城市轨道交通网轨融合智能运维方案研究

许晓东 陈青云

摘 要：近年来，随着我国城市轨道交通（以下简称“城轨”）工程的快速发展，传统的城轨维保模式逐渐不能适应现代化城轨管理的特点和规律，城轨维保模式的革新成为大势所趋。文章以接触网、轨道、区间隧道结构专业为例，对其维保模式现状及存在问题进行分析，提出基于“专业融合 + 智能运维”的合作维保模式，探究其实施的可行性及具体方案，结果表明其具有优化组织结构、降低人力成本、提高运维效率、深度掌控设备维护主动权、保证运营安全及设备设施的可靠性和稳定性等诸多优势，对城轨维保工作的开展具有一定的借鉴指导意义。

关键词：城市轨道交通;专业融合;智能运维;合作维保模式

中图分类号：U29-3

1 维保调研及存在问题

1.1 维保调研

城轨设备设施的维修保养（简称“维保”）是运营管理的重要环节，直接关系运营安全可靠度和乘客满意度。我国城轨常见的设备设施的维保模式有自主维保和委外维保两大类，其优缺点如表1所示 [1-3]。由于城轨系统庞大而复杂，涉及设备设施众多，故以接触网、轨道、区间隧道结构（简称“网轨结构”）专业为例，对其运营维保模式调研汇总，如表2所示。各专业特性如下[4-7]。

（1）接触网专业。接触网沿线距离长，结构部件数量多，劳动强度大，检修及抢险涉及人员众多，且检修工作都在夜间进行，涉及登高作业，工作风险高。

（2）轨道专业。专业技术性强，需要经验丰富的技工队伍，且都在夜间作业，轨道结构部件数量多，检修及抢险涉及人员众多。此外，焊接作业人员应持有国家铁路主管部门认可的技术机构颁发的“钢轨焊接工操作许可证”。探伤人员应持有铁道部门无损检测人员技术资格鉴定考核委员会颁发的Ⅱ级或以上级别的技术资格证书，并经过钢轨焊缝探伤技术培训方能独立上岗作业[8-11]。

（3）区间隧道结构专业。与区间大量行车设备关系紧密，但工作不连续，自主维保模式下易造成人员闲置，工作量不饱和。根据GB/T 50308-2017《城市轨道交通工程测量规范》[12]和《中华人民共和国测绘法》[13]规定，从事测绘活动的单位应当依法取得相应等级的测绘资质证书。

1.2 存在问题

通过调研发现，对于网轨结构专业，国内运营单位多采用完全委外维保模式，通过充分利用委外单位的技术力量及资源整合优势，减少运营人员投入，达到降低人力成本的目的。但其存在的缺点也很明显：只配备适量委外监管人员，对委外单位技术依赖，无法进行自主技术人才力量的培养。更重要的是，接触网、钢轨、区间隧道结构均是直接影响行车安全的重要设施设备，采用完全委外维保模式，在设备维护的主动权、保证设备的可靠性和稳定性及运营安全上，存在一定的安全风险和不确定因素。

2 “PI&IOM”合作维保模式

随着物联网、大数据、5G、人工智能等先进技术的发展，在新的网络化运营形式下，寻求适合城轨可持续发展的“经济、安全、高效”的新维保模式，追求以最小的资源投入、最佳的配置模式实现综合效益最优化，意义重大。本文以“融合”为核心思想，以科技技术为手段，对传统维保模式进行改良创新，提出了基于“专业融合+智能运维”（简称“PI&IOM”）的合作维保模式，如图1所示。

2.1 “专业融合”思想

网轨结构是贯穿整个线路的线性构筑物，时空分布具有一定的关联性，从其维护工作性质、形式出发，对其维保工作内容进行融合，人员岗位进行复合，可以达到精简人员，优化组织结构，提升资源配置的作用。通过专业融合，对于维保人员素质、经验要求更高。

2.2 “智能运维”应用

通过智慧城轨建设，运用智能检测技术，采用先进的数据采集手段，利用机器把人解放出来，由傳统的以人力为主的运维模式逐步向智能化、自动化的“智能运维”模式转变[14]，提高维保工作效率。

2.3 “自主为主，委外为辅”合作模式

以自主维保为主，委外维保为辅，根据需要，合理进行资源配备。对于技术性较弱的巡检工作，可自行配备人员，深度参与维护工作，掌握设备状态，同时培养技术力量、进行人才储备;对于技术性强的专项检测和维修工作，运营单位技术力量不足，可借助委外单位技术力量予以补充[15-16]，确保城轨各系统设备的可靠性和稳定性，保障城轨运营安全。

3 方案研究

3.1 专业融合方案

网轨结构专业按照其维保内容和主要形式进行融合，具体融合方案如表3所示。

（1）网轨结构巡检专业性不强，工作形式相似，都分为外观状态巡视、静态检测、动态检测，区间分布相近，可将其工作进行融合，配备智能化设备，降低人员工作强度，采取自主维保模式。运营单位可深度参与设备维护工作，有利于掌握设备状态，保证设备的可靠性、稳定性，保障城轨运营安全。

（2）网轨结构专项检测、养护维修专业性较强，需配备专业维修检测设备，且运营初期技术力量不足，采取委外维保模式。可充分利用委外单位资源优势对运营初期技术力量不足进行补充，减少大型维保设备配备。此外，巡检维护员作为委外监管人员应比传统专职监管人员更加深入现场，了解现场。

3.2 智能运维方案

通过智能机器人、智能设备的运用，将人的工作量、劳动强度降低，同时对管理模式进行优化，使专业融合更加深入，提高维保工作效率。具体智能运维方案如下。

（1）静态巡检方案[17-18]。通过智能巡检机器人（图 2）进行巡检，能够有效代替人工对接触网几何参数、技术参数等进行智能识别，发现钢轨伤损、扣件异常、感应板移位等各种缺陷，满足高效率、高精度、低成本要求。

（2）动态检测方案[19]。线路综合检测列车通过加设一些设施设备，对线路轨道、接触网、隧道周边结构等影响列车行驶的安全指标和相关信息进行实时监测，并具备时空同步定位、数据传输、分析功能，线路综合检测列车如图3所示。

（3）信息化平台建设[20-23]。开发应用城轨运维系统，实现台账的电子化、工单流转的数字化、业务流程的信息化。信息化管理系统的应用解决了城轨传统运维方式工作效率低下、维修针对性不强、派工方式落后及管理考核困难等诸多问题，其信息化平台架构如图 4所示。

3.3 运作方案

网轨结构巡检监管工班负责网轨结构日常巡检维护保养，深入掌握设备的日常状态，确保设备的可靠性和稳定性。同时，根据设备实际情况和规程要求，组织委外单位进场维修保养，对委外单位工作进行监管、验收、考核[24-25]。网轨结构巡检监管工班人员职责及人才来源方式如表4所示。

3.4 存在问题及建议

（1）传统维保模式下，人员来源比较单一，容易进行责任鉴定，本文提出的“PI&IOM”合作维保模式，人员来源多元，需要进一步细化责任划分，通过实际实施过程对其进行不断完善优化，不断提升协同工作、应急抢险能力。

（2）智能运维应用必然带来智能巡检设备自身维保工作这个新的问题。通过调研发现，智能巡检设备的质保期一般为3年，保修期为8年，智能设备的使用寿命也在8年左右，可在招标文件中说明，把智能设备维保工作交由设备厂家负责。

4 结语

随着城轨的快速发展，线路的不断扩张，传统运维模式弊端越来越明显，在新的网络化运营形势下，如何实现最佳的资源配置模式，实现综合效益的最优化，积极规避风险，保障城轨运营安全可靠，是城轨可持续发展的关键。本文从实际出发，以国内接触网、钢轨、区间隧道结构专业为例，分析了网轨结构专业传统维保模式现状及存在的问题，在传统维保模式基础上，提出“PI&IOM”合作维保模式及其实施方案，可为城轨维保发展提供一种新的思路。

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收稿日期 2020-03-12

責任编辑 宗仁莉