西安地铁智慧运维应用的探索与实践

西安地铁XI'ANMETRO“互联网+”时代下西安地铁智慧运维应用的探索与实践01

西安地铁运营现状与规划02

西安地铁运维管理现状03

西安地铁在“互联网+”时代下

智慧运维应用的探索与实践04

后续计划西安地铁运营现状与规划Since201114号线(机场线)2号线1号线5号线14号线9号线(临潼线)2011.92号线一期开通6号线4号线2016.113号线开通2014.62号线南段开通2013.94条西安地铁建设运营时序图上天入地，高架站首次亮相，实现网络化运营南

北

纵

横

，形成主骨架，交通枢纽无缝换乘2018.124号线开通绕避5处国家级文物保护区，网络化运营新时代1号线开通西安正式迈入地铁时代西安地铁运营现状与规划88座车站

公里1号线

二期3号线西

安

地

铁

XIAN

METRO350223%30022501.520420017511461505

5

%470.524%110502215-0.52016

201720182019■

截至2019年8月月底，西安地铁已安全

运营2907天，累计运输乘客32.2亿乘次，

单日线网高峰是2019年5月1日(劳动节)

的

330万乘次。■四号线开通以来线网日均客运量253.55

万乘次，是2011年开通初期的近17倍，

日客运量全国排名第

9。■2018年度网络客运强度持续高位达2.29

万乘次/公里·

日，稳居全国第一。西安地铁运营现状与规划西安地铁历年日均客运量走势图2011

20122013201428%25320151002.571940西安是国家“

一带一路”战略规划的核心城市，并正在建设国际化大都市和国家

中心城市。作为城市主要交通工具，依据城

市发展规划，遵循“一张网、多制式、全覆

盖”的建设原则，西安轨道交通规划了城市大容量、大格局快速轨道交通网络，引导城市向多中心发展，加快西咸一体化建设，为

推进西安现代化发展进程助力提速。目前西安地铁在建线路5、6、9号线(临潼线)、机场线及1号线二期。随着三

期建设规划获批，西安地铁即将正式进入

“6线齐发、9线共建、4线运营”的大建设、

大发展局面。津西新城描

申

(京0遭址郸邑桃话安力媒酒交汤第三联建设蝶c901年)方案语表长要城进法0与监路①常宁地n7

年备工

业社房进0X)王乌道大高O团m盖渗迎代工业组团

北出翻道品a个“组团8批塞道大鸣拱而道画

担银大车站9

期副中心蓝田组团化描图一一-O固“西安市城市轨道交通第三期建设规划(2019-2024年)示意图都阳街道eh5盖下施98新8照地西安地铁运营现状与规划西安地铁XIAN

METRO①

道前卫Ⅲ世西安地铁运维管理现状Since2011由

梯

屏蓝

门西安地铁以分公司、运营中心、

专业部门、线路分部、班组五级架构。大多采用了白夜4班2运转模式日夜坚守，大量的生产、技术

辅助人员为4条线路的运营保驾护航。交换运营一中心车辆

通号

工电

机电1号线

2号线

3号线专业部门线路分部班组西安地铁运维管理现状机

电工电通

号车

辆车辆本体

工艺设备1

维保组织架构运营分公司运营二中心火灾报警FAS西安地铁XIANMETRO若干专业

班组若干专业

班组若干专业班组若干专业班组若干专业班组X班

组4号线2.维保模式各生产专业大都采用计划性维修与预防性维修相结合的维修制式。维保模式选择的

是基于企业管理意愿、人员技能、外部市场

资源等各方面综合衡量而确定的。自主维保：①影响运营行车安全的重要关键设备(车辆、信号、供电、屏蔽门);

②提供重要保障或涉及资金安全的设备(通

信、AFC);委外维保：③运营单位不具备取证条件的设备(电扶梯、FAS);④

维修简单、市

场资源丰富的设备(轨道、房建、结构、机

电

)

。西安地铁运维管理现状西安地铁XIAN

METRO

运

单信位

个

务互独立，数据散乱，形成了信息孤岛。06数据缺乏实时分析智能分析技术应用不够全面深入，多种感知方式缺乏融合协同，缺乏实时分析、预警和实时

响应，缺乏对信息的全面融合和深度应用。07处置决策缺乏依据运营单位无法有效获取有用的信息，并依据数据信息做出决策。统相岛业为苦于息段各现阶0501维保人员需求量大不管是自主维保还是委外维保，执行相关修程还是需要消耗大量的专业人员。02设备故障无法预知但是再多的人也没有设备多，再多的眼睛也看不到可能发生致命故障的点。03设备存在过度维护

为防止漏修才过多的安排维护，易产生

部分设备的过度修，增加成本的同时设

备也没有得到很好的维护效果。各类设备设施的维护工作量大，各业务支撑和处理过程无法跟踪，过程价值无法深入分享、挖掘、借鉴，人员能力、状态影响工作质

量。04设备维护手段落后

08人工成本效率较低如何利用先进技术，及时采集设备状态、实时监视、按需维护，摒弃对设备“定期”维护，是每个轨道交通运

营企业专业技术人员的愿望。西安地铁运维管理现状3.存在问题西安地铁XIAN

METRO·

随着西安地铁线网规模的快速扩大，故障影响传导速度加快，同时点多线长面广的设备设施分布使得维修组织管理的难度不断攀升，这就对故障的感知、响应、修复等一系列响应提出了更高的要求。我们迫切的寻求解决上述问题的有效途径，达到以下目的：一是深挖设备故障本质，实现智能故障预判。通过对全系统、全设备的数据监测，综合运用云计算、大数据等新技术，实现状态关联分析和设备故障根本原因分析以及跨系统、跨线路的综合影响分析，最大程度实现智能化故障提醒和故障趋势预判，提高故障响应速度，改善运营服务水平；三是打通专业维护数据，积累分析多重利用。通过数据积累和管理，充分利用智能分析，构建设备数据系统模型，实现设备全寿命周期关键数据管理，实现运营数据积累，为运营决策、技改、中大修等成本分析研判提供依据。二是部署全面智能监测，实现计划修转状态修。以智能化、信息化代替人工反复巡、检、查，降低劳动强度，减少低效劳动；4.愿景预判西安地铁运维管理现状目的

状态修西安地铁XIAN

METRO分析决策西安地铁在

“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践

Since2018(一)工业革命历程18世纪中叶以来，人类历史上先后发生了三次工业革命，发源于西方国家及衍生

国家，并由他们创新主导。继蒸汽技术革命(第一次工业革命)、电力技术革命(第二次工业革命)、计算机

及信息技术革命(第三次工业革命)后，以

大数据、云计算技术、移动互联技术、机器

人技术、3D

打印、虚拟现实、智慧低碳技

术等信息新技术、智慧技术和新能源的综合性运用为技术突破口的第四次工业科技革命悄然已至，正积极在全球范围内广泛布局。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践4th信息物理系统Ist机械化

蒸汽动力大批量生产线

电气西安地铁XIAN

METRO电脑与自动化(二)什么叫

“智慧运维”?我们认为，将物联网、云计算、大数据、移动互联网和人工智能、深度学习等技术有效集成，并运用到城市轨道交通各系统设备的维护中，以提高运维效率为目的，以全面感知、深度融合、主动服务、科学决策为宗旨，通过建设实时的动

态信息服务体系、深度挖掘运维管理所需的相关数据、形成问题分析模型、实现资源配置优化能力、业务决策能力、资源管理能力、辅助服务能力的提升，从而建立的高效、环保、人性、资源高度协调的立体化运维体系统一称为“智慧运维”。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践西安地铁XIAN

METRO三大功能四个领域八个专业统一使用具备在线监测、故障诊断、数据分析3大主要功能，应用于优化专业经验、应急处置、预测维修、智能决策4个专业工作领域；涵盖车辆、通信、信号、供电、结构、轨道、机电、票务8个主要专业；各线网专业设备由平台统一监视判断、统一联动应急、统一推送处理、统一关闭销项。(

三)西安地铁智慧运维的“13481”战略目标：一个平搭建1个统一的线网运维管理平台；台西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践八个专业一个平台统一使用三大功能四个领域西安地铁XIANMETRO可云化的分析、预则海应用NCC数据传输层站级计算与存优回定与移动提谐设备互联其它系统，共享感

知层与执行层设备，可

新增。FAO首出知设备，在线式离妹监测(检测)ISCSPSCADACCTV行层设查(四)西安地铁“智慧运维”构想1、

平台架构智能运维平台拟分为三级架构。①感知执行层：将温度、力、红外、震动、

激光、声音、视觉等多种传感装置互联，以

微型化、集成化、移动化、虚拟化、标准化

的需求，实现前端数据的智能感知；②数据传输层：以通信传输骨干网为基础，

综合利用无线、5G

等新型传输方式，打通

信息数据快速传递高速公路；并且实现大容

量、分布式、标准化、可视化、持久化的数

据存储，为数据分析创造前提；③业务分析层：利用高性能硬件和智能分析软件，如阈值分类、机器学习、深度学习等，

实现海量非结构化声音、图像、视频、文本

等大数据的处理和分析，逐步实现执行无人

化、应用场景多元化。如运营数据统计、备

件管理、维修人员调度及工单管理。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践西安地铁XIAN

METRO感知执行层业务分析层2、关键技术智能运维平台的实现，大量依赖分布的WIFI覆盖，或者5G等高带宽、低延时、多

接入的传输方式实现感知层和执行层设备的

互联，以及命令的及时传递。并且利用云计算、大数据存储，以及数据挖掘、深度学习、数据挖掘实现运行经验积累、状态评估、实时报警、趋势分析，以及各类不同设备的故障诊断、健康管理、预测维修、状态维修、剩余寿命估计和智能维修决策。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践西安地铁XIAN

METRO西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3、支撑项目与实现路径

线网级智能运维主平台车载信号监测及无线

数据传输监测系统置信息采集监测项目

(包含关键继电器、

联锁机信息、蓄电池专用通信系统状态及性能监控项目LTE系统接口监控项

目接触网可视化接地系

统高架段避雷器在线监测系统车载转向架在线监测系统走行部关键部件在线

检测系统正线信号转撤机缺口监测装置项目ATS

系统监测项目集成式动检仪应用技术项目车载轨道巡检系统弓网在线检测项目电客车运行数据在线监测项目AFC

客流监控预警系统AFC运维管理系统智能地铁井盖监测变电站巡检智能控制

系统桥梁健康监测系统静力水准系统供电专业监测子平台PSCADA车辆专业监测子平台TCMS供电系统复视终端项

目在线UPS

实时监控系统机房环境在线监测系

统外电源分布式光纤测

温装置项目机电专业监测子平台ISCS西安地铁XIAN

METROABB

35KV开关柜

iGAS

智能监控系统智慧机电(智能巡

检、智慧设备)电源及蓄电池智能监测系统轨道专业监测子平台通信专业监测子平台信号专业监测子平台设备室环境监测系统能源管理系统结构专业票务专业3、支撑项目与实现路径举例：车辆专业前置处理器车载转向架在线监测车载弓网在线检测西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践走行部关键部件在线检测走行露盖像检测结反部分

综合分析报告远性锥超道远程控制中心电客车运行数据在线监测西安地铁XIAN

METRO走行部监测点示意图车辆监控中心地面服车辆段停车场集成监测联锁电原及断丝正线信号设备关键位置信息采集监测(包含关键继电器、联锁机信息、蓄电池温度等)调度为厅中央信设备室OM监测ATS中心所有设备的状间

帆车载信号监测及无线数据传输监测实时监测车载控制器各设备运行状态出现故障时生成报警CC实时监测项车辆紧急制动丢失信标数量车轴空转车轴打滑站台正确停站站台短停或过停CC版本和LC授权使用版本不

一致CC版本没有在ZC区域Id授权车载控制器访问文件时发生

增误年载网络A网(红网)故障年载网络B网(蓝网)故障CC重启倒计时预警NPC失去通信，GTW冗余性丢失，VI0故障NPC故障储存模块故障SIC-U故障，GTM故障DNI软件数据校验故障，

上电故障信标天线故障编码里程计无效m

π西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践车载信号监测及无线数据传输监测举例：信号专业3、支撑项目与实现路径监测ATS

中心所有接口状态西

安

地

铁

XIAN

METRO上

山1-宀

.

z道拉

监测DoN3、支撑项目与实现路径举例：其它专业打印杌服

务

容无线传输ONX

主机西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践设备管理

物资管理精确里惯性

程定位平台西安地铁XIAN

METRO图像采集西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践给处于网络化运营变革期的西安地铁指明了发展方向应急处置时间明显缩短，劳效明显提高调整检修周期，优化班制配比，

降低人力成本节约各项成本，提升工作效率智慧运维实施效果4、项目效果西安地铁XIANMETRO后续计划Since2019线路已开通线路在建线路三期规划线路合计二号线(

一

期

)一号线(

一

期

)二号线

(一期南

段

)三号线四号线一号线(二期)五号线六号线机场线(城际铁

路公司)九号线(临潼线)一号线(三

期

)二号线(二期

)八号线十号线(一期

)十四号线十五号线(

一

期)十六号线(

一

期)起止点北客站-会

展中心后卫寨-

纺织城会展中心-

韦曲南鱼化寨-保

税区航天新城-

北客站北后卫寨-咸

阳森林公园交大创新港-纺织城火

车站南客站-纺

织城北客运站(北广场)-机场西秦都站-森

林公园站秦都站-森

林公园站北段自草滩北站-北客站南段自韦曲

南站-常宁站环线杨家庄站-

水景公园站北客站-贺

韶村站细柳站-韩

家湾站沣东小镇站一能源三路站开通时间2011.9

已通车2013.9

已通车2014.6

已通车2016.11

已通车2012.12

已通车计划2019

通车建设中建设中建设中建设中工期计划5

年工期计划4

年工期计划7

年工期计划6

年工期计划3

年工期计划5

年工期计划5

年全长20.5425.366.139.1535.26.145.839.729.325.210.575034.613.81915.1422.45车站1719426294333110157435158118276(一)西安地铁线网规模目前西安地铁线网运营线路4条，运营里程126km,

车站88座。在建146km,

车站93座。2019年6月12日，《西安市城市轨道交通第三期建设规划(2019-2024年)》正式获国家发改委批复。

根据《规划》,预计至三期规划末，西安地区城市轨道交通线网将达422.45km,车站276座。

西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践之客站广晰1两落十二期端九路

四际清区南4以该

R文兴施(二)三期规划线路中已落地的“智慧运维系统”按照50人/km

的生产人员配置标准，至三期规划末期，西安市轨道交通的运营需补充生产运作人员近

15000人。利用智慧手段减轻人员需求数量与工作量，打造新型生产组织模式已迫在眉睫。经过参与三期规划可行性研究，部分新线已明确对部分智慧运维的研究项目成果予以采用，纳入建设阶段实施或者试点。包括弓网在线检测系统、电客车运行数据在线监测系统、车载转向架在线监测系统、接触网可

视化接地操作系统、智慧机电、供电设备智能运维系统等。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践西安地铁XIAN

METRO(三)多功能的线网管控中心探索理想中的智慧运维系统一定不是单点存在，而是与多项运营

管理业务相融合的线网级系统。通过打破一线一中心的设置，实现

了资源优化配置和布局，通过实现NCC

线网扁平化、高效化安全管控和具体化、集约化的管理模式，基于大数据和云平台的线网管控

中心将成为地铁线网化运营和设备系统功能管控的真正大脑。问题与展望西安地铁XIANMETRO(四)智慧运维条件下的安全保障方式探索传统的城市轨道交通安全在应对行车故障、大客流、侵限、设备人为操作失误、各类自然灾害、人为

破坏等方面的风险，通过设立监管机构、推进多方协调机制、建立各级标准规范、健全督导巡查手段、强

化作业管控流程、完善安全评价水平、开展风险识别和专项排查整治、落实应急预案加强演练、促进应急

有效联动等手段，为轨道交通安全运营发挥了重要作用。但传统方式以人、防为主，对于人员需求量和响应速度方面相对落后。在智能运维条件下，设备可思

考、会说话，为探寻安全保障新思路提供了前提。我们需要进一步深入研究由传统人防向机器主动监测预

测转变的多层防线。如初期可利用无人机、智能摄像头、激光扫描等方式，人巡转变为机巡，实现地铁范

围重点区域、重点设备的高频巡查。利用AI智能分析、深度学习等实现故障设备、人员行为、违规机械、

客流趋势等的分析判断，实现信息反馈及时，任务派发合理，应急效率提升。》

Al

智能识别问题与展望西安地铁XIANMETRO序号常规线路全自动运行线路1列车库内启收车、检车方面人工完成系统自动实现2空调、照明等乘客服务设备开关方面司机手动完成系统自动实现3列车站间运行方面ATO模式FAM

模

式4列车进站停车方面ATO自动对位，人工调整FAM自动对位，系统调整5开关车门、站台门方面自动/人工自

动6终点站清客及折返作业方面自动折返自动折返7轨道障碍物检测方面司机瞭望系统探测8车门与站台门夹人夹物处理方面司机瞭望、站务配合系统探测、站务配合9设备故障检测及排除方面司机负责处理oCC调度远程处理10乘客广播服务方面司机负责列车广播oCC调度远程处理11列车救援组织方面司机负责列车救援oCC调度远程处理12区间乘客疏散方面司机负责组织乘客疏散OCC调度远程处理13场/段洗车组织方面人工洗车自动洗车(五)探索全自动运行FAO条件下的运营管理全自动运行系统可以：摆脱司机配置和周转的制约；根据需求灵活调整运营间隔，提高对突发大客流的响应能力；提高旅行速度、缩短行车间隔；列车具备更高的控制精度、减少能耗；设备维护方面

自身功能加强。关键技术包括列车控制技术、监测联动技术、故障处理技术、乘客管理技术等。问题与展望(五)探索全自动运行FAO

条件下的运营管理全自动运行系统下的关键性专业共有7个，分别是线路、供电、车辆、信号、通信、机电、综合监控系统，是一个复杂巨型系统。其中线路、供电、机电专业较传统有人驾驶线路的区别较小。车

辆、通信、信号、综合监控、站台门等多专业的智能应急联动和辅助决策技术，代替人员操作，实现各类运营场景需求，是实现FAO复杂系统间的智能协调联合控制，实现对FAO智能管控的关键。运

维

系

统中心管控层值班工作站值班工作站MMI显示朝司机驾使台车辆接口地面应答器信号车载控制器辅助驾核设备ATP

ATOBTM

系统布

取DCS液导管天线

速度传感器实时监控二计划调度报警指导

系统冗余二

联动控制二

决策支持技术支持二预防性维修二设备维修二问题与展望时的系统

移动终端

防火墙

运维服务器

维护工作站地面信号控制车站及车载管控层西安地铁XIAN

METRO值班工作站值班工作站服务器中央服务器中央服务器中央服务器1ISCS车地无线通信1

车地无线通信2总调

环调电

调

行

调车

站

综

合

监

控

系

统设

备

集

中

站

/

场

段车站

/场段速度传感器车辆全自动运行场景休眠与唤醒车辆段运营

车辆故障处理系统故障应急处理轧道车运营进入正线服务进站停车站台发车折返换端障碍物/脱轨检清

客停止正线服务跳停扣车车上设备工作状态远程检测FAM/CAM相