城市轨道交通机电设备系统管理

引言

我国城市轨道交通建设规模持续扩大，截至 2023 年底，全国城市轨道交通运营里程已突破万公里大关，成为城市公共交通的骨干力量。机电设备系统作为轨道交通的“心脏” 与 “神经”，涵盖供电、通信、信号、环控等多个子系统，其运行状态直接决定行车安全、准点率及乘客体验。

一、城市轨道交通机电设备系统理论基础

1.1 系统构成与特点

城市轨道交通机电设备系统是保障列车安全运行与乘客服务质量的核心支撑，具有高度集成性与复杂性。从构成来看，供电系统作为 “动力心脏”，通过牵引供电、动力照明供电等子系统为列车运行与车站设备提供电能；通信信号系统则是神经中枢，依靠列车自动控制、专用通信网络实现列车调度与运行安全；自动售检票系统负责票务管理，完成乘客购票、检票与数据统计；通风空调和给排水系统则为车站营造舒适环境、保障设施正常运转。这些子系统相互关联、协同运作，形成有机整体。其特点表现为：高可靠性要求，任何设备故障都可能引发连锁反应，影响行车安全与运营效率。连续运行特性，轨道交通需满足全天候运营需求，设备维护需平衡运行与检修时间。

1.2 管理相关理论

城市轨道交通机电设备管理需依托多学科理论支撑。全生命周期管理理论贯穿设备从规划、设计、采购、使用到报废的全过程，通过统筹各阶段成本、性能与维护需求，实现资源优化配置。可靠性工程理论基于故障概率分析，通过计算平均故障间隔时间、平均修复时间等指标，量化设备可靠性，为制定预防性维护策略提供依据。系统工程理论强调从整体视角优化子系统间协同关系，通过建立数学模型与仿真分析，解决供电与信号系统间干扰、环控与能耗平衡等复杂问题，提升系统整体效能。

1.3 管理目标与原则

城市轨道交通机电设备管理以安全、高效、经济、可持续为核心目标。安全是首要任务，需确保设备无故障运行，避免因设备问题引发行车事故或乘客伤亡。高效要求设备运行稳定、响应及时，减少延误与停运；经济目标聚焦成本控制，通过优化维护策略、降低备件库存积压实现运维成本最小化；可持续发展则强调绿色节能与设备全生命周期价值利用，如采用节能型环控设备、推进废旧设备回收再利用。需遵循预防性维护原则，通过定期巡检、状态监测提前消除隐患。

二、城市轨道交通机电设备系统管理现状与问题

2.1 管理现状分析

我国城市轨道交通机电设备管理已形成相对成熟的模式。多数城市采用集中管理 + 属地化运维架构，由专业设备管理部门统筹规划，各线路站点属地化执行维护任务。在技术应用上，部分先进城市已引入智能化监测手段，如北京地铁通过物联网传感器对供电系统关键设备进行实时状态监测，上海地铁利用大数据分析优化信号系统故障预警。

2.2 现存问题剖析

城市轨道交通机电设备系统管理现存问题突出。技术层面，监测系统碎片化严重，各子系统数据难以互通，如通信信号与供电系统监测平台独立运行，无法实现故障关联分析；部分设备缺乏实时监测手段，依赖人工巡检易导致隐患漏检。管理层面，多部门职责划分不清，设备维护与运营调度协同效率低，例如环控系统故障时，维修部门与运营部门响应速度不一致，加剧运营延误；维护计划更新滞后，难以适应设备实际运行工况变化。成本层面，备件库存管理粗放，应急备件储备不足与常规备件积压并存，造成资金占用与资源浪费。

2.3 问题成因分析

第一，技术陈旧。大多采用轨道交通城市轨道交通建设时间长，大部分传统轨道交通信号设备系统技术方案封闭，不适合采用新兴智能化监测技术系统；智能化技术更新成本高，企业愿意投入的积极性不高。第二，管控体制陈旧。采用金字塔式科层制的组织管理结构，各部门部门隔阂程度高，设备管理没有形成统一的规范标准与评价标准体系；对设备全生命周期管理认识不足，建设重、维保轻，工作现象普遍。

三、城市轨道交通机电设备系统管理优化策略

3.1 技术升级与智能化管理

我们必须要运用新的技术手段来解决运营管理难题。建议对智能化统一监测管理系统进行开发，将供电、通信、环境监控等多个子系统结合起来进行设备状态采集和处理，并结合物联网和边缘计算实现各子系统设备实时数据的采集和处理；应用数字孪生技术，建立重要设备的数字模型，对数字模型模拟设备不同工况，决定最优维护方案；开展预防性维修，在充分应用机器学习来预测设备的寿命，对设备可能出现的问题和故障进行提示和预判断，做到从基于时间的维修向基于状态的维修转变。

3.2 管理体系优化

应加强专业管理，强化全过程管理，流程以时间为界线，从生产、维护、技术等几个部门分离，转为扁平式组织架构管理。成立跨部门的设备管理专业小组，集中营运、维护、技术等部门力量，制定“故障受理-联合处置-复盘分析”的处置“绿色通道”，制定动态维护计划，结合设备在网实际运行数据和既往运行及故障规律数据，应用大数据模型算法实现动态维护时段、维护计划的制定，杜绝超期维护和过度维护。

3.3 安全保障与应急管理强化

平安是轨道交通运营的生命。建立设备安全生产评估标准体系，定期对老线路上的设备进行风险等级评估，对即将到期的通信信号、供电接触网设备、电力电缆优先进行改造升级。推进应急预案数字信息化平台建设，把应急预案细分为各种标准化作业流程，内置移动终端，借助 AR 现场辅助解决故障现场的操作。

3.4 人才培养与组织保障

组织和人事是战略落地实施的有力保障。企业需加大校企联合的力度，可以与学校联合创建“轨道交通智能化运维”专业，联合培养具备设备专业技术和信息化管理水平双结合的人才；有计划地组织人员参加各相关单位的培训及交流学习，及时了解最前沿的技术信息。在组织落实中，成立企业内部技术创新专项基金，给予技术人员提出改进设备管理方案、解决技术疑难的项目研究团队进行奖励，调动技术人员的创新工作激情。建立知识库，整理归集设备使用手册、故障案例、技术培训课程等知识，从而积累经验及实现知识的快速传递，进一步提高团队技术能力水平，为城市轨道交通机电设备系统管理的发展提供人力资源保障。

结语

本文围绕城市轨道交通机电设备系统管理，系统剖析现存问题并提出技术升级、管理优化、安全强化与人才保障策略。实践证明，智能化监测与协同管理可显著降低设备故障率、提升运维效率。随着物联网、AI 技术的深度融合，机电设备管理将向全场景智能决策、全生命周期数字化方向演进，持续为城市轨道交通的安全高效运营赋能。

参考文献

[1] 佘运 友. 城市 轨道 交通 机电 设备 运维 智能 管控 系统 研究 [J]. 人民 公交,2024,(12):73-75.

[2]马婕.城市轨道交通机电设备系统管理研究[J].人民公交,2024,(12):103-105.