速发展，对轨道交通智能化水平也提出了更高的要求，在保障系统运行安全性的基础上节省运营成本，是当前城市轨道交通智能管控研究的一个重点。

伴随着城市轨道交通的快速发展，轨道交通安全高效运营需求持续增长。根据当前我国城市轨道交通运营的实际要求，搭建起智能化的运维系统架构是十分必要的。伴随着轨道交通普及率越来越高，客流量越来越大，为了面向广大居民提供高效安全、绿色、环保的出行方式，就必须研究为轨道交通运行提供能源供电设备的运行安全性。

一、城市轨道交通系统建设

城市轨道交通系统由高压输电网、主变电所降压、控制网、牵引变电所降压等组成。调度中心提供照明、电源和测试维修等电能。各主要变电站（牵引变电站、降压变电站）的系统配置、电力电缆、接触网或轨道、供电系统的电源监控。供电系统具有关键的连续行驶条件，对交通控制的整体安全性具有关键影响。

二、供电系统维护技术现状

据调查，前端管理电源管理部主要采用“计划检查”和“故障检查”。根据电力行业、铁路行业和公司区域标准，在这两种模式下，“供电系统综合维修，各管理公司供电设备维修段大门”有效，并形成了标准检查计划。检查维修和故障检查两种检查维修模式的联合运营也被认为是每个运营公司之前最有效和最普遍的检查维修方式。这两种模式可以大大减少设备故障的损失，但以下问题是不可避免的。供电系统的大部分故障是由于断路器和开关的绝缘性能降低和机械性能降低造成的。其次，检查模式和检查频率的错误选择大大缩短了设备的使用寿命。由于几个月的小检查、几年的检查以及在用设备的故障检查，设备部件的安装过于频繁，设备的磨损速度加快。毕竟，设备提起来太早，没有达到自身的使用寿命。第三，在计划检修制度下，技术创新受到一定程度的抑制。工厂的维护人员将长期进行定期、定性和定性检查，以便员工按照订单的顺序进行订购，并变得更加正式，忽略技术创新。第四，即使供电设备状况不佳，也无法预测故障点进行检查，消除了安全隐患。其次，检查模式和检查频率的错误选择大大缩短了设备的使用寿命。几个月的检查、几年的检查、正在使用的设备的检查，以及设备购置设备的检查，经常是连接和拆卸的，设备磨损速度加快。毕竟，设备提起来太早，没有达到自身的使用寿命。第三，在一定限度的检查制度下，技术创新受到抑制。设备维护人员将长期进行定期、定性、定性检查，确保员工生产订单，忽视表单创新。四是供电设备状况虽差，但无明显故障时无检查时间，能及时发现并排除故障隐患。当供电设备状况良好时，应进行检查和维修。定期检查是必要的。造成人力、物力的浪费，无法达到更好的检修效果。第五，需要越来越多的人力资源来维持城市线路网中大型河流工作人员的需求。维护设备对管理和维护的需求越来越大。

三、提升城市轨道交通供电设备智能运维水平的必要性

城市轨道交通供电系统的构成主要包括动力电缆、变电所、电力监控等部分。供电系统只有保持持续的正常的运行状态，才可能保障轨道交通的正常运行，对轨道交通运行的安全性、连续性有着直接的影响。

1.传统运维模式的不足

城市轨道交通持续发展，供电系统设备维护工作难度也越来越大，由于设备分布比较广，所以，维护作业较为复杂，涉及各种专业学科，供电设备的维护成本、维护要求以及维护频次都在不断上升。在传统的运维模式下，针对城市轨道交通供电设备进行定期或者是事后检修，这样的模式无法满足当下城市轨道交通可持续、智能化发展的相关要求。传统的供电系统运维模式主要具有以下几方面的不足：第一，运维管理效率低下；第二，运维工作投入的人力资源不足，存在人力瓶颈；第三，从整体上来看，运维数据较为分散，对于数据分析和应用的能力不足；第四，没能够实现对供电设备运行管控的闭环管理；第五，各个系统之间缺乏有效联系，没有实现全景式的监控平台。为了保证城市轨道交通运行的可靠性和安全性，就必须依据城市轨道交通供电系统组成、运营以及维修等实际特点，创新建立起一种能够实现供电系统智能运维的信息化平台，对城市轨道交通供电设备实行全过程全方位式管理。

2.智能运维优势

近年来我国城市化建设步伐持续加快，城市轨道交通建设也随之而完善。城市轨道交通供电设备运维实现智能化管理，有利于推动轨道交通的可持续发展，提高其安全舒适性和便捷性。新时代城市轨道交通供电设备的运行维护管理应当同时代发展的目标结合起来，依据时代发展的要求以及行业的变化，提升运行维护方案的科学合理性，推动我国城市交通建设的进步。建立城市轨道交通供电设备智能运维平台，有利于为供电系统设备的运营维护提供科学的决策支持，提升供电系统智能化管理水平，从而使得现场供电设备的维护管理更加全面智能、及时准确，节省人力管理成本，使供电设备的管理更加高效经济。

四、城市轨道交通供电设备运维智能管控系统构建方案

1.轨道交通供电设备智能运维系统概述

建立城市轨道交通供电设备智能运维系统，能够借助智能运维平台实现对供电设备数据的共享以及关联，依据设备运维监控的数据以及具体的生产管理要求而生成系统作业要求，借助高科技设备，对供电设备的生产流程实施全过程监控和自动记录，以此能够使城市轨道交通供电系统满足更高效、更严格、更安全的运营维护要求。供电设备监控以及生产管理应该实现以下几方面的数据共享：第一，生产作业过程当中涉及的各种数据包括生产人员的资质履历数据，使用器具的合格数据以及试验仪表仪器的样准数据等；第二，生产管理各个环节涉及的数据，例如设备图纸的资料，维护作业的相应标准以及标准流程操作、年度生产计划等；第三，实施全过程监控中，轨道交通供电系统变电所自动系统当中设备运行的包括故障信息在内的历史统计数据。在应用供电设备智能运维系统后，能够对整个供电系统设备的生命周期状态达到高度掌握，例如，在日常生产计划实施后，能够对物资库存以及工时进行自动更新；能够自动化生成供电设备的差异维修计划；能够自动匹配设备故障的维修专家系统等。

2.供电系统智能运维平台的具体构成

城市轨道交通供电系统智能运维平台，能够实现所有供电设备的实时动态监测，能够实现对所有供电设备运行实时数据的传输以及处理，还能够实现设备故障的智能分析与处理。利用智能运维平台，能够有效地对生产计划中人员、材料以及生产流程等各方面要素进行有效控制，总之，能够大大提高供电系统运维效率。供电系统智能运维平台的具体构成包括人事管理、综合管理、任务池、维修中心等部分。“人事管理”功能能够对所有生产人员的持证情况进行详细记录，并且对其证件的有效期限进行自动检索，证件接近失效期时会自动提醒；“综合管理”模块主要储存供电系统线路维护的相关资料，能够对生产管理文件、备品、备件等的储存情况以及合格期等进行分析；“任务池”模块主要可依据相关的权限管理，由专门的人员发起、审批相关的生产任务；“维修中心”对所有供电设备的履历进行了详细记录，包括设备的历史维修数据，能够在生产计划执行中对设备履历对应的技术参数进行自动检索，维修工作结束之后对设备履历数据进行自动更新。

3.科学合理配置维修设备，加强故障预测管理

城市轨道交通供电系统的运行维护管理工作必须要在科学合理配置维修设备的基础之上进行。专业的维修工具能够保证系统维修的效率，并且制定科学合理的维修决策。供电设备在实际的运行过程当中会受到各种因素影响，如果不重视运行管理，那么可能会导致供电设备出现各种故障，从而影响轨道交通的正常用电，导致轨道交通陷入停滞甚至瘫痪，给城市给居民出行造成不良影响，同时带来巨大的经济损失。所以，为了解决好当前城市轨道交通供电系统运维过程中存在的问题，就必须加强故障预测管理，优化每一个环节的工作，进行全面化分析，制定长期的科学的监测方案，对供电设备电流电压等关键数据进行动态化的监测。还可以根据供电设备的运行实际情况，构建起相应的寿命模型，掌握所有供电设备的使用寿命，针对那些老化比较严重的设备，应该进行及时的维护与更换处理，避免因为设备性能故障而导致城市轨道交通供电系统的整体安全稳定运行受到影响。

五、结语

综上所述，城市轨道交通供电系统智能运维平台能够为供电设备的运行维护提供高效准确的决策支持，从而使城市轨道交通供电设备管理水平不断提升，使得供电设备运行维护工作更加智能化、全面化、准确化。目前我国城市轨道交通朝向规模化与智能化的方向发展，供电系统作为保障轨道交通正常稳定运行的一个重要部分，必须要持续优化性能结构，对运行中可能出现的问题进行全方位监控与解决，加强高新科学技术在智能运维平台建设中的应用，努力达成智慧城市轨道交通建设的目标，推动我国轨道交通事业的可持续发展。