地鐵機電設備維修與管理存在的問題及對策

李 軍，趙亞鵬

（南寧軌道交通運營有限公司，廣西南寧 530000）

0 引言

目前，我國正處于城市軌道交通快速發展期，全國已有43個城市的軌道交通建設規劃獲得批復。地鐵是城市軌道交通的重要構成，隨著地鐵線網規模的不斷擴大，地鐵運營機電設備數量呈指數級增長，具有數量龐大、種類繁雜、分布廣散的特點。地鐵運營時間的延長進一步壓縮了設備維修作業的窗口時間，疊加既有線路設備面臨大修改造、新線設備尚處于運行不穩定期等因素，傳統設備維修與管理模式面臨業務瓶頸。

1 地鐵機電設備維修與管理現狀及存在的問題

1.1 網絡化運營后設備維修與管理難度加大

隨著后續新線開通運營接管，新增機電設備數量將越來越龐大，施工作業點越來越多，資源調配難度增大，對設備維修與管理人員的技術及管理水平提出了更高要求。如何提高設備使用效率，管好、用好各類設備，為生產管理提供決策支持，推動物資、工具等生產要素在線網內協調聯動、合理調配，已成為網絡化運營后設備維修管理中亟需解決的問題。

1.2 設備維修與管理過程中智能化技術應用不足

（1）目前設備檢修作業仍依賴人工作業、人工監控，即人工巡檢、人工識別判斷和手工記錄的傳統方式[1]，檢修工作質量與各專業維護人員的工作責任心、技能水平以及檢修人員的從業經驗密切相關，導致檢修結果主觀性大，存在結果作弊、質量不高、效率低下等問題。

（2）設備維修模式主要是周期性檢修、故障維修等預防性維修[2]，即對設備做“定期體檢”“有病時醫病”，缺乏前瞻性的預測性維修[3]。預測性維修能將故障控制在萌芽狀態，極大地降低運營維護成本，延長設備的服役壽命，確保地鐵設備的運營安全。

（3）設備故障處理流程按照逐級上報的原則[4]，一般是發現設備故障后上報對應調度，再由調度通知設備管理部門安排維修人員處理，設備故障處理過程中的信息流轉效率低，存在信息傳達不準確的問題。

1.3 維修與管理人員人才緊缺，需加強人才培養

隨著線網規模的急劇擴大導致維修與管理人員的流動性增大，部分老員工支援新線建設，人才力量被進一步稀釋，而新員工的技能水平和從業經驗難以跟上日益提高的設備維修與管理要求[5]。

2 地鐵機電設備維修與管理對策

2.1 對設備的整個生命周期進行全過程管理

充分發掘數據資源的價值，提高設備綜合效率，運用現代科學技術、管理方法對設備生命周期進行全過程管理[6]。建立設備維修管理系統，從規劃、設計、選型、購置、安裝、驗收、使用、改造、更新直至報廢進行科學型管理，實現數據、業務功能的充分集成，推動物資、工具等生產要素在線網內合理調配，從而達到數據共享、工作協同的目的。設備維修管理系統包括運營設備資產實物管理、運營設備維保管理、運營計量器具及工器具管理功能模塊。

（1）運營設備資產實物管理通過資產管理業務流程和資產代碼管理體系設計，實現資產的多渠道增加（采購、標段移交等）、多類型使用和變動、盤點、丟損和報廢處置全生命周期涉及的管理業務標準化、規范化、集中化、流程化系統管理。

（2）運營設備維保管理包括各專業設備維護計劃的編制，對設備和備品備件的收發和使用，設備的狀態、日常維修保養歷史、設備故障管理等方面進行管理。

（3）運營計量器具及工器具管理包括計量器具和工器具的基本信息、送檢情況、檢定結果、有效日期及維修歷史等，建立完整的信息臺賬。

2.2 利用智能化技術開展機電設備智能運維系統研究

利用在線監測、物聯網等智能化技術，建立機電設備智能運維系統，通過實時數據采集，進行機電設備運行狀態數據的存儲、處理、建模及分析[7]，智能聯動維修業務，實現系統巡檢、故障預測，即預測性維修、全流程故障維修閉環管理。機電設備智能運維系統由在線監測子系統、運維數據平臺、運維調度平臺組成，分層搭建與設備維修管理系統無縫對接。機電設備智能運維體系結構如圖1 所示。

圖1 機電設備智能運維體系結構

2.2.1 在線監測子系統

通過在各類設備上加裝傳感器，建立通風空調、給排水、低壓配電等機電設備在線監測子系統，進行設備運行狀態數據的實時采集、分析及在線監測[8]。

（1）通風空調在線監測子系統對車站、車輛段通風空調設備（風機、風閥、冷源設備等）運行狀態、冷卻塔液位數據、故障數據等進行預處理，并將預處理數據上傳至智能運維數據平臺，建立綜合維修場景模型。

（2）給排水在線監測子系統對車站、車輛段給排水設備的運行狀態、故障數據等進行預處理，建立給排水在線監測，并將預處理數據上傳至智能運維數據平臺，建立綜合維修場景模型。

（3）低壓配電在線監測子系統可以對車站、車輛段采集的EPS（Emergency Power Supply，應急電源）設備信息、消防電源雙切箱設備狀態、故障數據等進行預處理，實現低壓配電在線監測，并將預處理的數據上傳至智能運維數據平臺，建立綜合維修場景模型。

2.2.2 智能運維數據平臺

建立智能運維數據平臺[9]，與在線監測子系統[10]建立數據接口獲取設備監測數據，進行數據清洗、轉制等預處理，實現監測數據的標準化、樣本化，為綜合場景建模提供規范化的計算基礎，向線路智能運維調度平臺提供設備健康度分析結果。

2.2.2.1 綜合維修場景建模

構建各專業智能運維綜合維修場景[11]模型庫、規則庫、算法庫，利用線路智能運維數據平臺的規范化監測數據，開展主題數據抽取、模型運算，通過數據時間、功能、業務相關性分析，形成設備異常狀態數據，為線路智能運維調度管理提供業務數據基礎。綜合場景建模包括但不限于以下類型，模型結構主要包括模型輸入、數據建模、模型輸出。

（1）通用模型。滿足通用模型的模型輸入條件，根據設備特點及設備修制修程內容，采集關鍵設備點位信息及組合式點位的相關數據點。滿足通用模型的數據建模條件，根據不同設備專業和相關點位的基礎應用分析，建立完整的基礎模型。具備獲取通用模型輸出結果的能力，通過對設備信息在線監測，將預處理的數據上傳至運維調度管理平臺，模型結構見表1。

表1 模型結構

（2）基礎模型。滿足基礎模型的模型輸入條件，包括人員配置、客流量差異、故障原因和處置方式等。滿足基礎模型的數據建模條件，包括基于輸入情況建立不同場景下的故障定位及預測模型。具備獲取通用模型輸出結果的能力，包括故障定位等。

2.2.2.2 設備健康評價管理

基于接入的各專業在線監測子系統[12]，針對不同場景，對各個設備的健康度進行評價打分，并根據健康評價的分數，提供健康度監控功能，計算設備健康評價指標，對設備、系統進行健康分析，通過分值表示健康度。將各接入專業的子系統設備標識為關鍵設備及非關鍵設備，將設備報警分為主要報警、次要報警、提示報警3 個報警等級，其中主要報警影響設備運行，次要報警影響設備部分功能，提示報警不影響設備運行和功能，起提示作用。設備檢修、測試時觸發的報警暫不計入評分；分值及權重可根據實際情況調整。

2.2.3 運維調度管理平臺

運維調度管理平臺利用運維數據平臺的設備模型分析結果，實現系統巡檢、故障預測即預測性維修、全流程故障維修閉環管理等智慧應用功能。

（1）實現系統巡檢：基于接入的在線監測子系統，實現基于遠程感知[13]的系統巡檢，通過遠程感知，取代頻次高、人力投入大的人工巡檢作業。通風空調系統巡檢包括但不限于表2 中的內容。給排水系統巡檢功能包括但不限于表3 中的內容。低壓配電系統巡檢功能包括但不限于表4 中的內容。

表2 通風空調系統巡檢功能

表3 給排水系統巡檢功能

表4 低壓配電系統巡檢功能

（2）實現預測性維修：當智能運維數據平臺監測數據分析到運營設備出現狀態異常時，設備在尚未發生故障的情況下仍能進行運營生產。根據智能運維數據平臺運算的設備健康度分析，結合故障庫及狀態后果影響庫，自動生成預測維修信息，包括設備當前狀態現象可能產生的故障后果、提報日期、狀態等信息。

（3）全流程故障維修閉環管理：基于智能運維數據平臺場景模型運算出故障信息，通過設備故障信息自動生成提報對象實現故障修及預測修自動提報[14]。故障修、預測修執行完成后，通過與設備維修管理系統的對接，實時獲取工單閉環信息，數據平臺自動監測設備的維修結果及運行現狀，展示設備是否已經恢復正常。

2.3 加強地鐵機電設備維修管理人才培養

通過匹配培訓設備[15]、場地、師資、編寫培訓教材，滿足培訓工作需求，同時要確保員工培訓質量，注重培訓的過程管理，包括前期計劃、中期監督、后期評價。另外還可以積極推進與高等院校、企業的合作，形成優勢互補，共同制定人才培養方案[16]、開發課程和教材，推動人才培養資源的建設。或者組織外出培訓，根據工作計劃，可超前籌劃，適時組織外出培訓，通過到同行業單位參觀、考察學習，開展相應工作崗位的短期專項培訓。提高維修管理人員的專業素養和管理水平，以解決人才緊缺的現狀。

3 結語

本文以地鐵機電設備維修與管理中存在的問題及現狀為基礎，提出解決問題的具體方法，對于進一步提升地鐵機電設備維修質量，降低維修成本，保障機電設備持續健康、穩定、安全運行是十分必要的。