专访丨曹双胜：用智慧解决难题 以专业赋能交通

西安市轨道交通集团副总工程师曹双胜

城市交通网：作为中国西北地区第一个开通地铁的城市，西安地铁从2011年9月16日首条线开通，到如今的“4线共建、9线运营”，运营总里程达301公里的地铁运营网络，从一张网、多制式到全覆盖，智慧运维为西安地铁快速发展起到了关键性的作用。作为一个体量越来越大的轨道运维系统，早期是否会出现一些困难和挑战？这些挑战是如何克服的？

曹双胜：设备故障难以预测、维保人员需求大、设备存在过度维护、维护手段滞后、信息孤岛、缺乏运维支持决策依据以及实时分析缺失等问题，是早期地铁运营都会不可避免遇到的问题。随着西安地铁线网逐步扩张，地铁设备数量迅速增加，西安地铁目前全网有超过10万台（套）设施设备，分布于线网延伸区域。设备种类繁多、数量庞大，长时间运行带来的不可预期故障对运营服务影响很大，无法仅依靠传统人工检修模式进行。随着西安地铁线网规模的快速扩大，故障影响传导速度加快，同时点多线长面广的设备设施分布使得维修组织管理的难度不断攀升，这就对故障的感知、响应、修复等一系列工作提出了更高的要求。

为了解决这些问题，我们通过引入先进的物联网技术、大数据分析以及人工智能等创新手段，让地铁运营可以实现设备状态的实时监测与分析，从而实现故障的早期预知和预防。梳理设备现状，调研行业趋势，提出方案，实施工程试点，总结测试结果，形成实用成果，推广应用，是智能运维项目的实施思路。

城市交通网：在开始探索智能运维后这些难题是否都得到了改善，有哪些成就或经验可以分享？

曹双胜：不仅是改善，在智慧运营这块我们变得越来越专业了。

车辆专业：全车360度动态图像监测（采用线阵高清成像、高速三维扫描及深度学习等技术，实现车辆车顶可视部件、车体车窗可视部件、侧部走行部可视部件、底部走行部可视部件的高清成像拍摄以及全面故障智能预警、诊断分析）、走行部动态检测设备（对轴承和车轮等旋转部件故障的准确识别和早期预警，实现车载实时、自动、主动精确诊断）、出入段线动检设备、大架修管理系统、列检作业管控系统等。

信号专业：转辙机缺口监测项目（可实现对关键道岔关键参数的实时监测，跟踪道岔曲线，及时发现故障隐患）；信号系统维护监测子系统（监测对象包含ATP子系统设备、联锁子系统设备、道岔、电源、计轴、车载数据监测子系统等。实现关键板卡故障监测与定位，状态监测），能够有效简化维护维修流程，节省维护人力物力，显著提升维护维修的效率和准确性。

机电专业：空调机组AHU故障诊断、AFC设备健康度分析、扶梯故障诊断平台，并将上述专业和系统的故障及运维信息统一在智慧车站综合运管平台（ISCS-SOM）的设备管家功能界面上统一展示和管理。

供电专业：弓网在线监测系统（接触网几何参数、燃弧监测），有助于及时发现接触网故障，助力设备检修模式由“周期修”向“状态修”转变。

城市交通网：后续有哪些具体的项目或技术被应用于地铁的运维过程中？

曹双胜：刚才提到了“四大专业”，我们后续的地铁项目都是体现在四大“专业”里。

（1）车辆专业

①车辆全车360度动态图像监测改造项目：采用线阵高清成像、高速三维扫描及深度学习等技术，实现车辆车顶可视部件、车体车窗可视部件、侧部走行部可视部件、底部走行部可视部件的高清成像拍摄以及全面故障智能预警、诊断分析，包括车顶受电弓、空调机组盖、车门（车窗以下部位）、车侧转向架，车底牵引装置、电机盖、齿轮箱、轴箱等关键部件缺失、明显变形、异物等异常检测。最终可以通过浏览器查看对应的高清成像、告警信息、历史信息对比功能。

②车辆段大架修管理系统：车辆一部大修分部架大修软件系统制作，包含工艺流程、电客车履历、物资系统、培训系统考勤系统、安全检查系统及电客车质量问题录入系统。

③列检作业管控系统：实现列车检修计划、检修作业管理、物资工器具管理、检修规程管理、作业质量评价等。

（2）信号专业

①转辙机缺口监测设备改造项目：对折返站关键道岔增加了道岔缺口监测功能及设备，实现对道岔缺口的监测功能。可实现道岔扳动视频、过车视频、缺口实时图片的采集、缺口预告警，缺口日统计曲线、缺口日报表、历史周期数据查询等。

②微机监测项目：能够提前发现正线信号设备隐患并进行及时处理，确保运营的安全。可实现对外电网监测、转辙机电流及功率监测、转辙机道岔表示电压检测、道岔保护继电器状态和电压监测、屏蔽门系统接口电压监测、机房温湿度监测、电源设备监测等功能。

③4、5、6、14号线信号系统维护监测子系统，监测对象包含ATP、联锁、车载子系统等。其中ATP、联锁子系统基本实现了关键板卡故障监测与定位，车载数据监测子系统实现了车载关键板卡、车载终端设备状态监测，显著提升维护维修的效率和准确性。

④蓄电池监测系统：可通过蓄电池监测数据及告警信息，判断蓄电池性能。及时掌握蓄电池运行状态，发现异常告警或蓄电池性能劣化可第一时间进行处理。

⑤MSS维护监测系统：监测道岔、信号机、电源、车载CC、ATS、DCS、电缆绝缘等设备状态，并及时给予声光报警显示。

⑥DCS网管监测：网管软件通过拓扑管理、配置管理、用户管理、设备管理以及告警日志、时时告警查询等，实现对DCS系统交换机设备、LTE系统设备、信号系统内部各终端设备的通信状态进行检测报警，反映设备运行转态，并辅助故障处理。

（3）通信专业

①CCTV、LTE、PIS、传输系统、电源系统、广播系统、无线系统、集中告警、公务交换系统、时钟系统等系统网管：网络管理通过对系统进行配置、操作和维护，实现高可用性和对系统的有效操作，实现故障、配置、统计、性能和安全管理。

（4）机电专业

①扶梯故障诊断系统：通过扶梯既有和新增的振动、温度传感器，采集就地设备的数据包括：电机（左、右振动加速度）、减速箱（左、右垂直振动加速度）、梯级链涨紧轮（左、右主驱动轮轴承振动加速度）、主驱动轮（左、右轴承振动速度）、故障代码、电机电流、制动距离、制动器温度、扶手带温度、环境温度、运行时间统计等。通过专业的监测系统对扶梯主要部件进行监测，记录其监测参数的运行趋势及波形并进行存储，并集成自动诊断专家系统，根据其监测参数变化特征判断部件运行状态，参数趋势恶化时及时进行报警并且给出故障结论，为设备维护提供有力的数据支撑。

②空调机组AHU故障诊断：车站的大系统空调机组AHU的风机轴上增设第三方的轴位移传感器，信号通过BAS接入ISCS-SOM 用于集中显示和报警。

③AFC设备健康度分析系统：AFC 专业将采集到的检票闸机、TVM 售票机、BOM 售票机中的关键部件的运行状态、运行次数、故障次数、累积运行时长等数据进行统计、分析。将每类模块按照其关键程度和影响程度赋予权重值，以其行业规范要求的性能指标为评判标准，通过数学统计算法得出这些 AFC设备的健康度分值。AFC将结果上传至ISCS-SOM 做可视化的展示和管理。

④智慧机电：智慧机电是一款专门针对生产部门实际需求即人员管理、设备管理的综合型软件。一方面通过信息自动化对设备故障接报到处理结果全程直观体现，涵盖时间、地点、责任人、故障情况等信息，达到闭环管理效果，另一方面对各类型的故障数据及时存储、统计、分析，起到快速准确指导生产、预判设备隐患的作用。

（5）供电专业

①接触网几何参数、燃弧监测（无温度）监测，根据监测情况将缺陷数据分为一级、二级、三级3个等级，其中三级最高：三级缺陷要求相应线路供电分部收到缺陷信息4日内进行确认、整改；二级缺陷要求相应线路供电分部收到缺陷信息15日内进行确认、整改；发现一级缺陷后，相应线路供电分部结合月度设备检修、巡视计划进行排查处理。通过监测系统监测有助于及时发现接触网故障并进行处理，保障电客车正常运行，也有助于设备检修模式由“周期修”向“状态修”转变。

②实时监视供电系统设备运行状态，发生故障后能及时报警，并能通过控制按钮对大屏进行切换，分时显示各线变电设备运行状态。

城市交通网：智能运维在地铁系统中的应用如何提高了效率和安全性？涉及大量数据收集和分析，如何确保数据的安全性和隐私保护？

曹双胜：通过构建各专业系统的智能运维，西安地铁实现了状态修和预测修，显著提高了运营安全性，降低了检修人员需求和劳动强度，同时增强了设备可靠性。例如走行部关键部件轨旁检测系统，通过值班技术分析列车数据，发现轮对异常擦伤并及时修复；弓网监测系统准确发现受电弓问题；车载转向架在线监测系统提供了准确的振动数据判断等。为确保数据安全和隐私保护，采取了规划网络传输技术、遵循安全设计技术要求、建立安全保护体系等措施。

在未来，西安地铁计划扩展和深化智能运维的应用领域，将开展《基于云数平台智能运维技术研究》课题工作，以底层功能分解为具体项目，不断扩充完善。这将使智能运维技术更广泛地应用于各专业领域，进一步提升运营效率和设备可靠性，为未来的发展奠定坚实基础。

城市交通网：是否有计划在未来进一步扩展或深化智能运维的应用领域？哪些方面可能是下一步的重点？

曹双胜：加快推进智慧运维标准、建立线网集成系统平台。一是建立一套集成各专业的智慧运维系统平台，解决目前各专业维保技术平台的兼容问题；二是统一数据标准和数据源，在此基础上建立各类应用，满足复杂系统的数据采集、分析和智慧运维需求；三是制定在线监测、分析等标准，规范智慧运维管理，包括设备网络标准、在线监测标准、运维数据分析标准和设备智能调度标准。

强化智慧运维与运营管理模式优化、前期设计和装备制造的联动。一是智慧运维的监测数据及效果反馈到前期设计和应用到产品可靠度优化的作用需要强化；二是推进智慧运维落地和新技术产业链，鼓励具有产业化前景的智慧运维技术在西安地铁的试点，积极参与轨道交通示范工程建设；三是通过分析运营阶段设备系统的故障预警和发生机理，形成研究成果，需要通过结果反馈进一步优化设备系统前期设计制造过程。

强化数据应用，提升生产组织和管理效能。一是结合在三期规划中落地的智慧运维新技术项目,进一步打破专业壁垒,推进专业融合和检修模式创新,提升专业化向区域化转变的维修模式；二是在充分发挥智慧运维系统基础上,提升运维效率,减少维护人员的作业强度,实现预测修、状态修；三是以大架修、综合维修基地为基础，实现前台低修程检修，后台深度维修和数据深度分析利用的分级维修模式；四是实现预防性维修、大区域化与专业检修结合、前后台分级高效维修和数据深度分析、设备全生命周期管理智能化运维，从根本上改善生产组织模式和提升管理效能。

城市交通网：最后，您认为未来智能运维领域可能的发展趋势是什么？您对于这个领域的预期有哪些？

曹双胜：互联互通的专业生态圈：统一数据标准和数据结构，实现跨专业、跨线路的数据互联互通，构建以数据驱动的维保生态圈。

共享开放的智慧生态：促进行业交流与合作，跨足行业壁垒，形成共建共享的智慧维保生态系统。

全生命周期的数据链：建立设施设备从设计、制造、运营、维护到报废的全生命周期数据链，实现数据高效内循环，反哺设计和优化运维。

数据驱动的运维一体化：以数据为核心，实现运营与维保数据实时交互，实现设备智能感知、运营智能调度和窗口智能维修。

在智能运维领域，预期发展将体现在：

基础数据夯实：数据深度挖掘和分析是基础，为故障诊断、预警分析、维修模式、人员调度等提供数据支持。

线网级智能运维平台：集成监测数据分析模型，打造开放兼容的智能平台，实现全专业、全类型设备的统一管控。

健康管理驱动状态修：以数据为驱动，实现基于健康管理的高水平状态修，推动维护和管理模式的变革，从而提高工作效率、降低工作强度、减少人员配置。

综上所述，智能运维领域将朝着数据驱动、多专业集成、生命周期管理以及智能化一体化运维的方向发展，为交通运输行业带来更高效、可靠的维保服务。

总结：感谢曹总与我们一同分享西安地铁智慧运维的宝贵经验，在数字化时代，城市交通正经历着前所未有的革新，而西安地铁作为这场变革的先行者，以智慧运维为引擎，为城市交通注入了新的活力。通过深化智能技术应用，智慧运维的实践，不仅解决了传统运维模式中所面临的诸多挑战，提高运行效率、安全性和乘客体验，更为城市交通注入了智能与创新的力量。

在西安地铁的铁轨上，一条时光的线索缓缓铺展，它不仅承载着行驶的列车，更交织着浓郁的西安文化。正如这座城市深深扎根于历史的土壤中一样，西安地铁仿佛是连接过去与现在的时空隧道，让人们在穿越的过程中感受到了文化的传承与智慧科技薪火相传的温暖。