城市轨道交通信号系统智能运维体系构建与应用研究

引言

城市轨道交通作为主要交通出行方式之一，其现有运维工作机制在安全生产、工作效率及设备采集状态等方面已显现出明显不足之处，因此迫切需要建立一套与现代化城市轨道交通发展相匹配的智能运维管理机制，弥补以往运维机制上不足之处。作为运营安全的重要系统，信号智能运维直接关系着城市轨道交通运行安全，因此，该部分智能运维建设将直接决定着智能运维管理工作建设和发展实效。

1 信号系统运维现状及痛点

1）城市轨道交通信号系统的设备遍布于控制中心、车站、轨旁、车辆基地，以及列车上，不仅分布广泛而且种类繁多，使得运维工作面临较大挑战；各条线路的信号系统维护各自独立，导致监测信息分散，维护信息、工具和人员难以实现共享等。2）现有城市轨道交通信号运维系统运维效能较低，存在过修或欠修等问题；完全依靠人工，运维人员劳动强度大；监测数据主要采用“阈值法”处理，误报多，设备故障无法预知；运维系统与一线处置人员缺少统一的平台，无法实现故障事件与维护人员迅速联动；各种监测信息相互独立，需要从不同终端筛选、查找，数据分析难。因此，实现线网及线路级信号系统设备的在线状态监测、故障迅速定位、快速修复、数据趋势分析、预防性维修分析，以及信息和维护人员的共享等智能化运维功能，对于提升线网运营中信号系统设备的维护效率具有重大意义。

2 城市轨道交通信号系统智能运维体系构建

2.1 精准运维管理流程

为适应精准运维系统对运维管理模式的变革，项目开展了基于数字化运维管理模式，实现从采集感知、车站分析感知、工区统筹指挥，建立以数据驱动为基础的运维管理模式。实现了对班组职能和安排、巡视维修的修程修制以及应急响应的流程数字化管理，提高了线路和站点运营维护的可靠性和安全性。

2.2 信号智能运维系统功能

1）建立车站、车辆段，对相应基础信号设备运行工作状态和主要电气性能进行在线监测功能，包括外电网状态、道岔状态、信号机状态、计轴设备状态、电缆绝缘测试、对地漏泄电流、联锁设备状态及站台门状态等。对 ATS、列车自动运行系统（ATC）、车载控制单元（CC）、区域控制器（ZC）/ 线路控制器（LC）、联锁（CI）、DCS、电源和计轴等设备均具备完善的自检和自诊断功能，监测系统可通过智能接口获取相关监测信息，当设备工作状态异常或电气性能偏离预定界限时，系统将及时报警。2）建立维修中心、正线设备集中站、车辆段及控制中心维护工作站，用于实施远程设备状态监测、故障集中报警、故障诊断定位和维护管理。在现场能够使用便携计算机实施故障诊断，并将设备故障诊断定位到板级。报警信息通过信号智能运维子系统传至维修中心的监测报警设备。3）建立信号集中监测设备具备对基础信号设备模拟量和开关量监测功能，除在相应的维护工作站上进行现地显示和报警外，报警信息还将通过信号智能运维子系统的网络传至维修中心的监测数据库服务器中集中存储，实现维护信息集中统一处理，并在控制中心、维修中心、维修工区等维护工作站进行显示、报警和打印。

2.3 综合化人员管理

随着智能运维系统投入应用，一线维护人员的工作量显著减少，为优化人员配置和管理模式提供了契机。通过重组岗位职责架构，打破传统按设备类型分组的单一模式（如传统信号运维模式下相对独立的ATS班组、正线班组、车辆段班组、车载班组等），组建跨专业综合班组，要求成员掌握信号系统全链路知识，并通过智能平台实时共享故障案例与处置方案，提供系统自动诊断结果，强化应急处置能力。通过技术赋能与团队协作创新，显著提升人员的故障处理效率和应急响应能力，同时降低了人力冗余与培训成本。

3 应用场景

3.1 智能维修调度系统

通过可视化全景视图，掌握全线网信号设备的关键业务状态，各条线路运营核心指标情况，各条线路关键指标趋势、典型功能有线网设备运行状态总览、线路概况信息、关键运营指标对比、故障趋势对比分析等。

3.2 生产及故障处置流程优化

通过智能运维系统可实现线上交接班管理，未完成任务自动带入，规避漏交接、漏关键信息的风险，同时未完成任务纳入接收人当天任务列表中，便于任务的管理及追踪。维护人员在智能运维工作站制定维修计划，智能运维系统根据预设时间触发计划工单。工单生成后，下发至手持移动终端设备与工班维护工作站，维护人员根据工单指引，完成故障或计划检修处理，并反馈作业结果，完成工单闭环。智能运维系统通过故障工单自动生成与推送、实时设备状态监测与故障自动诊断、移动端协同指挥及工单闭环管理等功能，将传统电话通知与人工派单的串行流程进行压缩；在故障处置阶段，可根据智能运维系统上报的报警信息关联诊断结果、检修建议等信息触发故障工单，经调度人员确认后下发至具体维护人员，替代原有在即时通信软件群发通知和纸质工单的流转模式，实现抢修资源调度的快速响应和全流程可追溯。

3.3 智能联动

智能联动通过统一物资、设施设备与资产管理的颗粒度，建立相应的编码，打通运维数据、物资数据与资产数据等，保证设备、物资、资产和价值属性与物理属性一致性，有效支撑物资的采购计划及订单管理、仓储管理、供应商管理、物料管理等，实现资产全生命周期的购置、使用、盘点、折旧、报废、更新改造等精细化管理、备品备件的智能追踪和优化、资产更新改造计划的智能编制与优化等，为企业资产保值、增值创造条件。实际应用中，建立设备及物资全生命周期履历管理，全过程记录设备及物资验收、使用、维修保养，直到消耗/ 报废的活动信息。以资产管理系统设备信息为基础，上传设备活动信息，完善设备履历。

3.4 人员管理模式优化

在实践中，通过组建跨专业综合运维班组，将原有的 ATS、正线、车辆段、车载等独立班组人员纳入综合班组管理。综合班组的组建有效打破了传统专业壁垒，要求成员全面掌握信号系统全链路知识，并熟练运用智能运维平台的各项功能。这种模式下，运维团队能够快速响应跨系统故障（如车载信号与正线联锁协同问题），减少跨班组协调耗时；同时，通过统一培训体系和标准化操作流程，新员工可在实践中快速成长为复合型人才，班组整体技术适配性与应急响应效率显著提升，为轨道交通复杂场景下的高效运维提供了可持续的人才保障。

结语

深入分析信号系统智能运维平台的功能需求和整体架构，应用大数据分析、云计算、人工智能、物联网等关键技术，对信号系统设备故障进行准确的诊断与预测，及时发现潜在的设备故障隐患，并进行预测报警，实现智能诊断、智能分析、智能维修、智能联动等功能。应加大技术研发力度和人才培养，提升平台的智能化水平和运维效率，使其在推动城市轨道交通发展方面发挥更加重要的作用，为乘客的出行带来更多便利。

参考文献：

[1] 徐余明，黎家靖，张宁，等 . 基于云 - 边 - 端架构的城市轨道交通智能运维系统 [J]. 都市快轨交通，2022，35（6）：145-150，157.

[2] 武永恒，付观华，胡寿建，等 . 城市轨道交通多专业智能运维系统设计与研究 [J]. 铁路计算机应用，2024，33（7）：70-73.