鄧珵

摘 要：2006年智能交通作為全國性戰(zhàn)略目標(biāo)首次提出，2020年中城軌發(fā)布《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》”。軌道交通作為城市公共交通運(yùn)輸骨干，國內(nèi)多城市已開展智慧地鐵的研究和實(shí)踐，其中以上海、廣州為代表，走在行業(yè)前列。當(dāng)前智慧地鐵的實(shí)踐多為站點(diǎn)架構(gòu)，尚未進(jìn)行整體線路的架構(gòu)實(shí)踐。受西安市軌道交通集團(tuán)有限公司委托，我院對(duì)西安地鐵14號(hào)線進(jìn)行了智慧地鐵的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)，打造全線路智慧地鐵，除試點(diǎn)智慧車站功能以外，著力于線路中心的綜合運(yùn)管平臺(tái)功能，以及全線設(shè)備維修中心的綜合維修功能。

關(guān)鍵詞：智慧地鐵;線路級(jí)架構(gòu);服務(wù)功能

中圖分類號(hào)：U469.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2021）06-0191-06

Abstract：In 2006， intelligent transportation was first put forward as a national strategic goal， and in 2020， China Urban Rail Transit issued the “Outline for the Development of Smart Urban Rail Transit in Chinas Urban Rail Transit”. Rail transit is the backbone of urban public transport， many cities in China have carried out the research and practice of smart metro， among them， Shanghai and Guangzhou are the representatives， which are at the forefront of the industry. At present， the practice of smart subway is mostly site architecture， and the practice of whole line architecture has not been carried out. Commissioned by the Xian Rail Transit Group Co. ， Ltd. ， our institute has designed the overall structure of the Xian metro line 14 with the aim of creating an intelligent subway along the entire line， in addition to the function of the pilot smart station， focus on the line center of the integrated management platform functions， as well as the overall equipment maintenance center of the integrated maintenance functions.

Key words：smart metro; line-level architecture; service function

1 智慧地鐵整體線路理念

智慧地鐵整體線路架構(gòu)設(shè)計(jì)的思路以實(shí)現(xiàn)“一個(gè)平臺(tái)、兩級(jí)管理、三個(gè)服務(wù)”為目標(biāo)，只要目的是提升地鐵的整體運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量，從而減少成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。其中，一個(gè)平臺(tái)主要是指綜合運(yùn)管平臺(tái)，該平臺(tái)利用大數(shù)據(jù)、智能化等高新技術(shù)，以三維可視化的方式展現(xiàn)車站工況，提供簡(jiǎn)單畫、場(chǎng)景化的操作界面，提高地鐵各部門的運(yùn)營(yíng)人員的工作效率，減少工作量。兩級(jí)管理主要是指車站級(jí)和線路級(jí)的管理。車站級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)的功能較多，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)感知地鐵運(yùn)行狀態(tài)、一體化推送信息指令、智能化分析預(yù)判運(yùn)行趨勢(shì)等等。線路級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)同樣具有眾多功能，例如采集、存儲(chǔ)、處理、挖掘、分析異構(gòu)化復(fù)雜數(shù)據(jù)等，通過科學(xué)、可靠的人工智能技術(shù)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理。持續(xù)優(yōu)化智能調(diào)度、決策支持功能的RAMS指標(biāo)。三個(gè)服務(wù)主要是指服務(wù)于運(yùn)營(yíng)、服務(wù)于維保、服務(wù)于乘客。在地鐵運(yùn)營(yíng)過程中提供精細(xì)化的智能應(yīng)用，在設(shè)備維護(hù)、維修中提供全面的數(shù)據(jù)，在服務(wù)方面更加人性化。

2 具體案例分析

智慧地鐵將在西安地鐵14號(hào)線全線實(shí)施。西安市地鐵14號(hào)線工程起始于北客站終止于賀韶村站，整個(gè)線路均為地下線，全長(zhǎng)13.65km，共設(shè)立8座車站，其中3座換乘站，最大站間距3.543km，最小站間距1.017km，平均站間距1.79km。設(shè)停車場(chǎng)1座，為駿馬村停車場(chǎng)，設(shè)置于港務(wù)區(qū)向東路以南、西禹高速以西的地塊內(nèi)，車輛段及控制中心與機(jī)場(chǎng)線共享。

西安地鐵14號(hào)線將與機(jī)場(chǎng)線貫通運(yùn)營(yíng)，整個(gè)線路中包括西安咸陽國際機(jī)場(chǎng)、西安北客站、西安奧林匹克體育中心，如圖1所示。其中奧林匹克體育中心為2021年第十四屆全國運(yùn)動(dòng)會(huì)的主場(chǎng)館。對(duì)西安地鐵14號(hào)線全線進(jìn)行智慧地鐵的建設(shè)，尤其是智能化、自動(dòng)化乘客服務(wù)設(shè)施的設(shè)置不僅可以直接服務(wù)參加全運(yùn)會(huì)的運(yùn)動(dòng)員和工作人員，還能彰顯西安地鐵乃至西安市科技、創(chuàng)新的良好形象。

3 智慧地鐵整體架構(gòu)及綜合運(yùn)管平臺(tái)

3.1 智慧地鐵整體架構(gòu)

智慧地鐵的架構(gòu)主要分3個(gè)層次，分別為現(xiàn)場(chǎng)感知及服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)處理及展示層?，F(xiàn)場(chǎng)感知及服務(wù)層的主要作用是采集現(xiàn)場(chǎng)的信息數(shù)據(jù)以便于更好地為乘客提供服務(wù)。該層的主要設(shè)備有各類傳感器、探測(cè)器及終端服務(wù)設(shè)備，如溫感、濕度、CO2、異味、PM10、煙味等傳感器，水泵、風(fēng)機(jī)、扶梯、站臺(tái)門等大型設(shè)備在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，人臉識(shí)別設(shè)備，語音識(shí)別設(shè)備，智能遠(yuǎn)傳水表、電表，觸感燈帶，電動(dòng)卷簾門，攝像頭，LED顯示屏，LCD顯示屏，乘客自助終端，智能咨詢終端，移動(dòng)式客服終端等。網(wǎng)絡(luò)傳輸層主要功能是建立通信通道，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)感知及服務(wù)層和數(shù)據(jù)處理及展示層的有效連接。主要包括有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)和5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)處理及展示層主要功能是將前端設(shè)備采集的信息進(jìn)行處理并結(jié)合相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行智慧化的應(yīng)用，并且在大屏上進(jìn)行數(shù)據(jù)的可視化展示。主要包括各類應(yīng)用服務(wù)器（如視頻分析服務(wù)器）、各類應(yīng)用軟件（如綜合運(yùn)管平臺(tái)軟件、AFC車站級(jí)軟件等）、綜合看板、顯示大屏等。

在車站級(jí)和線路中心級(jí)建設(shè)統(tǒng)一的智慧地鐵綜合運(yùn)管平臺(tái)，在利用既有的綜合監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，深度融合圖像智能識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)智能診斷等全息感知數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)、人工智能新技術(shù)進(jìn)行挖掘分析和綜合利用，實(shí)現(xiàn)車站工況的三維可視化，向站務(wù)管理、運(yùn)營(yíng)管理、設(shè)備維修和綜合安防等各級(jí)崗位提供簡(jiǎn)潔高效的、管家式、場(chǎng)景化的操作界面，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理自動(dòng)化、維修智能化、乘客服務(wù)自助化。

3.2 綜合運(yùn)管平臺(tái)

14號(hào)線綜合運(yùn)管平臺(tái)由位于停車場(chǎng)的線路級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)，及位于各車站的車站級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)組成。

智慧車站新增功能、應(yīng)用及決策層，均基于車站級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)系統(tǒng)，其構(gòu)成可分為硬件層、軟件層和網(wǎng)絡(luò)層。綜合運(yùn)管平臺(tái)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基于車站ISCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)充，新接入智能視頻分析、智慧水務(wù)、單兵維保、智能客服等子系統(tǒng)。

線路級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)置1臺(tái)管理服務(wù)器、1臺(tái)生產(chǎn)服務(wù)器和1臺(tái)建筑三維模型服務(wù)器。其中，管理服務(wù)器主要承擔(dān)中心級(jí)、車站級(jí)的人工策略輔助工作，包括預(yù)案提示、臺(tái)帳錄入、預(yù)警管理等;運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)器通過數(shù)據(jù)網(wǎng)閘接入中心局域網(wǎng)/骨干網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)通過防火墻接入OA網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)辦公與運(yùn)營(yíng)管理的融合。生產(chǎn)服務(wù)器主要完成中心級(jí)對(duì)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理工作，且生產(chǎn)服務(wù)器應(yīng)通過獨(dú)立1000Mbps以太網(wǎng)接口與中心以太網(wǎng)交換機(jī)連接。建筑三維模型服務(wù)器主要承擔(dān)全線建筑三維模型的建立，建筑三維模型服務(wù)器通過綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)接入中心級(jí)生產(chǎn)主干網(wǎng)。

停車場(chǎng)設(shè)備機(jī)房設(shè)置1臺(tái)至通信網(wǎng)的交換機(jī)，主要連接中心級(jí)主干網(wǎng)、應(yīng)用服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)等。配置2套數(shù)據(jù)網(wǎng)閘，負(fù)責(zé)隔離生產(chǎn)調(diào)度數(shù)據(jù)，并傳送給中心級(jí)運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)器相關(guān)數(shù)據(jù)信息。具體的系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

4 智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能

智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的功能分為3類：服務(wù)于乘客、服務(wù)于運(yùn)營(yíng)及服務(wù)于維保，本文僅對(duì)新增的部分功能進(jìn)行詳細(xì)介紹，圖3所示為智慧地鐵的具體功能分類。

4.1 服務(wù)于乘客

基于乘客從出行計(jì)劃至進(jìn)站乘車、出站離開等諸多場(chǎng)景化流程，本線可利用應(yīng)用手機(jī)、移動(dòng)支付、人工智能、視頻分析等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)乘客購票、進(jìn)出站、候車、換乘、乘車、上下車等環(huán)節(jié)的乘客自助服務(wù)，提升乘客的出行體驗(yàn)。

依據(jù)不同的服務(wù)場(chǎng)景，可實(shí)現(xiàn)乘客語音購票功能、乘客進(jìn)出閘機(jī)人臉識(shí)別功能、乘客自助服務(wù)終端、乘客智能咨詢終端、移動(dòng)終端、無人售票智能客服、智能機(jī)器人、車廂擁擠度識(shí)別、照明系統(tǒng)、智能電子引導(dǎo)系統(tǒng)及智慧廁所服務(wù)。

4.2 服務(wù)于運(yùn)營(yíng)

智慧地鐵的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)各車站的自動(dòng)運(yùn)行，以各場(chǎng)景的實(shí)際需求為出發(fā)點(diǎn)，利用信息化、智慧化等手段使各車站的系統(tǒng)與設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，從而使車站能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)基于業(yè)務(wù)場(chǎng)景的自動(dòng)控制和預(yù)案聯(lián)動(dòng)。在運(yùn)營(yíng)上可實(shí)現(xiàn)智能開關(guān)站，客流管理、預(yù)警及預(yù)案，環(huán)境在線監(jiān)控，人員管理和智慧安檢等五項(xiàng)功能。

4.2.1 客流管理、預(yù)警及預(yù)案

客流是軌道交通安全管控的重中之重，綜合運(yùn)管平臺(tái)可對(duì)客流做出詳細(xì)深入地剖析。平臺(tái)通過對(duì)乘客日常乘車行為分析，結(jié)合乘客長(zhǎng)期進(jìn)出站時(shí)間、位置數(shù)據(jù)、視頻分析數(shù)據(jù)、嗅探設(shè)備綜合分析客流規(guī)律，針對(duì)不同出入口典型的出站、入站客流流向，結(jié)合智能視頻分析及大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型，基于這些核心算法，可以根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)和主題構(gòu)建各種客流預(yù)測(cè)模型，形成模型庫，比如即時(shí)客流預(yù)測(cè)、短時(shí)客流預(yù)測(cè)、中長(zhǎng)期客流預(yù)?；谀Ｐ蛶?，就可以給實(shí)際的業(yè)務(wù)場(chǎng)景提供支撐作用。

采用熱力圖為主，趨勢(shì)圖為輔的表達(dá)方式對(duì)流向路徑中存在的客流瓶頸區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和展示，對(duì)當(dāng)前客流熱力圖和瓶頸區(qū)的客流情況聯(lián)合分析，可為站務(wù)人員提供瓶頸區(qū)客流疏散的報(bào)警及建議。不斷優(yōu)化客流組織。如遇到突發(fā)性大客流狀況，后臺(tái)可通過無線單兵系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)客流狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以進(jìn)一步作出準(zhǔn)確判斷、啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。其中，應(yīng)急預(yù)案分為高峰、大客流模式，災(zāi)害模式和故障模式3類。

4.2.2 智慧安檢

線路級(jí)安防管理平臺(tái)作為智慧安檢的管理與服務(wù)中心，是整個(gè)智慧安檢的核心部分。對(duì)于站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用的服務(wù)支撐與運(yùn)維管理能力。通過在停車場(chǎng)構(gòu)建14號(hào)線安檢管理與服務(wù)中心，強(qiáng)有力的支撐了各個(gè)站點(diǎn)、安檢點(diǎn)的快速安檢、智慧安檢、人物統(tǒng)檢的安檢業(yè)務(wù)應(yīng)用。

車站安檢點(diǎn)作為智慧安檢的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部分，是智慧安檢業(yè)務(wù)應(yīng)用的主要實(shí)體。利用智慧安檢提供的智能檢人、智能檢物系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有進(jìn)站乘客及物品的安全檢查，以及異常行為、違禁物品的告警提醒與現(xiàn)場(chǎng)處置能力。圖4所示為智慧安檢的現(xiàn)場(chǎng)圖。

（1）線路級(jí)安檢監(jiān)控功能。線路級(jí)安檢監(jiān)控主要是基于視頻分析、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，構(gòu)建復(fù)用性強(qiáng)、擴(kuò)展性高的安檢管控與服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過綜合全線各站點(diǎn)的安檢人員信息、安檢告警信息、違規(guī)處置信息和安檢基礎(chǔ)資源信息等，提供安檢系統(tǒng)態(tài)勢(shì)統(tǒng)計(jì)分析、事件管理處置、安檢遵從信用評(píng)估分析、安檢設(shè)施資源管理，以及安檢系統(tǒng)業(yè)務(wù)參數(shù)的配置管理能力等。

通過線路級(jí)安檢監(jiān)控功能可實(shí)現(xiàn)安檢監(jiān)控管理、安檢信息查詢、安檢事件標(biāo)簽應(yīng)用、安檢數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、全線各站點(diǎn)基本信息管理、安檢點(diǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和安檢系統(tǒng)運(yùn)維管理等功能。

（2）線路級(jí)安防平臺(tái)功能。為滿足《城市軌道交通公共安全防范系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T51151-2016）對(duì)安防集成平臺(tái)功能要求，本線設(shè)置安防集成平臺(tái)。安防集成平臺(tái)采用軟件模塊獨(dú)立、硬件服務(wù)器整合的方式集成于綜合運(yùn)管平臺(tái)。

綜合運(yùn)管平臺(tái)（含安防平臺(tái)）獨(dú)立于既有綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)，在既有集成互聯(lián)各系統(tǒng)基礎(chǔ)上，安檢系統(tǒng)接入車站級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)，場(chǎng)段安防系統(tǒng)接入線路級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)。最終實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一監(jiān)管、協(xié)同和聯(lián)動(dòng)。將安防、消防系統(tǒng)與運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)系統(tǒng)共同建立在一個(gè)融合平臺(tái)之上，有利于智能化、自動(dòng)化、整體化的應(yīng)急操作和處置。智慧安防功能包括綜合監(jiān)測(cè)、應(yīng)急處置、智能電子巡更、單兵系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)和訪客可視化管理等。

4.3 服務(wù)于維保

4.3.1 設(shè)備智慧管家

設(shè)備智慧管家系統(tǒng)根據(jù)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)維特點(diǎn)，結(jié)合全線受監(jiān)視的機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，增加機(jī)電設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)分析處理模塊，從而可以對(duì)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，以及診斷分析其可能或者已經(jīng)發(fā)生的故障，同時(shí)由車站級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)將數(shù)據(jù)分析結(jié)果上傳至停車場(chǎng)綜合維修管理平臺(tái)，由該平臺(tái)完成修保養(yǎng)計(jì)劃的安排和維修工單派發(fā)等工作，從而更好地進(jìn)行信息化管理的維護(hù)。系統(tǒng)架構(gòu)如下：在機(jī)電設(shè)備的維護(hù)維修過程中，后臺(tái)工作人員可以通過手機(jī)電腦客戶端、電視墻大屏等方式獲取現(xiàn)場(chǎng)圖像，實(shí)時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行溝通?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員全部配備無線單兵系統(tǒng)設(shè)備，從而便于統(tǒng)一接受指揮后臺(tái)的管理。設(shè)備管家系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖5所示。

4.3.2 車站級(jí)設(shè)備維修功能

車站級(jí)設(shè)備維修功能包括，統(tǒng)計(jì)設(shè)備累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，并根據(jù)設(shè)備保養(yǎng)要求，對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)提供建議提示。根據(jù)相關(guān)機(jī)電設(shè)備的平均使用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)主備用設(shè)備自動(dòng)切換運(yùn)行，從而延長(zhǎng)此類設(shè)備的使用壽命。通過趨勢(shì)診斷和壽命診斷等方式，實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)的故障智能診斷功能，包括對(duì)基于電氣特性的設(shè)備隱患預(yù)警分析功能，在設(shè)備電氣特性出現(xiàn)異常波動(dòng)、突變、趨勢(shì)變化時(shí)，及時(shí)預(yù)警;對(duì)具備基本診斷條件的設(shè)備提供預(yù)警功能（狀態(tài)修功能）、提供預(yù)防性維修相關(guān)功能。還具備設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)和健康度分析功能，輔助實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修和預(yù)防修。

4.3.3 線路級(jí)設(shè)備維修功能

（1）維修支持功能。維修支持功能包括，監(jiān)視車站受控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)和故障報(bào)警信息，將監(jiān)視到的信息圖形化顯示的跨專業(yè)設(shè)備狀態(tài)綜合監(jiān)督展示功能;統(tǒng)計(jì)車站和區(qū)間設(shè)備的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，并根據(jù)設(shè)備保養(yǎng)要求，對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)提供建議提示;根據(jù)有關(guān)機(jī)電設(shè)備的平均使用時(shí)間，實(shí)現(xiàn)主備用設(shè)備自動(dòng)切換運(yùn)行，從而延長(zhǎng)此類設(shè)備（如各種水泵等）的使用壽命;可遠(yuǎn)程自動(dòng)控制冷水機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，統(tǒng)計(jì)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，調(diào)整冷水機(jī)組的啟動(dòng)次序，均衡設(shè)備運(yùn)行時(shí)間;構(gòu)建車站受控對(duì)象（電力及機(jī)電設(shè)備）維護(hù)管理數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)受控對(duì)象設(shè)備的全信息管理;采用趨勢(shì)診斷和壽命診斷等方式，對(duì)具備基本診斷條件的設(shè)備提供狀態(tài)預(yù)警功能（狀態(tài)修功能）、提供預(yù)防性維修相關(guān)功能;風(fēng)機(jī)軸溫軸振動(dòng)診斷、扶梯的智能監(jiān)測(cè)及診斷功能、站臺(tái)門智能診斷等。

（2）綜合智能分析功能。綜合智能分析功能包括，跨專業(yè)的故障智能診斷，基于電氣特性的設(shè)備隱患預(yù)警分析，在設(shè)備電氣特性出現(xiàn)異常波動(dòng)、突變、趨勢(shì)變化時(shí)，及時(shí)預(yù)警;對(duì)設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)和健康度分析，輔助實(shí)現(xiàn)狀態(tài)修和預(yù)防修;可進(jìn)行運(yùn)維聯(lián)動(dòng)分析，與綜合監(jiān)控主體系統(tǒng)進(jìn)行智能聯(lián)動(dòng)分析，為動(dòng)態(tài)智慧調(diào)度提供維護(hù)建議和支持。

（3）支持基于三維建筑模型的設(shè)施設(shè)備運(yùn)維管理。綜合運(yùn)管平臺(tái)系統(tǒng)可以通過與三維建筑模型的接口，支持基于三維建筑模型的設(shè)施設(shè)備運(yùn)維管理，包括集成對(duì)設(shè)備的搜索、查閱、定位等功能，通過點(diǎn)擊三維建筑模型中的設(shè)備，可以查閱當(dāng)時(shí)此設(shè)備的狀態(tài)信息;可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備信息生命周期進(jìn)行管理，通過在管理界面中搜索設(shè)備名稱，或者描述字段，查詢所有相應(yīng)設(shè)備設(shè)施在虛擬建筑中的準(zhǔn)確定位和系統(tǒng)維護(hù)人員和各相關(guān)部門可以通過平臺(tái)提供的客戶端查詢各個(gè)系統(tǒng)功能模塊的工作狀態(tài)和監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)時(shí)共享信息，協(xié)同對(duì)工程出現(xiàn)的異常狀態(tài)做出及時(shí)科學(xué)決策。

（4）功能子模塊及其功能。線路級(jí)綜合運(yùn)管平臺(tái)利用接入的各機(jī)電專業(yè)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)營(yíng)組織結(jié)構(gòu)，分別針對(duì)供電工班、機(jī)電工班、通號(hào)工班等打造相應(yīng)的運(yùn)維管理模式，從而實(shí)現(xiàn)綜合維修管理功能。功能子模塊包括，運(yùn)維管理、計(jì)劃管理、標(biāo)準(zhǔn)管理、故障管理、狀態(tài)管理、專業(yè)維修系統(tǒng)管理、設(shè)備信息查詢、移動(dòng)端點(diǎn)巡檢維護(hù)子系統(tǒng)、移動(dòng)端維修支持子系統(tǒng)、移動(dòng)端快速報(bào)修與遠(yuǎn)程協(xié)助子系統(tǒng)等。

運(yùn)維管理模塊的功能包含，對(duì)維修任務(wù)的統(tǒng)一管理;針對(duì)設(shè)備日常生產(chǎn)作業(yè)中發(fā)生的設(shè)備隱患的管理;針對(duì)設(shè)備全部故障報(bào)修的匯總處理，對(duì)故障現(xiàn)象、原因、措施進(jìn)行分析;根據(jù)巡檢標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)生成的待執(zhí)行單據(jù)，使用者在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)任務(wù)單進(jìn)行快速回復(fù)處理;維保作業(yè)單、供電工作票、委外維修單、中大修工單、專項(xiàng)修工單、部件維修工單、更新改造工單的管理;對(duì)班組人員的日常排班進(jìn)行排版、調(diào)整、調(diào)休、代班等操作;交接班記錄匯報(bào)與綜合查詢;對(duì)于設(shè)備備件的更換進(jìn)行快速處理;對(duì)員工的工作負(fù)荷和完成情況可以容易的統(tǒng)計(jì)和分析;工單所需備件和物料的庫存信息;綜合查詢管理。計(jì)劃管理模塊的功能包括，年度計(jì)劃預(yù)排：對(duì)于各個(gè)專業(yè)、線路的年度計(jì)劃維修進(jìn)行自動(dòng)化的預(yù)排及預(yù)算;年度計(jì)劃管理：年度計(jì)劃的編制、預(yù)算、執(zhí)行等進(jìn)行管理;月計(jì)劃管理：實(shí)現(xiàn)月度計(jì)劃的申報(bào)排定、審批、實(shí)施、評(píng)價(jià)、歸檔流程化分類管理。標(biāo)準(zhǔn)管理模塊可以按照專業(yè)、線路等維度，對(duì)于設(shè)備的巡檢、檢修、保養(yǎng)、試驗(yàn)等進(jìn)行統(tǒng)一管理。

故障管理模塊根據(jù)故障各專業(yè)屬性，形成專業(yè)專屬故障臺(tái)帳、故障分析圖表和報(bào)告;線路資產(chǎn)設(shè)備突發(fā)故障的維修工作（臨修）由運(yùn)營(yíng)企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)所含的突發(fā)事件應(yīng)急處理系統(tǒng)進(jìn)行觸發(fā)和管理;匯總收集各類資產(chǎn)的故障信息，并能依據(jù)故障發(fā)生的規(guī)律，合理安排預(yù)防性維修，預(yù)判典型資產(chǎn)的劣化趨勢(shì)，提高資產(chǎn)的可靠度。狀態(tài)管理模塊集成綜合監(jiān)控等系統(tǒng)中的自動(dòng)采集報(bào)警數(shù)據(jù)，并且對(duì)于報(bào)警信息進(jìn)行閉環(huán)處理，并且可以根據(jù)集成和存儲(chǔ)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)、離線檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)，形成對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全面記錄存儲(chǔ)，進(jìn)行綜合利用分析。專業(yè)維修系統(tǒng)管理模塊可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電、通信信號(hào)、土建線路、供電各專業(yè)維護(hù)管理。設(shè)備信息查詢模塊可以對(duì)于資產(chǎn)綜合信息查詢提供多種查詢手段，資產(chǎn)臺(tái)帳信息涉及的基本靜態(tài)信息和商務(wù)信息，以及在各類維修業(yè)務(wù)處理中生成的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行查詢，以設(shè)備為對(duì)象建立多維度的查詢角度，對(duì)設(shè)備全生命周期的信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)查詢。

移動(dòng)端點(diǎn)巡檢維護(hù)子系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化、科學(xué)化、網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)備管理辦法，它通過遠(yuǎn)程抄表、實(shí)時(shí)上傳，抄表數(shù)據(jù)異常報(bào)警等方式，以供地鐵運(yùn)營(yíng)相關(guān)專業(yè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)掌握，以降低設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，保障地鐵的運(yùn)營(yíng)安全。移動(dòng)端維修支持子系統(tǒng)可以參照運(yùn)營(yíng)各個(gè)專業(yè)的維修規(guī)程、操作規(guī)程和安全作業(yè)規(guī)范，為實(shí)現(xiàn)維修的全面控制、管理和指導(dǎo)，規(guī)范維修行為，確認(rèn)維修效果，建立系統(tǒng)化的具有實(shí)時(shí)處理機(jī)制的維修管理子系統(tǒng)，其中包含計(jì)劃管理、計(jì)劃維修執(zhí)行、檢修評(píng)價(jià)表、全線檢修情況統(tǒng)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程查詢。

移動(dòng)端快速報(bào)修與遠(yuǎn)程協(xié)助子系統(tǒng)的功能包括，操作人員根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)情況采集故障信息，可將與故障設(shè)備相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)視頻、照片，發(fā)生故障的文本描述，通過該界面上報(bào)報(bào)修信息至綜合維修管理平臺(tái)。在設(shè)備故障時(shí)，通過現(xiàn)場(chǎng)人員的作業(yè)及實(shí)際情況，通過視頻、語音、文字、圖片等方式進(jìn)行溝通、協(xié)助、遠(yuǎn)程指揮。移動(dòng)端支持錄制視頻、錄制語音、文字、拍攝圖片等匯報(bào)方式，并上送至平臺(tái)。該功能作為維修作業(yè)過程中溝通的輔助手段，強(qiáng)化溝通效率及直觀展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)情況。

4.3.4 能耗管理

（1）能源管理平臺(tái)。綜合運(yùn)管平臺(tái)通過ISCS與通信管理主機(jī)、PSCADA、高壓電表等的接口獲取本站電能數(shù)據(jù)，通過BAS系統(tǒng)獲取智能水表及節(jié)能系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在綜合運(yùn)管平臺(tái)上綜合這些數(shù)據(jù)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)耗能進(jìn)行分析總結(jié)。對(duì)耗能數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行指標(biāo)化顯示，獲取能耗不正常的數(shù)據(jù)和設(shè)備，并對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，車站的能耗分析圖如圖6所示。

能耗管理功能包括：采集存儲(chǔ)數(shù)據(jù)功能，采集智能電表的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類;采集智能水表用水量數(shù)據(jù);在HMI上實(shí)時(shí)顯示能耗參數(shù);對(duì)任意時(shí)間段能耗參數(shù)的歷史曲線進(jìn)行顯示;根據(jù)相關(guān)要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、計(jì)算;按照一定的時(shí)段對(duì)計(jì)算能耗數(shù)據(jù)和均值;對(duì)一定時(shí)段的耗能累計(jì)值用棒直圖進(jìn)行顯示;對(duì)能耗模擬量的變化狀態(tài)通過趨勢(shì)曲線顯示;對(duì)分類、分項(xiàng)、能耗的比例以餅圖顯示;能對(duì)比不同節(jié)能模式下的能耗對(duì)比，并提出優(yōu)化運(yùn)行的策略。

（2）風(fēng)水節(jié)能。綜合運(yùn)管平臺(tái)可以調(diào)用ISCS系統(tǒng)功能，通過BAS系統(tǒng)的節(jié)能策略，對(duì)空調(diào)冷水系統(tǒng)的冷水機(jī)組投入臺(tái)數(shù)、二通調(diào)節(jié)閥開度、公共區(qū)空調(diào)機(jī)組風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到運(yùn)營(yíng)對(duì)環(huán)境的需要;可以對(duì)通風(fēng)空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)訂制專用的HMI，并能結(jié)合能源管理功能與環(huán)境監(jiān)測(cè)功能對(duì)通風(fēng)空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)提出運(yùn)行參數(shù)設(shè)定建議。

同時(shí)，為提升供水系統(tǒng)的管理水平，優(yōu)化管網(wǎng)運(yùn)行以及減少管網(wǎng)漏損，實(shí)現(xiàn)對(duì)車站用水的實(shí)時(shí)控制和精細(xì)化管理，給排水專業(yè)在關(guān)鍵用水節(jié)點(diǎn)處：市政生產(chǎn)生活給水引入總管、各處衛(wèi)生間給水總管、冷卻塔補(bǔ)水管、冷水機(jī)房補(bǔ)水管等，設(shè)置智能遠(yuǎn)傳水表。將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸至綜合運(yùn)管平臺(tái)上，通過系統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行收集、整合、分析和處理，建立各個(gè)環(huán)節(jié)的相互規(guī)約模型，分析各生產(chǎn)、生活環(huán)節(jié)水量的使用情況、對(duì)比每天、每周、每月、每年的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車站用水的實(shí)時(shí)控制和精細(xì)化管理，達(dá)到規(guī)范管理、節(jié)能降耗的目的。

綜合運(yùn)管平臺(tái)還可以調(diào)用ISCS系統(tǒng)功能，通過風(fēng)水聯(lián)動(dòng)軟件模塊對(duì)車站的環(huán)境參數(shù)、空調(diào)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備能耗變化及室內(nèi)負(fù)荷等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視與預(yù)測(cè)，利用系統(tǒng)模型與控制策略實(shí)現(xiàn)環(huán)控空調(diào)設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而充分利用設(shè)計(jì)余量、關(guān)站前余冷及室外冷量來節(jié)約冷量供應(yīng)，平衡站內(nèi)熱量波動(dòng)，達(dá)到空調(diào)系統(tǒng)安全、舒適、高效、節(jié)能運(yùn)營(yíng)的目的。

5 結(jié)語

智慧地鐵的線路級(jí)架構(gòu)在國內(nèi)城市地鐵尚屬首次嘗試，我院在調(diào)研當(dāng)前交通各行業(yè)的智慧交通架構(gòu)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，結(jié)合西安市地鐵運(yùn)維人員的需求，對(duì)西安地鐵14號(hào)線的智慧地鐵進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計(jì)，難免存在各種不足，但仍然不失是新的試點(diǎn)，可為以后的城市智慧地鐵提供一些經(jīng)驗(yàn)。

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