徐婉丽 14260119940812XXXX王卓 14010519930520XXXX
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，城市轨道交通紧跟交通强国建设战略部署和智慧城市、智慧交通规划建设，迈入了超大规模、网络化发展的关键时期。其运维呈现出装备数量多、制式多样化、多阶段并存、配置不均衡的特点，面临运维难度大、人工经验局限、难以精准定位、管理效率低等问题，存在监测信息不全面、状态采集手段欠缺、维修模式有待提升等不足。迫切需要由自动化、信息化向智能化转型，在体系化安全保障、故障智能诊断方面实现重点突破和深度融合。如何利用信息化手段在支撑城市轨道交通企业可持续发展的同时，解决运营运维一体化管理痛点，满足全专业综合性运维需求，落实智能地铁和智能运维要求，已成为城市轨道交通领域的研究热点。分别在铁路、城市轨道交通行业的设备维修管理、自主维修、人工计划修、委外维修等模式方面进行了阐述，分别针对城市轨道交通车辆专业、供电专业的设备设施维修关键技术进行了研究。
关键词：城市轨道交通供电系统；新技术；智能传感器；大数据技术
引言
在社会经济与科技稳定发展的背景下，其中针对城市轨道交通供电系统来讲，要想保障其正常运行，需要注重分析供电系统的运行状态，再加上城市轨道交通的数量与规模正在不断增大，从而对其供电系统的要求也在不断升高，需要注重新技术的应用。文章主要围绕智能传感器技术与大数据技术开展分析，并阐述了故障检测与健康管理。
1轨道交通供电系统运维现状
轨道交通供电系统的设备维护工作复杂、专业多、设备分布广，并且维护频次、成本和要求日益上升，传统的定期检修和事后检修模式难以满足可持续发展的需求，存在以下几方面问题：（1）运维工作存在人力瓶颈；（2）各系统不能互联互通，无法产生新质能力，缺少全景监控平台；（3）运维数据总体处于分散状态，数据分析应用能力不足；（4）设备运行管控未能闭环管理。为确保地铁运行安全、可靠稳定，根据城市轨道交通系统的维修、运营和组成等特点，详细分析目前城市轨道交通供电系统运行维护的状态，建设一种全新的、实现供电系统智能运维的信息化平台迫在眉睫。在总结行业经验基础上，利用机器人、云计算、物联网、大数据、人工智能等先进技术理念，建立供电系统智能运维管理平台，通过智能运维管理平台对供电系统的设备实行全方位、全流程管理。
2供电系统智能运维系统总体解决方案
2.1智能传感器技术
传感器作为一种数据采集和传输装置，在自动控制系统中发挥一定的作用。在当前科技发展的推动下，智能传感器技术发展较为迅速，其能够有效将计算机技术、信号处理技术及传感技术整合，并发挥自身的作用与优势。如合理的将智能传感器应用到变压器、绝缘栅双极型晶体管等，能够直接得到设备的故障信息，并且可以对设备的寿命进行预测，相比传统传感器来讲，其能够发挥自身高性能、感知精准度高及自适应能力强的优点。再加上智能传感器主要使用微处理器开展运行，具备信息检测与数据处理的功能，有较好的高效性与稳定性，还可以事先自动识别的优点，通过智能传感器的应用能够提高信息获取的效果，并且可以保证信息的准确性与可靠性，合理的将其与后期信息处理衔接，实现传感器内容信息的交换与处理，解决传统需要中转站交换数据存在的问题。因此，在城市轨道交通供电系统建设的过程中，为了能够全面提高建设效率，则可以合理的运用智能传感器技术，并将其安装到供电系统较为重要的设备上，如变压器、绝缘栏等，可以实现设备的故障检测与信息的搜集，并且可以根据实际情况对其各项设备的使用寿命进行详细分析，为工作人员提供准确的信息，以便于提高城市轨道交通供电系统的运行效率，确保遇到相关故障问题能够及时解决。
2.2技术架构
1）数据源端层：利用多专业的综合监测单元，实现数据源的获取及各专业关键设备设施的在线监测，以数据驱动运维认知，实现人、机、物的数据支撑。同时通过网络的全方位覆盖，利用不同的传输方式，实现数据传输，促进数据的充分共享与互联互通。2）云基础平台层：云平台基础设施层（IaaS）主要实现云服务基础设备的搭建，完成计算、网络、存储资源分配建设；数据治理标准层（DaaS）通过整合大量结构化、半结构化和非结构化设备设施运维数据，提供数据实时获取、数据治理、数据模型、数据汇聚存储、数据挖掘、数据标准的大数据分析生态系统；业务中台层（PaaS）依托微服务架构，实现全生命周期资产管理、运维生产管理及智能运维体系构建；前端应用层（SaaS）为前端的各项运维功能提供支撑。
2.3轨道交通供电系统自愈
轨道交通供电系统与电网（配电网）的架构差别较大，系统设计方案、结构、运行模式、故障类型、后备能力甚至设备组成均不相同，系统的自愈场景和研究重点也不相同。对城市轨道交通（地铁）的交流中压网络的快速自愈方法进行了研究，对传统的差动保护启动备自投、过流保护启动备自投进行了进一步完善，提出了一种新的保护启动备自投的方法；提出以供电分区（牵引的区段单元）作为自愈单元对象，通过测控保护装置和广域保护的通道，结合特定故障的自愈流程，实现一定的系统自愈功能；也以供电分区（牵引的区段单元）作为自愈单元对象，通过分析供电分区中的故障类型和薄弱环节，提出通过升级一次设备的方法（如将接触网开关升级为断路器），将供电分区提升为可自愈的单元，从而实现特定的自愈功能。
2.4运维数据云
来自立体感知网的采集数据和业务系统的分析数据实时上传至云平台，基于HDFS、Spark、HIVE、Kafka等数据处理技术，利用大数据分析和机器学习对实时上传至云平台的数据进行分析，横向对比同型号设备实时状态数据，纵向对比历史数据，精准定位不同环境和工况下的设备状态。同时，基于对实时数据和历史故障案例数据的动态训练和学习，优化智能维修决策模型和智能预警模型，并下发至应用层和感知层智能网关，为轨道交通设备诊断和维修提供决策支持。通过采用云计算和云存储技术，整合既有资源，将多级服务器的模式简化为云、端二级模式，建成技术先进、结构合理的业务云平台和数据存储平台，实现计算与存储等资源的统一管理、弹性扩展、按需调配，确保核心业务应用系统的安全性、可靠性和连续性，提高系统数据处理能力和前沿技术水平。
结语
城市轨道交通综合智能运维平台，贯穿设施设备全寿命周期管理理念，以设备设施在线监测及现场生产管理为核心，形成实时监测、资产管理、智能运维、智能决策全过程的信息化管控。真正实现理想的信息化和智能化水平还需一段过程。从目前相关研究人员的实际研究结果可知，将更多行业的先进设备和技术应用于智能化水平提升，会不断促进城市轨道交通具有更高的安全性能，并能够向城市居民提供更为多样化的服务内容，全面优化使用者的体验。城市交通所使用的供电系统能够更加科学地处理用电量和供应渠道等方面的工作，借助智能化手段从根本上促进城市轨道运营的科技化水平不断提升。
参考文献：
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