“互联网+”时代下西安地铁智慧运维应用的探索与实践课件

“互联网互联网+”+”时代下时代下西安地铁智慧运维应用的探西安地铁智慧运维应用的探索与实践索与实践西安市轨道交通集团有限公司刘峻峰 8/2/2024“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01020304目录目录西安地铁运维管理现状西安地铁运维管理现状西安地铁运营现状与规划西安地铁运营现状与规划西安地铁在西安地铁在“互联网互联网+”时代下时代下智慧运维应用的探索与实践智慧运维应用的探索与实践后续计划后续计划01020304目录西安地铁运维管理现状西安地铁运营现状与规西安地铁运营现状与西安地铁运营现状与规划规划Since 2011西安地铁运营现状与规划Since 2011015号线4号线3号线14号线（机场线）14号线9号线（临潼线）2号线1号线6号线1号线二期88座车站126公里2018.124号线开通2016.113号线开通2014.62号线南段开通2011.92号线一期开通西安正式迈入地铁时代南北纵横，形成主骨架，交通枢纽无缝换乘上天入地，高架站首次亮相，实现网络化运营绕避5处国家级文物保护区，网络化运营新时代2013.91号线开通4条线西安地铁建设运营时序图西安地铁运营现状与规划5号线4号线3号线14号线14号线9号线2号线1号线6号线1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。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。2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 201935030025020015010050000.511.522.5152271859414617520425347%223%20%11%55%20%17%24%西安地铁历年日均客运量走势图西安地铁运营现状与规划截至2019年8月月底，西安地铁已安全运营2907天，累计运西安是国家“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。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 西安是国家“一带一路”战略规划的核心城市，并西安地铁运维管理现西安地铁运维管理现状状Since 2011西安地铁运维管理现状Since 201102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。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、AFC）;委外维保：运营单位不具备取证条件的设备（电扶梯、FAS）；维修简单、市场资源丰富的设备（轨道、房建、结构、机电）。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西安地铁运维管理现状3.存在问题05 05 各类信息均为孤岛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 06 数据缺乏实时分析数据缺乏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。07 07 处置决策缺乏依据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。01 01 维保人员需求量大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 02 设备故障无法预知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 03 设备存在过度维护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。04 04 设备维护手段落后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。08 08 人工成本效率较低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3.存在问题05 各类信息均为孤岛现阶段西安地铁运维管理现状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：4.愿景目的目的预判预判状态修状态修分析决策分析决策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。三是打通专业维护数据，积累分析多重利用。三是打通专业维护数据，积累分析多重利用。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；二是部署全面智能监测，实现计划修转状态修。二是部署全面智能监测，实现计划修转状态修。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；一是深挖设备故障本质，实现智能故障预判。一是深挖设备故障本质，实现智能故障预判。西安地铁运维管理现状随着西安地铁线网规模的快速扩大，故障影响西安地铁在西安地铁在“互联网互联网+”时代下智慧运维应时代下智慧运维应用的探索与实践用的探索与实践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Sinc（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（一）工业革命历程 西安地铁在“互联网+”时代下（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”。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”？西安地铁在“互联网（三）西西安安地地铁铁智智慧慧运运维维的的“1348113481”战略目标战略目标：西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践一个平台搭建1个统一的线网运维管理平台；三大功能具备在线监测、故障诊断、数据分析3大主要功能，四个领域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；八个专业涵盖车辆、通信、信号、供电、结构、轨道、机电、票务8个主要专业；统一使用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。一个平台三大功能四个领域八个专业统一使用（三）西安地铁智慧运维的“13481”战略目标：西安地铁在“（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、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；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。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”构想西安地铁在“互联网+”时代下智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。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践2、关键技术西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践线网级智能运维主平台车辆专业监测子平台TCMS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.信号专业监测子平台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ATS系统监测项目.机电专业监测子平台ISCS智慧机电（智能巡检、智慧设备）.轨道专业监测子平台集成式动检仪应用技术项目车载轨道巡检系统.供电专业监测子平台PSCADA接触网可视化接地系统高架段避雷器在线监测系统ABB 35kV开关柜iGAS智能监控系统外电源分布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.通信专业监测子平台专用通信系统状态及性能监控项目LTE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.结构专业桥梁健康监测系统静力水准系统.票务专业AFC客流监控预警系统AFC运维管理系统在线UPS实时监控系统机房环境在线监测系统能源管理系统3 3、支撑项目与实现路径、支撑项目与实现路径西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践线网级智西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3 3、支撑项目与实现路径、支撑项目与实现路径车载弓网在线检测电客车运行数据在线监测车载转向架在线监测走行部关键部件在线检测举例：车辆专业举例：车辆专业西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3、支撑西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3 3、支撑项目与实现路径、支撑项目与实现路径举例：信号专业举例：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、支撑西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践3 3、支撑项目与实现路径、支撑项目与实现路径举例：其它专业举例：其它专业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3、支撑西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践4 4、项目效果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智慧运维实施效果西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践4、项目后续计划后续计划Since 2019后续计划Since 201904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（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。线路已开通线路在建线路三期规划线路合计二号线（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（城际铁路公铁路公司）司）九号线（临潼（临潼线）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）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-森林公园站秦都站-森林公园站北段自草滩北站-北客站南段自韦曲南站-常宁站环线杨家庄站-水景公园站北客站-贺韶村站细柳站-韩家湾站沣东小镇站-能源三路站开通时间2011.9已通车2013.9已通车2014.6已通车2016.11已通车2012.12已通车计划2019通车建设中建设中建设中建设中工期计划5年工期计划4年工期计划7年工期计划6年工期计划3年工期计划5年工期计划5年全长20.5425.366.139.1535.26.145.839.729.325.210.575034.613.81915.1422.45车站1719426294333110157435158118276西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践（一）西西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践（二）（二）三期规划三期规划线路中已落地的线路中已落地的“智慧运智慧运维系统维系统”按照50人/km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15000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。西安地铁在“互联网+”时代下智慧运维应用的探索与实践（二）三问题与展望（三）多功能的线网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NCC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（三）多功能的线网管控中心探索问题与展望（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AI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。问题与展望（四）智慧运维条件下的安全保障方式探索问题与展望（五）探索全自动运行FAO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。问题与展望（五）探索全自动运行FAO条件下的运营管理问题与展望（五）探索全自动运行FAO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、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FAO复杂系统间的智能协调联合控制，实现对FAO智能管控的关键。问题与展望（五）探索全自动运行FAO条件下的运营管理 问题与展望（五）探索全自动运行FAO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。问题与展望（五）探索全自动运行FAO条件下的运营管理 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。问题与展望结束语谢谢！感谢您的聆听！谢谢！感谢您的聆听！