智能設備管理系統在神朔線的應用

韓 濤，張曉光，張俊文，王永勝

（神華神朔鐵路分公司河東運輸段，1、2工程師，3 高級工程師，4 技術員 陜西 神木 719316）

1 智能設備管理系統簡介

神朔鐵路目前在設備管理方面，主要以紙質技術臺賬、設備臺賬、電子表格、PPT材料為主，以手工方式進行管理，在設備檢測、維修、計劃、報表記錄、統計分析等方面工作繁重而且容易出錯。2018年初，神朔鐵路提出建設“綠色、法治、高效、智慧化、可持續”五位一體新神朔的奮斗目標，為探索智慧化鐵路，以河東運輸段供電專業三岔供電工區為試點班組，合作開發了智能設備管理系統。智能設備管理系統按照實際檢維修流程，通過GIS地理信息技術、網元拓撲、預警等手段，實現了維修任務自動提示、預案式制單、電子審批、作業記錄、周期更新等功能，設備維修初步實現智能化，通過預測、檢測設備的運行狀態，監測設備維護及壽命周期，避免了材料浪費，節約了設備使用成本。

2 智能設備管理系統組成

智能設備管理系統由智能設備管理（網元拓撲）、預警管理、日常檢修三大模塊組成。

2.1 智能設備管理模塊 該模塊通過接觸網整體示意圖、GIS位置信息全景圖、支柱分布圖（區間或站場）、支柱裝配圖四個維度，建立詳盡的設備電子臺賬，為智能設備管理奠定基礎。

1）接觸網整體示意圖。接觸網整體示意圖（1級菜單）可在智能設備管理系統監視顯示器上直觀地展示管轄的每一個區間或站場的設備分布，包括分相絕緣器、分段絕緣器、常閉隔離開關、橋梁、隧道等，并標注了起止公里標、起止桿號、變配電所、網工區以及設備分界點等重要信息，如圖1所示。

2）GIS位置信息全景圖。GIS位置信息全景圖通過與地圖信息結合，可在智能設備管理系統監視顯示器上立體展現區間或站場支柱的地理空間分布，清晰標識三岔供電區段重污區、防洪重點、跨越接觸網的電力線路等信息，點擊每根支柱，進入下級頁面，便能查詢支柱的位置信息、技術參數、裝配材料、實景圖片，方便日常檢修及故障搶修。

3）支柱分布圖。區間或站場支柱分布圖作為接觸網整體示意圖的下一級菜單（2級菜單），通過把接觸網設備按照跨距這一標尺，將支柱前方跨距內的接觸懸掛、電連接、分段（分相）絕緣器、吸上線等設備簡化至該支柱上，以拓撲圖的形式簡潔體現。之后在支柱分布圖中，通過不同顏色將支柱信息狀態進行分類標識，如綠色代表已維修設備（正常狀態）、橙色代表未維修設備，黃色代表設備缺陷二級超限，紅色則是三級缺陷，如此，管理人員便可通過智能設備管理系統監視顯示器上顯示的不同顏色了解設備狀態。圖2為支柱分布圖。

圖2 支柱分布圖

4）支柱裝配圖。支柱裝配圖作為支柱分布圖的下一級菜單（3級菜單），則是將具體支柱位置、型號、設計參數、主要裝配材料規格、數量等作詳細說明，方便發生故障時快速尋找到指定位置、指定材料進行維修。同時用顏色區分材料使用狀態，綠色代表正常狀態，橙色代表接近使用壽命，紅色代表已超出壽命狀態。點擊小圓點，進入4級菜單，詳細標識每一種材料或設備的出廠日期或投用時間、壽命周期、使用地點等信息，把涉及的主要物料納入壽命周期管理，壽命周期根據《檢規》、使用說明書或經驗評估確定。圖3為定位器的壽命管理卡片。

圖3 壽命管理卡

最終通過對大數據庫的不斷完善，將每根支柱的裝配和檢修信息錄入其中，用接觸網整體示意圖形式，完整展現接觸網設備的空間分布、重點設備區段、防洪重點區段、重污區、跨越等現場信息，建立完整的電子臺賬，為工區日常檢修和故障搶修提供科學依據。

2.2 預警管理模塊 預警管理模塊分為檢修周期預警、物料有效期預警、庫存預警、缺陷預警四個部分，把物料庫存、設備超限、周期檢修、物料使用及壽命有機結合，從而實現物料消耗監控與設備狀態監測。

1）檢修周期預警。接近檢修周期，周期預警自動發出，提醒工區提報計劃并檢修，檢修后預警自動消除，以免造成失修或漏修，確保設備安全運行。

2）物料有效期預警。材料或設備到達壽命周期前自動發出預警，提醒工區提報計劃并檢修更換，檢修更換后預警自動消除，對重點材料或設備進行實時監控，為設備安全運行提供保障。接近有效期的物料會顯示橙色發出預警，超出壽命周期則會出現紅色報警。圖4所示為接近或超出物料有效期的統計列表。

圖4 物料有效期預警

3）庫存預警。智能設備管理系統直接調用班組的材料庫存數據庫（編碼、名稱、型號、數量等），并通過計劃制定、電子工單、電子領料單與日常檢修中的材料出入庫有機結合，實時監控庫存數據。當材料庫物料數據到達預設的警戒值時自動發出預警，提醒材料員提報材料計劃，及時增補材料，使材料員提報材料計劃的實用性和針對性更強。系統用三種顏色代表庫存狀態，綠色代表庫存充足，橙色是低庫存預警，紅色則代表庫存不足。

4）缺陷預警。供電專業對接觸網設備的幾何參數按季度進行定期檢測，通過與《檢規》規定的標準值進行比對，確定缺陷類型及超限級別，并發出相應級別的預警，自動提醒班組及時處理缺陷，班組提報計劃檢修完成后，再次輸出幾何參數，符合標準后，預警自動消除。系統使用綠、黃、紅三種顏色標識設備狀態，綠色表示正常；黃色表示介于安全值和限界值間，可以緩期處理；紅色表示超出限界值，視為設備缺陷，需要立即處理。

通過以上四類預警功能提示，工長針對性地提報計劃，方案生成更加科學化，檢修流程更加完善，檢修標準更加規范，檢修效果更加直觀，真正做到了設備智能精檢細修，初步實現了設備智能化管理。

2.3 日常檢修模塊 日常檢修模塊按照班組實際檢修工作流程，制定計劃、制定方案、工長審批、收工總結、查詢統計共計5個環節全部電子化并形成閉環。傳統的紙質作業工單完全被取代，手工填記式被勾選模板式取代，依托設備的智能報警，檢修計劃自動生成，從計劃提報，到制定方案，到方案審批，再到最后的收工總結，全部是預案式自動生成，無需一項一項進行填記，將“填空”改為“選擇”，不僅提高了工作效率并且避免了人工操作發生的失誤。

下面以三韓區間下行39#桿電連接檢修為例，展示完整的流程。

1）制定計劃。支柱顏色標識為橙色，即代表待檢修設備，選定本次天窗需要作業的支柱，在出現的菜單上勾選作業時間、地點、作業項即可自動生成作業方案。

支柱顏色標識為橙色，即代表待檢修設備，選定本次天窗需要作業的支柱，在出現的菜單上勾選作業時間、地點、作業項即可自動生成作業方案。

2）制定方案。工作票和分工表按照規程或制度的規定，預置系統中，制定方案時菜單式勾選、適當修改即可，工作票和工作分工表都是提前錄入預案，可根據實際作業按需組合自動生成。將日常檢修涉及的二十項單項作業都提前制定了定額材料，勾選作業項后自動生成物料清單，物料名稱、規格、數量、倉庫位置一目了然，方便查找。

3）工長審批。以上完成后進入工長審批環節，審批內容包括任務信息、工作票、分工表、作業方案等，智能設備管理系統支持審批方式在臺式機或移動端進行。

4）收工總結。當次作業完成后，進入收工總結環節，從網元設備圖上可以看出經過檢修的設備顏色已經變為綠色，點擊進入后可看到設備的具體檢修情況，維修情況總覽展示的是當次作業的維修任務（含主要消耗材料）。

對比之前的手工作業工單，作業票、分工表、檢修記錄全部電子化，數據自動記錄、分析、統計。智能設備管理系統的應用，基本實現了智能預測、檢測設備狀態，智能提示、報警設備故障，以及智能完成作業工單的制定、審批、收工總結等一系列閉環管理環節。

3 智能設備管理系統的優點

1）通過接觸網整體示意圖、GIS地圖、區間拓撲圖、裝配圖等形式，完整展現接觸網設備的空間分布、裝配結構、現場圖片，建立了完整的電子檔案，為智能設備管理奠定了基礎。

2）對接觸網設備實施壽命管理、壽命預警、檢修預警、缺陷預警，自動生成統計報表，實現物料消耗監控、設備狀態監測、維修任務自動提示等功能，提升了接觸網設備管理效率。

3）按照班組實際檢修工作流程，制定計劃、制定方案、工長審批、收工總結、查詢統計共計5個環節全部模塊化、電子化并形成閉環。依托設備的智能報警，檢修計劃自動生成，從計劃提報，到制定方案，到方案審批，再到最后的收工總結，全部是預案式自動生成，有效避免了檢修及料具遺漏、方案漏項等行為，最終大幅提升了工作效率。

4 結束語

智能設備管理系統在神朔線應用后收到了管理效率、工作效率、經濟效益均有所提高的效果。下一步將結合運輸生產發展需要，注重運用新的信息和網絡技術，進一步完善和提升智能設備管理系統功能、作用，重點在以下方面取得進展：

1）優化作業計劃提報程序及模板，開放操作端，實現數據自主錄入。

2）依據段、車間、班組三級管理模式，完善各層級在查詢、統計、錄入、導出、審批等一系列功能權限的分配。

3）為以后的接觸網檢測車預留數據端口，實現數據批量導入、數據自動分配、數據自動比對、分析，按照設定條件自動按等級預警，新數據導入后再比對，符合條件預警消除或降級。

4）完善站場設備的網元拓撲圖。

5）按照需求，進行數據或報表定制（如年度、季度或月度超限），并實現報表推送功能（如定期推送至郵箱或微信）。