1、“互联网+”时代下西安地铁智慧运维应用的探索与实践目录0 1西安地铁运营现状与规划0 2西安地铁运维管理现状0 3西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践0 4后续计划西安地铁运营现状与规划S i n c e 2 0 1 1西安地铁运营现状与规划1 4 号线(机场线)2 号线O1 4 号线2 0 1 6.1 13 号线开通2 0 1 8.1 24 号线开通1 号线二期1 号线9 号线(临潼线)-O-03 号线6 号线2 0 1 1.92 号线一期开通2 0 1 4.62 号线南段开通绕避5 处国家级文物保护2 0 1 3.9上天入地，区，网络化1 号线开通高架站首次运营新时代亮相，2、实现网络化运营南北纵横，形成主骨架，交通枢西安正式纽无缝换乘迈入地铁时代5 号线4 号线西安地铁建设运营时序图4 条线8 8 座车站2 0 公里西安地铁运营现状与规划3 5 03 0 02 5 02 0 01 5 01 0 05 00西安地铁历年日均客运量走势图2 2 3%2 5 32 0 41 7 51 4 64 7%2 8 97 19 41 1%5 5%2 0%1 7%2 4%1 52 22 0 1 12 0 1 2 2 0 1 32 0 1 4 2 0 1 52 0 1 6 2 0 1 72 0 1 82 0 1 92.521.510.50-0.5 截至2 0 1 9 年8 月月底，西安3、地铁已安全运营2 9 0 7 天，累计运输乘客3 2.2 亿乘次，单日线网高峰是2 0 1 9 年5 月1 日(劳动节)的3 3 0 万乘次。四号线开通以来线网日均客运量2 5 3.5 5万乘次，是2 0 1 1 年开通初期的近1 7 倍，日客运量全国排名第9。2 0 1 8 年度网络客运强度持续高位达2.2 9万乘次/公里日，稳居全国第一。西安地铁运营现状与规划西安是国家“一带一路”战略规划的核心城市，并正在建设国际化大都市和国家中心城市。作为城市主要交通工具，依据城市发展规划，遵循“一张网、多制式、全覆盖”的建设原则，西安轨道交通规划了城市大容量、大格局快速轨道交通网络，引导城市向多中心发4、展，加快西咸一体化建设，为推进西安现代化发展进程助力提速。目前西安地铁在建线路5、6、9 号线(临潼线)、机场线及1 号线二期。随着三期建设规划获批，西安地铁即将正式进入“6 线齐发、9 线共建、4 线运营”的大建设、大发展局面。西安市城市轨道交通第三期建设规划(2 0 1 9-2 0 2 4 年)示意图蓝田组团r西安地铁运维管理现状S i n c e 2 0 1 1西安地铁运维管理现状1.维保组织架构灭灾报警F A S运营分公司运营一中心运营二中心专业部门车辆通号工电机电车辆通号工机电电线路分部1 号线2 号线3 号线班组若干专业班组若干专业班组若干专业班组若干班组专业班组若干专业班组自动售5、检票A F C、A C C由梯 屈薪门西安地铁以分公司、运营中心、专业部门、线路分部、班组五级架构。大多采用了白夜4 班2 运转模式日夜坚守，大量的生产、技术辅助人员为4 条线路的运营保驾护航。交换西安地铁运维管理现状2.维保模式各生产专业大都采用计划性维修与预防性维修相结合的维修制式。维保模式选择的是基于企业管理意愿、人员技能、外部市场资源等各方面综合衡量而确定的。自主维保：影响运营行车安全的重要关键设备(车辆、信号、供电、屏蔽门);提供重要保障或涉及资金安全的设备(通信、A F C);委外维保：运营单位不具备取证条件的设备(电扶梯、F A S);维修简单、市场资源丰富的设备(轨道、房建、结6、构、机电)。曰3.存在问题0 1 维保人员需求量大不管是自主维保还是委外维保，执行相关修程还是需要消耗大量的专业人员。0 2 设备故障无法预知但是再多的人也没有设备多，再多的眼睛也看不到可能发生致命故障的点。0 3 设备存在过度维护为防止漏修才过多的安排维护，易产生部分设备的过度修，增加成本的同时设备也没有得到很好的维护效果。0 4 设备维护手段落后如何利用先进技术，及时采集设备状态、实时监视、按需维护，摒弃对设备“定期”维护，是每个轨道交通运营企业专业技术人员的愿望。西安地铁运维管理现状0 5 各类信息均为孤岛现阶段运营单位苦于各个业务系统相互独立，数据散乱，形成了信息孤岛。0 6 数据缺乏7、实时分析智能分析技术应用不够全面深入，多种感知方式缺乏融合协同，缺乏实时分析、预警和实时响应，缺乏对信息的全面融合和深度应用。0 7 处置决策缺乏依据运营单位无法有效获取有用的信息，并依据数据信息做出决策。0 8 人工成本效率较低各类设备设施的维护工作量大，各业务支撑和处理过程无法跟踪量。,、西安地铁运维管理现状4.愿景预判随着西安地铁线网规模的快速扩大，故障影响传导速度加快，同时点多线长面广的设备设施分布使得维修组织管理的难度不断攀升，这就对故障的感知、响应、修复等一系列响应提出了更高的要求。我们迫切的寻求解决上述问题的有效途径，达到以下目的：一是深挖设备故障本质，实现智能故障预判。通过对全8、系统、全设备的数据监测，综合运用云计算、大数据等新技术，实现状态关联分析和设备故障根本原因分析以及跨系统跨线路的综合影响分析，最大程度实现智能化故障提醒和故障趋势预判，提高故障响应速度，改善运营服务水平；本目的状态修二是部署全面智能监测，实现计划修转状态修。以智能化、信息化代替人工反复巡、检、查，降低劳动强度，减少低效劳动；分析决策三是打通专业维护数据，积累分析多重利用。通过数据积累和管理，充分利用智能分析，构建设备数据系统模型，实现设备全寿命周期关键数据管理，实现运营数据积累，为运营决策、技改、中大修等成本分析研判提供依据。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践S i n c 9、e 2 0 1 8西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践(一)工业革命历程1 8 世纪中叶以来，人类历史上先后发生了三次工业革命，发源于西方国家及衍生国家，并由他们创新主导。继蒸汽技术革命(第一次工业革命)、电力技术革命(第二次工业革命)、计算机及信息技术革命(第三次工业革命)后，以大数据、云计算技术、移动互联技术、机器人技术、3 D 打印、虚拟现实、智慧低碳技术等信息新技术、智慧技术和新能源的综合性运用为技术突破口的第四次工业科技革命悄然已至，正积极在全球范围内广泛布局。I s t机械化蒸汽动力大批量生产线电气电脑与自动化4 t h信息物理系统西安地铁在“互联网+”时代下智慧运10、维应用的探索与实践(二)什么叫“智慧运维”?我们认为，将物联网、云计算、大数据、移动互联网和人工智能、深度学习等技术有效集成，并运用到城市轨道交通各系统设备的维护中以提高运维效率为目的，以全面感知、深度融合、主动服务、科学决策为宗旨，通过建设实时的动态信息服务体系、深度挖掘运维管理所需的相关数据、形成问题分析模型、实现资源配置优化能力、业务决策能力、资源管理能力、辅助服务能力的提升，从而建立的高效、环保、人性、资源高度协调的立体化运维体系统一称为“智慧运维”。典。M A C H I N EL E A R N I N G西安地铁在“互联网+时代下智慧运维应用的探索与实践(三)西安地铁智慧运维的“11、1 3 4 8 1”战略目标：一个平搭建1 个统一的线网运维管理平台；台三大功能三大功具备在线监测、故障诊断、数据分析3 大主要功能，能四个领应用于优化专业经验、应急处置、预测维修、智能决策4 个专业工作领域；域统一使用一个平台四个领域八个专涵盖车辆、通信、信号、供电、结构、轨道、机电、票务8 个主要专业；业统一使各线网专业设备由平台统一监视判断、统一联动应急、统一推送处理、统一关闭销项。用八个专业西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践(四)西安地铁“智慧运维”构想1、平台架构智能运维平台拟分为三级架构。感知执行层：将温度、力、红外、震动、激光、声音、视觉等多种传感装置互联，以微12、型化、集成化、移动化、虚拟化、标准化的需求，实现前端数据的智能感知；数据传输层：以通信传输骨干网为基础，综合利用无线、5 G 等新型传输方式，打通信息数据快速传递高速公路；并且实现大容量、分布式、标准化、可视化、持久化的数据存储，为数据分析创造前提；业务分析层：利用高性能硬件和智能分析软件，如阈值分类、机器学习、深度学习等实现海量非结构化声音、图像、视频、文本等大数据的处理和分析，逐步实现执行无人化、应用场景多元化。如运营数据统计、备件管理、维修人员调度及工单管理。可云化的分折、预则涛应用业务分析层数据传输层站级计算与存体定与移动堤端设备感知执行层通检测)执行层设备N C C互联其它系统，共享13、感知层与执行层设备，可新增。F A O二I S c s二二P S C A D AC C T V西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践2、关键技术智能运维平台的实现，大量依赖分布的W I F I 覆盖，或者5 G 等高带宽、低延时、多接入的传输方式实现感知层和执行层设备的互联，以及命令的及时传递。并且利用云计算、大数据存储，以及数据挖掘、深度学习、数据挖掘实现运行经验积累、状态评估、实时报警、趋势分析，以及各类不同设备的故障诊断、健康管理、预测维修、状态维修、剩余寿命估计和智能维修决策。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3、支撑项目与实现路径线网级智能运维主平台车14、辆专业监测子平台T C M S信号专业监测子平台机电专业监测子平台I S C s轨道专业监测子平台供电专业监测子平台P S C A D A通信专业监测子平台结构专业票务专业能源管理系统弓网在线检测项目电客车运行数据在线监测项目车载转向架在线监测系统走行部关键部件在线检测系统车载信号监测及无线数据传输监测系统置信息采集监测项目(包含关键继电器联锁机信息、蓄电池正线信号转辙机缺口监测装置项目A T S 系统监测项目智慧机电(智能巡检、智慧设备)集成式动检仪应用技术项目车载轨道巡检系统接触网可视化接地系统高架段避雷器在线监测系统A B B 3 5 k V 开关柜i G A S 智能监控系统外电源分布15、式光纤测温装置项目智能地铁井盖监测变电站巡检智能控制系统供电系统复视终端项目专用通信系统状态及性能监控项目L T E 系统接口监控项目电源及蓄电池智能监测系统设备室环境监测系统桥梁健康监测系统静力水准系统A F C 客流监控预警系统A F C 运维管理系统在线U P S 实时监控系统机房环境在线监测系统西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3、支撑项目与实现路径举例：车辆专业前置处理器车载转向架在线监测车载弓网在线检测电客车运行数据在线监测走行部关键部件在线检测部分走行部监测点示意图素行部0 售天集率元车辆监控中心检测结彩超限数据综合分析报告远程传输通道远程控制中心地面服电机复合16、传感器齿轮箱传动端西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3、支撑项目与实现路径举例：信号专业车站层监测接入中心A I C系统A T S系统D C s系统实时监测车载控制器各设备运行状态出现故障时生成报警集中站集成监识车辆段停车场集成监识联锁检测电逗及外由计灯丝U P S轴 断丝监道岔 信号机监测 电流联锁检别电源及U P S轨道电路灯丝外电断丝 监测道花 信号机监测 电流车辆紧急制动丢失信标数量车轴空转车轴打滑站台正确停站站台短停或过停C C 实时监测项年载网络A 网(红网)故障年载网络B 网(蓝网)故障C C 版本和L C 授权使用版本不C C 重启倒计时预警一致M P C 失17、去通信.C C 版本没有在Z C 区域I d 授权G T W 冗余性丢失.车载控制器访问文件时发生V I 0 故障错误M P C 故障储存模块故障S W C-U 故障，G T N 故障D M I 软件数据校验故障上电故障信标天线故障编码里程计无效am n、车载信号监测及无线数据传输监测正线信号设备关键位置信息采集监测(包含关键继电器、联锁机信息、蓄电池温度等)调院4 tM1 0 0 M监测 A T S 中心所有设备的状P车载信号监测及无线数据传输监测监测 A T S 中心所有接口状态西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3、支撑项目与实现路径举例：其它专业打印机服图象采集清确里程18、定位故障管理计划管理设备管理物资管理西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践4、项目效果调整检修周期，优化班制配比，降低人力成本节约各项成本，提升工作效率智慧运维实施效果应急处置时间明显缩短，劳效明显提高给处于网络化运营变革期的西安地铁指明了发展方向后续计划S i n c e 2 0 1 94西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践(一)西安地铁线网规模目前西安地铁线网运营线路4 条，运营里程1 2 6 k m,车站8 8 座。在建1 4 6 k m,车站9 3 座。2 0 1 9 年6 月1 2 日，西安市城市轨道交通第三期建设规划(2 0 1 9-2 0 2 4 年19、)正式获国家发改委批复。根据规划,预计至三期规划末，西安地区城市轨道交通线网将达4 2 2.4 5 k m,车站2 7 6 座。已开通线路在建线路三期规划线路线路二号线(一期)一号线(一期)二号线(一期南段)三号线四号线一号线(二期)五号线六号线机场线九号线(城际铁(临潼线)路公司)一号线(三期)二号线(二期)八号线十号线(一期)十四号线十五号线(一期)十六号线(一期)合计起止点北客站-会展中心后卫寨-纺织城会展中心韦曲南鱼化寨-保税区航天新城-北客站北交大创新港后卫寨-咸-纺织城火阳森林公园车站北客运站南客站-纺秦都站-森(北广场)-机织城林公园站场西北段自草滩北站-北客秦都站-森站林公园站20、南段自韦曲南站常宁站环线杨家庄站-北客站-贺水景公园站韶村站细柳站-韩家湾站沣东小镇站-能源三路站开通时间2 0 1 1.9已通车2 0 1 3.9已通车2 0 1 4.6已通车2 0 1 6.1 1已通车2 0 1 2.1 2已通车计划2 0 1 9通车建设中建设中建设中建设中工期计划5工期计划4工期计划7工期计划6工期计划3年年年年年工期计划5年工期计划5年全长2 0.5 42 5.3 66.13 9.1 53 5.26.14 5.83 9.72 9.32 5.21 0.575 03 4.61 3.81 91 5.14 2 2.4 5车站1 71 942 62 943 33 11 01 521、743 51 581 182 7 68 区西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践(二)三期规划线路中已落地的“智慧运维系统”按照5 0 人/k m 的生产人员配置标准，至三期规划末期，西安市轨道交通的运营需补充生产运作人员近1 5 0 0 0 人。利用智慧手段减轻人员需求数量与工作量，打造新型生产组织模式已迫在眉睫。经过参与三期规划可行性研究，部分新线已明确对部分智慧运维的研究项目成果予以采用，纳入建设阶段实施或者试点。包括弓网在线检测系统、电客车运行数据在线监测系统、车载转向架在线监测系统、接触网可视化接地操作系统、智慧机电、供电设备智能运维系统等。问题与展望(三)多功能的线网22、管控中心探索理想中的智慧运维系统一定不是单点存在，而是与多项运营管理业务相融合的线网级系统。通过打破一线一中心的设置，实现了资源优化配置和布局，通过实现N C C 线网扁平化、高效化安全管控和具体化、集约化的管理模式，基于大数据和云平台的线网管控中心将成为地铁线网化运营和设备系统功能管控的真正大脑。问题与展望(四)智慧运维条件下的安全保障方式探索传统的城市轨道交通安全在应对行车故障、大客流、侵限、设备人为操作失误、各类自然灾害、人为破坏等方面的风险，通过设立监管机构、推进多方协调机制、建立各级标准规范、健全督导巡查手段、强化作业管控流程、完善安全评价水平、开展风险识别和专项排查整治、落实应急预23、案加强演练、促进应急有效联动等手段，为轨道交通安全运营发挥了重要作用。但传统方式以人、防为主，对于人员需求量和响应速度方面相对落后。在智能运维条件下，设备可思考、会说话，为探寻安全保障新思路提供了前提。我们需要进一步深入研究由传统人防向机器主动监测预测转变的多层防线。如初期可利用无人机、智能摄像头、激光扫描等方式，人巡转变为机巡，实现地铁范围重点区域、重点设备的高频巡查。利用A I 智能分析、深度学习等实现故障设备、人员行为、违规机械、客流趋势等的分析判断，实现信息反馈及时，任务派发合理，应急效率提升。中中中中中?!种!T?!?1?!忡中中中中中中中中智能识别问题与展望(五)探索全自动运行F 24、A O 条件下的运营管理全自动运行系统可以：摆脱司机配置和周转的制约；根据需求灵活调整运营间隔，提高对突发大客流的响应能力；提高旅行速度、缩短行车间隔；列车具备更高的控制精度、减少能耗；设备维护方面自身功能加强。关键技术包括列车控制技术、监测联动技术、故障处理技术、乘客管理技术等。序号常规线路全自动运行线路列车库内启收车、检车方面系统自动实现1人工完成空调、照明等乘客服务设备开关方面司机手动完成2系统自动实现列车站间运行方面A T O 模式F A M 模式3列车进站停车方面A T O 自动对位，人工调整F A M 自动对位，系统调整4开关车门、站台门方面自动/人工自动5终点站清客及折返作业方面25、自动折返6自动折返轨道障碍物检测方面7司机瞭望系统探测车门与站台门夹人夹物处理方面司机瞭望、站务配合系统探测、站务配合8设备故障检测及排除方面司机负责处理O C C 调度远程处理9乘客广播服务方面司机负责列车广播o C C 调度远程处理1 0列车救援组织方面司机负责列车救援O C C 调度远程处理1 1区间乘客疏散方面司机负责组织乘客疏散o C C 调度远程处理1 2人工洗车场/段洗车组织方面自动洗车1 3问题与展望(五)探索全自动运行F A O 条件下的运营管理全自动运行系统下的关键性专业共有7 个，分别是线路、供电、车辆、信号、通信、机电、综合监控系统，是一个复杂巨型系统。其中线路、供电、26、机电专业较传统有人驾驶线路的区别较小。车辆、通信、信号、综合监控、站台门等多专业的智能应急联动和辅助决策技术，代替人员操作，实现各类运营场景需求，是实现F A O 复杂系统间的智能协调联合控制，实现对F A O 智能管控的关键。运维系中心管控层统中央服务器中央服务画中央服务册总调环调电调行调乘客调 车辆调 维修调移动终端I S C s通信防火墙运维服务器维护工作站实时监控计划调度报督指导系统冗余技术支持联动预防性维修设备维修空制车地无线通信1车地无线通信2车站及车载管控层设备集中站/场段地面信号控制机务M M 显示藕司机驾被的车辆接口信号车载控制器辅助驾枝设备A T PB T M 系统卒载D 27、C S天域地面应答隔浓导督天域速度件车辆速度信车站综合监控系车站，场统As0S备丹大问题与展望(五)探索全自动运行F A O 条件下的运营管理总的来说，全自动运行系统提高地铁整体自动化水平，提升运行组织的灵活性，减少人为误操作，降低运营人员劳动强度。西安地铁将着力对各运营场景进行梳理和组织研究，进一步探索优化全自动条件下的运维管理。全自动运行场景休眠与喙醒证设运营车辆段运营车辆故障处理系统故障应急处理(3)(1 2)(6)(3)(1 7)蠕动模式早间上电轧道车运营故障复位控制区间疏散紧急手柄车辆火灾车门状态丢失唤醒进入正线服务出库车辆制动系统雨雪模式救援进站停车休眠回库蚊障紧急呼叫紧急制动缰解28、站台发车清扫列车远程广播车站火灾折返换端洗车障碍物/脱轨检清客车辆基地内白远程紧急制动测动转线作业站台门状态丢站台门故障网停止正线服务日检与维修失离车门车门故障隔离跳停再关车门控制站台门运行中信号或车辆设备故障后扣车的处理车上设备工作状态远程检测F A M/C A M 相关模式转换共他远程控制功能列车唤醒列车检修正线自动运自动停文车站自动发车终点站清客自动折返问题与展望结束语虽然有诸多困难，但机遇与挑战总是共存，目前行业正处于新旧技术范式转换期，智慧运维等新一代智慧技术正在将一系列相互联系的突破性创新联接起来，形成整个技术体系的“群体变革”。西安地铁将继续立足城市轨道交通服务，助力城市发展，倾力助推西安向卓越、健康、高效、安全、宜居的方向发展。谢谢!感谢您的聆听!T H A N k s