山东工业技师学院 山东省潍坊市 261053
摘要：城市轨道交通运行下需要应用到大量供电设备，为提高供电设备运行水平采用运维智能管控系统是必然可行的。文章通过对地铁交通供电系统组成进行分析，结合当前供电设备运维现状对智能管控系统的应用展开探讨。
关键词：轨道交通；交通供电；供电设备；设备运维
引言
供电系统运维是城市轨道交通设备管理的重要组成部分。通过对城市轨道交通供电设备运维管控系统进行研究，引入在线检测及状态维修方法，探讨了运维管控平台、多维数据监测、智能决策控制、设备维修管理、作业安全管控等方面内容，以“前端监测+后台管理+过程管控”的综合性管理架构，结合各种成熟高新技术应用，可以显著提升设备维修管理效率和安全管控能力，提高运维智能化程度。
1城市轨道交通供电系统组成
城市轨道交通供电系统是由高压输电网、主变电所降压、配电网络和牵引变电所降压、整流等环节组成，不仅为列车的牵引提供电能，且为车站、车辆段、区间、调度中心等提供所需的照明、动力和测试维修等所需电能。供电系统主要由各变电所（牵引变电所、降压变电所）、动力电缆、接触网或轨、电力监控等系统构成。供电系统可靠正常的持续运行状态对整个轨道交通的运行安全具有决定性影响。
2供电系统维保技术现状分析
据调研结果显示目前运营供电管理部门主要采用“计划检修”与“故障检修”相结合的方式对供电系统设备进行维护。各运营公司旗下的供电设备维保部门在这两个模式下根据电力行业、铁路行业、企业地区标准已形成一套有效的、有规程的检修方案。计划检修与故障检修两种检修模式的联合运用也是目前各运营公司公认最有效、最普遍的检修方式。虽然这两种模式能较大程度的减少设备故障带来的损失,但是也无法避免以下几点问题:第一，难以对绝缘性能及机械性能进行实时检测。供电系统故障绝大多数源于绝缘性能的下降和断路器、开关的机械性能下降,但恰好二者是一个逐渐演化的过程,目前的检修方式供电系统设备主要故障数据无法在线检测,难以提前预测故障点,排除安全隐患。第二，计划检修模式检修频率的不恰当选择大大缩短设备使用寿命。几个月小检修、几年大检修、加上使用过程中设备的故障检修,使得设备各元器件拆装过于频繁,加快了设备的磨损。最后导致的结果就是设备过早淘汰,达不到设备本身应有的使用年限。第三，计划检修的制度下,一定限度上遏制了技术上的创新。设备维保人员在长时间开展定期、定性、定点的检修,势必导致工作人员产生按部就班的思想,走形式而忽略技术上的创新。第四，当供电设备状态不良但未发生显在故障时,因未到检修时间而未能及时发现并排除故障隐患;而当供电设备状态良好时,却已到检修时间,须进行例行检修,造成人力、物力的浪费,不能更好地实现预期检修效果。第五，维保工作人员需求量大,由于城市线网的大力发展,不断增加的里程势必需要更多的人力资源来对设备进行维保,对运维管理工作提出了更高的要求。
3城市轨道交通供电设备运维智能管控系统建设策略
3.1智能传感器技术
传感器是一种监测装置，在自动控制系统中具有至关重要的作用。智能传感器技术是一门正在迅速发展的现代传感器技术，涉及微机械与计算机技术、信号处理技术、传感技术等。智能传感器带有微处理器，兼有信息检测和信息处理功能，具有可靠性高、稳定性好、感应精度高、自适应能力强等优点。通过传感器获取信息，并将信息输入控制信息处理系统，对信息进行分析，可直接得到故障诊断信息和寿命预测信息。还可以直接在智能传感器的节点处获得有用信息，并实现传感器之间的信息交换，使数据能够直接交换，而不需要再通过某个中转站进行交换。将智能传感器安装在地铁供电系统中的一些重要设备上，如变压器、绝缘栅双极型晶体管等，可直接得到设备的故障诊断信息，并对其进行寿命预测。
3.2智能运维系统与综合监控系统的接口
综合监控系统的故障和状态信息主要包括：自动售检票设备、环境与设备监控设备、火灾自动报警设备、供电设备、屏蔽门设备、电扶梯设备、给水排水设备、通风空调设备等综合监控系统及集成系统的故障和状态信息需要接入智能运维系统，同时综合监控系统接入系统的在线监测可通过综合监控系统扩容接入智能运维系统。智能运维系统与综合监控系统的接口以为设备管理系统DMS建设作为重点。
3.3采取状态性检修模式
“状态性维修”的实现必须依托先进监测传感器的技术手段,在此基础上利用互联网强大的“云计算”将对应设备采集的信息与厂家资料、国内外行业规范、技术总结综合起来,采取大数据计算的方式分析得出设备最精准的状态评估结论。对采集的信息进行模拟计算,分析出目前设备所处的状态,由于目前轨道交通行业供电系统部分关键元器件仍然依靠合资制造或者进口,在线监测装置(含传感器)的安装与监测具有一定阻力,其自身的可靠性也需要实际工程进行认真评估,同时人工智能技术的大力发展与大数据计算服务器的逻辑运算能力大幅提高虽然让设想得以实现,但是巨大的数据库与判断条件也需要不断进行测试与演算。以上系统框架的构建仍然需要不断完善和总结,才可以逐步实施真正意义上的“智能维修”,解放运营维保人员。
3.4打造运维管控平台
供电设备运维智能管控平台是整个供电运维管理的数据中心、监控中心和管理核心，为各种系统业务应用提供基础支撑，实现各业务信息共享、深度融合，并提供数据管理、3D全景监视、智能分析决策、智能控制、流程管理、其它系统通信接口、移动终端应用、安全管理等管理和应用服务。供电运维管控归属于运营综合管理，与地铁公司各种管理系统及平台接口实现数据互传，供电运维管控平台与综合监控或其它监测系统接口获取各种监测数据，从资产管理系统获取设备台账信息同时返送设备运维信息，将人员工作绩效、安全活动记录发送人力资源系统，接受调度平台统一的施工、调度及指挥管理，将重要信息及参数上送公司级全量数据库及综合信息管理平台，在门户网站、移动平台等界面进行统一展示。
3.5故障预测与健康管理
实现地铁的故障预测与健康管理，需要实时监控及采集地铁供电系统关键部件的特征量数据，通过对特征量数据的长期监测，形成包括电压、电流、功率、温度等特征量在内的大数据。通过对大数据的深入研究，构建关键部件寿命模型，建立总体老化、损伤及安全健康度与特征量的对应关系。在此基础上，实现对部件寿命的在线实时判断，并根据安全健康度的评估结果，指导实施预防性动态维护与状态检修。基于大数据的寿命预测包括累积损伤技术和特征量辨识技术。其中，累计损伤技术通过检测部件承受的电压、电流冲击和应力，以及温度变化情况，结合部件自身的失效模型，完成关键部件剩余寿命预测及系统健康状态评估。特征量辨识技术利用供电系统关键部件的大量特征量数据，构建关键部件寿命模型，建立总体老化、损伤及安全健康度与特征量的对应关系。
结语
综上所述，结合城市轨道交通供电系统特点以及对智能运维的需求分析，提出一种基于智能传感器、信息化数据通信、大数据特征挖掘、人工智能等领域的相关技术的轨道交通供电系统智能运维方案。基于该方案实现的上海地铁5号线供电系统智能运维系统已经上线，切实提高地铁轨道交通运输水平，保证供电设备的稳定运行。
参考文献
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