西安市軌道交通集團副總工程師曹雙勝

城市交通網：作為中國西北地區第一個開通地鐵的城市，西安地鐵從2011年9月16日首條線開通，到如今的“4線共建、9線運營”，運營總里程達301公里的地鐵運營網絡，從一張網、多制式到全覆蓋，智慧運維為西安地鐵快速發展起到了關鍵性的作用。作為一個體量越來越大的軌道運維系統，早期是否會出現一些困難和挑戰？這些挑戰是如何克服的？

曹雙勝：設備故障難以預測、維保人員需求大、設備存在過度維護、維護手段滯后、信息孤島、缺乏運維支持決策依據以及實時分析缺失等問題，是早期地鐵運營都會不可避免遇到的問題。隨著西安地鐵線網逐步擴張，地鐵設備數量迅速增加，西安地鐵目前全網有超過10萬臺（套）設施設備，分布于線網延伸區域。設備種類繁多、數量龐大，長時間運行帶來的不可預期故障對運營服務影響很大，無法僅依靠傳統人工檢修模式進行。隨著西安地鐵線網規模的快速擴大，故障影響傳導速度加快，同時點多線長面廣的設備設施分布使得維修組織管理的難度不斷攀升，這就對故障的感知、響應、修復等一系列工作提出了更高的要求。

為了解決這些問題，我們通過引入先進的物聯網技術、大數據分析以及人工智能等創新手段，讓地鐵運營可以實現設備狀態的實時監測與分析，從而實現故障的早期預知和預防。梳理設備現狀，調研行業趨勢，提出方案，實施工程試點，總結測試結果，形成實用成果，推廣應用，是智能運維項目的實施思路。

城市交通網：在開始探索智能運維后這些難題是否都得到了改善，有哪些成就或經驗可以分享？

曹雙勝：不僅是改善，在智慧運營這塊我們變得越來越專業了。

車輛專業：全車360度動態圖像監測（采用線陣高清成像、高速三維掃描及深度學習等技術，實現車輛車頂可視部件、車體車窗可視部件、側部走行部可視部件、底部走行部可視部件的高清成像拍攝以及全面故障智能預警、診斷分析）、走行部動態檢測設備（對軸承和車輪等旋轉部件故障的準確識別和早期預警，實現車載實時、自動、主動精確診斷）、出入段線動檢設備、大架修管理系統、列檢作業管控系統等。

信號專業：轉轍機缺口監測項目（可實現對關鍵道岔關鍵參數的實時監測，跟蹤道岔曲線，及時發現故障隱患）；信號系統維護監測子系統（監測對象包含ATP子系統設備、聯鎖子系統設備、道岔、電源、計軸、車載數據監測子系統等。實現關鍵板卡故障監測與定位，狀態監測），能夠有效簡化維護維修流程，節省維護人力物力，顯著提升維護維修的效率和準確性。

機電專業：空調機組AHU故障診斷、AFC設備健康度分析、扶梯故障診斷平臺，并將上述專業和系統的故障及運維信息統一在智慧車站綜合運管平臺（ISCS-SOM）的設備管家功能界面上統一展示和管理。

供電專業：弓網在線監測系統（接觸網幾何參數、燃弧監測），有助于及時發現接觸網故障，助力設備檢修模式由“周期修”向“狀態修”轉變。

城市交通網：后續有哪些具體的項目或技術被應用于地鐵的運維過程中？

曹雙勝：剛才提到了“四大專業”，我們后續的地鐵項目都是體現在四大“專業”里。

（1）車輛專業

①車輛全車360度動態圖像監測改造項目：采用線陣高清成像、高速三維掃描及深度學習等技術，實現車輛車頂可視部件、車體車窗可視部件、側部走行部可視部件、底部走行部可視部件的高清成像拍攝以及全面故障智能預警、診斷分析，包括車頂受電弓、空調機組蓋、車門（車窗以下部位）、車側轉向架，車底牽引裝置、電機蓋、齒輪箱、軸箱等關鍵部件缺失、明顯變形、異物等異常檢測。最終可以通過瀏覽器查看對應的高清成像、告警信息、歷史信息對比功能。

②車輛段大架修管理系統：車輛一部大修分部架大修軟件系統制作，包含工藝流程、電客車履歷、物資系統、培訓系統考勤系統、安全檢查系統及電客車質量問題錄入系統。

③列檢作業管控系統：實現列車檢修計劃、檢修作業管理、物資工器具管理、檢修規程管理、作業質量評價等。

（2）信號專業

①轉轍機缺口監測設備改造項目：對折返站關鍵道岔增加了道岔缺口監測功能及設備，實現對道岔缺口的監測功能?？蓪崿F道岔扳動視頻、過車視頻、缺口實時圖片的采集、缺口預告警，缺口日統計曲線、缺口日報表、歷史周期數據查詢等。

②微機監測項目：能夠提前發現正線信號設備隱患并進行及時處理，確保運營的安全?？蓪崿F對外電網監測、轉轍機電流及功率監測、轉轍機道岔表示電壓檢測、道岔保護繼電器狀態和電壓監測、屏蔽門系統接口電壓監測、機房溫濕度監測、電源設備監測等功能。

③4、5、6、14號線信號系統維護監測子系統，監測對象包含ATP、聯鎖、車載子系統等。其中ATP、聯鎖子系統基本實現了關鍵板卡故障監測與定位，車載數據監測子系統實現了車載關鍵板卡、車載終端設備狀態監測，顯著提升維護維修的效率和準確性。

④蓄電池監測系統：可通過蓄電池監測數據及告警信息，判斷蓄電池性能。及時掌握蓄電池運行狀態，發現異常告警或蓄電池性能劣化可第一時間進行處理。

⑤MSS維護監測系統：監測道岔、信號機、電源、車載CC、ATS、DCS、電纜絕緣等設備狀態，并及時給予聲光報警顯示。

⑥DCS網管監測：網管軟件通過拓撲管理、配置管理、用戶管理、設備管理以及告警日志、時時告警查詢等，實現對DCS系統交換機設備、LTE系統設備、信號系統內部各終端設備的通信狀態進行檢測報警，反映設備運行轉態，并輔助故障處理。

（3）通信專業

①CCTV、LTE、PIS、傳輸系統、電源系統、廣播系統、無線系統、集中告警、公務交換系統、時鐘系統等系統網管：網絡管理通過對系統進行配置、操作和維護，實現高可用性和對系統的有效操作，實現故障、配置、統計、性能和安全管理。

（4）機電專業

①扶梯故障診斷系統：通過扶梯既有和新增的振動、溫度傳感器，采集就地設備的數據包括：電機（左、右振動加速度）、減速箱（左、右垂直振動加速度）、梯級鏈漲緊輪（左、右主驅動輪軸承振動加速度）、主驅動輪（左、右軸承振動速度）、故障代碼、電機電流、制動距離、制動器溫度、扶手帶溫度、環境溫度、運行時間統計等。通過專業的監測系統對扶梯主要部件進行監測，記錄其監測參數的運行趨勢及波形并進行存儲，并集成自動診斷專家系統，根據其監測參數變化特征判斷部件運行狀態，參數趨勢惡化時及時進行報警并且給出故障結論，為設備維護提供有力的數據支撐。

②空調機組AHU故障診斷：車站的大系統空調機組AHU的風機軸上增設第三方的軸位移傳感器，信號通過BAS接入ISCS-SOM 用于集中顯示和報警。

③AFC設備健康度分析系統：AFC 專業將采集到的檢票閘機、TVM 售票機、BOM 售票機中的關鍵部件的運行狀態、運行次數、故障次數、累積運行時長等數據進行統計、分析。將每類模塊按照其關鍵程度和影響程度賦予權重值，以其行業規范要求的性能指標為評判標準，通過數學統計算法得出這些 AFC設備的健康度分值。AFC將結果上傳至ISCS-SOM 做可視化的展示和管理。

④智慧機電：智慧機電是一款專門針對生產部門實際需求即人員管理、設備管理的綜合型軟件。一方面通過信息自動化對設備故障接報到處理結果全程直觀體現，涵蓋時間、地點、責任人、故障情況等信息，達到閉環管理效果，另一方面對各類型的故障數據及時存儲、統計、分析，起到快速準確指導生產、預判設備隱患的作用。

（5）供電專業

①接觸網幾何參數、燃弧監測（無溫度）監測，根據監測情況將缺陷數據分為一級、二級、三級3個等級，其中三級最高：三級缺陷要求相應線路供電分部收到缺陷信息4日內進行確認、整改；二級缺陷要求相應線路供電分部收到缺陷信息15日內進行確認、整改；發現一級缺陷后，相應線路供電分部結合月度設備檢修、巡視計劃進行排查處理。通過監測系統監測有助于及時發現接觸網故障并進行處理，保障電客車正常運行，也有助于設備檢修模式由“周期修”向“狀態修”轉變。

②實時監視供電系統設備運行狀態，發生故障后能及時報警，并能通過控制按鈕對大屏進行切換，分時顯示各線變電設備運行狀態。

城市交通網：智能運維在地鐵系統中的應用如何提高了效率和安全性？涉及大量數據收集和分析，如何確保數據的安全性和隱私保護？

曹雙勝：通過構建各專業系統的智能運維，西安地鐵實現了狀態修和預測修，顯著提高了運營安全性，降低了檢修人員需求和勞動強度，同時增強了設備可靠性。例如走行部關鍵部件軌旁檢測系統，通過值班技術分析列車數據，發現輪對異常擦傷并及時修復；弓網監測系統準確發現受電弓問題；車載轉向架在線監測系統提供了準確的振動數據判斷等。為確保數據安全和隱私保護，采取了規劃網絡傳輸技術、遵循安全設計技術要求、建立安全保護體系等措施。

在未來，西安地鐵計劃擴展和深化智能運維的應用領域，將開展《基于云數平臺智能運維技術研究》課題工作，以底層功能分解為具體項目，不斷擴充完善。這將使智能運維技術更廣泛地應用于各專業領域，進一步提升運營效率和設備可靠性，為未來的發展奠定堅實基礎。

城市交通網：是否有計劃在未來進一步擴展或深化智能運維的應用領域？哪些方面可能是下一步的重點？

曹雙勝：加快推進智慧運維標準、建立線網集成系統平臺。一是建立一套集成各專業的智慧運維系統平臺，解決目前各專業維保技術平臺的兼容問題；二是統一數據標準和數據源，在此基礎上建立各類應用，滿足復雜系統的數據采集、分析和智慧運維需求；三是制定在線監測、分析等標準，規范智慧運維管理，包括設備網絡標準、在線監測標準、運維數據分析標準和設備智能調度標準。

強化智慧運維與運營管理模式優化、前期設計和裝備制造的聯動。一是智慧運維的監測數據及效果反饋到前期設計和應用到產品可靠度優化的作用需要強化；二是推進智慧運維落地和新技術產業鏈，鼓勵具有產業化前景的智慧運維技術在西安地鐵的試點，積極參與軌道交通示范工程建設；三是通過分析運營階段設備系統的故障預警和發生機理，形成研究成果，需要通過結果反饋進一步優化設備系統前期設計制造過程。

強化數據應用，提升生產組織和管理效能。一是結合在三期規劃中落地的智慧運維新技術項目,進一步打破專業壁壘,推進專業融合和檢修模式創新,提升專業化向區域化轉變的維修模式；二是在充分發揮智慧運維系統基礎上,提升運維效率,減少維護人員的作業強度,實現預測修、狀態修；三是以大架修、綜合維修基地為基礎，實現前臺低修程檢修，后臺深度維修和數據深度分析利用的分級維修模式；四是實現預防性維修、大區域化與專業檢修結合、前后臺分級高效維修和數據深度分析、設備全生命周期管理智能化運維，從根本上改善生產組織模式和提升管理效能。

城市交通網：最后，您認為未來智能運維領域可能的發展趨勢是什么？您對于這個領域的預期有哪些？

曹雙勝：互聯互通的專業生態圈：統一數據標準和數據結構，實現跨專業、跨線路的數據互聯互通，構建以數據驅動的維保生態圈。

共享開放的智慧生態：促進行業交流與合作，跨足行業壁壘，形成共建共享的智慧維保生態系統。

全生命周期的數據鏈：建立設施設備從設計、制造、運營、維護到報廢的全生命周期數據鏈，實現數據高效內循環，反哺設計和優化運維。

數據驅動的運維一體化：以數據為核心，實現運營與維保數據實時交互，實現設備智能感知、運營智能調度和窗口智能維修。

在智能運維領域，預期發展將體現在：

基礎數據夯實：數據深度挖掘和分析是基礎，為故障診斷、預警分析、維修模式、人員調度等提供數據支持。

線網級智能運維平臺：集成監測數據分析模型，打造開放兼容的智能平臺，實現全專業、全類型設備的統一管控。

健康管理驅動狀態修：以數據為驅動，實現基于健康管理的高水平狀態修，推動維護和管理模式的變革，從而提高工作效率、降低工作強度、減少人員配置。

綜上所述，智能運維領域將朝著數據驅動、多專業集成、生命周期管理以及智能化一體化運維的方向發展，為交通運輸行業帶來更高效、可靠的維保服務。

總結：感謝曹總與我們一同分享西安地鐵智慧運維的寶貴經驗，在數字化時代，城市交通正經歷著前所未有的革新，而西安地鐵作為這場變革的先行者，以智慧運維為引擎，為城市交通注入了新的活力。通過深化智能技術應用，智慧運維的實踐，不僅解決了傳統運維模式中所面臨的諸多挑戰，提高運行效率、安全性和乘客體驗，更為城市交通注入了智能與創新的力量。

在西安地鐵的鐵軌上，一條時光的線索緩緩鋪展，它不僅承載著行駛的列車，更交織著濃郁的西安文化。正如這座城市深深扎根于歷史的土壤中一樣，西安地鐵仿佛是連接過去與現在的時空隧道，讓人們在穿越的過程中感受到了文化的傳承與智慧科技薪火相傳的溫暖。