“互联网+”时代下西安地铁智慧运维应用的探索与实践

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“13481”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 具备在线监测、故障诊断、数据分析3大主
能
要功能，
四个领 应用于优化专业经验、应急处置、预测维
域
修、智能决策4个专业工作领域；
八个专 涵盖车辆、通信、信号、供电、结构、轨
07 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。
08 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， 过程价值无法深入分享、挖掘、借鉴，人员能力、状态影响工作质 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）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126km，车站88座。在建146km，车站93座。
2019年6月12日，《西安市城市轨道交通第三期建设规划（2019-2024年）》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422.45km，车站276座。
“互联网+”时代下 西安地铁智慧运维应用的探索与实践
西安市轨道交通集团有限公司 刘峻峰 12/15/2019
目录
01 西安地铁运营现状与规划
02 西安地铁运维管理现状
03 西安地铁在“互联网+”时代下
智慧运维应用的探索与实践
04 后续计划
西安地铁运营现状与规划
Since 2011
西安地铁运营现状与规划
南北纵横， 形成主骨 架，交通枢 纽无缝换乘
绕避5处国家 级文物保护 区，网络化 运营新时代
4号线
4条线 88座车站 126公里
西安地铁运营现状与规划
西安地铁历年日均客运量走势图
350
2.5
223%
300
2
250
253
1.5
204
200 175 1
150
146
55%
47%
0.5
100
94
2805%
西安地铁运维管理现状
3.存在问题
01 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。
02 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。
03 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。
北段自草滩
会展中心韦曲南
鱼化寨-保 税区
航天新城北客站北
后卫寨-咸 阳森林公园
交大创新港 -纺织城火
车站
南客站-纺 织城
北客运站 (北广场)-机
场西
秦都站-森 林公园站
北站-北客
秦都站-森
站
林公园站 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
14号线 （机场线）
1号线 二期
1号线
2号线
3号线 5号线
西安地铁建设运营时序图
14号线
9号线 （临潼线）
6号线
2011.9 2号线一期
开通
2016.11 3号线开通
2018.12 4号线开通
2014.6 2号线南段开通
2013.9 1号线开通
西安正式 迈入地铁 时代
上天入地， 高架站首次 亮相，实现 网络化运营
一是深挖设备故障本质，实现智能故障预判。
通过对全系统、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；
二是部署全面智能监测，实现计划修转状态修。
目的
71
11%
20% 17% 24%
50
0
15
22
0
-0.5
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
￭ 截至2019年8月月底，西安地铁已安全 运营2907天，累计运输乘客32.2亿乘次， 单日线网高峰是2019年5月1日（劳动节） 的330万乘次。
￭ 四号线开通以来线网日均客运量253.55 万乘次，是2011年开通初期的近17倍， 日客运量全国排名第9。
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。
西安地铁运营现状与规划
西安地铁运维管理现状
Since 2011
1.维保组织架构
西安地铁运维管理现状
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。
西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践
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
Since 2019
西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践
业
道、机电、票务8个主要专业；
统一使 各线网专业设备由平台统一监视判断、统一
用
联动应急、统一推送处理、统一关闭销项。
统一使 用
三大功 能
一个平 台
八个专 业
四个领 域
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。
①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；
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 （城际铁
路公司）
九号线 （临潼线）
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
￭ 2018年度网络客运强度持续高位达2.29 万乘次/公里·日，稳居全国第一。
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。
Since 2018
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
18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、3D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。
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
车辆专业 监测子平台TCMS
信号专业 监测子平台
机电专业 监测子平台ISCS
轨道专业 监测子平台
供电专业 监测子平台PSCADA
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
车载信号监测及无线 数据传输监测系统
正线信号设备关键位 置信息采集监测项目 （包含关键继电器、 联锁机信息、蓄电池
温度等）
正线信号转辙机缺口 监测装置项目
智慧机电（智能巡 检、智慧设备）
....
集成式动检仪应用技 术项目
接触网可视化接地系 统
专用通信系统状态及 性能监控项目
车载轨道巡检系统
站
开通时间
全长 车站
2011.9 已通车 20.54
17
2013.9 已通车 25.36
19
2014.6 已通车
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 WIFI覆盖，或者5G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。
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
设备室环境监测系统
机房环境在线监测系 统
...
...
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
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
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
西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践
04 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
05 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。
06 数据缺乏实时分析Leabharlann Baidu
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。
西安地铁在“互联网+”时代下智慧运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”。
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：①影响运营行车安全的重要 关键设备（车辆、信号、供电、屏蔽门）； ②提供重要保障或涉及资金安全的设备（通 信、AFC）;
委外维保：③运营单位不具备取证条件 的设备（电扶梯、FAS）；④维修简单、市 场资源丰富的设备（轨道、房建、结构、机 电）。
3、支撑项目与实现路径
举例：信号专业
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）
车载信号监测及无线数据传输监测
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
故障管理
计划管理
设备管理
物资管理
4、项目效果
高架段避雷器在线监 测系统
LTE系统接口监控项 目
ABB 35kV开关柜
电源及蓄电池智能监
...
iGAS智能监控系统
测系统
桥梁健康监测系统 静力水准系统 ...
AFC客流监控预警系 统
AFC运维管理系统
在线UPS实时监控系 统
走行部关键部件在线 检测系统
ATS系统监测项目
外电源分布式光纤测 温装置项目
②数据传输层：以通信传输骨干网为基础， 综合利用无线、5G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；
③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。