摘要：通过对城市轨道交通轨道智能维护的研究，分析轨道维护智能运维体系的搭建及关键性技术，利用大数据智能分析，实现设备全寿命周期管理。伴随着城市轨道交通快速发展，线网规模不断扩大，工务轨道专业面临着人员分布不均、线路个性化、技术水平差异化、设备制式多样化等多种压力。目前苏州轨道交通工务轨道专业线路维护大多沿用传统运维模式，采用的是线路设备定期检修加故障维修的方法，是根据线路检修规程周期性地开展线路设备检修工作，并利用综合监控等系统进行设备故障监测。传统的线路设备运维模式缺少设备的全寿命周期跟踪及实时状态预警等功能。其特点有：1、多预防修、故障修、少预知修；2、大量使用人工操作、运维效率较低、人工成本高；3、运维数据不够细化、频度不够高；4、缺少处理分析设备设施大数据的系统平台和智能化运用；这既影响服务质量的提高，又会带来安全隐患。随着后续更大规模线路的开通运营，依靠传统的轨道运维模式已很难满足行业快速发展的需要。综上可见未来城市轨道交通工务轨道专业的运营维护，有待引进先进的运维理念，将运维从相对独立的线路层面上升到线网层面，向智能化、网络化、现代化等方向发展。目前轨道交通作业数据分散数量大，未能形成数据关联，以至于不能直观高效的获取相应信息，导致分散的数据及设备已不能满足可靠、准确、有效的需求。因而需要将各个检测设备的数据汇总、梳理、分析形成数字化存储，查询，综合展示，可多角度横向、纵向系统全面的分析轨道检测数据，高效可靠的指导维修作业和为维修决策提供科学的依据。苏州轨道交通为积极应对“互联网+”和大数据时代的机遇和挑战，适应社会发展与改革要求，轨道智检数据平台应运而生。轨道智检数据平台整合苏州轨道交通轨道专业数据发展资源，打造集数据采集、数据处理、监测 管理、应急指挥、可视化平台于一体的数据分析处理平台，以信息化提升数据化管理与服务能力，及时准确掌握轨道设备质量情况，做到“用数据说话、用数据管理、用数据决策、用数据创新”，牢牢把握轨道设备维护主动权。轨道智检数据平台是顺应目前信息化技术水平发展、服务苏州轨道交通轨道设备智能维护的信息化平台。它的主要目标是强化检测运行监测分析，建立规范化共建共享资源管理体系，推进数据共享和业务协同，为决策提供及时、准确、可靠的信息依据，提高设备维护工作的前瞻性和针对性。轨道智检数据平台以检测数据资源整合为重点，以大数据应用为核心，坚持“统筹规划、分步实施，整合资源、协同共享，突出重点、注重实效，深化应用、创新驱动”的原则，全面提升信息化建设水平，促进设备智能化维护健康发展。本次系统建设采用天开云PaaS平台作为一体化基础软件平台，该平台可与本次项目建设范围的其他模块进行无缝集成，该平台主要包含以下基础功能：按照工信部对工业互联网平台的技术要求打造，具备以下特点：3.1.3、物联网、云计算、大数据、人工智能等技术。基于PaaS平台之上构建了工业互联网平台（MaaS）、工业云应用平台（SaaS）和工业大数据分析平台（DaaS），具体如下图所示： 设计原则：用户至上，极简设计，极致体验，软硬集成，持续改进。一体化集成开发平台是一个高度一体化的技术开发平台，是面向服务的整体架构，支持分布式微应用微服务，采用前后台分离的模式。在统一的技术架构上实现本系统的所有功能模块，云平台的主要运维管控包括但不限于以下：3.3.1、组织与权限管理（组织机构管理，用户管理、角色管理，权限管理）。3.3.2、系统配置管理（系统配置、数据字典、系统编号，定时任务管理、菜单管理，报表配置）。3.3.3、工作流管理（Activiti开源工作流引擎，集成Activiti Web流程设计器，工作流管理、工作流角色、工作流类型、工作流配置、工作任务待办、工作任务已办、工作任务发起）。 3.3.4、启动中心配置（各层级用户主页配置，用户根据需求可自定义主页）。3.3.5、接口配置（与不同业务系统对接的接口配置管理）3.3.6、消息管理（实现邮件服务、短信服务，微信，钉钉等消息推送配置与跟踪）。3.3.7、组件管理（组件发布、启停、废弃管理）。3.3.8、数据备份与恢复（按需实现数据备份与恢复）。3.3.9、租户管理（租户申请、审核、启停及费用核算）。3.3.10、信息发布（提供信息发布平台，快速发布通知，公告，网页等信息）。系统分为管理端与终端两部分，同时提供开放的API接口，支持与ERP、EAM、MES等信息系统无缝集成。信息化建设按照实际应用场景应选取下列产品，实现建设目标。1、数据采集设备：用于实时采集轨道运行数据，包括轨道温度、振动、应力等信息，为后续的数据分析提供基础。2、数据存储和管理系统：用于存储、管理和备份采集到的大量轨道数据，确保数据的安全性和可靠性。3、数据分析和处理软件：通过使用AI智能算法，对采集到的轨道数据进行分析和处理，识别出异常情况和潜在故障，并提供相应的预警和建议。4、运维决策支持系统：基于分析结果，为轨道运维部门提供决策支持，包括维修计划的优化、资源调度的指导等，提高运维效率和减少故障发生的可能性。5、实时监控系统：通过实时监测轨道状态和运行情况，及时发现异常情况，并提供相应的报警和提示，以便及时采取措施进行修复或维护。6、智能预测和预警系统：基于历史数据和模型，预测轨道的寿命和故障概率，提前预警可能出现的问题，为运维部门制定更科学的维护计划和预防措施。7、运维培训和指导系统：为轨道运维人员提供培训和指导，教授使用相关的软件和设备，提高运维人员的技能水平，保证系统的正常运行。轨道智检数据平台于 2019 年 11月 开始搭建， 2020 年 12 月 搭建完成。2021年试用期阶段对系统进行调试维护，2022年2月正式上线运行。平台系统内存储了苏州轨道交通1、2、3、4号线轨道设备的履历信息与各类智能化检测设备的检测数据，可以对设备、检测数据进行快速查询和统计。同时于移动端实现了钉钉小程序的人工巡查、探伤问题的登记和保养内容的审批跟踪，满足各层级部门在不同工作环境下对业务数据的使用需求，为轨道设备的检测、预测预警提供了数据条件，同时也为将来多元化开发提供基础。苏州轨道交通检测数据分析处理平台将多种轨道的检测设备接入，规范了数据接口和数据格式。从轨道几何参数动态检、高速巡检、钢轨探伤、波磨检测、噪声检测、轨检仪静态检、打磨及钢轨更换作业等多角度出发，以数据可视化的角度，实现设备履历查询及作业记录无纸化，数据规范且可追溯性高，作业流程规范化闭环。目前进入应用阶段的检测设备多种多样，厂家也是各不相同，数据格式也繁复多变。数据管理成本高，数据利用率低。平台通过各类厂家检测设备及其检测数据及人工检测数据进行分析，统计，找出其中共性，进行深层次的抽象、重组和重构。形成统一的格式和标准，规范数据的存储和管理。对后续大数据分析和数据挖掘打下坚实的基础。同时，平台以可视化的方式，将各个设备，各条线路，各个专业的数据分析统计呈现出来，形成有效、规范的数据管理和设备管理。系统通过设备检测数据的收集，根据线下人工统计需求，利用计算机算法运用，省去了每月耗费人工时间进行统计的工作，解放生产力的同时也在提高生产力，还为企业管理者的决策提供可靠的依据，从而降低设备故障和病害的发生率，提高了工作效率、节约管理成本。项目在信息化平台上，病害以图表或表格形式呈现，整改情况实时在上面更新，各线路，各专业，各设备病害情况及整改情况一目了然，对超时未整改的病害按级别定义提醒。做到零病害，零遗漏，零延误。消息中心移动化开发，移动端继承移动和互联网的分享、开放、互动优势，着力开发移动端消息中心、待办提醒、病害预警、统计图表查看、位置服务等功能。在信息化平台 PC 端的使用过程中，用户已熟练掌握定制化系统平台中各业务模块及功能节点的操作方式及操作流程。移动化互联网是移动和互联网融合的最终产物，而移动化办公是信息化办公的必然趋势。利用苏州轨道交通检测数据分析处理平台提高管理效率，是人工智能和大数据在苏州轨道交通轨道质量管理的应用，提高了巡检效率和数据管理效率，节约人工成本，保障了运营安全。1、检测数据集成：平台通过规范接口，将轨道专业各类动静态检测数据及维修作业信息进行集成管理，打通数据孤岛，相互形成联动。2、规范检测数据管理模式：平台对各类检测数据进行分析、统计，找出其中共性，进行深层次的抽象、重组和重构。形成统一的格式和标准，规范数据的存储和管理，为后续大数据分析和数据挖掘打下坚实基础。3、业务流转电子化：在系统平台中病害以表格或图表形式呈现，系统的流转实现了纸质手续向电子化审批的转型，各流转节点清晰可查，满足各层级人员实时监控轨道问题整改进度。4、轨道设备全寿命周期管理：平台以位置维度建立轨道设备履历台账，记录了各单元部件基本信息、维修履历、技术参数等相关信息，为设备全寿命周期管理提供数据支撑。5、移动端人工巡检：平台通过PC端与移动端的通道建立，可通过手机端进行快速登录，满足各层级人员移动端访问需求。维修作业人员通过手机可直接进行维修操作，实现了作业现场纸质化向电子化的转型。 智能化运维是利用数字化、信息化、智能化手段，通过大数据、物联网、人工智能系统等实现部分或全部替代人工对设备和设施的维护工作，从而极大提高维护工作的质量、效率和效益。智能化运维的目的是实现线路设备设施状态修复和全寿命周期管理。主要体现在保安全、提效率、增效能三个方面。在线网密度不断增大的趋势下，实现整个线网内轨道专业的统筹管理。通过建立轨道智检数据分析处理平台，将各类检测数据集成在可视化数据大屏，利用5G技术实时呈现检测数据，并进行数据分析和数据管理，利用历史数据纵向分析轨道质量发展趋势，科学高效的管理人员，作业，设备，质量和效率。截至目前，平台已累计录入苏州轨道交通1、2、3、4号线轨道作业数据350000余条，提高了数据利用率和管理维度，为轨道维修决策提供了科学的数据支撑和理论依据。来源：苏州轨道交通运营有限公司运营一分公司、城市轨道信息化
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