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文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1003-0492（2023）09-090-04中圖分類號(hào)：TP29

★黃洪富，李林浩，吉啟立，付勝華，劉曉暉（南昌中鐵穗城軌道交通建設(shè)運(yùn)營(yíng)有限公司，江西南昌330000）

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)；信息系統(tǒng)；軌道交通；機(jī)電設(shè)備；維修質(zhì)量

1　背景

在城市軌道交通的各大系統(tǒng)和設(shè)施設(shè)備中，車站機(jī)電設(shè)備是重要組成模塊，具有數(shù)量龐大、布置分散等特點(diǎn)，所以其日常的維護(hù)管理工作難度較大[1~3]。為了滿足現(xiàn)代維護(hù)管理要求，城市軌道交通建設(shè)者和維護(hù)者等相關(guān)單位可以將信息化技術(shù)和日常管理相互結(jié)合，形成全新的城市軌道交通機(jī)電設(shè)備管理和維修模式，并可以進(jìn)一步完善既有管理制度，促進(jìn)城市軌道交通機(jī)電設(shè)備管理向信息化方向發(fā)展，從而保證城市軌道交通機(jī)電設(shè)備的維修質(zhì)量和工作效率[4~7]。本項(xiàng)目基于自動(dòng)化和信息化技術(shù)，針對(duì)南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備的管理、運(yùn)維和維修進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施。

2　城市軌道交通機(jī)電設(shè)備總體情況

南昌地鐵3號(hào)線機(jī)電設(shè)備作為城市軌道交通設(shè)備的重要組成部分，為車站日常監(jiān)控、運(yùn)營(yíng)、行車管理提供基本保障。它由電梯、配電、自動(dòng)售檢票、站臺(tái)屏蔽門、通風(fēng)等設(shè)備組成，設(shè)備維護(hù)工作必須保證不同環(huán)節(jié)的設(shè)備正常運(yùn)行。南昌地鐵3號(hào)線之前已經(jīng)部署了綜合監(jiān)控維修管理系統(tǒng)，具備綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備故障報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)、故障維修工單下發(fā)和處理情況跟蹤、維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃系統(tǒng)下發(fā)、維修知識(shí)庫管理、維修信息管理以及庫存管理等功能。該綜合監(jiān)控系統(tǒng)是地鐵行業(yè)的集中監(jiān)視平臺(tái)系統(tǒng)，集成互聯(lián)了各專業(yè)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的工況和報(bào)警信息。現(xiàn)階段，3號(hào)線車站機(jī)電設(shè)備專業(yè)繁多，各專業(yè)維修質(zhì)量數(shù)據(jù)單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)耗時(shí)長(zhǎng)，數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性亟待提高，不利于中心整體統(tǒng)一集中管控。

本項(xiàng)目以自動(dòng)化技術(shù)和信息化技術(shù)為核心，通過數(shù)據(jù)庫和軟件平臺(tái)HMI人機(jī)交互技術(shù)的融合，設(shè)計(jì)研發(fā)了南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)，使其滿足軌道交通機(jī)電中心全部專業(yè)（環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、閘機(jī)、門禁、站臺(tái)門、風(fēng)水電、消防、氣滅、垂梯、扶梯、隧道感溫光纖、通風(fēng)設(shè)備、低壓設(shè)備、水系統(tǒng)設(shè)備、防淹門）設(shè)備維修質(zhì)量管理的要求，實(shí)現(xiàn)了維修質(zhì)量關(guān)鍵過程信息錄入和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的功能，為管理人員在后續(xù)維修質(zhì)量提升決策時(shí)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

3　機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目針對(duì)南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備種類繁多、數(shù)量眾多、各專業(yè)設(shè)備維修質(zhì)量數(shù)據(jù)單獨(dú)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)耗時(shí)長(zhǎng)、數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性不高等問題，采用（信息）自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)字化等相關(guān)技術(shù)，設(shè)計(jì)了機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)，以對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管控，從而提高維修效率和維修質(zhì)量。

3.1　系統(tǒng)總體需求設(shè)計(jì)

總的說來，南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)主要目的是解決機(jī)電設(shè)備的管理和維修質(zhì)量管理問題，因此，系統(tǒng)中需要包含維修管理模塊和設(shè)備管理模塊。其中，維修管理模塊需要配置按照專業(yè)進(jìn)行分類的維修管理、按照維修班組進(jìn)行分類的維修管理等功能。同時(shí)，系統(tǒng)需要具備實(shí)時(shí)維修數(shù)據(jù)顯示功能和歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與管理功能。此外，系統(tǒng)還必須具備報(bào)警功能以及其他數(shù)字化系統(tǒng)的基本功能如系統(tǒng)設(shè)置、報(bào)表管理、數(shù)據(jù)庫管理等。而機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)本身的相關(guān)硬件支持設(shè)備如服務(wù)器、交換機(jī)等必須滿足一定的安全和可靠性要求，以保證系統(tǒng)7×24小時(shí)在線。

3.2　系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)的功能需求情況，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的總體方案分為五大層面，從下到上依次為底層數(shù)據(jù)感知層、資源數(shù)據(jù)庫層、應(yīng)用支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和用戶層，如圖1所示。

圖1  系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.3　系統(tǒng)具體功能設(shè)計(jì)

按照上述基于（信息）自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)電設(shè)備維修質(zhì)量管理系統(tǒng)的總體需求與總體設(shè)計(jì)方案如圖2所示，本項(xiàng)目研究制定系統(tǒng)具體功能如表1所示。

圖2  總體需求與總體設(shè)計(jì)方案

表1  基于（信息）自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)電設(shè)備維修質(zhì)量管理系統(tǒng)具體功能

報(bào)警系統(tǒng)主要是對(duì)機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，在有機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并給出具體的故障設(shè)備名稱及對(duì)應(yīng)的位置信息、故障處理優(yōu)先級(jí)信息等。因此，報(bào)警系統(tǒng)的主要功能包括用戶登錄、實(shí)時(shí)報(bào)警、歷史報(bào)警和報(bào)警統(tǒng)計(jì)等。

登錄功能，要求登陸時(shí)根據(jù)不同權(quán)限的角色賬號(hào)，登入系統(tǒng)后得到的操作權(quán)限以及車站和系統(tǒng)都不一樣。

實(shí)時(shí)報(bào)警功能默認(rèn)3秒鐘刷新一次，如有新觸發(fā)報(bào)警，則展示在表格最新行，同時(shí)用顏色高亮區(qū)分三種報(bào)警等級(jí)（一級(jí)報(bào)警為紅色，二級(jí)報(bào)警為橙色，三級(jí)報(bào)警為黃色）。三種報(bào)警等級(jí)的報(bào)警數(shù)量會(huì)在頁面右上方展示，實(shí)時(shí)報(bào)警信息表可以首尾頁進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，也可以對(duì)報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行三種等級(jí)的快速查詢，或根據(jù)站點(diǎn)、系統(tǒng)等篩選過濾。對(duì)已經(jīng)恢復(fù)或不需要恢復(fù)的報(bào)警有執(zhí)行“確認(rèn)”的按鈕功能，也可對(duì)實(shí)時(shí)報(bào)警進(jìn)行批量確認(rèn)，確認(rèn)后，該報(bào)警歸類至歷史報(bào)警。

歷史報(bào)警，歷史報(bào)警查詢所有已確認(rèn)的報(bào)警的記錄，可對(duì)站點(diǎn)、系統(tǒng)、等級(jí)以及時(shí)間范圍等進(jìn)行篩選過濾，歷史報(bào)警信息表可以自定義跳轉(zhuǎn)頁碼。

報(bào)警統(tǒng)計(jì)功能可根據(jù)時(shí)間篩選，點(diǎn)擊時(shí)間篩選下拉框，可篩選當(dāng)天的報(bào)警統(tǒng)計(jì)數(shù)量，也可篩選前一天的報(bào)警統(tǒng)計(jì)數(shù)量，還可篩選一周的報(bào)警統(tǒng)計(jì)數(shù)量等。條形統(tǒng)計(jì)圖會(huì)統(tǒng)計(jì)全部站點(diǎn)的一級(jí)二級(jí)三級(jí)報(bào)警和總報(bào)警數(shù)量，并使用柱狀圖對(duì)比展示，用三種顏色區(qū)分不同報(bào)警等級(jí)，鼠標(biāo)放在不同顏色的柱狀圖條目上，會(huì)懸浮對(duì)應(yīng)顏色的報(bào)警等級(jí)和報(bào)警數(shù)量，柱狀統(tǒng)計(jì)圖三種顏色可以不同時(shí)展示。

維修系統(tǒng)是本系統(tǒng)的核心，當(dāng)報(bào)警系統(tǒng)有機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，則需要由相關(guān)維修人員進(jìn)入維修系統(tǒng)進(jìn)行維修。因此，維修系統(tǒng)的主要功能應(yīng)包括報(bào)警系統(tǒng)訪問維修系統(tǒng)、工單管理、巡檢管理、排班管理、報(bào)表管理、知識(shí)庫管理、設(shè)備管理、維修基礎(chǔ)信息、用戶管理、我的工單、我的巡檢等功能。部分關(guān)鍵功能說明如下：

報(bào)警系統(tǒng)訪問維修系統(tǒng)：指的是在報(bào)警系統(tǒng)中，點(diǎn)擊“維修系統(tǒng)”鏈接，可跳轉(zhuǎn)至維修系統(tǒng)。進(jìn)入維修系統(tǒng)首頁，分別統(tǒng)計(jì)了驗(yàn)收完成工單數(shù)量、正在處理的工單（不同狀態(tài)下的工單數(shù)量）、故障類型TOP5排名和最近6個(gè)月驗(yàn)收完成的工單。

工單管理：工單管理里的工單來源分別為巡檢類和報(bào)修類，工單操作區(qū)有審核、編輯、刪除功能，工單審核流程為審核通過-派發(fā)（分配給維修人員）-完成維修-驗(yàn)收（確認(rèn)完成）。

巡檢管理：巡檢計(jì)劃為手工新增，點(diǎn)擊新增巡檢計(jì)劃，填寫巡檢計(jì)劃名稱、巡檢位置、巡檢計(jì)劃類型（下拉選擇的巡檢類型為巡檢項(xiàng)目，可在巡檢項(xiàng)目管理進(jìn)行添加，巡檢計(jì)劃類型下拉即可選擇新增的巡檢項(xiàng)目）、周期、開始和結(jié)束時(shí)間即可完成新建巡檢計(jì)劃。

知識(shí)庫管理：對(duì)常見的維修或保養(yǎng)信息登記為知識(shí)庫，在維修處理或保養(yǎng)維護(hù)時(shí)進(jìn)行調(diào)取查看，知識(shí)庫的內(nèi)容為文本、圖片、視頻三種格式。

設(shè)備管理：通過表格展示維修系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)中的設(shè)備清單，可通過設(shè)備類型、站點(diǎn)、系統(tǒng)、點(diǎn)位等進(jìn)行過濾篩選。系統(tǒng)初次使用可用批量導(dǎo)入功能進(jìn)行設(shè)備數(shù)據(jù)初始化。

3.4　系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)需要與外部系統(tǒng)進(jìn)行交互，同時(shí)內(nèi)部各模塊之間需要靈活調(diào)用。因此，外部、內(nèi)部接口均需要設(shè)計(jì)。

（1）外部接口。系統(tǒng)的外部接口主要包括用戶基本信息登錄驗(yàn)證、監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本信息、監(jiān)測(cè)點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等，通過Web Service實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)方式為系統(tǒng)提供參數(shù)，以HTTP請(qǐng)求的方式調(diào)用Web Service，返回?cái)?shù)據(jù)交換文件。

（2）內(nèi)部接口。內(nèi)部接口方面，各模塊之間采用函數(shù)調(diào)用、參數(shù)傳遞和返回值的方式進(jìn)行信息傳遞。接口傳遞的信息是基于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)封裝了的數(shù)據(jù)，以參數(shù)傳遞或返回值的形式在各模塊間傳輸。

3.5　數(shù)據(jù)采集與信息安全設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)采集通過對(duì)3號(hào)線站內(nèi)各機(jī)電設(shè)備本身配置的通訊模塊實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)安全設(shè)計(jì)則包括存儲(chǔ)安全、訪問安全和傳輸安全三方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，按照傳統(tǒng)信息系統(tǒng)相關(guān)要求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

4　機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)應(yīng)用與效果

本項(xiàng)目按照上述要求設(shè)計(jì)了南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)，并開發(fā)實(shí)施，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)效果如圖3所示。

圖3  機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)應(yīng)用效果

通過一段時(shí)間的使用，我們發(fā)現(xiàn)基于自動(dòng)化技術(shù)的南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備維修質(zhì)量系統(tǒng)應(yīng)用效果良好，與未使用該系統(tǒng)之前相比，維修效率提升了35.9%，故障處理周期降低了12.6%。主要設(shè)備維修情況如表2所示。

表2  主要設(shè)備維修情況數(shù)據(jù)

5　總結(jié)與展望

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一套機(jī)電設(shè)備智慧管理系統(tǒng)，并將其應(yīng)用在南昌軌道交通3號(hào)線機(jī)電設(shè)備維修質(zhì)量管控上，解決了傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備維修人工上傳數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)分類不專業(yè)、處理不及時(shí)、維修效率低等問題。結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有很好的推廣價(jià)值。后續(xù)研究可以考慮與關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)周期預(yù)測(cè)進(jìn)行結(jié)合，以進(jìn)一步地拓寬自動(dòng)化技術(shù)在軌道交通機(jī)電設(shè)備管理的應(yīng)用領(lǐng)域。

作者簡(jiǎn)介：

黃洪富（1987-），男，福建人，工程師，學(xué)士，現(xiàn)就職于南昌中鐵穗城軌道交通建設(shè)運(yùn)營(yíng)有限公司，主要從事自動(dòng)化集成系統(tǒng)的技術(shù)管理工作。

李林浩（1993-），男，湖南人，助理工程師，學(xué)士，現(xiàn)就職于南昌中鐵穗城軌道交通建設(shè)運(yùn)營(yíng)有限公司，主要從事自動(dòng)化集成系統(tǒng)的技術(shù)管理工作。

吉啟立（1983-），男，甘肅人，工程師，學(xué)士，現(xiàn)就職于南昌中鐵穗城軌道交通建設(shè)運(yùn)營(yíng)有限公司，主要從事自動(dòng)化集成系統(tǒng)的技術(shù)管理工作。

付勝華（1965-），男，江西人，高級(jí)工程師，學(xué)士，現(xiàn)就職于南昌中鐵穗城軌道交通建設(shè)運(yùn)營(yíng)有限公司，主要從事自動(dòng)化集成系統(tǒng)的技術(shù)管理工作。

劉曉暉（1985-），男，甘肅人，工程師，學(xué)士，現(xiàn)就職于南昌中鐵穗城軌道交通建設(shè)運(yùn)營(yíng)有限公司，主要從事自動(dòng)化集成系統(tǒng)的技術(shù)管理工作。

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摘自《自動(dòng)化博覽》2023年9月刊