淺談上海地鐵7號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)

常金輝

摘 要：本文主要介紹了上海地鐵7號(hào)線的信號(hào)系統(tǒng)的維護(hù)方式，介紹了預(yù)防性計(jì)劃修的特點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)引進(jìn)的預(yù)知性"狀態(tài)修"的幾個(gè)例子進(jìn)行了介紹，證明兩種方法的結(jié)合大大地提高了信號(hào)設(shè)備的穩(wěn)定性；文章最后對(duì)為了提升維護(hù)效率所做的技術(shù)改進(jìn)做了簡(jiǎn)單探討。

關(guān)鍵詞：地鐵；信號(hào)系統(tǒng)；維護(hù)；維護(hù)效率；預(yù)防性；預(yù)知性；狀態(tài)修

一、前言

城市軌道交通在城市公共交通中起著越來(lái)越重要的作用，基于目前國(guó)內(nèi)大城市軌道交通運(yùn)營(yíng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，軌道交通項(xiàng)目一旦投入運(yùn)營(yíng)，就必須保證整個(gè)系統(tǒng)日以繼夜的正常運(yùn)行.如何在項(xiàng)目投運(yùn)以后持續(xù)運(yùn)營(yíng)的長(zhǎng)達(dá)十幾年甚至是幾十年的時(shí)間內(nèi)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，如何運(yùn)營(yíng)好，維護(hù)好軌道交通中眾多的系統(tǒng)，確保各系統(tǒng)，各設(shè)備部件的良好的工作狀態(tài)，是當(dāng)今各個(gè)地鐵公司，政府部門和相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者們著重考慮的課題。在眾多的軌道交通子系統(tǒng)中有：工務(wù)，車輛，供電，信號(hào)等數(shù)十個(gè)系統(tǒng)，其中信號(hào)系統(tǒng)在城市軌道交通系統(tǒng)中占據(jù)了關(guān)鍵的位置。信號(hào)系統(tǒng)是指揮列車運(yùn)行的控制設(shè)備，它是行車運(yùn)營(yíng)的大腦中樞，信號(hào)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠對(duì)于保障行駛安全和提高軌道交通系統(tǒng)運(yùn)輸效率起著關(guān)鍵性的作用。特別是在上海這樣的一線城市，隨著客流日益加大，列車運(yùn)營(yíng)間隔短不斷縮短，線路成網(wǎng)絡(luò)化，單線的一個(gè)小的故障很容易引起連鎖性的影響。同時(shí)軌道交通是設(shè)備密集型行業(yè)，設(shè)備的維護(hù)方式和設(shè)備狀態(tài)，不僅關(guān)系到軌道交通運(yùn)營(yíng)的質(zhì)量和安全，還直接影響地鐵公司運(yùn)營(yíng)的成本和效益。因而做好信號(hào)系統(tǒng)的維護(hù)管理，確保信號(hào)系統(tǒng)中各種設(shè)備元件的正常運(yùn)行，保障地鐵系統(tǒng)通信安全，預(yù)防信號(hào)系統(tǒng)故障的產(chǎn)生，對(duì)于提高城市軌道交通系統(tǒng)的安全性、可靠性及提升其運(yùn)輸效率有著不一般的重要的意義。

下文就上海地鐵7號(hào)線如何在信號(hào)系統(tǒng)的維護(hù)提高穩(wěn)定性，和維護(hù)效率性做的嘗試做些介紹：

二、上海地鐵7號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)方法

上海地鐵7號(hào)線工程自美蘭湖站起至浦東花木路站。線路正線全長(zhǎng)約為44.375km，其中高架線為2.564km，地下線為41.811km。共設(shè)33座車站，其中高架站2座，地下站31座。

上海市軌道交通7號(hào)線自2009年12月5日，投入后備模式運(yùn)行；2011年12月18日全線投入CBTC（基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)）全功能運(yùn)營(yíng)。

（一）上海地鐵7號(hào)線的信號(hào)系統(tǒng)和設(shè)備介紹。上海地鐵7號(hào)線的信號(hào)系統(tǒng)供應(yīng)商是法國(guó)泰雷茲集團(tuán)，在7號(hào)線中采用了該公司SelTrac，無(wú)線CBTC系統(tǒng)，這套系統(tǒng)也是是最早引入中國(guó)的無(wú)線CBTC系統(tǒng)，提供了如下功能：

基于移動(dòng)閉塞的列車間隔控制； 基于固定閉塞后備系統(tǒng)；自動(dòng)列車運(yùn)行的監(jiān)督（ATS）；

在項(xiàng)目交付后，其后續(xù)的持續(xù)技術(shù)支持由上海自儀泰雷茲公司（泰雷茲與上海自儀、上海電氣的合資公司）負(fù)責(zé)。

這套信號(hào)系統(tǒng)的主要設(shè)備：（1），ATS（列車自動(dòng)監(jiān)督）系統(tǒng)；（2）VOBC（車載）系統(tǒng)；（3）ZC（區(qū)域控制）系統(tǒng)；（4）PMI（聯(lián)鎖）系統(tǒng)；（5）DCS（數(shù)據(jù)傳輸）系統(tǒng)；（6）軌旁設(shè)備；（7）其他室內(nèi)設(shè)備；

（二）預(yù)防性計(jì)劃修。上海地鐵信號(hào)設(shè)備現(xiàn)有的維修制度主要采用的是計(jì)劃修，預(yù)防修，概括起來(lái)就是“日巡視、月檢查、季檢修、年整治”。其維護(hù)規(guī)程和維修的內(nèi)容是參照維修手冊(cè)中供貨商的建議而形成的，理論基礎(chǔ)是前蘇聯(lián)的預(yù)防性維修。這套模式已經(jīng)形成了一套專業(yè)化的技術(shù)管理體制，有明確的組織機(jī)構(gòu)和職責(zé)分工，有清楚的作業(yè)程序和管理標(biāo)準(zhǔn)。

這種維修方式，是在設(shè)備還沒(méi)有發(fā)生故障之前進(jìn)行的維修，維修工作內(nèi)容，維修花費(fèi)的工時(shí)，物料消耗都是確定的，可以提前準(zhǔn)備人力，物料，工裝等等。目前上海地鐵7號(hào)線沒(méi)有例外也采用這種維護(hù)模式，在現(xiàn)有的系統(tǒng)中，這種維護(hù)對(duì)設(shè)備的機(jī)械故障預(yù)防是還很難被替代。預(yù)防性維修是從“運(yùn)轉(zhuǎn)至故障”原理進(jìn)步來(lái)的，有各種各樣的大綱，但是都是基于時(shí)間的——他們?nèi)勘硎驹诠潭ㄩg隔時(shí)間完成的維修。很明顯，預(yù)防性計(jì)劃修會(huì)有一些缺點(diǎn)，比如：過(guò)修和欠修，陪試率高等，因?yàn)檫@種檢修完全是根據(jù)時(shí)間來(lái)的，設(shè)備到期就修，而不考慮設(shè)備的實(shí)際健康程度，不考慮不同設(shè)備，系統(tǒng)的不同平均特性，同時(shí)，由于按部就班，維修人員會(huì)慢慢責(zé)任意識(shí)淡薄，技術(shù)技能也不會(huì)提高。同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)，有很多情況是在設(shè)備進(jìn)了這種預(yù)防性計(jì)劃修之后反而出現(xiàn)了故障，還有的是很多設(shè)備還沒(méi)有到計(jì)劃?rùn)z修的時(shí)間就發(fā)生了異常，那么如何改進(jìn)這種情況，如何能預(yù)先有信息給到維護(hù)人員，如何提高維護(hù)的有效性，從而保證設(shè)備的穩(wěn)定，需要進(jìn)一步的摸索和嘗試。

（三）預(yù)知性“狀態(tài)修”。我們知道，現(xiàn)在的大部分軌道交通系統(tǒng)的信號(hào)系統(tǒng)都采用了CBTC系統(tǒng)，這一技術(shù)除了具有列車間隔短，運(yùn)營(yíng)靈活等特點(diǎn)外，和傳統(tǒng)信號(hào)系統(tǒng)相比，最大的變化是信息傳送的多，存儲(chǔ)的多，這其實(shí)是信息化技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的一個(gè)必然結(jié)果。

上海地鐵7號(hào)線應(yīng)用的這套信號(hào)系統(tǒng)在這一點(diǎn)上更加的突出：各個(gè)設(shè)備，子系統(tǒng)自己本身有日志記錄存儲(chǔ)功能；在中央系統(tǒng)中有整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的各種通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)時(shí)采集信息，監(jiān)控；在各個(gè)區(qū)域配備有數(shù)據(jù)日志服務(wù)器，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的通信實(shí)時(shí)抓包，過(guò)往信息都會(huì)被記錄；中央的ATS報(bào)警對(duì)各種設(shè)備的異常，降級(jí)會(huì)以報(bào)警形式顯示；特別是車載系統(tǒng)，中央的數(shù)據(jù)記錄記載了車載系統(tǒng)絕大部分設(shè)備的參數(shù)狀態(tài)等等，這些都為改進(jìn)預(yù)防性計(jì)劃修的不足，補(bǔ)充預(yù)知性“狀態(tài)修”，提供了技術(shù)條件。

（1）DCS（數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)）系統(tǒng)的預(yù)知性狀態(tài)修。DCS系統(tǒng)的設(shè)備量大，參數(shù)多，遍布整個(gè)軌道線路的軌道中，機(jī)房?jī)?nèi)，車輛上，完全按照計(jì)劃性維修耗費(fèi)人力多，工作面廣，時(shí)間跨度長(zhǎng)，同時(shí)考慮到設(shè)備的冗余性，用這種預(yù)知性狀態(tài)修補(bǔ)充計(jì)劃?rùn)z修是必要的，實(shí)踐中證明是有效的。

在上海地鐵7號(hào)線，自儀泰雷茲特別地開(kāi)發(fā)了一套智能軟件用于數(shù)據(jù)分析，這套智能軟件可以對(duì)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)所產(chǎn)生的日志進(jìn)行分析，對(duì)于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)分析、故障判斷和故障定位。

主要功能如下：a）根據(jù)日志情況篩選出車載無(wú)線電臺(tái)的信息，并得出車載無(wú)線電臺(tái)的漫游情況。b）根據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)生的日志得出每一個(gè)軌旁接入點(diǎn)的關(guān)聯(lián)和冷熱啟動(dòng)次數(shù)次數(shù)。根據(jù)計(jì)算得出關(guān)聯(lián)和冷熱啟動(dòng)次數(shù)的異常設(shè)備。c）在日志文件中分析出交換機(jī)的各個(gè)端口的連接情況。通過(guò)采用這種方法，每天根據(jù)該軟件生成的分析報(bào)告，制定預(yù)知性維修的策略，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患排查修復(fù)故障設(shè)備，根據(jù)最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，有通信原因引發(fā)設(shè)備故障在相比上個(gè)年度下降了57%多，大大地提升了設(shè)備的健康狀態(tài)。

（2）VOBC（車載系統(tǒng)）的預(yù)知性維修。在SelTrac CBTC系統(tǒng)中，除了DCS系統(tǒng)，中央系統(tǒng)基本上都實(shí)時(shí)記載了車載的關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)的數(shù)據(jù)，一種是通過(guò)ATS報(bào)警體現(xiàn)，這個(gè)是實(shí)時(shí)的，隨時(shí)可以看到車載的設(shè)備運(yùn)行情況，可以有數(shù)據(jù)篩選報(bào)告，也可以在人機(jī)界面上一目了然地看到設(shè)備的顏色變化，從而知道設(shè)備是否健康，還有一種是記錄到中央數(shù)據(jù)服務(wù)器，這個(gè)通常要滯后一段時(shí)間才能生成日志，維護(hù)人員要通過(guò)日志分析才能了解設(shè)備的健康狀態(tài)；目前的上海地鐵7號(hào)線的維護(hù)人員這兩種方法都在用，通過(guò)ATS報(bào)警和觀察設(shè)備顏色的，根據(jù)一定的時(shí)間間隔進(jìn)行篩選和顏色觀察，由中央維護(hù)人員生成報(bào)告，發(fā)給車載維護(hù)人員；第二種日志分析方法，有車載的維護(hù)人員每天根據(jù)生成的日志進(jìn)行分析，形成分析報(bào)告，車載的維護(hù)技術(shù)負(fù)責(zé)人員根據(jù)不同的信息和報(bào)告來(lái)制定維護(hù)策略，發(fā)布維護(hù)計(jì)劃。通過(guò)采用這種預(yù)知性“狀態(tài)修”方法，上海地鐵7號(hào)線的車載故障率逐年在下降。由于車載故障在整個(gè)信號(hào)的故障中占據(jù)比較大的比重，這種維護(hù)方法的使用，使得整個(gè)的設(shè)備健康狀態(tài)得到很大的提升。

（3）除了以上兩個(gè)信息量和設(shè)備組多的系統(tǒng)，對(duì)其它的子系統(tǒng)也多采用日志分析方法，并逐步建立和完善設(shè)備狀態(tài)庫(kù)，這個(gè)設(shè)備的狀態(tài)庫(kù)類似于設(shè)備病歷卡，設(shè)備的安裝位置，機(jī)房環(huán)境，維修歷史，故障歷史等都會(huì)被記錄在狀態(tài)庫(kù)中。其中除了設(shè)備本身，設(shè)備所在機(jī)房的灰塵，溫度等情況，設(shè)備所在的軌道情況，設(shè)備下游接口的車輛情況都是制定設(shè)備維護(hù)策略和故障分析中要著重考慮的。

基于這些優(yōu)勢(shì)和經(jīng)驗(yàn)，可以預(yù)見(jiàn)這種預(yù)知性狀態(tài)修將成為地鐵信號(hào)系統(tǒng)的維護(hù)方法的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

三、維護(hù)生產(chǎn)組織的改進(jìn)考慮

除了改進(jìn)維護(hù)方法提高設(shè)備的穩(wěn)定性，由于信號(hào)設(shè)備多，如何提高維護(hù)效率，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率也是需考慮的課題。

上海地鐵7號(hào)線的維護(hù)車間下分各個(gè)信號(hào)班組，目前是按照專業(yè)子系統(tǒng)設(shè)置的，主要?jiǎng)澐譃椋褐醒胂到y(tǒng)組，主要負(fù)責(zé)整個(gè)線路的信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)管理；軌旁班組，負(fù)責(zé)線路上道岔，信號(hào)機(jī)等軌道上設(shè)備的維護(hù)管理；車載班組，主要負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)列車的車載系統(tǒng)的維護(hù)管理。在值班和檢修作業(yè)的時(shí)候?qū)I(yè)是嚴(yán)格分開(kāi)的。這種班組設(shè)置方法對(duì)人員管理容易，人員的崗位能力要求低，一線人員作業(yè)負(fù)荷不高，培訓(xùn)上崗時(shí)間短，缺點(diǎn)是人員技能單一，特別是在處理故障的時(shí)候缺乏綜合性判斷，很多時(shí)候人員到了現(xiàn)場(chǎng)不能一錘定音，同時(shí)人員資源消耗大，比如車載班組為了處理列車在正線運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)的故障，就要在正線設(shè)置了兩個(gè)點(diǎn)的大四班的值班點(diǎn)，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)值班點(diǎn)的人員崗位負(fù)荷非常低，車載在正線如果發(fā)生故障也要到軌旁班組所在值守的折返站去處理。所以，在上海地鐵7號(hào)線嘗試啟動(dòng)區(qū)域化管理，而不是嚴(yán)格按照專業(yè)子系統(tǒng)劃分。這樣做的難度是人員崗位要具備綜合能力，要求掌握多子系統(tǒng)技能，對(duì)相關(guān)的區(qū)域管理人員的能力要求也高。當(dāng)然，這個(gè)改進(jìn)的基礎(chǔ)是大多數(shù)的預(yù)防性計(jì)劃修，特別是巡檢部分，對(duì)崗位的要求是同質(zhì)的，對(duì)人員要求的基本技能可以在經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后很容易達(dá)到。同時(shí)，這種維護(hù)已經(jīng)有成熟的作業(yè)指導(dǎo)程序，技術(shù)上完全具備了條件。

這樣的維護(hù)管理方法，可預(yù)見(jiàn)的是會(huì)減少所需配置的維護(hù)人員，特別是一線人員。如果考慮一條線路的整個(gè)信號(hào)生命周期，和考慮整個(gè)需要維護(hù)的線路總量的來(lái)看，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是可觀的。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上海地鐵7號(hào)線信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)模式的不斷探索，通過(guò)采用采用合適的維護(hù)工具及手段，實(shí)現(xiàn)了部分系統(tǒng)的“狀態(tài)修”，提高了信號(hào)設(shè)備的的維護(hù)效率和效果，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提升運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。通過(guò)對(duì)維修組織架構(gòu)的改進(jìn)，在確保維護(hù)質(zhì)量的前提下提高了生產(chǎn)率。

參考文獻(xiàn)：

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