吳萸峰 吳堅 楊正 李亮

(1.上海自動化儀表股份有限公司，上海 200233;2.上海地鐵第三運營有限公司，上海 200080)

0 引言

進入21世紀后，我國城市軌道交通建設迎來了蓬勃發(fā)展的階段，隨著新建軌道交通線路的陸續(xù)開通，運營管理能力，尤其是設備維護管理能力已成為制約軌道交通安全運營的重要因素。

以上海為例，1995年至2004年，10年間開通運營里程不足100公里，而2005至今，6年間運營里程快速增長到425公里，運營線路的不斷增加與維護保障資源的局限性之間的矛盾日趨突出。雖然上海地鐵也提出了區(qū)域化維護的管理方案，期望讓有限的維護資源更有效地覆蓋全部運營線路，但不可回避的是，區(qū)域化維護管理理念與現有的分線路、分專業(yè)維護管理模式之間存在較大的差異，技術層面也缺乏系統(tǒng)性的區(qū)域化維護管理的工具，維護管理的能力并沒有得到實質性提高［1］。韓玉雄等提出了基于綜合監(jiān)控平臺的維護管理系統(tǒng)的構想，但其研究局限于系統(tǒng)構成及功能，并未涉及區(qū)域化維護的管理需求［2］。如何設計一套與區(qū)域化維護管理相適應的設備維護管理系統(tǒng)，真正提高維護管理的能力和效率，支撐區(qū)域化維護管理的實施，是當前軌道交通領域亟待研究解決的課題。

1 現狀分析

早期建設的軌道交通線路，采用分立的設備監(jiān)控系統(tǒng)作為設備維護管理的平臺，如FAS系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)等。這些分立系統(tǒng)一般以車站為單位建設，設備監(jiān)控范圍局限在本車站(含相鄰區(qū)間)，不能實現對于區(qū)域內其它車站的監(jiān)控。維護人員需要經常奔波在不同車站間，以滿足日常維護管理的要求，維護工作效率較低。

近年來，綜合監(jiān)控系統(tǒng)在軌道交通領域得到廣泛應用，成為軌道交通設備監(jiān)控的主要形式。綜合監(jiān)控系統(tǒng)按照各專業(yè)系統(tǒng)業(yè)務的邏輯關系，通過系統(tǒng)集成，把傳統(tǒng)的分立系統(tǒng)有機地融合到一個統(tǒng)一的監(jiān)控平臺中，實現了資源共享、信息互通，在有效提高運營調度管理效率的同時，也為維護管理提供了一體化的、綜合的管理平臺。但是，與分立系統(tǒng)一樣，綜合監(jiān)控系統(tǒng)同樣以車站為單位建設，設備監(jiān)控范圍局限在本車站(含相鄰區(qū)間)，不能實現對區(qū)域內其它車站的監(jiān)控。雖然綜合監(jiān)控系統(tǒng)控制中心具備監(jiān)控全線設備的功能，但是現有控制中心的作用定位于指揮調度，而非維護管理;從地域上看，線路控制中心一般只有一處，無法滿足若干區(qū)域的本地化維護管理需求。

從線路規(guī)劃情況來看，目前國內各城市軌道交通線路長度一般在30公里左右，考慮延伸線路后，部分線路長度甚至達到60公里，傳統(tǒng)的集中式維護弊端開始顯現，分區(qū)域維護或分段維護將成為今后維護管理的必然趨勢，其中區(qū)域維護中心是設備維護管理的基地，而設置在區(qū)域維護中心的設備維護管理系統(tǒng)將是設備維護管理的重要工具和手段。

2 系統(tǒng)設計

本文的設備維護管理系統(tǒng)設計以現有的綜合監(jiān)控系統(tǒng)為基礎。

鑒于現有的綜合監(jiān)控系統(tǒng)已經實現了車站設備的集中監(jiān)視、控制、報警等功能，本文的設備維護管理系統(tǒng)的設計內容主要側重于系統(tǒng)結構設計和維護管理功能描述方面。

2.1 系統(tǒng)結構

完整的設備維護管理系統(tǒng)由若干設置在各區(qū)域維護中心的區(qū)域級維護管理系統(tǒng)(RMMS)和設置在線網維護管理中心的中央級維護管理系(CMMS)統(tǒng)構成，如圖1所示。

RMMS由一個區(qū)域管理平臺和若干互聯(lián)的車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)構成。RMMS區(qū)域管理平臺采用B/S體系結構，由網絡交換設備、數據服務器、前端處理器(FEP)、WEB服務器、管理工作站和打印機等硬件設備構成。為確保RMMS系統(tǒng)的可靠性，區(qū)域管理平臺的主要網絡設備和服務器均采用冗余配置，單個網絡節(jié)點或單個服務器設備故障均不影響RMMS的正常功能。

一般而言，區(qū)域維護中心管理的范圍涉及多條軌道交通線路的多個車站(含線路區(qū)間)，RMMS通過FEP實現與車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的數據通信，實時采集車站(含線路區(qū)間)設備的運行狀態(tài)信息。數據服務器處理FEP采集的設備狀態(tài)信息，完成數據存儲、故障報警、打印、統(tǒng)計分析及預警等功能。WEB服務器為管理工作站提供設備狀態(tài)信息數據和畫面的瀏覽服務功能，滿足不同權限用戶的維護管理需求。RMMS的系統(tǒng)結構及其與車站綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口關系如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)總體結構示意圖

圖2 區(qū)域級維護管理系統(tǒng)結構及其接口關系

CMMS是整個軌道交通線網維護保障的管理、協(xié)調和指揮系統(tǒng)，由中央管理平臺和若干集成的RMMS構成。CMMS中央管理平臺采用B/S體系結構，由網絡交換設備、數據服務器、管理工作站、打印機、綜合顯示屏等硬件設備構成。為確保CMMS系統(tǒng)的可靠性，中央管理平臺的主要網絡設備和服務器均采用冗余配置，單個網絡節(jié)點或單個服務器設備故障均不影響CMMS的正常功能。CMMS的系統(tǒng)結構及其與RMMS接口關系如圖3所示。

圖3 中央級維護管理系統(tǒng)結構及其接口關系

2.2 系統(tǒng)功能

2.2.1 RMMS 功能

區(qū)域維護管理中心是軌道交通線路維護管理的責任主體，獨立承擔所轄區(qū)域內軌道交通設施設備的維護保障任務。RMMS作為區(qū)域維護中心的信息化管理平臺，具備以下功能:

(1)設施設備清單管理，包括設施設備信息的錄入、修改、檢索、列表顯示等;

(2)設施設備運行狀態(tài)監(jiān)視，設備故障報警;

(3)設備/系統(tǒng)功能測試、檢修;

(4)設施設備維修保養(yǎng)計劃管理，包括自動生成保養(yǎng)計劃，到期提醒，保養(yǎng)記錄等;

(5)維修工單管理，包括工單生成、審批、流轉和歸檔;

(6)備品備件管理，包括倉庫管理，采購管理等;

(7)機電設備壽命管理，包括產品使用壽命和經濟壽命的分析與到期提醒;

(8)基于狀態(tài)監(jiān)測的設施設備故障預警功能;

(9)統(tǒng)計分析功能，包括設施設備故障分類統(tǒng)計，設施設備維修保養(yǎng)記錄統(tǒng)計等;

(10)打印功能，包括各類計劃、報表打印，圖形拷屏打印等。

2.2.2 CMMS 功能

線網維護管理中心是整個軌道交通線網維護保障的最高監(jiān)管機構，負責各區(qū)域維護中心維護保障任務的協(xié)調和指揮。CMMS作為線網維護管理中心的信息化管理平臺，除具備RMMS的監(jiān)視功能外，還具備以下功能:

(1)線網重要設施設備運行狀態(tài)的集中監(jiān)視;

(2)重大設施設備故障搶修的指揮和協(xié)調;

(3)跨區(qū)域維修保養(yǎng)工作的協(xié)調;

(4)備品備件信息共享及跨區(qū)域領用的協(xié)調;

(5)對外信息發(fā)布;

(6)各區(qū)域維護管理中心日常工作的監(jiān)管;

3 實施建議

設備維護管理系統(tǒng)的建設應遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施、逐步完善”的原則，根據各地軌道交通線網建設的實際情況，在充分調研的基礎上，制定符合本地實際的設備維護管理系統(tǒng)實施方案。

鑒于區(qū)域維護中心是軌道交通設備維護保障的主體，因此，在設備維護管理系統(tǒng)建設時，建議在先期規(guī)范RMMS與CMMS接口標準的同時，首先開始RMMS的建設，盡快發(fā)揮RMMS對區(qū)域維護保障的支撐作用;根據RMMS建設情況和維護管理需求，再擇機啟動CMMS建設。

對于先期采用傳統(tǒng)分立系統(tǒng)方案建成的軌道交通線路，應充分研究各分立系統(tǒng)通信接口的開放性，并根據分立系統(tǒng)的接口情況，重新調整RMMS的結構設計。對于傳統(tǒng)分立系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)并存的地區(qū)，如北京、上海、廣州等城市，建議首先以采用綜合監(jiān)控系統(tǒng)方案的線路為依托，先期建設若干個只包含單一線路的RMMS;然后，根據區(qū)域內其它線路各分立系統(tǒng)的通信接口開放情況，分批分專業(yè)把其它線路的分立系統(tǒng)接入本區(qū)域RMMS中，最終形成整個路網完整的設備維護管理系統(tǒng)。

4 結束語

隨著軌道交通運營里程的不斷增加，軌道交通設施設備的維護保障要求與運營管理單位捉襟見肘的維護管理資源之間的矛盾日趨突出，并將逐步上升為影響軌道交通安全可靠運行的主要因素。本文在分析軌道交通自動化監(jiān)控系統(tǒng)現狀的基礎上，提出了區(qū)域化維護管理模式下的軌道交通設備維護管理系統(tǒng)構想，并對系統(tǒng)結構和系統(tǒng)功能作了全面闡述，并給出了系統(tǒng)實施的建議。本文的研究進一步充實了軌道交通區(qū)域化維護管理模式的內涵，并為區(qū)域化維護管理模式的實踐提供了可實際操作的技術方案，相信本文研究能對緩解國內軌道交通維護管理矛盾、提高維護管理效率起到支撐和促進作用。

［1］朱滬生.上海城市軌道交通網絡化運營體系的建設［J］.城市軌道交通研究，2008，11(10):1-4.

［2］韓玉雄，陳赤峰.基于綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺的維護管理系統(tǒng)［C］//.2006年學術年會論文集第四分冊，上海市機電工程學會，2006:108-111.