淺談智能化城軌供電運維平臺應用層的功能要求

鮑飛達，王 穎

(紹興市軌道交通集團有限公司，浙江 紹興 312000)

近年來，伴隨著各個城市的城市化建設，軌道交通因其能有效緩解公共交通壓力，提高城市公交服務水平，軌道交通與各城市間得到了大力的發展，城軌供電系統因直接影響行車安全，相對于傳統的維修模式，有必要對其運維模式進行相應的改善提高。與此同時，隨著大數據、云平臺等高新數據處理技術的出現，搭載智能運維的城市軌道交通供電系統顯然已成為城軌供電系統的一大發展趨勢，同時，運維系統的應用層，作為直接與運維人員接觸的一層架構，在設計上應該切實以方便工作角度出發，提出相應的功能思考。

1 供電系統智能運維系統總體架構

供電系統智能運維大多采用三層架構，感知層、數據傳輸層以及應用層。感知層主要的工作既是完成對供電設備設施本體以及周圍環境的數據采集任務。感知層在SCADA的基礎上，通過采用智能運維設備，如熱成像儀、溫濕度傳感器、高清全角攝像機、氣味傳感器等設備，以此來完成電氣設備工作、狀態數據的在線實時監測，并將采集到的各項數據傳輸到數據傳輸層中，通過大數據、云計算等智能基數進行一個數據預處理，繼而再傳輸到遠端的應用層；同時也要接收并完成從應用層下達的遠程控制指令，以此實現供電系統設備的遠程智能監控。

供電系統由于有電力監控系統SACADA的存在，本身對供電系統設備具有部分控制檢測能力，其功能與智能運維巡檢設備功能有部分重復，可以用于數據比對。目前，市面上存在的供電智能運維設備主要有：一體化輪式巡檢機器人、室內掛軌式機器人、微型紅外熱成像在線監測系統等。

此外，上層需設置智能運維平臺管理系統，即應用層。來統籌管理各智能運維設備，處理分析實時增長的數據，判斷設備狀態，生成報表并提供建議，支持進行遠程控制設備巡視。應用層在搭載應用服務器系統和數據庫服務器等組成的同時，應該采用特定的數據傳輸支撐平臺，這種數據傳輸支撐平臺的關鍵技術其實就是物聯網的中間件技術，數據在這個支撐平臺中實現由各類傳感器等感知層設備采集，然后與應用操作系統之間進行數據的傳輸、過濾以及格式轉換的一種，此獨立的系統軟件或服務程序，能夠屏蔽底層數據系統的差異性，減少程序設計的復雜性。

2 應用層運維功能思考

對于運營來說，城市軌道交通供電系統的智能化運維平臺在應用操作層的功能設計上，應設置相應有助于運營的日常生產工作的功能。對于往常需要運營人員人工寫入及分析的數據，應用層能替代完成數據分析、數據存儲以及提供圖形化顯示圖表。后臺處理系統根據采集到的數據信息對比分析結果，為運營人員做出超限報警、遠程指令控制下達等操作，以此來實現城軌供電系統設備設施的運行狀態、實時參數的實時性監測以及遠端控制。應用層功能性應具備以下功能。

2.1 人機交互簡潔

應將運維平臺的系統界面盡可能設計成美觀簡潔的效果，同時出于調度操作人員的考慮，應將每項功能的操作實現步驟，設計的盡可能地簡便。具備友好的人機交互界面，搭配平臺匹配的處理器及算法，杜絕出現界面崩潰的情況。查看設備實時數據的界面時，其畫面中應要能自動更新數據的變化，顯示電流、電壓、功率、溫濕度等過程變量的實時數據，以及供電設備設施運行狀態的自動更改，圖標顯示圖形數據隨過程狀態的變化而變化，圖表切換功能，時間段數據柱狀圖、趨勢圖可隨時翻看查閱。

2.2 報警、事件全過程記錄

供電智能化平臺應搭載報警系統。系統提供報警信息顯示功能，報警級別分類顯示，同時系統提供歷史事件查詢功能。后臺數據處理時，如果發生了任何異常的數據，或者設備的異常狀態，立馬會發送報警信息給運營人員，同時可以做到報警分類，不同影響程度的報警信息匹配不同程度的報警信息顯示，例如：輕度異常信息對應閃爍提醒，嚴重異常信息采用彈窗或聲光報警等。且均需要通過人員完成一個手動消除告警信息，才會停止告警。以此來幫助運營人員及時有效地對異常信息進行處理。同時要具備事件記錄功能，運營人員可以通過時間、設備等條件對告警信息進行檢索查詢。

2.3 智能數據比對分析

系統能完成對從感知層設備設施獲取而來的數據以及從SCADA系統、能耗監測系統中接入的數據，進行數據的長周期存儲，能對數據進行數據比對分析處理，以此來對供電系統的設備設施進行一個全方面的分析處理，一方面通過歷史數據的采集對比分析，另一方面結合全生命周期管理，通過設備使用年限及設備狀態，有能力對監測到的設備實現進行一個預報警功能的實現。

2.4 生產報表自動管理

系統提供自動生成供電設備設施缺陷報表、巡檢任務報表等功能，并提供歷史曲線展示功能，所有報表具有查詢等功能，報表可按照設備名稱、巡檢時間、巡檢任務、設備類型、設備名稱等過濾條件查詢巡檢數據。

2.5 設備設施全生命周期管理

提供完整的全生命周期管理系統，建立設備設施臺賬，臺賬記錄供電設備設施、備品備件、作業工器具、安全工具等設備完整信息，將這些信息完整導入保存在系統中，這些信息包括設備的基本信息主要為設備的編號、功能概況、廠家信息、生產安裝信息、操作流程、性能指標等；進而形成完整的設備靜態履歷。建立以設備設施臺賬(包括固定資產、最小可維修備件、工器具)為基礎，并以SCADA系統、地鐵供電智能運維管理系統的各類供電設施設備全數據的業務數據和信息數據為核心(包括實時的運行數據、維護和維修的設備數據、資產管理數據和生產服務對象的業務數據)，以此來建立以供電專業內部業務處理為目的的，以單體設備、設備部位、設備履歷為主要數據管理對象，形成動態的設備設施基礎管理體系，實現設備設施全壽命周期跟蹤管理。

2.6 智能輔助分析

對于設備的應急處置，平臺在提供標準化應急處置流程的同時，通過搭載專家系統，以及后臺的數據挖掘、BIM建模、大數據分析、深度學習等手段，于設備設施應急處置的過程中，提供一個科學合理有效率的應急處置流程。

2.7 標準化作業指導

對于日常的生產管理工作，提供一個標準化的作業指導，同時根據各地地鐵自身的組織架構組建情況，每年度、季度的生產目標等，提供一個協助于工作安排組織的功能，協助完成生產計劃管理、生產進度管理、文檔管理等工作。同時載入供電專業的專業維修文本、應急預案等指導性文件，方便工作流程、應急處置的標準化實施。

3 結束語

搭載智能化運營平臺的城市軌道交通供電系統，在應用層功能完備的情況下，對運維人員的日常作業中運維效率、運維水平都能做到了一定的提升，且在專家系統以及標準化作業的加持下，應急處置也變得更加科學準確。由此可見，智能化城軌供電運維平臺的布置能有效提高供電專業的運維水平。