南宁轨道交通5号线通风空调专业智能运维系统应用研究

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.01.032

收稿日期：2023-08-28

摘  要：城市軌道交通作为城市公共交通的运输骨干，是建设“交通强国”国家战略的重要支撑。面对日益增长的客流及更加安全、绿色、优质、高效、节约的运营要求，迫切需要通过技术创新来提升服务和管理水平。以南宁5号线为应用实例，提升5号线整体的通风空调专业设备智能化管控水平，能够完成设备在线监测，实现智能化预警并自动派工；通过建模分析，提供专家级的故障维修建议，指导维修人员快速完成故障的排除和修复，提高设备运维水平。

关键词：智能运维；通风空调；在线监测

中图分类号：TP39  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2024）01-0150-05

Research on the Application of Intelligent Operation and Maintenance System for Ventilation Air Conditioning of Nanning Rail Transit Line 5

WANG Xu

（Nanning Rail Transit Group Co.， Ltd.， Nanning  530022， China）

Abstract： Urban rail transit， as the backbone of urban public transportation， is an important support for the national strategy of building a “Transportation Powerhouse”. In the face of increasing passenger flow and more safe， green， high-quality， efficient， and economical operation requirements， there is an urgent need to improve service and management levels through technological innovation. Taking Nanning Line 5 as an application example， it improves the overall intelligent management and control level of ventilation air conditioning professional equipment on Line 5， and it is able to complete online monitoring of equipments and realize intelligent early warning and automatic dispatch of work. Through the modeling analysis， it provides expert level fault maintenance suggestions， guides maintenance personnel to quickly complete fault elimination and repair， and improves equipment operation and maintenance level.

Keywords： intelligent operation and maintenance; ventilation air conditioning; online monitoring

0  引  言

城市轨道交通是大城市公共交通系统骨干，对于缓解交通拥堵、引导城市结构布局、减少交通污染、支撑社会经济发展具有不可替代的作用。

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻落实党中央、国务院《交通强国建设纲要》提出的新要求以及国家省市主管部门下发的“智慧城市”“工业4.0”“互联网+”等相关政策性和指导性文件的要求[1]。以新兴信息技术与城轨交通深度融合为主线，发展智能系统，建设智慧城轨，实现城轨交通由高速度发展向高质量发展的跨越，助推交通强国的崛起。

2020年3月，中国城市轨道交通协会印发了《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》[2]，从行业层面对智慧城轨进行统筹规划和顶层设计，指出信息化建设是智慧城轨建设的核心和基础。《纲要》对智能运维安全、智慧网络管理以及大数据应用的发展提出了全新的展望，也为智能运维系统建设提供了方向性指导，充分利用大数据技术，着力于场景化决策分析，加速与在线监测的融合，实现维保的智慧化转型。

当前，南宁轨道交通已开通运营5条线路，其中5号线一期工程以国凯大道站为起点，终点为金桥客运站，线路长约20.21 km，全部为地下线路，共设车站17座，均为地下车站。随着南宁轨道交通线网规模的不断扩大，运营设备数量呈指数级增长，维保业务人员数量的增长远小于运营里程的增长，同时轨道交通运营时间的延长进一步压缩了设备维保作业的窗口时间，使得依赖人工和经验的传统设备维保业务模式面临业务瓶颈。

在此背景下，南宁轨道交通5号线通风空调专业智能运维系统应用研究，旨在于解决设备维保工作所面临的瓶颈，为南宁轨道交通5号线机电设备智能运维工程提供技术支撑，明确智能改造所涉及的系统、设备和功能，并结合实际的应用现状，确定出关键设备参数作为系统建模的依据，从而促成5号线机电设备智能运维工程的顺利实施，找到最适应南宁轨道交通5号线机电设备的智能运维技术，紧密结合典型车站的机电设备智能运维进行科技成果转化应用及示范推广，解决机电设备巡检工作量大、故障定位不精确、维修质量依赖人工经验等问题[3]。

1  传统维保管理模式症结分析

城市轨道交通运营以设备维修业务为核心，针对通风空调专业设备数量庞大，维修组织复杂，维修现场管理难度大，维修管理技术多样化等突出问题和特点[4]；设备的基础信息以纸质版的形式存在，部分信息以图和表格的形式存在，数据存储形式不一致，也不便于查询和维护，较难实现信息的持续化和趋势化管理。深入调研和分析设备维修业务管理的现状，了解了设备维修的工作状态和作业流程，整理和分析各方面的需求，从而运用信息化智能化手段建立智能运维系统[5]。传统维保管理面临的挑战包括：

1）设备数量激增、运营时间延长，维保技术资源跟不上发展速度。

2）维修规程缺乏针对性，部分存在过度修、疲劳修。

3）缺乏设备状态感知和预警能力，被动维修为主。

4）故障从发现、提报到派工、处置的各环节均严重依赖人工和经验，无法快速精准地定位和消除问题。

1）对于设备管理水平的提升，缺乏数据化的决策支持。

2）维保业务的资源投入持续升高，难以在确保维保生产质量的前提下有效降低成本[6]。

通过引入智慧物联、大数据等先进技术，及时收集现场设备的状态数据，做到执行有监管，操作有指引，数据可分析[7]。逐步建立一套符合南宁轨道交通5号线通风空调专业设备维修精细化、标准化、智能化要求的智能运维系统[8]。

2  通风空调专业智能运维系统架构

南宁轨道交通5号线建设了机电智能运维系统，包括智能运维数据平台、智能运维调度管理平台和5个子系统在线监测（通风空调在线监测、给排水在线监测、低压配电在线监测、BAS在线监测、TIAS在线监测）；其中智能运维数据平台，与各子系统在线监测建立数据接口，并对采集到的设备数据进行存储、处理、建模及分析；智能运维调度管理平台，对各子系统在线监测进行设备状态监测、分析展示及业务功能联动，达到通过信息化系统与设备状态决策进行有效的数据融合。智能运维体系结构图如图1所示，通风空调在线监测系统架构如图2所示。

3  通风空调专业智能运维系统功能设计

3.1  远程巡检功能

南宁轨道交通5号线通风空调智能运维在线监测系统具备远程巡检功能，功能界面如图3、图4所示，由系统远程巡检代替人工巡检，可降低成本，提高准确性，降低故障率[9]。

通风空调在线监测远程巡检内容如表1所示，主要包括车站大小系统风机、空调制冷设备等。

3.2  故障诊断功能

南宁軌道交通5号线通风空调在线监测系统具备故障诊断功能，故障诊断功能内容如表2所示，据通风空调在线监系统远程巡检数据，对设备状态信息建模分析，输出精准的故障报警定位，从而自动触发精准的故障修，加快维保人员定位故障原因，提高维修效率，缩短故障处理时间[10]。

3.3  系统预警功能

南宁轨道交通5号线通风空调在线监测系统具备系统预警功能，系统预警功能界面如图5所示，通过在线监测预警，输出设备状态异常预警，从而触发预防性状态修，降低设备故障的发生率。

通风空调在线监测系统预警内容如表3所示，主要包括设备运行参数判断，异常参数判断等。

4  实施效果

南宁轨道交通5号线通风空调在线监测子系统，将在线监测数据上传至智能运维系统，建立综合场景维修模型，可达到优化修制修程、降低故障率、优化成本的效果。

4.1  优化修制修程

优化修制修程详细内容如表4所示。

4.2  降低故障率

通风空调在线监测系统将在线监测数据上传至智能运维系统，智能运维系统对设备异常状态和故障提前预判，通过远程监测设备运行关键参数，对参数进行趋势分析，提前预判设备故障并开展预防性检修工作，提升故障处置、响应效率。同时提供专家级的故障维修辅助建议，指导维修人员快速完成故障的排除和修复；并基于智能运维数据平台的实时监测结果，自动完成故障工单的确认闭环，减少人工操作的环节，提高在线故障数据流转效率。

4.3  优化成本

通风空调在线监测系统将在线监测数据上传至智能运维系统，智能运维系统通过实现远程状态诊断，减少现场巡视和数据抄录工作，巡检人员可以结合专业进行优化配置，缩短传统人工巡检作业方式所要消耗的大量工时，从而释放人力资源，降低人力成本，以达到控制维保成本的目的。

5  结  论

城市轨道交通智能运维是当前行业的发展热点，也是运营单位生产管理过程面临的迫切问题。本文提到的通风空调专业智能运维系统可对后期机电设备智能运维技术在南宁轨道交通线网全面推广应用和产业化提供技术支撑，进一步提升南宁轨道交通机电设备维保质量、降低维保成本、优化完善修制修程，从而建立一套智能运维体系下的机电运维新标准，保障南宁轨道交通机电设备持续健康、稳定、安全地运行。

参考文献：

[1] 交通运输部.交通运输部关于印发《数字交通“十四五”发展规划》的通知 [R/OL].（2021-10-25）.https：//xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/zhghs/202112/t20211222_3632469.html.

[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] 何鹏飞.轨道交通智能运维建设研究 [J].城市轨道交通，2022（5）：32-34.

[4] 牛涛，张辉.城市轨道交通智能运维系统方案研究 [J].铁道运输与经济，2022，44（4）：99-105.

[5] 李中浩，朱东飞，邢智明.以信息化助推城市轨道交通快速发展的思考 [J].城市轨道交通研究，2017，20（5）：1-6+46.

[6] 王磊，杨菁，谭兰兰.成都轨道交通智慧维保探索与实践 [J].城市轨道交通，2022（5）：29-31.

[7] 张俊.轨道交通智能运维系统应用探讨 [J].智能建筑与智慧城市，2020（5）：70-72.

[8] 李中浩.建设标准化的城市轨道交通云和大数据平台 [J].城市轨道交通研究，2021，24（6）：12+228.

[9] 吴娟.基于地铁综合监控系统的维保系统研究 [J].城市轨道交通研究，2017，20（11）：1-4.

[10] 张小艳.城市轨道交通智能化运维探析 [J].智能城市，2022，8（1）：17-19.

作者简介：王旭（1988.02—），男，汉族，河南人，工程师，本科，研究方向：电气工程及其自动化。