1、“互聯網+”時代下西安地鐵智慧運維應用的探索與實踐目錄0 1西安地鐵運營現狀與規劃0 2西安地鐵運維管理現狀0 3西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐0 4后續計劃西安地鐵運營現狀與規劃S i n c e 2 0 1 1西安地鐵運營現狀與規劃1 4 號線(機場線)2 號線O1 4 號線2 0 1 6.1 13 號線開通2 0 1 8.1 24 號線開通1 號線二期1 號線9 號線(臨潼線)-O-03 號線6 號線2 0 1 1.92 號線一期開通2 0 1 4.62 號線南段開通繞避5 處國家級文物保護2 0 1 3.9上天入地，區，網絡化1 號線開通高架站首次運營新時代亮相，

2、實現網絡化運營南北縱橫，形成主骨架，交通樞西安正式紐無縫換乘邁入地鐵時代5 號線4 號線西安地鐵建設運營時序圖4 條線8 8 座車站2 0 公里西安地鐵運營現狀與規劃3 5 03 0 02 5 02 0 01 5 01 0 05 00西安地鐵歷年日均客運量走勢圖2 2 3%2 5 32 0 41 7 51 4 64 7%2 8 97 19 41 1%5 5%2 0%1 7%2 4%1 52 22 0 1 12 0 1 2 2 0 1 32 0 1 4 2 0 1 52 0 1 6 2 0 1 72 0 1 82 0 1 92.521.510.50-0.5 截至2 0 1 9 年8 月月底，西安

3、地鐵已安全運營2 9 0 7 天，累計運輸乘客3 2.2 億乘次，單日線網高峰是2 0 1 9 年5 月1 日(勞動節)的3 3 0 萬乘次。四號線開通以來線網日均客運量2 5 3.5 5萬乘次，是2 0 1 1 年開通初期的近1 7 倍，日客運量全國排名第9。2 0 1 8 年度網絡客運強度持續高位達2.2 9萬乘次/公里日，穩居全國第一。西安地鐵運營現狀與規劃西安是國家“一帶一路”戰略規劃的核心城市，并正在建設國際化大都市和國家中心城市。作為城市主要交通工具，依據城市發展規劃，遵循“一張網、多制式、全覆蓋”的建設原則，西安軌道交通規劃了城市大容量、大格局快速軌道交通網絡，引導城市向多中心發

4、展，加快西咸一體化建設，為推進西安現代化發展進程助力提速。目前西安地鐵在建線路5、6、9 號線(臨潼線)、機場線及1 號線二期。隨著三期建設規劃獲批，西安地鐵即將正式進入“6 線齊發、9 線共建、4 線運營”的大建設、大發展局面。西安市城市軌道交通第三期建設規劃(2 0 1 9-2 0 2 4 年)示意圖藍田組團r西安地鐵運維管理現狀S i n c e 2 0 1 1西安地鐵運維管理現狀1.維保組織架構滅災報警F A S運營分公司運營一中心運營二中心專業部門車輛通號工電機電車輛通號工機電電線路分部1 號線2 號線3 號線班組若干專業班組若干專業班組若干專業班組若干班組專業班組若干專業班組自動售

5、檢票A F C、A C C由梯 屈薪門西安地鐵以分公司、運營中心、專業部門、線路分部、班組五級架構。大多采用了白夜4 班2 運轉模式日夜堅守，大量的生產、技術輔助人員為4 條線路的運營保駕護航。交換西安地鐵運維管理現狀2.維保模式各生產專業大都采用計劃性維修與預防性維修相結合的維修制式。維保模式選擇的是基于企業管理意愿、人員技能、外部市場資源等各方面綜合衡量而確定的。自主維保：影響運營行車安全的重要關鍵設備(車輛、信號、供電、屏蔽門);提供重要保障或涉及資金安全的設備(通信、A F C);委外維保：運營單位不具備取證條件的設備(電扶梯、F A S);維修簡單、市場資源豐富的設備(軌道、房建、結

6、構、機電)。曰3.存在問題0 1 維保人員需求量大不管是自主維保還是委外維保，執行相關修程還是需要消耗大量的專業人員。0 2 設備故障無法預知但是再多的人也沒有設備多，再多的眼睛也看不到可能發生致命故障的點。0 3 設備存在過度維護為防止漏修才過多的安排維護，易產生部分設備的過度修，增加成本的同時設備也沒有得到很好的維護效果。0 4 設備維護手段落后如何利用先進技術，及時采集設備狀態、實時監視、按需維護，摒棄對設備“定期”維護，是每個軌道交通運營企業專業技術人員的愿望。西安地鐵運維管理現狀0 5 各類信息均為孤島現階段運營單位苦于各個業務系統相互獨立，數據散亂，形成了信息孤島。0 6 數據缺乏

7、實時分析智能分析技術應用不夠全面深入，多種感知方式缺乏融合協同，缺乏實時分析、預警和實時響應，缺乏對信息的全面融合和深度應用。0 7 處置決策缺乏依據運營單位無法有效獲取有用的信息，并依據數據信息做出決策。0 8 人工成本效率較低各類設備設施的維護工作量大，各業務支撐和處理過程無法跟蹤量。,、西安地鐵運維管理現狀4.愿景預判隨著西安地鐵線網規模的快速擴大，故障影響傳導速度加快，同時點多線長面廣的設備設施分布使得維修組織管理的難度不斷攀升，這就對故障的感知、響應、修復等一系列響應提出了更高的要求。我們迫切的尋求解決上述問題的有效途徑，達到以下目的：一是深挖設備故障本質，實現智能故障預判。通過對全

8、系統、全設備的數據監測，綜合運用云計算、大數據等新技術，實現狀態關聯分析和設備故障根本原因分析以及跨系統跨線路的綜合影響分析，最大程度實現智能化故障提醒和故障趨勢預判，提高故障響應速度，改善運營服務水平；本目的狀態修二是部署全面智能監測，實現計劃修轉狀態修。以智能化、信息化代替人工反復巡、檢、查，降低勞動強度，減少低效勞動；分析決策三是打通專業維護數據，積累分析多重利用。通過數據積累和管理，充分利用智能分析，構建設備數據系統模型，實現設備全壽命周期關鍵數據管理，實現運營數據積累，為運營決策、技改、中大修等成本分析研判提供依據。西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐S i n c

9、e 2 0 1 8西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐(一)工業革命歷程1 8 世紀中葉以來，人類歷史上先后發生了三次工業革命，發源于西方國家及衍生國家，并由他們創新主導。繼蒸汽技術革命(第一次工業革命)、電力技術革命(第二次工業革命)、計算機及信息技術革命(第三次工業革命)后，以大數據、云計算技術、移動互聯技術、機器人技術、3 D 打印、虛擬現實、智慧低碳技術等信息新技術、智慧技術和新能源的綜合性運用為技術突破口的第四次工業科技革命悄然已至，正積極在全球范圍內廣泛布局。I s t機械化蒸汽動力大批量生產線電氣電腦與自動化4 t h信息物理系統西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運

10、維應用的探索與實踐(二)什么叫“智慧運維”?我們認為，將物聯網、云計算、大數據、移動互聯網和人工智能、深度學習等技術有效集成，并運用到城市軌道交通各系統設備的維護中以提高運維效率為目的，以全面感知、深度融合、主動服務、科學決策為宗旨，通過建設實時的動態信息服務體系、深度挖掘運維管理所需的相關數據、形成問題分析模型、實現資源配置優化能力、業務決策能力、資源管理能力、輔助服務能力的提升，從而建立的高效、環保、人性、資源高度協調的立體化運維體系統一稱為“智慧運維”。典。M A C H I N EL E A R N I N G西安地鐵在“互聯網+時代下智慧運維應用的探索與實踐(三)西安地鐵智慧運維的“

11、1 3 4 8 1”戰略目標：一個平搭建1 個統一的線網運維管理平臺；臺三大功能三大功具備在線監測、故障診斷、數據分析3 大主要功能，能四個領應用于優化專業經驗、應急處置、預測維修、智能決策4 個專業工作領域；域統一使用一個平臺四個領域八個專涵蓋車輛、通信、信號、供電、結構、軌道、機電、票務8 個主要專業；業統一使各線網專業設備由平臺統一監視判斷、統一聯動應急、統一推送處理、統一關閉銷項。用八個專業西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐(四)西安地鐵“智慧運維”構想1、平臺架構智能運維平臺擬分為三級架構。感知執行層：將溫度、力、紅外、震動、激光、聲音、視覺等多種傳感裝置互聯，以微

12、型化、集成化、移動化、虛擬化、標準化的需求，實現前端數據的智能感知；數據傳輸層：以通信傳輸骨干網為基礎，綜合利用無線、5 G 等新型傳輸方式，打通信息數據快速傳遞高速公路；并且實現大容量、分布式、標準化、可視化、持久化的數據存儲，為數據分析創造前提；業務分析層：利用高性能硬件和智能分析軟件，如閾值分類、機器學習、深度學習等實現海量非結構化聲音、圖像、視頻、文本等大數據的處理和分析，逐步實現執行無人化、應用場景多元化。如運營數據統計、備件管理、維修人員調度及工單管理。可云化的分折、預則濤應用業務分析層數據傳輸層站級計算與存體定與移動堤端設備感知執行層通檢測)執行層設備N C C互聯其它系統，共享

13、感知層與執行層設備，可新增。F A O二I S c s二二P S C A D AC C T V西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐2、關鍵技術智能運維平臺的實現，大量依賴分布的W I F I 覆蓋，或者5 G 等高帶寬、低延時、多接入的傳輸方式實現感知層和執行層設備的互聯，以及命令的及時傳遞。并且利用云計算、大數據存儲，以及數據挖掘、深度學習、數據挖掘實現運行經驗積累、狀態評估、實時報警、趨勢分析，以及各類不同設備的故障診斷、健康管理、預測維修、狀態維修、剩余壽命估計和智能維修決策。西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐3、支撐項目與實現路徑線網級智能運維主平臺車

14、輛專業監測子平臺T C M S信號專業監測子平臺機電專業監測子平臺I S C s軌道專業監測子平臺供電專業監測子平臺P S C A D A通信專業監測子平臺結構專業票務專業能源管理系統弓網在線檢測項目電客車運行數據在線監測項目車載轉向架在線監測系統走行部關鍵部件在線檢測系統車載信號監測及無線數據傳輸監測系統置信息采集監測項目(包含關鍵繼電器聯鎖機信息、蓄電池正線信號轉轍機缺口監測裝置項目A T S 系統監測項目智慧機電(智能巡檢、智慧設備)集成式動檢儀應用技術項目車載軌道巡檢系統接觸網可視化接地系統高架段避雷器在線監測系統A B B 3 5 k V 開關柜i G A S 智能監控系統外電源分布

15、式光纖測溫裝置項目智能地鐵井蓋監測變電站巡檢智能控制系統供電系統復視終端項目專用通信系統狀態及性能監控項目L T E 系統接口監控項目電源及蓄電池智能監測系統設備室環境監測系統橋梁健康監測系統靜力水準系統A F C 客流監控預警系統A F C 運維管理系統在線U P S 實時監控系統機房環境在線監測系統西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐3、支撐項目與實現路徑舉例：車輛專業前置處理器車載轉向架在線監測車載弓網在線檢測電客車運行數據在線監測走行部關鍵部件在線檢測部分走行部監測點示意圖素行部0 售天集率元車輛監控中心檢測結彩超限數據綜合分析報告遠程傳輸通道遠程控制中心地面服電機復合

16、傳感器齒輪箱傳動端西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐3、支撐項目與實現路徑舉例：信號專業車站層監測接入中心A I C系統A T S系統D C s系統實時監測車載控制器各設備運行狀態出現故障時生成報警集中站集成監識車輛段停車場集成監識聯鎖檢測電逗及外由計燈絲U P S軸 斷絲監道岔 信號機監測 電流聯鎖檢別電源及U P S軌道電路燈絲外電斷絲 監測道花 信號機監測 電流車輛緊急制動丟失信標數量車軸空轉車軸打滑站臺正確停站站臺短停或過停C C 實時監測項年載網絡A 網(紅網)故障年載網絡B 網(藍網)故障C C 版本和L C 授權使用版本不C C 重啟倒計時預警一致M P C 失

17、去通信.C C 版本沒有在Z C 區域I d 授權G T W 冗余性丟失.車載控制器訪問文件時發生V I 0 故障錯誤M P C 故障儲存模塊故障S W C-U 故障，G T N 故障D M I 軟件數據校驗故障上電故障信標天線故障編碼里程計無效am n、車載信號監測及無線數據傳輸監測正線信號設備關鍵位置信息采集監測(包含關鍵繼電器、聯鎖機信息、蓄電池溫度等)調院4 tM1 0 0 M監測 A T S 中心所有設備的狀P車載信號監測及無線數據傳輸監測監測 A T S 中心所有接口狀態西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐3、支撐項目與實現路徑舉例：其它專業打印機服圖象采集清確里程

18、定位故障管理計劃管理設備管理物資管理西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐4、項目效果調整檢修周期，優化班制配比，降低人力成本節約各項成本，提升工作效率智慧運維實施效果應急處置時間明顯縮短，勞效明顯提高給處于網絡化運營變革期的西安地鐵指明了發展方向后續計劃S i n c e 2 0 1 94西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐(一)西安地鐵線網規模目前西安地鐵線網運營線路4 條，運營里程1 2 6 k m,車站8 8 座。在建1 4 6 k m,車站9 3 座。2 0 1 9 年6 月1 2 日，西安市城市軌道交通第三期建設規劃(2 0 1 9-2 0 2 4 年

19、)正式獲國家發改委批復。根據規劃,預計至三期規劃末，西安地區城市軌道交通線網將達4 2 2.4 5 k m,車站2 7 6 座。已開通線路在建線路三期規劃線路線路二號線(一期)一號線(一期)二號線(一期南段)三號線四號線一號線(二期)五號線六號線機場線九號線(城際鐵(臨潼線)路公司)一號線(三期)二號線(二期)八號線十號線(一期)十四號線十五號線(一期)十六號線(一期)合計起止點北客站-會展中心后衛寨-紡織城會展中心韋曲南魚化寨-保稅區航天新城-北客站北交大創新港后衛寨-咸-紡織城火陽森林公園車站北客運站南客站-紡秦都站-森(北廣場)-機織城林公園站場西北段自草灘北站-北客秦都站-森站林公園站

20、南段自韋曲南站常寧站環線楊家莊站-北客站-賀水景公園站韶村站細柳站-韓家灣站灃東小鎮站-能源三路站開通時間2 0 1 1.9已通車2 0 1 3.9已通車2 0 1 4.6已通車2 0 1 6.1 1已通車2 0 1 2.1 2已通車計劃2 0 1 9通車建設中建設中建設中建設中工期計劃5工期計劃4工期計劃7工期計劃6工期計劃3年年年年年工期計劃5年工期計劃5年全長2 0.5 42 5.3 66.13 9.1 53 5.26.14 5.83 9.72 9.32 5.21 0.575 03 4.61 3.81 91 5.14 2 2.4 5車站1 71 942 62 943 33 11 01 5

21、743 51 581 182 7 68 區西安地鐵在“互聯網+”時代下智慧運維應用的探索與實踐(二)三期規劃線路中已落地的“智慧運維系統”按照5 0 人/k m 的生產人員配置標準，至三期規劃末期，西安市軌道交通的運營需補充生產運作人員近1 5 0 0 0 人。利用智慧手段減輕人員需求數量與工作量，打造新型生產組織模式已迫在眉睫。經過參與三期規劃可行性研究，部分新線已明確對部分智慧運維的研究項目成果予以采用，納入建設階段實施或者試點。包括弓網在線檢測系統、電客車運行數據在線監測系統、車載轉向架在線監測系統、接觸網可視化接地操作系統、智慧機電、供電設備智能運維系統等。問題與展望(三)多功能的線網

22、管控中心探索理想中的智慧運維系統一定不是單點存在，而是與多項運營管理業務相融合的線網級系統。通過打破一線一中心的設置，實現了資源優化配置和布局，通過實現N C C 線網扁平化、高效化安全管控和具體化、集約化的管理模式，基于大數據和云平臺的線網管控中心將成為地鐵線網化運營和設備系統功能管控的真正大腦。問題與展望(四)智慧運維條件下的安全保障方式探索傳統的城市軌道交通安全在應對行車故障、大客流、侵限、設備人為操作失誤、各類自然災害、人為破壞等方面的風險，通過設立監管機構、推進多方協調機制、建立各級標準規范、健全督導巡查手段、強化作業管控流程、完善安全評價水平、開展風險識別和專項排查整治、落實應急預

23、案加強演練、促進應急有效聯動等手段，為軌道交通安全運營發揮了重要作用。但傳統方式以人、防為主，對于人員需求量和響應速度方面相對落后。在智能運維條件下，設備可思考、會說話，為探尋安全保障新思路提供了前提。我們需要進一步深入研究由傳統人防向機器主動監測預測轉變的多層防線。如初期可利用無人機、智能攝像頭、激光掃描等方式，人巡轉變為機巡，實現地鐵范圍重點區域、重點設備的高頻巡查。利用A I 智能分析、深度學習等實現故障設備、人員行為、違規機械、客流趨勢等的分析判斷，實現信息反饋及時，任務派發合理，應急效率提升。中中中中中?!種!T?!?1?!忡中中中中中中中中智能識別問題與展望(五)探索全自動運行F

24、A O 條件下的運營管理全自動運行系統可以：擺脫司機配置和周轉的制約；根據需求靈活調整運營間隔，提高對突發大客流的響應能力；提高旅行速度、縮短行車間隔；列車具備更高的控制精度、減少能耗；設備維護方面自身功能加強。關鍵技術包括列車控制技術、監測聯動技術、故障處理技術、乘客管理技術等。序號常規線路全自動運行線路列車庫內啟收車、檢車方面系統自動實現1人工完成空調、照明等乘客服務設備開關方面司機手動完成2系統自動實現列車站間運行方面A T O 模式F A M 模式3列車進站停車方面A T O 自動對位，人工調整F A M 自動對位，系統調整4開關車門、站臺門方面自動/人工自動5終點站清客及折返作業方面

25、自動折返6自動折返軌道障礙物檢測方面7司機瞭望系統探測車門與站臺門夾人夾物處理方面司機瞭望、站務配合系統探測、站務配合8設備故障檢測及排除方面司機負責處理O C C 調度遠程處理9乘客廣播服務方面司機負責列車廣播o C C 調度遠程處理1 0列車救援組織方面司機負責列車救援O C C 調度遠程處理1 1區間乘客疏散方面司機負責組織乘客疏散o C C 調度遠程處理1 2人工洗車場/段洗車組織方面自動洗車1 3問題與展望(五)探索全自動運行F A O 條件下的運營管理全自動運行系統下的關鍵性專業共有7 個，分別是線路、供電、車輛、信號、通信、機電、綜合監控系統，是一個復雜巨型系統。其中線路、供電、

26、機電專業較傳統有人駕駛線路的區別較小。車輛、通信、信號、綜合監控、站臺門等多專業的智能應急聯動和輔助決策技術，代替人員操作，實現各類運營場景需求，是實現F A O 復雜系統間的智能協調聯合控制，實現對F A O 智能管控的關鍵。運維系中心管控層統中央服務器中央服務畫中央服務冊總調環調電調行調乘客調 車輛調 維修調移動終端I S C s通信防火墻運維服務器維護工作站實時監控計劃調度報督指導系統冗余技術支持聯動預防性維修設備維修空制車地無線通信1車地無線通信2車站及車載管控層設備集中站/場段地面信號控制機務M M 顯示藕司機駕被的車輛接口信號車載控制器輔助駕枝設備A T PB T M 系統卒載D

27、C S天域地面應答隔濃導督天域速度件車輛速度信車站綜合監控系車站，場統As0S備丹大問題與展望(五)探索全自動運行F A O 條件下的運營管理總的來說，全自動運行系統提高地鐵整體自動化水平，提升運行組織的靈活性，減少人為誤操作，降低運營人員勞動強度。西安地鐵將著力對各運營場景進行梳理和組織研究，進一步探索優化全自動條件下的運維管理。全自動運行場景休眠與喙醒證設運營車輛段運營車輛故障處理系統故障應急處理(3)(1 2)(6)(3)(1 7)蠕動模式早間上電軋道車運營故障復位控制區間疏散緊急手柄車輛火災車門狀態丟失喚醒進入正線服務出庫車輛制動系統雨雪模式救援進站停車休眠回庫蚊障緊急呼叫緊急制動韁解

28、站臺發車清掃列車遠程廣播車站火災折返換端洗車障礙物/脫軌檢清客車輛基地內白遠程緊急制動測動轉線作業站臺門狀態丟站臺門故障網停止正線服務日檢與維修失離車門車門故障隔離跳停再關車門控制站臺門運行中信號或車輛設備故障后扣車的處理車上設備工作狀態遠程檢測F A M/C A M 相關模式轉換共他遠程控制功能列車喚醒列車檢修正線自動運自動停文車站自動發車終點站清客自動折返問題與展望結束語雖然有諸多困難，但機遇與挑戰總是共存，目前行業正處于新舊技術范式轉換期，智慧運維等新一代智慧技術正在將一系列相互聯系的突破性創新聯接起來，形成整個技術體系的“群體變革”。西安地鐵將繼續立足城市軌道交通服務，助力城市發展，傾力助推西安向卓越、健康、高效、安全、宜居的方向發展。謝謝!感謝您的聆聽!T H A N k s