丁茂廷 趙有明 柯在田

1.國能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北肅寧 062350；2.中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，北京 100081

隨著新一輪科技革命快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)創(chuàng)新取得重大突破。2017年國際重載大會(huì)首次提出了“國際重載4.0”理念，指出未來世界重載技術(shù)將進(jìn)一步向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展。將大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與重載鐵路工務(wù)設(shè)備運(yùn)維深度融合，搭建現(xiàn)代化數(shù)字網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值提升重載鐵路工務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備檢測(cè)監(jiān)測(cè)可靠性和智能化水平，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)修和精準(zhǔn)修，提高維護(hù)效率降低運(yùn)維成本，成為工務(wù)智能運(yùn)維的研究發(fā)展方向。

近10年來，大數(shù)據(jù)、BIM、5G等技術(shù)在歐美國家鐵路得到了較為廣泛的應(yīng)用，在基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與維護(hù)、運(yùn)營管理、乘務(wù)管理等方面得到了重要的應(yīng)用［1］。德國鐵路通過規(guī)劃建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了包括經(jīng)營狀況、設(shè)備故障分析等精益分析功能在內(nèi)的數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用平臺(tái)［2］。美國貨運(yùn)鐵路啟動(dòng)了資產(chǎn)健康戰(zhàn)略計(jì)劃（Asset Health Strategic Initiative，AHSI），AHSI編輯和分析由各個(gè)鐵路公司分別收集和存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)，并由此解決行業(yè)內(nèi)最關(guān)鍵的鐵路設(shè)備管理與維護(hù)問題［3］。瑞典鐵路運(yùn)用管理數(shù)百個(gè)不同的數(shù)據(jù)源，基于大量軌道狀態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)，評(píng)估基礎(chǔ)設(shè)施的整體狀態(tài)、維護(hù)情況、資金支出等［4］。

中國國家鐵路集團(tuán)有限公司于2018年啟動(dòng)智能高速鐵路戰(zhàn)略研究，完成了中國智能高速鐵路頂層設(shè)計(jì)，形成了智能高速鐵路體系架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)體系，完成鐵路大數(shù)據(jù)成套技術(shù)應(yīng)用體系攻關(guān)［5］及智能京張高鐵、智能京雄高鐵和浩吉鐵路等示范工程。國家能源集團(tuán)在十四五發(fā)展規(guī)劃中明確提出以“智能運(yùn)輸、精準(zhǔn)運(yùn)輸、高效運(yùn)輸”為導(dǎo)向，以“保安、提效、降本、減人、可持續(xù)發(fā)展”為目標(biāo)，以重載鐵路智能運(yùn)輸創(chuàng)新為主攻方向，圍繞智能運(yùn)營、智能裝備、智能運(yùn)維、智能管理，開展系統(tǒng)、裝備發(fā)展規(guī)劃研究，依照“需求引領(lǐng)，高效適用”總體思路，構(gòu)建智慧重載鐵路技術(shù)體系。

朔黃鐵路近10年的信息化建設(shè)，已積累28套信息化系統(tǒng)，分別管理了檢測(cè)監(jiān)測(cè)、施工維修等信息，使用了道岔監(jiān)測(cè)、斷軌監(jiān)測(cè)等大量監(jiān)測(cè)設(shè)備，初步構(gòu)建了檢測(cè)監(jiān)測(cè)體系。工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)作為智慧重載工務(wù)檢測(cè)監(jiān)測(cè)體系的重要組成部分，基于大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)，快速掌握重載鐵路基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)演變規(guī)律，提高安全風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)判預(yù)知能力，做到超前防控及時(shí)處理和工務(wù)維修資源的科學(xué)配置［6］。針對(duì)重載鐵路的設(shè)備管理特點(diǎn)及需求，采用大數(shù)據(jù)、BIM［7］、GIS［8］、人工智能［9］等先進(jìn)技術(shù)，圍繞智慧重載鐵路［10-12］發(fā)展戰(zhàn)略，采用“平臺(tái)+應(yīng)用”的模式，建立重載鐵路工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)，基于工務(wù)設(shè)備檢測(cè)監(jiān)測(cè)、維修和基礎(chǔ)設(shè)施臺(tái)賬數(shù)據(jù)，深度融合分析挖掘鋼軌、道岔、橋梁等設(shè)備狀態(tài)變化趨勢(shì)和規(guī)律，實(shí)現(xiàn)設(shè)備全壽命故障智能診斷、智能預(yù)警和健康管理全生產(chǎn)閉環(huán)管理，為工務(wù)設(shè)備運(yùn)維提質(zhì)增效。

1 總體架構(gòu)

隨著檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展，朔黃鐵路引入無人機(jī)、北斗監(jiān)測(cè)等新的監(jiān)測(cè)技術(shù)，全面提升了感知能力，而數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)等能力亟待提升，重新建立工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維架構(gòu)（圖1）勢(shì)在必行。

圖1 工務(wù)設(shè)備運(yùn)維總體架構(gòu)

工務(wù)設(shè)備運(yùn)維是以基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備為核心，采用綜合檢測(cè)車、探傷車、隧道檢測(cè)車、橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、邊坡北斗監(jiān)測(cè)、無人機(jī)巡檢、人工檢查等手段對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)進(jìn)行全面的檢測(cè)監(jiān)測(cè)，通過鐵路專用網(wǎng)、4G/5G等移動(dòng)傳輸通道將數(shù)據(jù)匯聚至智能運(yùn)維系統(tǒng)中?？傮w包括檢測(cè)監(jiān)測(cè)對(duì)象、感知層、傳輸層和工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)四部分。該架構(gòu)采用大數(shù)據(jù)、5G、無人機(jī)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的充分融合，建立了數(shù)據(jù)資產(chǎn)平臺(tái)和智能分析平臺(tái)。

檢測(cè)監(jiān)測(cè)對(duì)象涵蓋了鋼軌、道岔、橋梁、隧道、涵洞等主要設(shè)備。感知層主要是利用綜合檢測(cè)車、探傷車等移動(dòng)檢測(cè)裝備，以及無人機(jī)、北斗監(jiān)測(cè)設(shè)備等獲取基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、靜態(tài)監(jiān)測(cè)、空天監(jiān)測(cè)、日常檢查和自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控。傳輸層將采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸送到智能運(yùn)維系統(tǒng)，使用鐵路專用通信網(wǎng)、移動(dòng)4G/5G網(wǎng)、毫米波等技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效安全傳輸。工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)基于檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資源，提供檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的融合分析、健康狀態(tài)評(píng)估與預(yù)測(cè)、智能決策等多方面應(yīng)用。

工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一歸集、存儲(chǔ)、管理和共享，同時(shí)建立算法集成分析服務(wù)平臺(tái)，集成各類設(shè)備狀態(tài)評(píng)估、預(yù)測(cè)、決策類算法和模型，結(jié)合數(shù)據(jù)面向維修提供經(jīng)濟(jì)化、智能化的輔助決策支持。系統(tǒng)按業(yè)務(wù)邏輯劃分為三層：資源層、業(yè)務(wù)層和應(yīng)用層。

1）資源層將工務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)和管理。數(shù)據(jù)范圍包括動(dòng)態(tài)檢測(cè)、靜態(tài)檢測(cè)、人工巡檢等檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，線路、橋梁、隧道等設(shè)備的基礎(chǔ)臺(tái)賬數(shù)據(jù)，年度計(jì)劃、月計(jì)劃、日計(jì)劃、作業(yè)票、作業(yè)驗(yàn)收等施工維修作業(yè)信息，以及GIS信息、BIM信息、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字典等數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一存儲(chǔ)管理。

2）業(yè)務(wù)層進(jìn)行智能分析，為各類模型和算法的執(zhí)行提供輔助支撐。具體包括：數(shù)據(jù)對(duì)外接口服務(wù)管理，算法注冊(cè)、調(diào)度、監(jiān)控和結(jié)果管理，病害錄入、病害分類分級(jí)和病害分析管理，以及健康評(píng)估、病害診斷、運(yùn)維決策、分析預(yù)測(cè)管理。

3）應(yīng)用展示層面向公司、分公司、工隊(duì)等各級(jí)用戶提供數(shù)據(jù)資產(chǎn)可視化、設(shè)備狀態(tài)可視化、數(shù)據(jù)融合分析等數(shù)據(jù)深度挖掘應(yīng)用服務(wù)、安全生產(chǎn)等管理。主要提供線路、道岔、路基、橋梁、隧道等設(shè)備病害預(yù)警分析，設(shè)備狀態(tài)變化趨勢(shì)分析，設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估，輔助維修決策，生產(chǎn)計(jì)劃生成等功能。

2 數(shù)據(jù)架構(gòu)

2.1 與既有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合

朔黃鐵路經(jīng)過多年的發(fā)展已建立了很多檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。從業(yè)務(wù)角度既有系統(tǒng)分為檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備管理、數(shù)據(jù)管理、安全管控、企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、辦公自動(dòng)化（OA）等信息系統(tǒng)。工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)以工務(wù)設(shè)備為核心，根據(jù)一數(shù)一源、一源多用的原則與檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)連通接入設(shè)備動(dòng)態(tài)檢測(cè)、靜態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；與物資系統(tǒng)和人事系統(tǒng)對(duì)接物資庫存以及物資屬性信息、人員信息；通過系統(tǒng)分析、預(yù)測(cè)結(jié)果將預(yù)警報(bào)警類信息推送給安全管控系統(tǒng)。針對(duì)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)據(jù)傳輸過程中采用國密算法進(jìn)行數(shù)據(jù)和消息加密，確保數(shù)據(jù)安全。與既有系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入關(guān)系見圖2。

圖2 與既有系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入關(guān)系

2.2 數(shù)據(jù)架構(gòu)

綜合朔黃重載鐵路既有的和在建的信息化管理系統(tǒng)，結(jié)合本項(xiàng)目新建的工務(wù)檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備及相關(guān)信息系統(tǒng)，共同構(gòu)建本項(xiàng)目工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源。該架構(gòu)（圖3）支持?jǐn)?shù)據(jù)生命周期管理、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)對(duì)外服務(wù)接口規(guī)范化管理。

圖3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

3 業(yè)務(wù)架構(gòu)

工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維管理是以朔黃重載鐵路固定資產(chǎn)投入、運(yùn)營成本優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，對(duì)設(shè)備從入庫、運(yùn)行、維護(hù)到報(bào)廢的全過程進(jìn)行科學(xué)的閉環(huán)管理。結(jié)合GIS、數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，以提升工務(wù)設(shè)備全生命周期價(jià)值為出發(fā)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工務(wù)設(shè)備管理從被動(dòng)維護(hù)到主動(dòng)檢養(yǎng)修和掌握全局轉(zhuǎn)變的一套系統(tǒng)平臺(tái)。

依托朔黃智能運(yùn)維大腦平臺(tái)，研發(fā)工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)，系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)包括：數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、智能決策、平臺(tái)應(yīng)用四個(gè)層次的功能及服務(wù)。其中數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)資源層，智能決策對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)層，平臺(tái)應(yīng)用對(duì)應(yīng)應(yīng)用層。系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)見圖4。

圖4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)

1）平臺(tái)應(yīng)用。平臺(tái)應(yīng)用包括工務(wù)設(shè)備數(shù)字化智能管理、檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一體化管理、工務(wù)安全生產(chǎn)管理、狀態(tài)評(píng)估與運(yùn)維決策及環(huán)境監(jiān)測(cè)管理5大類應(yīng)用，共計(jì)60多項(xiàng)系統(tǒng)功能及服務(wù)。實(shí)現(xiàn)了工務(wù)設(shè)備精細(xì)化管理、檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一融合管理和安全共享、設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)和輔助生產(chǎn)決策，以及工務(wù)生產(chǎn)全流程管理。

2）融合分析與智能決策?；诠?wù)設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)運(yùn)維業(yè)務(wù)，系統(tǒng)提供多種智能化專業(yè)分析算法和計(jì)算模型。設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)及維修預(yù)測(cè)決策包括：道岔狀態(tài)評(píng)估與決策、軌道單元維修決策、軌道幾何和動(dòng)力學(xué)狀態(tài)評(píng)估、鋼軌廓形輪軌狀態(tài)評(píng)估與分析、道床清篩預(yù)測(cè)與決策、大機(jī)搗固預(yù)測(cè)與決策、鋼軌大修預(yù)測(cè)與決策、軌道狀態(tài)與地質(zhì)雷達(dá)評(píng)估、橋梁損失預(yù)警服務(wù)與狀態(tài)評(píng)估、橋涵劣化狀態(tài)評(píng)估與預(yù)測(cè)、隧道狀態(tài)智能評(píng)估、隧道狀態(tài)預(yù)測(cè)與預(yù)警分析。

系統(tǒng)提供統(tǒng)一的算法分析平臺(tái)，注冊(cè)接入不同專業(yè)的算法和計(jì)算模型，適配不同的語言類型，包括但不限于Python、C++、Java、C#、Matlab等，為朔黃重載鐵路工務(wù)設(shè)備運(yùn)維的智能化提供相應(yīng)的算法分析服務(wù)，實(shí)現(xiàn)朔黃鐵路工務(wù)生產(chǎn)作業(yè)輔助的預(yù)測(cè)預(yù)警與運(yùn)維決策支持。

3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。采用分布式數(shù)據(jù)庫集群和分布式文件系統(tǒng)，按專業(yè)類型和年份合理規(guī)劃結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)規(guī)范和存儲(chǔ)方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的高效性和高可用性。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括：基礎(chǔ)設(shè)施臺(tái)賬、檢測(cè)設(shè)備臺(tái)賬、監(jiān)測(cè)設(shè)備臺(tái)賬、檢修組織機(jī)構(gòu)信息、檢測(cè)缺陷/偏差、監(jiān)測(cè)預(yù)警、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)及巡檢記錄等。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括：日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)、年報(bào)、日志、波形原始文件等。

4）數(shù)據(jù)源。工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源眾多且復(fù)雜，采集的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)主要包括：朔黃鐵路既有多套業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、人工檢查維修巡檢數(shù)據(jù)、檢測(cè)監(jiān)測(cè)智能設(shè)備數(shù)據(jù)等。涉及的數(shù)據(jù)類型有基礎(chǔ)設(shè)施臺(tái)賬數(shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)、結(jié)果分析數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)采集方式為API接口、消息中間件、系統(tǒng)日志等。

4 部署架構(gòu)

工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)部署分為兩部分：前端應(yīng)用；后端應(yīng)用和服務(wù)。前端應(yīng)用包括各類監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和手持終端（移動(dòng)GIS終端）APP。后端應(yīng)用和服務(wù)包括PC端應(yīng)用展示和后臺(tái)服務(wù)。兩者分別部署后通過朔黃鐵路辦公網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)部辦公網(wǎng)通信連接使用。網(wǎng)絡(luò)部署架構(gòu)見圖5。

圖5 網(wǎng)絡(luò)部署架構(gòu)

為保障重載鐵路系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案中結(jié)合重載鐵路現(xiàn)有信息中心內(nèi)網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的需求，建立內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸解決方案。

本系統(tǒng)內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸解決方案由以下三部分構(gòu)成：

1）采用網(wǎng)閘設(shè)備連接內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)。該部分可支持多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，如Http/Https、UDP等，同時(shí)支持多種安全策略并具有一定防火墻的功能，而且具有網(wǎng)閘支持軟/硬網(wǎng)絡(luò)控制功能。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)受到安全威脅時(shí)，可根據(jù)情況通過網(wǎng)閘控制軟件中安全策略和防火墻功能進(jìn)而控制數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)受到嚴(yán)重安全威脅時(shí)可使用網(wǎng)閘物理切斷內(nèi)外網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，保障內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)安全不受外網(wǎng)攻擊影響和破壞。

2）在外網(wǎng)設(shè)置防火墻作為網(wǎng)絡(luò)安全的第一道防線。通過配置可用于阻隔一定的網(wǎng)絡(luò)攻擊，過濾外網(wǎng)數(shù)據(jù)交互請(qǐng)求，并驗(yàn)證請(qǐng)求的有效性。

3）內(nèi)外網(wǎng)放置交換機(jī)。通過使用交換機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)交互壓力增加時(shí)，可以通過負(fù)載均衡進(jìn)行擴(kuò)容。同樣當(dāng)外網(wǎng)用戶請(qǐng)求增大，當(dāng)前移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器不足以支撐現(xiàn)有訪問量時(shí)，可通過負(fù)載均衡使用交換機(jī)進(jìn)行擴(kuò)容，以此應(yīng)對(duì)用戶或業(yè)務(wù)量的增長。

5 功能架構(gòu)

工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)功能架構(gòu)見圖6。系統(tǒng)包括5大子系統(tǒng)模塊：設(shè)備全壽命周期管理、檢測(cè)監(jiān)測(cè)一體化管理、狀態(tài)評(píng)估與運(yùn)維決策、安全生產(chǎn)管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)管理，實(shí)現(xiàn)18個(gè)方面的智能管理，產(chǎn)生55個(gè)工務(wù)運(yùn)維應(yīng)用，提供多項(xiàng)檢測(cè)監(jiān)測(cè)創(chuàng)新技術(shù)。通過工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)共享、海量數(shù)據(jù)分析、全息時(shí)空數(shù)據(jù)深度挖掘、設(shè)備狀態(tài)評(píng)估與決策的一體化管理。

圖6 系統(tǒng)功能架構(gòu)

1）設(shè)備全壽命周期管理

哈哈，自從媽媽生了弟弟之后，我們家又出現(xiàn)了一件大喜事——我家的機(jī)器人小白和我一樣，也有了一個(gè)小弟弟，他的弟弟叫小谷。

在工務(wù)設(shè)備臺(tái)帳精細(xì)化管理的基礎(chǔ)上，完善和記錄一系列的設(shè)備信息，如技術(shù)參數(shù)、維修歷史、技術(shù)資料、圖紙參數(shù)、設(shè)備構(gòu)成、重大缺陷記錄，換件記錄、故障與事故履歷、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，設(shè)備調(diào)撥封存記錄，施工大中修、維修作業(yè)、備件組成、設(shè)備分解關(guān)系、設(shè)備狀態(tài)等信息。這些信息作為設(shè)備全生命周期管理分析的依據(jù)，在設(shè)備下道之后，可以對(duì)設(shè)備的整體使用經(jīng)濟(jì)性、可靠性及其管理成本作出科學(xué)的閉環(huán)管理與評(píng)估分析。

2）檢測(cè)監(jiān)測(cè)一體化管理

實(shí)現(xiàn)接入朔黃重載鐵路工務(wù)既有系統(tǒng)、人工檢查巡檢、檢測(cè)設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和圖紙、視頻、文件等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的全類型、全量、全專業(yè)數(shù)據(jù)，通過將這些零散的數(shù)據(jù)整合在一起，完成從數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)到統(tǒng)一有價(jià)值數(shù)據(jù)的一體化資產(chǎn)管理。

3）狀態(tài)評(píng)估與智能決策

在全面掌握線路、橋隧等設(shè)備結(jié)構(gòu)屬性信息的基礎(chǔ)上，采用大數(shù)據(jù)深度自主學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色預(yù)測(cè)等技術(shù)手段，提出線橋隧設(shè)備狀態(tài)智能評(píng)估和運(yùn)維決策模型，構(gòu)建融合建設(shè)期數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)和周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)等多源數(shù)據(jù)的工務(wù)設(shè)備評(píng)估指標(biāo)體系并形成數(shù)字化評(píng)估算法，建立整治方案知識(shí)庫和輔助維修決策系統(tǒng)的全流程管理服務(wù)體系，構(gòu)建以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為核心的可靠的狀態(tài)評(píng)估預(yù)測(cè)以及經(jīng)濟(jì)的維修決策平臺(tái)，全力打造朔黃安全、高效、經(jīng)濟(jì)的工務(wù)設(shè)備維修智能決策系統(tǒng)。

4）安全生產(chǎn)管理

結(jié)合設(shè)備狀態(tài)評(píng)估結(jié)果和運(yùn)維決策分析，建立計(jì)劃編制、作業(yè)票下發(fā)、實(shí)時(shí)作業(yè)監(jiān)控、質(zhì)量回檢評(píng)價(jià)的全流程數(shù)字化生產(chǎn)閉環(huán)管理。以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，提供同一設(shè)備、同一天窗、同一隱患集中綜合處理策略，減少多次施工協(xié)調(diào)、減少天窗獨(dú)占時(shí)間，集中一次性排除隱患，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)章制度、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、安全規(guī)范、已形成的歷史和作業(yè)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)作業(yè)工時(shí)、物料、機(jī)具、備品備件的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化管理及各作業(yè)數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)管理，達(dá)到工務(wù)設(shè)備檢養(yǎng)修的循環(huán)提升與更佳評(píng)定。

5）環(huán)境監(jiān)測(cè)管理

主要接入視頻監(jiān)控、氣象、粉塵、防災(zāi)等監(jiān)測(cè)信息，實(shí)現(xiàn)朔黃鐵路沿線全時(shí)段、全空間的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控，為安全運(yùn)輸、生產(chǎn)作業(yè)的環(huán)境提供天眼網(wǎng)絡(luò)。

6 結(jié)論

1）工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)作為現(xiàn)代化數(shù)字平臺(tái)，廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、5G通信、人工智能等技術(shù)，充分利用數(shù)據(jù)資源，通過結(jié)合智能學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)等模型，為重載鐵路工務(wù)運(yùn)維智能化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2）實(shí)施精準(zhǔn)的狀態(tài)感知、可靠的狀態(tài)預(yù)測(cè)以及經(jīng)濟(jì)的維修決策，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為核心，提高設(shè)備的自感知、自診斷、自決策能力，全力打造朔黃安全、高效、經(jīng)濟(jì)的重載鐵路工務(wù)運(yùn)維的智能決策支持系統(tǒng)。

3）融合BIM、GIS等技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)空融合的工務(wù)設(shè)備全壽命周期數(shù)字化管理，推進(jìn)工務(wù)設(shè)備由周期修向狀態(tài)修的轉(zhuǎn)變，打造世界領(lǐng)先的綠色、安全、高效、智慧重載鐵路，提升重載技術(shù)裝備智能化水平，為實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)輸、智能控制、智能檢測(cè)監(jiān)測(cè)、智能養(yǎng)護(hù)、智能管理提供有利支撐。