中铁十二局集团电气化工程有限公司 天津 300308
摘要：随着国内城市轨道交通建设规模的迅速扩大，地铁运营维保市场将成为最具发展前景、空间巨大的产业环节之一。但随着地铁运营里程规模逐渐扩大、有效运营时间进一步延长、维保的响应速度要求越来越高等因素，迫切需要通过采用新的技术手段，改进运营管理的水平，提高运营列车可用度。综合智慧维保凭借降低运营成本、提高运营效率、增强运营安全性等优势，将成为地铁维保行业的主流模式。
关键词：城市轨道交通；智慧；综合维保；微服务
1 引言
面对城市轨道交通超大规模网络设施设备运维体系的转型发展，地铁维保必须优化生产资源配置、提升运维管控能力，并加快基于智能运维的综合运维模式，推进现场维护多专业集成。同时以智慧运维、生产组织模式优化为切入点，创新生产组织模式，探索基于智能运维的现场维护多专业集成，进一步提质增效。可以借助外部力量，吸收外部经验，完善了自身管理和技术能力，合理优化维护成本，规避用工难点，完善与综合运维、全寿命周期运维相适应的管理体系。有鉴于此，开展多专业融合的多种设施设备维护模式及智慧维保的创新工作已经迫在眉睫。
2 城市轨道交通维保的现状
城市轨道交通维保作为地铁运营中的重要组成部分，对后期城市轨道交通平稳运营起着决定性作用。目前该部分维保管理模式虽已趋于成熟，但面临规模逐渐增大，运营要求愈加严格的维保管理新模式下，仍存在着诸多管理困境和瓶颈。①传统的抢修工作流程长，反应速度慢。②同一作业区段内，多专业重复申请维修天窗，维修天窗的综合利用率低。③地铁线路长、运营时间长、检修工作密集、作业人员工作地点分散，现有信息化系统相互独立，缺少开放性、兼容性和扩展性。④缺乏针对运营设备的有效监视和可视化手段，过度依赖现场的劳动力巡视，监视效率低下。⑤维保的各类台账纸质化严重。针对以上问题，亟待通过智慧综合维保协助走出目前的维保困境，提升维保效率和水平。
3 城市轨道交通智慧综合维保的优势
3.1综合维保的优势
多专业维保可对性质和技术要求相近的系统专业实现“同类项合并”，将技术相通或工作范围重叠的专业，进行专业融合，从传统按专业施行条状的职能管理，转变为按线路施行的块状管理。按照线路设立综合维保工区，部分维保人员要一专多能，由人的融合实现专业的融合。专业划分可选择轨道、接触网、供电为一个综合工区，因轨道、接触网、供电环网的巡检工作时间与线路大体相同，可在既有维保基础上充分利用综合检测车替代人工巡检工作。通信、信号、综合监控划分为一个综合工区，这些专业同属于弱电系统，技术工人可在短期内通过专业培训，打破专业壁垒，实现一专多能。或者按市场专业维保公司经营专业划分，如轨道专业工区；接触网、供电、通信、信号、综合监控等“大机电”综合工区。
3.2智慧维保的优势
一是可以深挖设备故障本质，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。二是部署全面智能监测，实现计划修转状态修。对日益增长的运营设备提供有效的监视、以智能化、信息化、可视化手段代替人工反复巡、检、查，提高监视效率，解放现场巡检的劳动力，提高巡检的工作效率。三是打通专业维护数据就，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。
4 城市轨道交通智慧综合维保的解决方案
融合物联网、车联网、云平台、大数据、微服务、区块链等技术，开发智能运维管理体系顶层设计。打破专业维护、系统维护的传统体制，将分散且相互独立的业务数据、“信息孤岛”按照统一的标准进行串接积累和管控，建立超算中心，以提高运维效率为目的，以全面感知、深度融合、趋势分析、科学决策为宗旨，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，打造立体化、全覆盖的智慧维保体系。
4.1建立智慧综合维保的数字化行动方案
结合管理痛点和管理需求，整合各参与方的资源优势，制定一套实现地铁数字化远景的智慧维保行动方案。本着“坚守目标、立足现实、着眼长远、业务驱动、重点突破、互联共享、自主可控、迭代更新”的数字化发展原则，制定维保体系数字化建设行动方案，明确目标、任务、次序、标准，指引推进智慧维保全面工作。同时，要制定一套共同遵守的智慧维保信息系统开发标准和数据治理标准。数据标准是所有系统能否起步建设的前提，是所有系统建成后，数据能否互联互通的根本保证。基于上海地铁维保信息化建设的现状，尽量兼顾与既有业务系统的对接和数据传输，确立智慧维保信息系统建设遵循技术标准，如软件架构、用户认证、数据传输、接口、编码、浏览器、移动化以及安全标准。
4.2建立智慧综合维保的微服务生态圈
“微服务”是近几年兴起并迅速发展成为当前比较主流的一种软件设计解决方案，其具有快速响应业务、便于系统互联互通和灵活复用等特点，是基于互联网思维的信息系统生态圈建设方案，同时也是实现智慧维保大数据分析决策的有效途径。“微服务”技术作为方案建设支撑，其核心理念即是摒弃以往传统开发大系统的观念，将系统按照“服务”进行模块拆解，降低模块之间的耦合性。即将基础模块服务化，避免重复开发。将综合业务划分成单业务模块，提高业务响应速度和降低迭代成本。将公有模块标准化，提高复用率。本着“统一建设、各级复用”的原则，完成基础“微服务”模块建设或复用，主要包括人员、机构、权限、流程引擎、报表、维保基本信息，设备、物资编码、供应商编码等微服务，以此为起点不断扩展各类业务应用，最终建立一个基础服务各级复用、综合维保互相成就的“微服务”应用共享生态圈。
4.2.1基础微服务模块
主要包括人员管理、资产管理、合同管理、服务商管理，这几个模块的管理流程是可以统一的，各专业维管或者分公司是可以通用的部分。
维保人员的可视化管理：掌握每个人员的实时状态，合理进行人员调度，优化资源配置，实现网格化管理；可在地图上设置多个区域，当人员进入或离开区域时进行记录和通知；可回放人员的历史行驶轨迹，分析中途停留点及停留时间；可进行分组分工，在GIS地图上进行同时展现和管理；支持里程统计，行驶时长，进入围栏的次数及停留时间等数据分析；偏离指定路线告警、进出地理围栏报警、移动及离线报警、停留超时报警等。
维保人员的培养模块：一是建立维保的问题库、知识库、专家方案库，主要实现运维过程中问题整合，经验总结和方案积累。二是实现便捷的线上培训，岗前安全培训、运维规章及制度、标准规范、常用运维工具使用及简单故障排除，均可录制制作视频，上传至在线网络平台中（培训微服务模块），供运维人员观看学习。三是AR+BIM助力培训考核与运维巡检，通过将增强现实技术借助光电显示技术，交互技术，可穿戴设备和计算机图形识别技术，结合BIM数据将计算机生成的虚拟环境与周围真实环境融为一体，使用户非常自然地与虚拟及真实事物进行交互，能有效提升运维培训效果，提高运维巡检效率。
资产管理模块：资产管理系统可建立资产台账数据管理库，使资产信息可视化。包括资产设备的名称、类型、增值贬值情况；可溯源查看相关设备资产的历史维护信息，包括维护时间、地点、操作人、操作方式、结果记录等；定期巡检资产现状，将可能发生的故障消灭在萌芽阶段，规范资产设备维护的操作，避免因不规范操作导致资产损失。
服务商管理模块：实现服务商的共享管理，形成统一的绩效考核制度和结算体系，充分发挥管理权限。服务商统一管理派单，为绩效考核+末位淘汰提供数据依据，根据合同全面管理服务商包干任务与据实结算流程，分系统，分时间灵活对服务商授权，解决服务商更替困扰。
4.2.2智能监测微服务模块
现阶段，智能运维系统愿景过于庞大。为便于平台统一规划、分步落地，采用自下而上的方法，将底层功能分解成具体项目，以便分专业分步骤组织研究落实，成熟一个、实施一个，逐步构建起智能运维系统的骨架。经过梳理，以具有成熟应用的项目为基础，初期将各专业构思分解形成项目。并随今后根据行业技术发展，不断对其进行扩充完善，集成设施信息管理、运行监控、异常管理、运行维护等功能，使设施管理更简单、更高效、更智能。一是基础信息可视化：设施自注册及信息更新，设施位置与GIS联动，实现地铁设备设施的实时在线与可视；二是运行监控全局化：统一监测设施运行状态和参数，提供设施画像、管网监测等能力，实现设施管理全局化与科学化；三是运行维护智能化：统一监测设施运行状态和参数，提供设施画像、管网监测等能力，实现设施管理全局化与科学化；四是异常管理自动化：利用物联网和大数据，实备品备件的精准预测，将事件分级处理和工单联动；设备异常管理由事后追溯向事前预测转变。
4.2.3业务管理微服务模块
巡检系统：支持巡检过程中的相关数据、时间参数、工耗时间、巡检位置、巡检顺序、现场照片、现场信息等多角度服务评价，使巡检工序衔接更加精细化，以便支持现场维保人员快速决策、提供就地解除故障指导，提高故障维保的响应速度。对城市轨道交通专用系统、强电、智能化、给排水、空调通风、电梯、锅炉等系统提供符合国家和行业标准的设备巡检内容及步骤，支持自定义巡检模板。
调度系统：调度管理微服务模块支持多样化报修方式，整个调度过程可控通过签到、现场照片、汇报进度、回单、签退、结果评价、客服回访等环节实现调度的闭环管理。故障单状态全面实现可视化，接单、回单、故障解决确认、归档的闭环管理高效有序。
能耗系统：分类分项能源统计、分析，提供能耗折标、同环比等算法，建立能耗关键性因素模型，生成各类分析图表、报告。
4.3 建立基于数据应用中心的智慧维保智慧驾驶舱。
一方面通过“业务流程化、流程信息化”的建设和应用，形成唯一数据池，各单位和岗位根据职能定位和管理颗粒度，分别从数据池中提取所需数据，建立本级数据应用中心，为两级决策分析奠定数据基础，为智慧维保指挥驾驶舱提供数据支撑。另一方面驾驶舱需支持多种统计信息查询方式，可根据各微服务子系统、所属的设备信息、各类统计信息等进行查询，支持根据时间、空间分布的查询方式；支持在线实时统计各系统告警数量以及告警处理走势状况，测算告警处理效率；支持对定期对系统运维管理情况进行总结并出具服务报告，对出现的问题给予说明，以方便各方相关人员对系统状况和维保整体情况进行了解，为维保决策提供依据。
5 结束语
城市轨道交通智慧综合维保是当前行业的发展热点，也是全国地铁运营单位管理过程中面临的最大需求。目前，地铁车辆、工务、牵引供电、通信、信号等各专业设备运行数据的采集和存储规范仍有待完善，后期对于获取的大量数据如何去汇总、分析、利用，最终提供决策解决方案的能力还有待进一步提升。面对城市轨道交通的整体发展，深度开展数据采集、挖掘和应用分析是必须要解决的基础性问题。通过地铁维保单位、各相关系统供应商和智能维保解决方案提供者的共同努力，打通数据壁垒，杜绝出现数据孤岛现象，推动制定相关技术标准，建立并搭建统一的智慧维保数字化解决方案是今后一段时期的发展方向。
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