鐵路電務設備智能運維系統技術分析

任 明

（國家能源集團包神集團神朔鐵路 陜西 榆林 719306）

1 引言

目前，鐵路企業從技術引進、技術消化、技術吸收、技術再創新等環節，實現對鐵路電務智能運維系統技術路線的制定和完善，為促進通信信號技術的健康、可持續發展，取得技術創新成果提供有力地保障。隨著鐵路電務設備智能運維系統規模的不斷增大，相關設備數量日益增多，這無疑加大了鐵路企業運維工作量和鐵路運維管控壓力。因此，在移動互聯網技術和大數據技術等新型技術的應用背景下，加強對鐵路電務設備智能運維系統的優化和構建顯得尤為重要。

2 電務設備智能運維關鍵技術介紹

電務智能運維關鍵技術主要是指在大數據技術的應用背景下，通過對電務設備運行風險的分析和維護，提高設備運行性能，降低現場維護人員的勞動強度。因此，為了提高設備維護效果，延長設備使用壽命，相關人員要從以下三個方面入手，提高設備運行風險分析和識別效果。（1）通過將維護數據、環境數據以及運營數據進行集中化管理，然后，利用大數據技術，從這些數據中找出缺失數據、故障數據等各種異常數據，并對異常數據進行預處理，為后期更好地分析和挖掘有價值的信息數據提供相應的依據和參考。（2）采用集成學習法，在大數據技術的應用背景下，對各個設備的安全風險等級進行科學劃分和預測，為整個系統提供最終的預測信息。（3）在完成設備安全風險等級預測工作后，還要以降低設備安全風險為目標，對設備運維方案進行不斷修改、優化和完善，以提高電務設備運維水平，為促進鐵路企業健康、可持續發展，保證列車運行的穩定性、可靠性和安全性打下堅實的基礎，便于后期更好地構建和應用鐵路電務智能運維系統。

3 系統概述

鐵路電務智能運維系統在具體的設計和開發中，綜合運用移動互聯網技術與大數據技術，科學分析和處理海量信息數據，同時，還能根據設備電氣特性相關參數，實現對信息數據的自動化上傳，然后，在大數據技術的應用背景下，實現對海量數據的準確分析和處理，并獲取和存儲設備狀態相關信息數據[1]，這樣一來，不僅有利于其他人員查找和調用這些數據，還能為設備故障問題的檢測和處理提供重要的依據和參考，極大地提高了現場人員的操作行為的規范性和合理性，為促進中國鐵路的創新、長遠發展創造良好的條件。

4 系統架構設計

鐵路電務智能運維系統架構示意圖見圖1，從圖中可以看出，該系統架構是在鐵路集團、子分公司以及車站、工區三個不同視角下進行設計的，其中，鐵路集團是重要的指揮層級，子分公司級具有快速處理車站、工區相關設備維護信息的功能。鐵路集團在具體的運用中，可以借助系統相關功能，將列控中心、鐵路監測檢測中心以及自律調度集中系統進行有效連接，以達到共享信息數據，預測和處理設備故障風險的目的[2]，為提高重載鐵路運行的穩定性、可靠性和安全性打下堅實的基礎。此外，通過對多種服務器進行部署，可以向車站工區級云系統發送各種數據請求，如作業操作規范信息、維修記錄信息等，然后，采用上傳終端信號方式，在大數據技術的應用背景下，實現對故障處理信息以及維修記錄信息的分析和處理，為提高相關設備的運行性能打下堅實的基礎。

圖1 鐵路智能運維系統架構示意圖

5 系統功能設計

要保證鐵路電務設備智能運維系統能夠可靠、穩定、安全地運行，軟件開發人員要嚴格按照如圖2所示的系統軟件設計示意圖，加強對各個功能的科學設計和開發[3]，以實現對系統功能的優化和完善，從而提高系統運行性能，為用戶帶來良好的使用體驗。

圖2 鐵路電務智能運維系統軟件設計示意圖

5.1 數據寫入功能

目前，電務設備電氣相關參數在記錄的過程中，主要以紙質記錄方式為主，這種記錄方式效率低、易出錯。因此，軟件開發人員要改變和淘汰傳統的紙質記錄方式，通過設計和開發數據寫入功能，實現設備相關參數信息的有效共享，從而提高各項信息數據智能化管理水平。此外，在數據寫入功能的應用背景下，用戶可以借助鐵路電務設備智能運維系統，對設備參數相關信息數據進行實時采集和獲取[4]，為提高設備故障測試結果的準確性和真實性，更好地開展設備維修作業提供重要依據和參考，然后，通過利用專用網絡，安全可靠地上傳設備運行異常信息，借助分公司級云系統相關功能，可以實現對設備相關信息數據的及時發布和更新，為提高設備相關信息數據寫入的效率和效果創造良好的條件。

5.2 實時查詢功能

該功能在具體的設計中，軟件開發人員需要借助鐵路通信、信號設備，針對鐵路器材的使用情況，采用自動化錄入方式，將鐵路信號設備相關信息數據錄入到指定的子系統中，從而提高數據集中管理水平。此外，現場作業人員通過利用實時查詢功能，可以突破時間和空間的局限性，隨時隨地查詢鐵路信號設備相關數據，為了確保鐵路電務智能運維系統能夠及時發布和更新相關信息數據[5]，軟件開發人員還要利用移動互聯網，將鐵路電務設備智能運維系統與企業微信（或釘釘）之間建立起有效連接，確保作業人員及時、有效地查詢和更新靜態數據和動態數據，為提高鐵路電務智能運維系統的運行性能發揮出重要作用。

5.3 設備狀態監測功能

為了實現對相關設備運行狀態的自動化監測，軟件開發人員還要重視對設備狀態監測功能設計和開發，該功能在具體的設計中，需要借助設備維護監測子系統，對設備運行參數、設備故障信息以及設備操作信息等各種信息進行統一收集和管理，以提高數據分析和處理的效率和效果。此外，還要在結合靜態數據的基礎上，通過利用大數據技術，將靜態數據與動態數據進行充分結合，為后期分析和挖掘重要信息數據提供重要技術支持。另外，還要根據鐵路信號設備當前運行狀態，準確計算和統計設備部件檢修以及更換時間，從而提高鐵路信號設備運行狀態監測效率和效果[6]，避免因設備出現突發故障問題而給影響鐵路列車的正運行。作業人員還可以利用該系統的消息推送功能，針對鐵路通信信號設備預警內容，在第一時間內及時、有效地曬出設備潛在性故障問題，為縮小人力成本、物力成本和財力成本，提高鐵路企業的社會效益和經濟效益產生積極的影響。

5.4 故障分析與處理功能

故障分析與處理功能作為鐵路電務智能運維系統的核心功能，其設計水平高低直接影響了整個系統運行性能，因此，軟件開發人員要重視對該功能的設計和開發。該功能在具體的設計中，軟件開發人員要根據系統應用需求，不斷補充和完善數據樣本內容，然后，將設備故障問題處理過程、故障處理時間以及設備相關運行參數等信息準確無誤地上傳到系統中，然后，綜合利用大數據分析技術和大數據挖掘技術[7]，全方位對比設備故障特征信息，在此基礎上，實現對設備運行狀態的科學檢測，以達到提取和整理設備故障特征信息的目的。最后，根據表1所示的設備管理信息，采用反向推理法，全面評估和檢測設備目標故障信息，為提高設備故障分析和處理效率和效果創造良好的條件。

表1 設備管理

6 系統功能詳細規劃

鐵路電務設備日常巡檢作為電務部門的重要內容，直接影響了鐵路設備可靠運行的穩定性、可靠性和安全性，因此，為了進一步提高鐵路電務設備運行性能，開發電務智能運維系統，該系統主要利用互聯網，實現對人員、設備的遠程控制和管理，同時，還能高效地排查和解決設備故障問題，極大壓縮設備臺賬，降低設備維護人員的勞動強度，為優化鐵路工作流程，提高鐵路工作效率和效果提供重要的平臺支持。現對該系統的功能進行詳細規劃，以保證系統功能的完善性和實用性，為用戶帶來良好的使用體驗。系統功能詳細設計示意圖見圖3。

圖3 鐵路電務智能運維系統功能詳細設計示意圖

從圖中可以看出，該系統主要由兩大核心模塊組成，分別是員工端和后臺管理端。其中，員工端主要包含注冊登錄、計劃管理、任務管理、缺陷管理、設備管理、作業標準、工作票、員工信息、個人中心、任務管理等功能模塊。后臺管理端主要包含用戶管理、計劃中心、工作票、文章管理、精彩圖文、權限管理等功能模塊，現以系統任務管理、權限管理和文章管理功能模塊為例，以表格的形式對其具體功能進行詳細介紹，任務管理、權限管理和文章管理分別如表2、表3和表4所示。

表2 任務管理

表3 權限管理

表4 文章管理

7 系統主要技術創新

該系統主要技術創新內容體現在以下幾個方面：（1）通過構建鐵路電務設備智能運維系統，可以實現對鐵路企業電務設備的自動化、智能化管理和監控[8]，確保作業人才操作行為的規范性以及設備維修流程的簡易性，從而提高鐵路企業整體運行效率和效果。（2）在大數據技術的應用背景下，通過利用鐵路電務通信、信號設備，完成對相關數據交互模型的構建，極大地提高了設備故障問題的診斷預測水平，診斷預測流程示意圖見圖4。（3）實現電務監督與設備維修的無縫銜接。通過利用該系統，可以將設備運行狀態與設備維修方案進行深入融合，實現對電務設備的自動化管理，確保電務設備狀態監督、設備故障問題診斷、設備故障風險識別以及設備應急指揮等環節能夠協同運作。

圖4 診斷預測流程示意圖

8 系統應用價值

鐵路電務設備智能運維系統研發和應用有效地解決了地方鐵路企業在電務設備管理方面的短板，該系統在具體的運用中，不僅可以實現對設備故障問題的實時跟蹤和分析，還能實現對設備故障問題的精確定位，為幫助相關維修人員提升標準化作業水平，高效地解決設備隱患問題，縮短隱患處理時間，提高安全管理等級提供重要平臺支持。此外，通過利用該系統，還能實現對電務維修模式的改革和創新，使得電務維修模式從“周期修”模式向“狀態修”模式轉變，降低了現場設備巡檢人員的勞動強度和縮短作業時間，為提高鐵路企業設備運行效率打下堅實的基礎。

9 結語

綜上所述，在大數據時代背景下，鐵路電務設備智能運維系統值得大力推廣和運用，因此，鐵路企業要與時俱進，加強對鐵路電務設備智能運維系統的構建和應用，促進鐵路運輸向智能化、自動化、數字化方向不斷發展。只有這樣，才能不斷提高現場人員的標準化作業水平設備故障處理能力，隱患排查能力，實現對相關設備運行狀態的在線監測，為保證鐵路企業電務設備的安全穩定運行打下堅實的基礎。