基于设备管理评估的轨交智能运维

基于设备管理评估的轨交智能运维探索及规划技术创新，变革未来2010年3月，运营分公司正式成立初期员工30人2012年4月28日,

1号线开通，运营里程25.71km，苏州成为国内首个建设并投运轨道交通的地级市员工1445人2013年12月28日,

2号线开通，运营里程26.56km，苏州轨道交通正式迈入双线运营员工2654人2016年9月24日，2号线延伸线开通，运营里程15.60km

，双线运营总长度67.87km员工5290人2017年4月15日，4号线开通试运营，运营里程52.80km，线网运营总长度120.7km员工5572人员工6920人截至目前1、发展历程2已开通运营线路3条，运营里程120.7公里，日均客流量达100万人次线网总里程120.7公里车站98座（换乘站5座）客运强度0.74万人次/公里·日全市公交分担率32.77%单日最大客流143万人次2、运营概况32017年线网行车服务可靠度：524.16（万车公里/5min以上延误次数）在MOPES协会30家地铁中行车服务可靠度指标排名情况列出柱状图（找企划部要）3、对标行业2018年线网行车服务可靠度：528.2（万车公里/5min以上延误次数）44、线网建设在建线路建设规划7线网规模快速扩张，社会关注度日益提高客流不断增长，要求承担更大的社会责任设备设施逐渐老化，维修资源配置难度增加技术力量不断摊薄，设备管理任务繁重原有的生产系统监测数据颗粒度不够细，频度不够高多计划修和故障修，少预测性维修，运维效率偏低且经济性较差系统分离建设，缺少统一的平台，数据多为信息孤岛，难以及时、透明的了解维保过程缺乏基于大数据、智能化的运维应用，选择范围狭窄5、面临挑战运营面临挑战运维管理的难点安全运营高效运营精致服务可靠运营8传统的计划修模式计划修+专业组第三阶段FMEA方法的运用与维修策略优化第二阶段第一阶段设备管理工作经历的三个阶段7FMEA介绍故障模式影响分析（FailureModeandEffect Analysis）是在产品可靠性设计过程中，分析系统中每一个产品所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能的影响，并按每一个故障模式的严重程度、检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方法。故障影响程度分级功能失效发生2~5min晚点可以工作，但不能满意地实现预期功能服务失效发生30min及以上晚点不能工作，造成运行线路无法运营服务任务失效发生5~30min晚点受到严重损伤不能可靠而安全地使用8设备故障晚点的诱因识别FMEA运用与维修策略优化（所有专业）重点改善聚焦优化杜绝失效维持现状0轻微（2min以下晚点/对乘客环境基本无影响）次要（2~5min晚点/对乘客环境有一定影响）重大 特大（5~15min晚点/对乘客

（15min以上晚点/对乘客环境影响显著） 环境影响严重）信号车辆高压供电

AFC影响严重程度年均故障频次轨道接触网电扶梯

屏蔽门

风水电通信

以1号线2012.5~2018.6年设备故障数据，根据故障影响程度和发生频率建立风险等级矩阵第一/二象限—高频率区策略：聚焦优化、重点改善系统：车辆/信号/AFC/屏蔽门/电扶梯第三象限—低风险区策略：维持现状系统：风水电/通信第四象限—高风险区策略：杜绝失效系统：轨道/接触网9特点：故障率较高，功能失效导致任务失效，部分可能导致服务失效策略：加强关键子系统故障分析，采取状态修+计划修策略，并对关键子系统采取在线监测。

特点：故障率较高，功能失效不易导致任务失效策略：考虑服务安全与成本效益，采取以价值为导向的计划修机制车辆、信号特点：故障率低，一旦出现功能失效，极易引起服务失效策略：尽量采用在线监测，采取状态修+计划修策略风水电、通信特点：

故障率低，功能失效不易导致任务失效策略：采取以价值为导向的计划修+故障修机制，部分子系统维修周期可以适度放宽IIIIIIV轨道、接触网、高压供电AFC、电扶梯、屏蔽门

重点改善聚焦优化杜绝失效维持现状0轻微

次要（2min以下晚点/对

（2~5min晚点/对乘乘客环境基本无影响）客环境有一定影响）重大 特大（5~15min晚点/对 （15min以上晚点/乘客环境影响显著）

对乘客环境影响严重）车辆信号高压供电AFC影响严重程度年均故障频次轨道接触网电扶梯屏蔽门风水电通信FMEA运用与维修策略优化（所有专业）13加强关键子系统故障分析，采取预防性维修策略，专项普查、测试，实施必要的技术改造采取在线监测与预防性维修相结合的策略

考虑服务安全和成本效益，采取预防性维修策略，局部重点优化考虑成本效益，以计划性维修为主、部分部件采取事后维修的策略不容许的不希望的可忽略的轻微（2min以下晚点/对乘客环境基本无影响）次要（2~5min晚点/对乘客环境有一定影响）重大（5~15min晚点/对乘客环境影响显著）特大（15min以上晚点/对乘客环境影响严重）牵引和电制动

空气制动和风源系统可忍受的转向架受电弓影响严重程度年均故障频次车门车体及内部装饰

空调系统照明设备贯通道车钩及缓冲装置司机室及内部设备整车电气控制、线槽电缆及附件辅助系统及蓄电池车载通信及乘客信息系统0列车控制系统FMEA运用与维修策略优化（车辆专业）11加强关键子系统的可靠性评估，预防性维修和在线监测相结合的维修策略，对于道岔定期工电联整高频度状态监测，采取状态维修和预防性维修相结合的维修策略考虑服务安全和成本效益，采取预防性维修策略考虑成本效益，以预防性维修为主、部分部件采取事后维修的维修策略可接受的不希望的0轻微

次要（2min以下晚点/对乘

（2~5min晚点/对乘客环境基本无影响）

客环境有一定影响）重大 特大（5~15min晚点/对

（15min以上晚点/对乘客环境影响显著） 乘客环境影响严重）

正线联锁子系统不容许的影响严重程度年均故障频次ATP/ATO可忽略的车辆段联锁子系统ATS子系统数据传输子系统

电源设备FMEA的运用与维修策略优化（信号专业）12关键设备，利用状态监测技术和数据挖掘诊断，开展劣化预判，支撑维修策略优化研究对象影响任务可靠性的系统：如车辆、信号重点研究车辆转向架、受电弓和信号道岔易引发服务失效的系统：如轨道、接触网重点关注常开设备高频度状态监测应用通过调研了解技术成熟性和经济合理性因素根据实时性要求，在线监测和离线检测相结合人工检测和设备检测相结合根据实时性要求制定设备监测系统安装方式及监测标准智能运维平台建设新线建设+既有线改造智能运维建设方向2、设备评估结果运用13在线监测技术应用现状已应用轨道专业车载轨道巡检系统接触网专业车载接触网紫外燃弧装置14轨旁受电弓监测系统：所有线路在正线均配置，短线路2套，长线路4套。主要对碳滑板的状态进行监测，对受电弓运行过程中姿态变化监测能力仍需提升。车载受电弓监测系统：4号线滑板全景硬件现场布置情况1、轨旁与车载受电弓在线监测系统15红外轴温在线检测系统：从2号线开始在正线全部配置，每条线路两套，目前仅轴箱温度有监测预警功能，对电机、联轴节和齿轮箱这些传动结构缺乏监测预警功能。终端服务设备机柜设备轨行区设备2、转向架轴温在线监测系统16转向架轮对在线监测系统：从2号线开始在车辆段均配置，主要是对轮对尺寸检测和踏面图像检测，目前对轮对尺寸（轮径、轮缘高度、轮缘厚度、QR值和内侧距）的测量精度仍有待提高。3、转向架轮对在线监测系统自动计轴和测速工控机机柜踏面现场图振动现场图17车载轨道巡检系统：是一种动态巡视轨道表面、扣件、道床的综合检测系统。系统可有效对轨道表面擦伤、扣件丢失断裂、道床裂纹、光带异常等故障智能识别。系统识别出的故障通过图片形式呈现给用户。该系统的使用在减少巡线人力成本的同时，增加巡视效率，为线路维护提供可靠的依据。环境监控模块全面监控轨行区及两侧道床区、水沟区，为异物侵限提供有力证据。目前综合识别率可以达到80%，后续新线考虑在电客车上进行安装。4、车载轨道巡检系统网轨检测车安装位置采集设备安装效果18车载紫外燃弧装置：2号线在电客车上安装了2套，采用非接触式紫外燃弧检测、红外测温等技术，对弓网运行过程中燃弧情况、接触网几何参数、接触网悬挂状态等接触网设备的全方位、多角度检测和智能分析报警。5、车载接触网紫外燃弧装置装置工作结构图车顶采集设备成图效果231、智能信息网络规划201、车辆、信号、供电、轨道、隧道与行车安全有关的关键设备，在NCC二期生产云平台上建设各自智能运维平台2、在线监测、离线检测、设备自身软件系统以及Maximo数据统一上传至智能运维平台，实现故障报警、诊断及未来预测功能。车辆智能运维系统轨道智能运维系统信号智能运维系统供电智能运维系统2、智能运维规划隧道智能运维系统生产云平台及大数据应用方案智能运维211）车辆智能运维系统（1）车载监测系统车载监测系统通过在车辆控制网络上加装车地无线传输模块，实时采集列车控制系统的全量数据，并通过无线传输（4G、WLAN或专网LTE等）的方式，实时发送到地面监控系统的网关服务器。从而建立起可实时获取列车全量运行状态信息、故障信息的车联网系统，同时车载监测系统也是车辆智能运维系统最重要的数据基础。在途列车（车地无线）回库列车（轨旁检测）数据采集 数据传输数据服务大数据平台数据接收流式处理数据热提取数据聚合异构数据处理协议解析分布式存储分段数据检索分析模型事件规则引擎NCC/车辆段应用状态监视分布式存储应急辅助故障报警故障分析消息派发工单管理BI报表辅助决策技术支持27（2）轨旁在线监测系统轨旁在线监测系统列车受电弓在线监测轮对尺寸检测车辆360度视觉检测走形部温度检测采用高分辨率摄像机对受电弓滑板姿态进行抓拍，采集滑板姿态图像并识别受电弓滑板碳粉磨耗、偏磨、掉块等缺陷。车轮外形几何尺寸检测单元能够自动检测踏面磨耗、轮缘厚度、轮缘高度、QR

值、车轮直径、轮对内侧距。通过安装在轨旁的红外温度检测传感器，车辆轴箱、齿轮箱、联轴节、车下主电气箱及电机等关键部位的温度动态探测。通过在轨道两侧安装激光测距仪、线阵相机等检测仪器，车辆经过时自动检测车辆的外表故障、磨耗件尺寸、紧固件状态等，将此类信息通过以太网发送到数据服务器和监控终端，提高检修效率，逐步实现取代日常检修中的外观检测和尺寸测量等工作。23智能运维系统平台主要数据来源由车载综合监测系统、轨旁综合检测系统、智能检修系统三部分共同组成。系统分为数据采集、数据存储以及应用三个层次，并且通过组件进行权限、安全性、自定义等控制。（3）智能运维系统平台2430车载式轨道几何尺寸监测系统道岔尖轨位移监测系统车载式轨道巡检系统轨道智能运维系统对轨道设备进行图像动态采集、图像浏览和分析管理功能，并可对钢轨伤损、扣件异常、感应板移位病害进行智能识别。对轨道几何尺寸和轨道波磨状态进行实时监测，实现异常位置的定位和轨道状态趋势变化分析预测。实现尖轨位置测量、记录位移变化，计算机绘制出位置及位移曲线，对不符合要求的曲线给出报警。新线建设轨道智能运维系统，实现轨道设备故障和损坏的在线监测和预告预警，同时对人工静态检测和轨检车动态检测数据进行可视化分析、预警。2）轨道智能运维系统信号系统智能运维平台架构线网智能运维平台线网级智能运维平台由应用服务器（冗余配置）、磁盘阵列、数据处理服务器、交换机、展示平台等组成。3）信号智能运维系统通过对信号联锁设备、中央/车站ATS设备、轨旁/车载ATC设备、电源屏设备、计轴设备、DCS设备、信号机室内外设备、转辙机室内外设备、UPS设备建立监测系统，自动分析和捕捉设备异常运行状态的信息，以此实现智能预警信号系统智能运维主要监测设备264）供电智能运维系统新线设置供电智能运维系统，实现高压和接触网设备参数，故障和损坏的在线监测和预告预警，同时对人工静态检测和网检车动态检测数据