隨著我國(guó)高速鐵路和城市軌道交通運(yùn)營(yíng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大和“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施,整個(gè)行業(yè)對(duì)于保障運(yùn)營(yíng)安全、提高服務(wù)質(zhì)量及降低運(yùn)營(yíng)成本,開(kāi)始顯現(xiàn)巨大的剛性需求,軌道交通運(yùn)維業(yè)務(wù)日益成為全行業(yè)關(guān)注的新焦點(diǎn)。這給軌道交通運(yùn)維技術(shù)的創(chuàng)新提出了更高的要求,也給軌道交通運(yùn)維產(chǎn)業(yè)開(kāi)辟了極其廣闊的發(fā)展空間,并帶來(lái)了良好的發(fā)展機(jī)遇。在這種環(huán)境下,軌道交通智能運(yùn)維產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生,各界在對(duì)軌道交通智能運(yùn)維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景寄予厚望的同時(shí),也存在一些認(rèn)識(shí)上的差異。
1、軌道交通智能運(yùn)維體系構(gòu)建
運(yùn)維工作的目的
運(yùn)維有運(yùn)行和維護(hù)兩重含義。軌道交通運(yùn)維工作的目的在于:確保軌道交通安全、穩(wěn)定、高效經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營(yíng)。
(1)安全是指系統(tǒng)在風(fēng)險(xiǎn)可控的狀態(tài)下運(yùn)行,保證乘客、公眾與軌道交通工作人員的人身安全,以及運(yùn)輸貨物與軌道交通設(shè)施設(shè)備的完好。
(2)穩(wěn)定是指持續(xù)地向用戶(hù)提供可用、準(zhǔn)確和完善的服務(wù)。
(3)高效經(jīng)濟(jì)是指確保系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效率,以合理的成本和資源投入實(shí)現(xiàn)較高的乘客及貨物周轉(zhuǎn)量,即在確保軌道交通安全運(yùn)行的前提下,以合理的成本完成系統(tǒng)預(yù)定的運(yùn)輸服務(wù)任務(wù)和達(dá)到規(guī)定的服務(wù)指標(biāo)水平。軌道交通作為典型的設(shè)備設(shè)施資產(chǎn)密集型行業(yè),設(shè)備設(shè)施數(shù)量巨大,涉及專(zhuān)業(yè)多。按照規(guī)范的運(yùn)維工作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確保相關(guān)設(shè)備設(shè)施正常、高效地運(yùn)行,是軌道交通安全、穩(wěn)定、高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)的決定性因素。
我國(guó)軌道交通智能運(yùn)維現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
面臨的挑戰(zhàn)
我國(guó)正處于軌道交通大發(fā)展時(shí)期,隨著線(xiàn)網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,面對(duì)人員分布不均、線(xiàn)路個(gè)性化、技術(shù)水平差異化、設(shè)備制式多樣化、客流量持續(xù)攀升、擁擠度超標(biāo)以及需要高效應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的局面,對(duì)設(shè)施和設(shè)備的可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可維修性(Maintainability)和安全性(Safety)(4 者縮寫(xiě)為“ RAMS”)提出了越來(lái)越高的要求。龐大的運(yùn)營(yíng)規(guī)模和復(fù)雜的裝備體系,加上大量設(shè)施設(shè)備的更新改造任務(wù),給軌道交通的運(yùn)維管理帶來(lái)了巨大的壓力和沉重的負(fù)擔(dān)(下圖)。
我國(guó)已開(kāi)通的軌道交通運(yùn)維業(yè)務(wù)大多沿用傳統(tǒng)運(yùn)維模式,其特點(diǎn)有:①多預(yù)防修、故障修,少預(yù)知修;②大量使用人工操作,運(yùn)維效率較低;③運(yùn)維數(shù)據(jù)不夠細(xì)化,頻度不夠高;④缺少處理、分析設(shè)備設(shè)施大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)平臺(tái)和智能化應(yīng)用;⑤業(yè)主不能及時(shí)、透明地管理維保過(guò)程,事后緊急處理情況較多。這既影響服務(wù)質(zhì)量的提高,又會(huì)帶來(lái)安全隱患。隨著后續(xù)更大規(guī)模線(xiàn)路的開(kāi)通運(yùn)營(yíng),依靠傳統(tǒng)的軌道交通運(yùn)維模式已經(jīng)很難滿(mǎn)足行業(yè)快速發(fā)展的需要。例如,2016 年,某地鐵進(jìn)行專(zhuān)業(yè)列車(chē)日檢超18 萬(wàn)次、均衡修6 000 余次、架大修超150 列次;若按目前運(yùn)維模式,至2020 年,每年至少需進(jìn)行列車(chē)日檢40 萬(wàn)次、均衡修10 000 次、架大修700 列次。
目前,地鐵車(chē)輛的維修方式普遍采用庫(kù)內(nèi)人工檢測(cè)的方式,專(zhuān)業(yè)檢修設(shè)備是否齊備,自動(dòng)化程度的高低,以及“人”的因素(如經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)能力、責(zé)任心等)都會(huì)直接影響檢查結(jié)果。因此庫(kù)內(nèi)檢測(cè)存在檢測(cè)方式不精確、不及時(shí)、不全面等弊端。此外,新建線(xiàn)路和更新改造項(xiàng)目會(huì)采用最新技術(shù),這些技術(shù)同既有設(shè)備存在較大差異,從而使人機(jī)關(guān)系產(chǎn)生變化,導(dǎo)致故障率不穩(wěn)定。
創(chuàng)新工作動(dòng)態(tài)
在網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)規(guī)模迅速擴(kuò)大的新形勢(shì)下,軌道交通運(yùn)維管理人員的大量增加和粗放的運(yùn)維管理模式,使得運(yùn)維成本居高不下,并保持上升態(tài)勢(shì)。因此,進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)的單位近些年來(lái)都在嘗試和尋求新的運(yùn)維模式,并開(kāi)展了一些圍繞運(yùn)維智能化的課題研究和技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目,以提高運(yùn)維業(yè)務(wù)水平。其中包括以下典型項(xiàng)目:
(1)高鐵與城市軌道交通車(chē)輛綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā);
(2)基于全壽命周期的關(guān)鍵設(shè)施設(shè)備系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)和智能診斷管理系統(tǒng)課題研究與實(shí)踐;
(3)以預(yù)防性維護(hù)為主的定修機(jī)制向基于可靠性的狀態(tài)維修機(jī)制轉(zhuǎn)變的研究;
(4)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的全壽命周期大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)研究;
(5)基于物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)施設(shè)備故障預(yù)警系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā);
(6)采用生命周期成本(Life CycleCost,LCC)管理對(duì)設(shè)備進(jìn)行全壽命周期成本分析評(píng)估;
(7)列車(chē)安全狀態(tài)在途監(jiān)測(cè)預(yù)警和網(wǎng)絡(luò)化維保系統(tǒng)開(kāi)發(fā);
(8)城市軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施故障預(yù)測(cè)與健康管理系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā);
(9)基于建筑信息模型化(Building InformationModeling,BIM)的設(shè)計(jì)施工運(yùn)維全過(guò)程管理平臺(tái)研發(fā);
(10)地鐵運(yùn)營(yíng)盾構(gòu)隧道承載機(jī)理和破壞機(jī)制研究;
(11)地鐵運(yùn)營(yíng)隧道的智慧監(jiān)控與運(yùn)維;
(12)智能機(jī)器人在地鐵隧道巡檢領(lǐng)域的應(yīng)用;
(13)基于MIoT+BIM+GIS 的橋梁健康監(jiān)測(cè)與管養(yǎng)系統(tǒng);
(14)地鐵橋隧結(jié)構(gòu)運(yùn)維監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用;
(15)移動(dòng)巡檢系統(tǒng)開(kāi)發(fā);
(16)城市軌道交通自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AutomaticFare Collection System,AFC)維修模式優(yōu)化的研究和實(shí)踐;
(17)供電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研發(fā)。
通過(guò)分析這些課題和項(xiàng)目可知,采用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)構(gòu)建綜合信息管理平臺(tái),對(duì)軌道交通的關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施進(jìn)行全生命周期的健康監(jiān)測(cè)和故障智能診斷預(yù)警及成本分析,是業(yè)界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。
創(chuàng)新工作存在的問(wèn)題
目前國(guó)內(nèi)各運(yùn)營(yíng)單位在設(shè)備檢修維護(hù)模式、設(shè)備運(yùn)維管理體系以及整體信息化、自動(dòng)化程度等方面的創(chuàng)新工作都還處于起步階段。智能運(yùn)維管理大多集中在性能管理與故障處理上,距離實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維功能的整合還有一定差距。開(kāi)發(fā)的信息系統(tǒng)各自獨(dú)立,缺乏各系統(tǒng)間互聯(lián)互通的考慮,形成一些“信息孤島”,無(wú)法充分發(fā)揮信息化的整體優(yōu)勢(shì)。從總體上看,存在許多需要深入研究的課題以及需要改進(jìn)的技術(shù)。智能運(yùn)維創(chuàng)新工作面臨如下共性問(wèn)題:
(1)各智能運(yùn)維系統(tǒng)分離建設(shè),缺少頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)一的管理平臺(tái);
(2)不同線(xiàn)路或系統(tǒng)的運(yùn)維綜合管理信息化程度差異大;
(3)企業(yè)智能運(yùn)維管理創(chuàng)新能力不足;
(4)缺乏統(tǒng)一的運(yùn)維管理體系標(biāo)準(zhǔn);
(5)缺乏統(tǒng)一的運(yùn)維管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);
(6)缺乏統(tǒng)一的運(yùn)維管理評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
軌道交通智能運(yùn)維體系建設(shè)思路
智慧軌道交通是智慧城市 體系的重要組成部分
2013年,國(guó)家科技部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)確定國(guó)家 “智慧城市”技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。智慧軌道交通是智慧城市建設(shè)的重要組成部分,需在信息化、大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建。智慧軌道交通作為城市公共交通的骨干,其含義是在軌道交通領(lǐng)域中充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、自動(dòng)控制、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),對(duì)軌道交通管理、運(yùn)輸、公眾出行等領(lǐng)域以及軌道交通建設(shè)管理進(jìn)行全方位全過(guò)程的管控,使軌道交通系統(tǒng)在局部區(qū)域、整個(gè)城市,甚至更大的時(shí)空范圍內(nèi)具備感知、互聯(lián)、分析、預(yù)測(cè)、控制等能力,以充分保障軌道交通安全,發(fā)揮軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施效能,提升軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行效率和管理水平,為公眾的通暢出行和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。
自2018 年7 月1 日起施行的《城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理規(guī)定》(交通運(yùn)輸部令 2018 年第8 號(hào))要求:“應(yīng)當(dāng)建立城市軌道交通智能管理系統(tǒng),對(duì)所有運(yùn)營(yíng)過(guò)程、區(qū)域和關(guān)鍵設(shè)施設(shè)備進(jìn)行監(jiān)管,具備運(yùn)行控制、關(guān)鍵設(shè)施和關(guān)鍵部位監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)管控和隱患排查、應(yīng)急處置、安全監(jiān)控等功能,并實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)單位和各級(jí)交通運(yùn)輸主管部門(mén)之間的信息共享,提高運(yùn)營(yíng)安全管理水平?!?/span>
主要工作內(nèi)容
為了解決軌道交通智能運(yùn)維的問(wèn)題,將傳統(tǒng)的周期性計(jì)劃修轉(zhuǎn)變?yōu)榛跍y(cè)試分析的狀態(tài)修和基于評(píng)估先驗(yàn)的預(yù)知修(下圖),需要采用先進(jìn)的技術(shù),將傳統(tǒng)以人工為主的運(yùn)維管理轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化、信息化的智能監(jiān)測(cè)維護(hù)方式。
具體工作內(nèi)容可以理解為:利用傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、深度與自主學(xué)習(xí)、協(xié)作、分享等技術(shù)手段,搭建智能運(yùn)維管理平臺(tái),實(shí)施精準(zhǔn)的狀態(tài)感知、可靠的狀態(tài)預(yù)測(cè)以及應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”,通過(guò)進(jìn)行流程管理、事件管理、問(wèn)題管理、變更管理、發(fā)布管理、運(yùn)行管理、知識(shí)管理、綜合分析管理,實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)故障處置、駕駛行為評(píng)估、運(yùn)營(yíng)組織管理、列車(chē)能耗管理、設(shè)備健康評(píng)估、設(shè)備安全預(yù)警和數(shù)據(jù)共享等。
業(yè)務(wù)開(kāi)展影響因素
影響軌道交通智能運(yùn)維業(yè)務(wù)開(kāi)展的因素有如下方面:
(1)軌道交通設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)際、國(guó)家、團(tuán)體);
(2)基于項(xiàng)目全生命周期LCC 的軌道交通運(yùn)維體系;
(3)軌道交通系統(tǒng)安全性及維保方法;
(4)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)主體與運(yùn)維專(zhuān)業(yè)服務(wù)市場(chǎng);
(5)智能運(yùn)維技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)。
平臺(tái)架構(gòu)
(1)接入采集。對(duì)于設(shè)備狀態(tài)、工況、維護(hù)保養(yǎng)和外接系統(tǒng),采集設(shè)備全壽命周期的各類(lèi)數(shù)據(jù),打破獨(dú)立感知監(jiān)控的信息孤島格局。
(2)處理存儲(chǔ)。利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù),以及高性能的數(shù)據(jù)接入、處理、存儲(chǔ)技術(shù),建立知識(shí)庫(kù)、模型庫(kù)。
(3)算法分析。運(yùn)用云計(jì)算、人工智能和大數(shù)據(jù)挖掘算法對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘和分析。
(4)智能應(yīng)用。借助移動(dòng)互聯(lián)的大數(shù)據(jù)和可視化軟件,實(shí)現(xiàn)多維可視化智能管理、移動(dòng)應(yīng)用、監(jiān)控報(bào)警以及智能報(bào)表。
例如,某地鐵線(xiàn)路的綜合監(jiān)控系統(tǒng)(IntegratedSupervisory Control System,ISCS)有超過(guò)15 萬(wàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn),日均產(chǎn)生監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)5 億條。某地鐵線(xiàn)路的自動(dòng)列車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)(Automatic Train Supervision,ATS)每天產(chǎn)生的日志平均約在25 萬(wàn)條,一年的數(shù)據(jù)量高達(dá)9 000 萬(wàn)條。依托上述智能運(yùn)維管理平臺(tái),可采集、存儲(chǔ)、分析海量數(shù)據(jù),確保軌道交通運(yùn)營(yíng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
主要功能
(1)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、移動(dòng)過(guò)程管理。包括整合信息孤島,實(shí)時(shí)預(yù)警,生成移動(dòng)工單及進(jìn)行可視化管理。
(2)設(shè)備健康智能管理。包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障管理,智能預(yù)測(cè)及性能衰退分析。
(3)升級(jí)設(shè)備維護(hù)管理。包括消除過(guò)度維修和欠維修的情況,優(yōu)化備件庫(kù)存,減少人員配置,優(yōu)化運(yùn)維方法及運(yùn)維管理,協(xié)調(diào)企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(EnterpriseResource Planning,ERP)、制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)(Manufacturing Execution System ,MES)和客戶(hù)關(guān)系管理系統(tǒng)(Customer Relationship Management,CRM)等各相關(guān)管理系統(tǒng)。
實(shí)施步驟
(1)以項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)營(yíng)為主線(xiàn),進(jìn)行基于大數(shù)據(jù)的智能運(yùn)維管理體系頂層設(shè)計(jì),建立軌道交通網(wǎng)絡(luò)信息管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)核心框架。
(2)打破專(zhuān)業(yè)維護(hù)、系統(tǒng)維護(hù)的傳統(tǒng)體制,將分散且相互獨(dú)立的項(xiàng)目全生命周期的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)(包括:基于BIM 的勘察設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),基于項(xiàng)目信息管理PIM 的工程建設(shè)管理數(shù)據(jù),基于大數(shù)據(jù)云技術(shù)的智能運(yùn)維數(shù)據(jù),基于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RAMS 管理數(shù)據(jù),基于辦公自動(dòng)化系統(tǒng)OA、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)EAM、ERP 等的企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù))按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行串接積累和管控,使其成為能與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)核心框架對(duì)接的獨(dú)立模塊。
(3)采用大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)將上述模塊有機(jī)地組合成綜合管理數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),整合傳統(tǒng)的管理信息數(shù)據(jù)。
智能運(yùn)維管理優(yōu)勢(shì)與效果
實(shí)施智能運(yùn)維管理可以有效提升運(yùn)維管理的智能化程度,有利于增強(qiáng)軌道交通的可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性,提高服務(wù)質(zhì)量和水平,降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本;同時(shí),為實(shí)現(xiàn)智慧城市的宏偉目標(biāo)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。
例如,通過(guò)列車(chē)智能運(yùn)維管理可以對(duì)列車(chē)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與報(bào)警,評(píng)估預(yù)測(cè)列車(chē)的安全狀態(tài),使列車(chē)維保支持功能網(wǎng)絡(luò)化,其優(yōu)勢(shì)與效果如下:
(1)通過(guò)數(shù)字化,簡(jiǎn)化設(shè)備和布線(xiàn);
(2)通過(guò)自動(dòng)智能診斷,提高診斷效率;
(3)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸,無(wú)需人工下載;
(4)通過(guò)預(yù)測(cè)評(píng)估,為狀態(tài)修提供基于RAMS 的數(shù)據(jù)支撐;
(5)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)+,提高資源利用效率;
(6)列車(chē)工況遠(yuǎn)程可視,可進(jìn)行遠(yuǎn)程處置指導(dǎo),因此處置速度快;
(7)易于擴(kuò)展、可充分保護(hù)前期投資,因此擴(kuò)展性好;
(8)可減少列車(chē)購(gòu)置數(shù)量。
2、軌道交通智能運(yùn)維產(chǎn)業(yè)展望
推進(jìn)行業(yè)發(fā)展
軌道交通運(yùn)維智能化將成為我國(guó)智慧經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一。加快軌道交通智能化發(fā)展,一方面有助于推進(jìn)我國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程,另一方面也有助于帶動(dòng)與軌道交通智能化相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展,從而促進(jìn)我國(guó)相關(guān)科技的進(jìn)步。軌道交通作為智慧城市的主要標(biāo)志,其建設(shè)運(yùn)營(yíng)規(guī)模不斷增大,軌道交通智能化系統(tǒng)市場(chǎng)的容量也隨之?dāng)U大,從而推動(dòng)軌道交通智能運(yùn)維行業(yè)向著社會(huì)化、專(zhuān)業(yè)化、智能化的方向健康發(fā)展。
市場(chǎng)前景廣闊
據(jù)行業(yè)保守估計(jì),軌道交通維保市場(chǎng)約占軌道交通裝備市場(chǎng)總規(guī)模的4%。預(yù)測(cè)2020 年鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛維保市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到約2 000 億元。城市軌道交通車(chē)輛及其他機(jī)電系統(tǒng)投資約占總建設(shè)費(fèi)的25%,每年約1 000 億元,其全生命周期的運(yùn)維和更新改造費(fèi)用則更高。保守估計(jì),到2025 年,其運(yùn)維市場(chǎng)規(guī)模也將達(dá)到1 500 億元以上。其中與智能運(yùn)維直接相關(guān)的智能裝備研發(fā)和制造、系統(tǒng)集成、智能運(yùn)維工藝設(shè)計(jì)和第三方服務(wù)業(yè)務(wù)、人力資源、金融資本、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面,即將出現(xiàn)全面發(fā)展的局面。
3、軌道交通技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)
國(guó)家軌道交通技術(shù)創(chuàng)新框架
我國(guó)經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展??萍紕?chuàng)新能夠?yàn)榇颂峁┬碌某砷L(zhǎng)空間、關(guān)鍵著力點(diǎn)和重要支撐,是促進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)升級(jí)、引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)前,從全球范圍看,新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)蓬勃興起,科學(xué)技術(shù)日益成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要力量。面對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn),世界發(fā)達(dá)國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、日本等)均采取政府手段促進(jìn)科技創(chuàng)新,以驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,著重強(qiáng)化基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化研究(應(yīng)用研究)之間的創(chuàng)新薄弱環(huán)節(jié),而構(gòu)建新型創(chuàng)新平臺(tái)是重要舉措之一。
通過(guò)多年努力,我國(guó)軌道交通行業(yè)已初步構(gòu)建了國(guó)家軌道交通技術(shù)創(chuàng)新框架,建成以現(xiàn)代軌道交通國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為代表的一批專(zhuān)業(yè)門(mén)類(lèi)齊全的國(guó)家級(jí)研發(fā)機(jī)構(gòu)。從“十二五”開(kāi)始,國(guó)家有關(guān)部委就提出了關(guān)于建設(shè)“城市軌道交通創(chuàng)新平臺(tái)”的指導(dǎo)意見(jiàn),并開(kāi)展了相關(guān)的組織工作。自2012 年起,中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)組織行業(yè)內(nèi)主要骨干企業(yè)和院校單位機(jī)構(gòu),開(kāi)展城市軌道交通創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)的準(zhǔn)備和研究工作。2014 年,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于請(qǐng)組織申報(bào)城市軌道交通創(chuàng)新能力建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)的通知》(發(fā)改辦高技[2014]2600 號(hào)),并于2016 年3 月份批準(zhǔn)了7 個(gè)國(guó)家級(jí)工程實(shí)驗(yàn)室,即軌道交通系統(tǒng)測(cè)試國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室(含高鐵和地鐵)、軌道交通車(chē)輛系統(tǒng)集成國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室(含高鐵和地鐵)、城市軌道交通數(shù)字化建設(shè)與測(cè)評(píng)技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、城市軌道交通綠色與安全建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、城市軌道交通系統(tǒng)安全與運(yùn)維保障國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、城市軌道交通系統(tǒng)安全保障技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、城市軌道交通列車(chē)通信與運(yùn)行控制國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室(下圖)。
根據(jù)通知和國(guó)家有關(guān)部委批復(fù)意見(jiàn),上述7 個(gè)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室所屬單位已經(jīng)于2017 年共同出資組建了“城軌創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中心有限公司”,將創(chuàng)新平臺(tái)拓展到行業(yè)范圍。目前各實(shí)驗(yàn)室正加緊推進(jìn)平臺(tái)建設(shè),并開(kāi)展與軌道交通建設(shè)和智能運(yùn)維相關(guān)的項(xiàng)目研究。該創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的建成將大大提升我國(guó)軌道交通的技術(shù)創(chuàng)新能力。
城市軌道交通安全與運(yùn)維保障國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室
由廣州地鐵牽頭聯(lián)合7 家單位(北京交通大學(xué)、中南大學(xué)、廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司、北京錦鴻希電信息技術(shù)股份有限公司、株洲中車(chē)時(shí)代電氣股份有限公司、廣州廣電運(yùn)通金融電子股份有限公司、廣州新科佳都科技有限公司)共同申報(bào)的“城市軌道交通系統(tǒng)安全保障國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室”專(zhuān)項(xiàng),于近期正式通過(guò)專(zhuān)家組驗(yàn)收。實(shí)驗(yàn)室多項(xiàng)技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,所形成的技術(shù)研究平臺(tái)及其研究成果為打造軌道上的大灣區(qū)提供創(chuàng)新技術(shù)支撐(下圖)。
城市軌道交通系統(tǒng)安全保障國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室智能運(yùn)維管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。該平臺(tái)有如下功能:①在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與離線(xiàn)監(jiān)測(cè);②實(shí)景驗(yàn)證與仿真分析;③數(shù)據(jù)挖掘與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估。
目前,實(shí)驗(yàn)室采取“1+7+N”建設(shè)模式,整合全產(chǎn)業(yè)鏈,已實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)成果轉(zhuǎn)化,并銷(xiāo)售出一批產(chǎn)品。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi),可轉(zhuǎn)化為每年數(shù)億元的市場(chǎng)銷(xiāo)售額。近期,上海軌道交通車(chē)輛智能運(yùn)維國(guó)家示范工程項(xiàng)目也正式啟動(dòng)。該項(xiàng)目的實(shí)施,以及后續(xù)形成的相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和運(yùn)營(yíng)組織管理體系,將有力提升城市軌道交通行業(yè)的創(chuàng)新能力和運(yùn)營(yíng)水平,并且?guī)?dòng)一批企業(yè)的發(fā)展以及培養(yǎng)一批創(chuàng)新型領(lǐng)軍人才。
4、思考與建議
產(chǎn)業(yè)鏈合作
目前,行業(yè)內(nèi)各軌道交通由于建設(shè)進(jìn)程不同,對(duì)智能運(yùn)維業(yè)務(wù)的認(rèn)識(shí)也存在較大差異。因此,一些在單個(gè)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)或有限的數(shù)個(gè)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)開(kāi)展的智能運(yùn)維項(xiàng)目研究和實(shí)踐出現(xiàn)不同技術(shù)水準(zhǔn)的重復(fù)開(kāi)發(fā)現(xiàn)象;同時(shí),由于缺乏全局性考慮,研究成果也很難大面積推廣應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。要打造完善的軌道交通智能運(yùn)維產(chǎn)業(yè)體系,需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的各方攜手合作,共同推動(dòng)智能運(yùn)維業(yè)務(wù)的進(jìn)步。
首先,應(yīng)由政府、行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭,各有關(guān)方參與,在智慧城市、智慧交通的大框架下進(jìn)行頂層設(shè)計(jì),制定智能運(yùn)維相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。近期,城市軌道交通協(xié)會(huì)牽頭編制《智慧城軌信息技術(shù)規(guī)范》。該技術(shù)規(guī)范覆蓋城市軌道交通各種制式及其全生命周期的各個(gè)階段,可為制定各種運(yùn)輸制式信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供指導(dǎo),為統(tǒng)籌全行業(yè)、全信息化的規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。
其次,由運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)營(yíng)單位根據(jù)軌道交通全生命周期運(yùn)營(yíng)的實(shí)際需要,提出切合實(shí)際的用戶(hù)需求。設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)頂層設(shè)計(jì)和用戶(hù)需求,規(guī)劃智能運(yùn)維體系的架構(gòu),將以計(jì)劃修和故障修為主的模式轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)修和預(yù)知修模式,并且統(tǒng)一系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)。智能運(yùn)維裝備生產(chǎn)廠(chǎng)家按照運(yùn)維需求和統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和智能系統(tǒng)集成等。
智能運(yùn)維技術(shù)創(chuàng)新中心
為了推進(jìn)智能運(yùn)維產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,建議在各國(guó)家實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)的示范工程中,選擇有較好市場(chǎng)發(fā)展前景的項(xiàng)目,打造由政府、企業(yè)、學(xué)校、科研、資本、運(yùn)營(yíng)多方參與的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新中心或?qū)嶓w,推進(jìn)智能運(yùn)維相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策
建議政府有關(guān)部門(mén)和行業(yè)協(xié)會(huì),根據(jù)軌道交通智能運(yùn)維行業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展需求,在技術(shù)創(chuàng)新、市場(chǎng)推廣、金融資本、人才培養(yǎng)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面制定相關(guān)扶持政策和鼓勵(lì)措施,以推動(dòng)該行業(yè)的健康發(fā)展。
信息安全
在構(gòu)建智能運(yùn)維體系時(shí),應(yīng)充分重視信息網(wǎng)絡(luò)安全,根據(jù)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)安全法分別設(shè)置生產(chǎn)網(wǎng)、內(nèi)部服務(wù)網(wǎng)和外部服務(wù)網(wǎng),建立可靠的安全等級(jí)保護(hù)體系。
5、結(jié) 語(yǔ)
目前,國(guó)內(nèi)軌道交通已進(jìn)入高速黃金建設(shè)期和安全運(yùn)維期。軌道交通的急速發(fā)展給軌道交通運(yùn)維市場(chǎng)帶來(lái)了廣闊的前景,但目前軌道建設(shè)和運(yùn)維管理尚未高效化、信息化和智能化。面對(duì)軌道交通運(yùn)維智能化這一大趨勢(shì),只有提前布局、提前研究,才能更好地適應(yīng)發(fā)展的需要。
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