路瑤，雷銀亮，徐培麗，唐玉強

（1.北京市軌道交通運營管理有限公司，北京 102412；2.國家鐵路局裝備技術(shù)中心，北京 100070）

0 引言

我國軌道交通車輛裝備因大體量、多品種、多型號、長運營里程等特征，將會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)資源。以北京市軌道交通為例，擁有四家地鐵運營商，涉及車型包括4輛編組、6輛編組、8輛編組的A型車、B型車、市域城際列車等多種車型，其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量尤其龐大，采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理手段，根本無法應(yīng)對如此量級數(shù)據(jù)的實時處理，更無法挖掘內(nèi)在的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)價值。因此，伴隨全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，借助大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等先進信息手段，建成基于大數(shù)據(jù)云平臺的軌道交通車輛裝備遠程運維服務(wù)新模式，對降低運營成本、減少技術(shù)人員的維護成本、提高運維故障處置效率、縮短檢修時間和延長檢修周期等方面具有巨大的促進作用。

1 建設(shè)目標及內(nèi)容

建成基于大數(shù)據(jù)云平臺的軌道交通車輛裝備遠程運維服務(wù)新模式，應(yīng)包括三個部分，一是如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與融合，二是建設(shè)大數(shù)據(jù)云平臺與數(shù)據(jù)分析挖掘系統(tǒng)，三是建設(shè)遠程運維服務(wù)系統(tǒng)，最終實現(xiàn)配件服務(wù)、裝備維修、遠程指導(dǎo)、技術(shù)資料、服務(wù)培訓(xùn)、增值服務(wù)等方面管理。

2 實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與融合的途徑

2.1 數(shù)據(jù)采集體系建設(shè)

數(shù)據(jù)采集主要實現(xiàn)本市內(nèi)的軌道交通車輛裝備相關(guān)數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)包括：產(chǎn)品運營數(shù)據(jù)、用戶產(chǎn)品運維數(shù)據(jù)。產(chǎn)品運營數(shù)據(jù)包括車載數(shù)據(jù)（如車輛運行參數(shù)、故障代碼、性能參數(shù)）、環(huán)境數(shù)據(jù)（如線路信息、氣候信息）等。用戶產(chǎn)品運維數(shù)據(jù)包括用戶運維數(shù)據(jù)、現(xiàn)場檢修維護數(shù)據(jù)等，需要研發(fā)搭建軌道交通車輛裝備一體化數(shù)據(jù)傳輸體系，實現(xiàn)車地雙向交互式數(shù)據(jù)傳輸，以實現(xiàn)對遠程運維服務(wù)對象監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集及服務(wù)支撐內(nèi)容的發(fā)送功能。

2.2 產(chǎn)品運營數(shù)據(jù)傳輸體系建設(shè)

將車載無線數(shù)據(jù)傳輸裝置采集的車輛實時運行數(shù)據(jù)、實時故障數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)自診斷數(shù)據(jù)、非實時運行數(shù)據(jù)通過GPRS傳輸?shù)降孛嫦到y(tǒng)。見圖1。

圖1 車載無線數(shù)據(jù)傳輸裝置車地通訊

2.3 用戶產(chǎn)品運維數(shù)據(jù)傳輸體系建設(shè)

基于用戶對軌道交通車輛裝備的檢修、運維、操作等數(shù)據(jù)積累，研究制定用戶產(chǎn)品運維數(shù)據(jù)采集、傳輸標準，為實現(xiàn)軌道交通車輛裝備用戶的檢修、運維、操作等數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)平臺上的采集提供支撐；通過建立MRO系統(tǒng)，在B/S的系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)上，通過FORM、WORK FLOW等技術(shù)，利用便攜式的移動終端設(shè)備實現(xiàn)運維數(shù)據(jù)的快速搜集。

3 建設(shè)大數(shù)據(jù)云平臺與數(shù)據(jù)分析挖掘系統(tǒng)

軌道交通車輛裝備大數(shù)據(jù)云平臺包括大數(shù)據(jù)支撐平臺、大數(shù)據(jù)支撐服務(wù)平臺和大數(shù)據(jù)云平臺安全。

3.1 大數(shù)據(jù)支撐平臺

在大數(shù)據(jù)云平臺建設(shè)中，根據(jù)上層系統(tǒng)部署的需求，云硬件基礎(chǔ)設(shè)施主要從計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源、災(zāi)備資源等層面進行組建。

3.2 大數(shù)據(jù)支撐服務(wù)平臺

大數(shù)據(jù)支撐服務(wù)平臺可提供云中間件與云應(yīng)用的自動化部署，支撐數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用創(chuàng)新。包括基于云計算的開放式數(shù)據(jù)的處理、服務(wù)、開發(fā)，數(shù)據(jù)挖掘分析、機器學(xué)習(xí)、消息處理等大數(shù)據(jù)處理服務(wù)以及集成的第三方產(chǎn)品服務(wù)。

3.3 大數(shù)據(jù)云平臺安全

云平臺安全架構(gòu)如圖2所示，通過構(gòu)建安全池，對機房、基礎(chǔ)設(shè)施、云平臺、終端、接入、安全管理6大類對象，提供針對性的安全防護措施，并對云平臺進行安全評估。通過云安全管理與運維，形成縱深防御的云平臺安全保障體系。

圖2 云平臺安全架構(gòu)

4 建設(shè)遠程運維服務(wù)系統(tǒng)

遠程運維服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的子系統(tǒng)，一般根據(jù)項目的實際實施情況進行補充和完善，這里介紹幾個重點系統(tǒng)。

4.1 遠程運維服務(wù)門戶建設(shè)

建設(shè)軌道交通車輛裝備遠程運維服務(wù)門戶，包括開展虛擬維修維護可視化應(yīng)用，實現(xiàn)檢修工藝文件內(nèi)容的三維可視化、交互化，為車輛檢修信息化、數(shù)字化、智能化建設(shè)提供支撐；提供互聯(lián)網(wǎng)遠程技術(shù)資料支持，實現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)的橫向關(guān)聯(lián)和縱向繼承應(yīng)用；探索基于大數(shù)據(jù)分析的增值服務(wù)，如運營排程優(yōu)化、能耗優(yōu)化、修程優(yōu)化等。

4.2 虛擬維修維護可視化系統(tǒng)建設(shè)

結(jié)合軌道交通車輛裝備檢修工藝內(nèi)容，利用增強現(xiàn)實、虛擬交互、識別響應(yīng)等先進技術(shù)，構(gòu)建軌道車輛裝備虛擬維修維護可視化系統(tǒng)。研發(fā)軌道交通車輛裝備可視化檢修工藝文件，在虛擬維修維護平臺中，利用交互識別技術(shù)，獲得設(shè)備維修操作內(nèi)容，對該設(shè)備結(jié)構(gòu)、維修信息、常見故障、故障處置方法進行培訓(xùn)，通過云端和車載信息交互系統(tǒng)支撐，多重保障維修維護及應(yīng)急故障處置的無障礙應(yīng)用，可實現(xiàn)軌道交通車輛裝備可維護單元檢修的智能化、交互化應(yīng)用。

4.3 遠程技術(shù)資料系統(tǒng)建設(shè)

軌道交通車輛裝備技術(shù)資料服務(wù)平臺應(yīng)實現(xiàn)軌道交通車輛裝備技術(shù)資料編制、管理、發(fā)布和應(yīng)用，有效解決軌道交通車輛裝備技術(shù)資料的一車一冊互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，實現(xiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)的橫向關(guān)聯(lián)和縱向繼承應(yīng)用，為現(xiàn)場維修作業(yè)指導(dǎo)、作業(yè)質(zhì)量控制和產(chǎn)品使用培訓(xùn)等提供有效的互聯(lián)網(wǎng)化遠程技術(shù)資料支持服務(wù)。

4.4 遠程支持中心建設(shè)

建設(shè)軌道交通車輛裝備遠程支持中心，包括開發(fā)多功能指揮系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛運行狀態(tài)實時監(jiān)測、信息資源共享、遠程技術(shù)指導(dǎo)等，開發(fā)遠程協(xié)同系統(tǒng)，通過應(yīng)用智能會議系統(tǒng)實現(xiàn)多人遠程視頻會議、遠程電話會議實現(xiàn)運維故障專家遠程技術(shù)支持，通過可穿戴式通訊設(shè)備實現(xiàn)遠程可視協(xié)同運維服務(wù)。

5 結(jié)語

遠程智能運維系統(tǒng)新模式的開發(fā)應(yīng)用，對保障軌道交通有序、高效的運營具有重要意義，同時將提升軌道交通車輛裝備的智能化程度，提供更舒適的乘坐體驗，對旅客出行、城市軌道交通運營及整個社會都帶來積極的影響。