張發(fā)明　于小坤　宋超　馬永征

【摘 要】在總結(jié)城市軌道交通供電系統(tǒng)傳統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)模式的基礎(chǔ)上，提出利用信息化數(shù)據(jù)通訊、大數(shù)據(jù)特征挖掘、人工智能等領(lǐng)域相關(guān)結(jié)合技術(shù)，結(jié)合綜合設(shè)備監(jiān)控的系統(tǒng)與生產(chǎn)的管理系統(tǒng)而創(chuàng)新出一個(gè)綜合的智能運(yùn)行維護(hù)實(shí)施平臺(tái)方案。

【Abstract】On the basis of summarizing the traditional operation and maintenance mode of urban rail transit power supply system， this paper puts forward a comprehensive intelligent operation and maintenance implementation platform scheme by using information data communication， big data feature mining， artificial intelligence and other related combined technologies， combined with integrated equipment monitoring system and production management system.

【關(guān)鍵詞】城市軌道交通;供電系統(tǒng);智能運(yùn)維;大數(shù)據(jù);人工智能

【Keywords】urban rail transit; power supply system; intelligent operation and maintenance; big data; artificial intelligence

【中圖分類號(hào)】TU74? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）10-0035-02

1 引言

目前上海地鐵運(yùn)營(yíng)日程已經(jīng)達(dá)到近700km，日均客流已超過1100萬人次。如何保證整體地鐵的正常運(yùn)行，為廣大市民提供綠色高效的出行方式，對(duì)為地鐵提供能源的供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行尤為重要。

2 城市軌道交通供電系統(tǒng)組成

城市軌道交通供電系統(tǒng)主要由各變電所（牽引變電所、降壓變電所）、動(dòng)力電纜、接觸網(wǎng)或軌、電力監(jiān)控等系統(tǒng)構(gòu)成。供電系統(tǒng)可靠正常的持續(xù)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)軌道交通的運(yùn)行安全具有決定性影響。

3 傳統(tǒng)運(yùn)維模式分析

軌道交通供電系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)工作比較復(fù)雜、專業(yè)多、設(shè)備分布廣，并且維護(hù)頻次、成本和要求日益上升，傳統(tǒng)的定期檢修和事后檢修模式難以滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。為確保地鐵運(yùn)行安全、可靠穩(wěn)定，根據(jù)城市軌道交通系統(tǒng)的維修、運(yùn)營(yíng)和組成等特點(diǎn)，詳細(xì)分析目前城市軌道交通供電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的狀態(tài)，建設(shè)一種全新的、實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)智能運(yùn)維的信息化平臺(tái)迫在眉睫[1]。

傳統(tǒng)運(yùn)維模式存在以下值得改進(jìn)的地方：

①過維護(hù)和欠維護(hù);

②管理效率低下;

③生產(chǎn)計(jì)劃編制較單一。

在總結(jié)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和以往的管理基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)今先進(jìn)理念：5G通訊、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，建立供電系統(tǒng)智能運(yùn)維管理平臺(tái)，通過智能運(yùn)維管理平臺(tái)對(duì)供電系統(tǒng)的設(shè)備實(shí)行全方位、全流程管理。

4 供電系統(tǒng)智能運(yùn)維方案研究

4.1 供電智能運(yùn)維系統(tǒng)的分析

建立智能運(yùn)維系統(tǒng)，通過智能運(yùn)維平臺(tái)實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的共享與關(guān)聯(lián)，根據(jù)設(shè)備的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和生產(chǎn)管理要求自動(dòng)生成相關(guān)的作業(yè)要求，并運(yùn)用高科技的設(shè)備（如手持巡檢終端）等工具對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程全過程監(jiān)控與記錄，以滿足供電系統(tǒng)更加嚴(yán)格的運(yùn)行維護(hù)要求。

設(shè)備監(jiān)控與生產(chǎn)管理共享數(shù)據(jù)如下：

①綜合監(jiān)控中，供電系統(tǒng)的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)及故障信息統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

②生產(chǎn)管理系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，主要包括年度、季度、月度生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)，設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)數(shù)據(jù)等。

③生產(chǎn)管理各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，主要包括生產(chǎn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)流程操作手冊(cè)、設(shè)備圖紙資料、維護(hù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。

④生產(chǎn)作業(yè)中涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)，主要包括生產(chǎn)人員的各種資質(zhì)數(shù)據(jù)、工器具的合格檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)儀器儀表的樣準(zhǔn)數(shù)據(jù)等。

在生產(chǎn)管理方式改進(jìn)及提升方面，利用智能運(yùn)維系統(tǒng)后，可以深度掌握設(shè)備全生命周期狀態(tài)，并經(jīng)平臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)行和生產(chǎn)的歷史數(shù)據(jù)分析達(dá)到以下效果：

①基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相互之間循環(huán)卡控的業(yè)務(wù)邏輯過程。實(shí)現(xiàn)日常生產(chǎn)計(jì)劃實(shí)施后自動(dòng)更新設(shè)備履歷、物資庫(kù)存及工時(shí)統(tǒng)計(jì)[2]。

②對(duì)SCADA系統(tǒng)中的故障預(yù)警、EAM平臺(tái)的故障統(tǒng)計(jì)與日常生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行智能的分析，進(jìn)行自動(dòng)分類處理，自動(dòng)生成設(shè)備的差異化維修計(jì)劃。

③基于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)結(jié)果分析，對(duì)設(shè)備故障自動(dòng)匹配近似預(yù)案，同時(shí)對(duì)故障相關(guān)性地點(diǎn)、專業(yè)、設(shè)備推送相關(guān)圖紙，為維修決策提供指導(dǎo)依據(jù)的故障專家系統(tǒng)。

4.2 供電系統(tǒng)智能運(yùn)維平臺(tái)組成

該平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與處理，并可能智能診斷、智能排障即故障預(yù)分析與處理。

運(yùn)用該平臺(tái)，將設(shè)備監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)修正生產(chǎn)計(jì)劃，做到重點(diǎn)設(shè)備、故障設(shè)備以及不同運(yùn)行要求的差異化運(yùn)行維護(hù)。

可以有效地控制生產(chǎn)計(jì)劃中相關(guān)要素（人員、儀器儀表與工具、材料、作業(yè)流程、生產(chǎn)流程）的合格性。

可以各種故障進(jìn)行預(yù)分析與預(yù)處理;智能運(yùn)維平臺(tái)可以采用多種接口方式聯(lián)接多種終端巡檢設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)層作業(yè)高效數(shù)字化。智能運(yùn)維工作流程如圖1所示。

該系統(tǒng)由“操作界面層”“中心數(shù)據(jù)庫(kù)”和“數(shù)據(jù)采集層”等三個(gè)主要層面構(gòu)成。在操作界面上，包括“任務(wù)池”“綜合管理”“人事管理”“維修中心”和“數(shù)據(jù)中心”等供現(xiàn)場(chǎng)供電設(shè)備維修人員及工程師操作界面[3]。

任務(wù)池功能：在此版塊中可根據(jù)權(quán)限管理，由相關(guān)的人員對(duì)生產(chǎn)性任務(wù)進(jìn)行發(fā)起、審核、批準(zhǔn)，并且可以由生產(chǎn)、技術(shù)負(fù)責(zé)人對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃生產(chǎn)進(jìn)行抽檢。

綜合管理功能：主要存儲(chǔ)所負(fù)責(zé)維護(hù)線路供電系統(tǒng)的圖紙資料、設(shè)備資料，生產(chǎn)所需的工器具及維護(hù)物料信息。并可以自動(dòng)分析相關(guān)元素的合格性，如生產(chǎn)管理文件、工器具檢驗(yàn)合格期、備品備件的儲(chǔ)存情況。

人事管理功能：詳細(xì)記錄所有生產(chǎn)人員的入職教育、特種作業(yè)證（高壓證、低壓證、試驗(yàn)作業(yè)證及有限空間等）的持證情況，并可自動(dòng)檢索有效期限情況，如接近失效期，則自動(dòng)報(bào)警提醒及時(shí)進(jìn)行考試取證[4]。

維修中心功能：詳細(xì)記錄了所有設(shè)備的履歷，并可在生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行時(shí)自動(dòng)檢索設(shè)備履歷對(duì)應(yīng)的技術(shù)參數(shù)，作業(yè)完成后可自動(dòng)更新履歷數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)中心：記錄了維護(hù)線路供電系統(tǒng)的故障情況，包括故障描述、原因分析、處理情況，并記錄了相關(guān)的影像資料。數(shù)據(jù)中心可以對(duì)巡檢、作業(yè)設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，進(jìn)行智能分析[5]。

在智能運(yùn)維平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心庫(kù)中，包含必要的維修知識(shí)庫(kù)、設(shè)備廠家提供的檢修手冊(cè)、各關(guān)鍵設(shè)備的故障預(yù)測(cè)模型庫(kù)、各關(guān)鍵設(shè)備的分析模型庫(kù)及監(jiān)控規(guī)則庫(kù)。數(shù)據(jù)采集層采集的數(shù)據(jù)來源主要包括電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、智能的現(xiàn)場(chǎng)巡檢設(shè)備、離線數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)等四個(gè)部分[6]。

5 結(jié)語

智能運(yùn)維平臺(tái)可為城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)工作提供決策支持，有效地提升了城市軌道交通供電設(shè)備的管理水平，使得現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)更加智能、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確，使眾多設(shè)備的資產(chǎn)管理更加的經(jīng)濟(jì)高效。本文所述智能運(yùn)維系統(tǒng)已在現(xiàn)場(chǎng)初期使用中，在作用中也得到了上海地鐵各管理部門的大力支持，將在以后的工作中進(jìn)行探索與調(diào)整，以滿足地鐵供電系統(tǒng)高質(zhì)量維護(hù)要求。

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