城市轨道交通移动运维管理系统研究

计划修，平时维护并在故障发生前有计划修理;③状态修，实时监控设备状态及时采取维修/维护措施。

随着计算机技术的发展，城市轨道交通企业也采用相关设备信息管理系统进行运维管理工作，比如企业库存管理系统、故障管理系统、检修信息系统等。但是，运维工作仍然面临一些亟需解决的问题：

（1）设备/模块运维人员分散，导致运维工单安排、状态跟踪困难，运维工时不能反映实际运维情况，特别是在城市轨道交通线路短时间内上线，运维人员数量及水平有限的情况下;

（2）设备/模块种类繁多，维修、维保、检查等工作相对频繁，而绝大多数设备/模块运维数据主要由人工填录，导致设备/模块的运行效率及维修成本难以评估，全生命周期分析困难，无法实现运维工作的精细化管理。

根据城市轨道交通设备运维实际情况，结合现代化设备维修理念及通信技术，研究开发了城市轨道交通移动运维管理系统。

2 系统目标

城市轨道交通移动运维管理系统致力于统一平台，高效运维，即在一个平台下完成设备/模块的相关运维工作，形成“计划工作 – 运维行为 –反馈及控制”的循环流程。用以提高运维人员的有效作业率，降低设备维修、维护成本，提高城市轨道交通运维质量和服务水平。

3 系统基本架构

城市轨道交通移动运维管理系统脱离传统意义上的维修/维护思路，不仅关注于设备/模块本身，而且可对涉及的设备/模块成本、运维工时与运维成本、人员绩效等实现运营精细化管理。其系统基本架构如图1所示，包含基础层、核算层、业务层、计划层和分析层。通过对设备/模块的基本状态、维修历史、使用情况、周转次数等数据统计分析，实时掌握备品备件的库存情况，优化设备/模块的采购计划及维护周期，合理配备运维人员等。

3.1 基础层

基础层是移动运维管理系统所需的现代信息化技术，包括工作流引擎、预警、系统配置、数据模型与交换、事务、安全。

3.2 核算层

核算层用于运维人员、设备/模块物资物料相关的成本核算，主要由库存的存货核算、工资核算及成本管理构成。

3.3 业务层

业务层是运维最核心内容，具体包括采购管理、人员管理、物料/库存出入库以及具体运维工作中的工单管理、运行预警、物料管理、维修计划、知识库、报表/决策。运维工作的实现都体现在此层，例如，物料/库存出入库情况，可以通过设备主数据（类别、条形码）进行存货核算和物料管理等。

3.4 计划层

计划层是运维工作开展的基础，是对运维工作控制的依据，主要体现在运营设备配置计划，包括采购计划、二级库调剂计划及维护计划。通过这些计划，可以给采购管理、人员管理、物料/库存出入库提供控制依据，使采购管理、人员管理、物料/库存出入库按计划执行、调整。

3.5 分析层

分析层是移动运维管理系统最顶层结构，通过计划层、业务层、核算层中的运维执行情况及相关数据信息，为设备战略规划与运营绩效分析提供依据。

4 系统优点

4.1 智能手机终端应用

智能手机终端因其便携性、智能化被广泛应用于社会各个领域，移动运维管理系统最大特点之一是实现智能手机终端处理工单，具体运维流程如图2所示，可以进行设备/模块的维修历史和维修记录查詢、知识库查询以及设备/模块的射频识别（RFID）/二维码扫描等。

智能手机终端在运维中使用，不仅可以由系统自动、准确计算工单报修时间、运维人员到达现场时间及维修所需时间，而且可以减少运维人员进行工单填录时间，有利于工时统计及人力成本核算等。

4.2 RFID /二维条形码设备跟踪

RFID俗称电子标签，是一种无线通信技术，可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

二维条形码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息，可通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

此两种技术被应用于读写设备/模块的基本信息、状态、维修及使用情况等，更好地对入库、出库、运行、维修、维护、检查、周转、报废等全生命周期进行跟踪，为设备/模块精细化管理提供精确信息。

4.3 维修全流程覆盖

通过实时监控现场设备/模块状态，采取现场维修和后台维修相结合的方式，实现维修全流程覆盖。在无故障情况下，使用状态修方式安排维修/维护工作;一旦出现故障，则进入故障维修流程。如图3所示，首先进行现场维修，现场维修成功则现场设备/模块正常运作，否则进行后台维修;若后台维修成功，则放入备品备件库作为现场设备/模块的备品备件，否则入报废库。

4.4 知识库的运用

建立运维知识库，有序收集、整理、归类城市轨道交通设备/模块维修、维护、检查等知识，帮助运维人员快速分享、学习、积累运维知识;运维过程中，快速定位故障，有效提升故障处理效率。最重要的是通过积累，知识库日渐丰富，可为人工智能化（AI）运维提供基础条件，例如AI自动诊断以及简单故障自动修复。

5 系统构成

移动运维管理系统由前台、后台2个软件系统构成。

5.1 前台软件系统

前台软件系统依托于智能手机终端登陆的微信公众号。主要有设备/模块报修、任务分配、设备维修、报修/维修查询、知识库查询五大运维功能模块。

5.1.1 设备/模块报修

进入微信公众号，通过RFID /二维条形码的“扫一扫”或输入设备号，形成移动运维工单，如图4所示。此种开放式的报修方式，可以让非运维人员（比如乘客）也参与到故障报修中，是设备/模块自动报警、运维人员主动发现之外的另外一种主动报修模式。

5.1.2 任务分配

后台系统或调度人员根据报修工单，或者维护、检查计划进行任务分配及派送。

5.1.3 设备维修/维护

设备维修/维护后，进行移动运维工单的填录工作。智能手机终端维修界面如图5所示。填录工作使用最简单“开关键”，节省了运维人员工单填录时间，同时实现了工单填录信息的一致性，防止同一设备维修/维护事件不同描述。

5.1.4 报修/维修查询

对于报修/维修历史情况可进行查询。

5.1.5 知识库查询

对于运维中出现技术难题，可在知识库中查询后进行运维工作。

5.2 后台软件系统

后台软件系统具体包括人员管理、基础数据管理、设备/模块管理、物料管理、运维计划管理、工单管理、运行管理、决策分析管理、报表管理、知识库管理等十大模块。

5.2.1 人员管理

（1）角色、用户的权限设置，以便对运维报修、维护维修人员分类管理。

（2）根据运维计划及工单派单情况，对人员在运维工作中劳动力成本进行统计、分析，提供有数据支撑的人员工资核算体系。

5.2.2 基础数据管理

（1）各类设备/模块类型、名称、供应商等基本信息。

（2）故障类型、级别、现象等信息。

（3）设备/模块列表、运维班组/工区、线路车站等信息。

5.2.3 设备/模块管理

将设备与备件组成相互联系的有机体，与采购、技术规范、维护、检查等资料相关联，跟踪设备/模块在整个生命周期中的缺陷、维修、周转等详细情况，实现设备/模块的动态管理。

5.2.4 物料管理

（1）支持RFID /二维条形码跟踪，管理设备全生命周期。

（2）支持按备件消耗生成相关的物料使用报表及采购报表、预算计划等。

（3）显示所有使用设备/模块等物料结存种类及数量，支持库存预警功能。

5.2.5 运维计划管理

（1）根据设备/模块的使用率，制定个性化维修、维护、检查计划。

（2）根据运维计划生成运维工单。

（3）提供重点设备/模块点巡检管理，建立日常点巡检档案。

（4）智能分析各个设备/模块故障次数、历史统计和操作规程，缩短维护周期，降低维护成本。

（5）统计人工、材料、工器具等，便于核查资源和能力是否满足计划需求，为库存、采购提供依据。

5.2.6 工单管理

（1）支持工单的智能手机终端通知和处理。

（2）可以查询运维计划与实际进度、物料及人工消耗等，并支持按设备/模块类别、运维类别、部门或班组统计材料、人工等成本，对运维工作深度分析。

（3）通过工单规范运维作业，根据管理需要对设备/

模块维修、维护工作分类，设置不同类别，如维修工单、维护工单、点巡检工单等，满足保修、巡检、大修等要求。

5.2.7 运行管理

（1）自定义设备/模块相关预警指标，并主动生成运维工单。

（2）专业化设备/模块监控功能，可形成故障汇总表或运报。

（3）对维护、维修后设备/模块状态前后对比及跟踪，对维护、维修的工作质量评定提供依据，用于监督运维人员保质保量完成维护、维修工作。

5.2.8 决策分析管理

（1）根据设备/模块生命周期统计、配件损耗和故障模式发生的概率来优化维护决策以及备件采购决策。

（2）通过设备/模块故障历史和客流统计分析辅助资源分配决策。

（3）对重要指标监视、示警、分析，找出影响故障指标、设备性能等关键因素。

5.2.9 报表管理

（1）统计运维费用、来源、明细等，估算每月预算费用。

（2）统计设备/模块无故障时间、平均故障恢复时间、故障率等。

（3）统计工单和设备/模块一定时间的用工量、用工成本和物料成本等。

（4） 统计备件使用情况，跟踪备件周转及调拨情况。

5.2.10 知识库管理

可实现知识添加、分类、更新、删除、搜索以及标准化等功能。

6 结束语

由于城市轨道交通运维设备种类数量多、运维人员分布散等特点，若采用传统设备运维方式，则无法实现运维工作的统筹管理。城市轨道交通移动运维管理系统依靠现代信息技术及通讯手段，通过整合设备/模块基础信息、运维信息，实现对物料、人员、成本的有效管理，促进运维管理模式精细化，提高运维管理水平。特别是知识库的建立与完善，可为未来AI运维带来可能性。

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收稿日期 2019-06-12

责任编辑 宗仁莉

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