项目名称：基于大数据平台的智能运维系统设计及应用
主要完成单位：上海宝信软件股份有限公司，南宁轨道交通集团有限责任公司，南宁轨道交通运营有限公司，宝信软件（广西）有限公司
主要完成人：李军，汪侃，黄俪，韦庭三，赖治平，杜珊，张开翼，陈昌邦，廖龙飞，张俊，胡彦，王旭，黄育尚，韦江锋
项目简介
本项目针对城市轨道交通特点及设备运营维护痛点，结合城轨智慧化发展，以城轨云和数据中心为基础平台，以打通生产网和管理网为传输载体，以构建通风空调、给排水、低压配电、BAS、TIAS在线监测系统为监测手段和数据基础，形成设备健康管理、维修智能调度、运维决策分析三大业务功能为核心的智能运维管理体系。通过智能运维系统信息化管理子门户为业务窗口，实现信息化与自动化的融合，满足各层级岗位运维需求，推动运营维护转型。
1.立项背景
为深入贯彻落实党中央、国务院《交通强国建设纲要》、中国城市轨道交通协会的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》、宁市交通运输局印发的《南宁市推进广西交通强区建设试点实施方案(2021-2035年)》以及南宁轨道交通运营有限公司印发的《南宁轨道交通公司科技创新战略要点》等政策规划。国家、行业、市政府、企业都非常重视以城市轨道交通为骨干的城市公共交通体系建设，城市轨道交通行业应紧跟国家战略，综合运用信息化和智能化等新兴技术手段，提升调度指挥和运维管理智能化水平，以更好地满足民众多元化、个性化、便捷化的出行需求，推动公共交通服务水平的进一步提高。
2.核心技术及创新点
2.1智能运维架构
本项目的智能运维架构如下图所示：
图1智能运维架构图
智能运维平台和施工管理、物资管理等管理系统部署在管理网，主要实现设备健康统一管理、运维指标分析及物料消耗等运维资源统筹管理、运维决策管理及跨专业的应急指挥和综合场景管理。各在线监测系统部署在生产网，主要实现各专业的日常维修调度和决策辅助，提高日常维保的效率；在线监测实现设备健康监测及故障预警，为各专业融合的日常维保管理提供设备数据支撑。
2.2设备在线监测系统
图3通风空调在线监测系统界面
2.2.1创新点
2.3智能运维数据模型
智能运维大数据平台是运维综合场景建模、数据存储分析的核心，针对运维业务，主要对通用模型、基础模型、增量模型进行研究，包括但不限于建立故障诊断和决策、调度辅助决策、维保策略、系统可靠性分析等模型。
2.3.1通用模型管理
根据专业设备特性和科学的应用分析，建立设备基础模型，根据在线监测子系统已完成一次逻辑判断，输出结果给一线运维人员，实现日常巡检、定修、抢修的基本修程优化和执行。
2.3.2基础模型管理
根据人员配置及成本估算、基础及增量修程、存在问题、优化的方式、工单流转、物资采购提高工作效率。
2.3.3增量模型管理
通过建模充分利用生产大数据、借助先进监测技术，实现系统设备健康度监控、实时预警，提升精细化维保管理水平，实质推动维保模式向状态修转变。
2.3.4提高工作效率
实现基于与信息系统互联的故障工单自动生成功能；实现告警信息分级分类向调度人员、专业技术人员与管理人员的定向推送功能；建立经验库与数据关联性规则，用于辅助调度人员、专业技术人员与管理人员的故障处置等，从而全面提高故障修的工作效率，降低故障历时。
2.3.5降低综合成本
实现各专业在线监测系统的管理，推进人力资源整合和生产物资的最大复用。可将数据分析终端数量大量降低。
2.3.6提升维保质量
接入应用系统,推进设备在线监测应用,完成在线监测平台与信息系统接口的开发，实现设备从故障告警触发到工班派工、故障维修的全流程管理，通过对海量的设备状态参数、运营环境、检修情况等数据进行挖掘分析，对设备实施多维度评估，为实现设备维保从“告警”到“预警”，从“计划修”到“状态修”的转变提升提供可靠的数据支撑。展示如下：
图4月度报告分析
图5系统健康度趋势分析
2.3.7创新点
基于智能运维管理体系，构建运维大数据平台，通过“统一采集、统一存储、统一管理、统一运营和统一服务”，形成线路级的数据和服务共享能力。数据基础平台为业务系统建设提供数据能力支撑，解决运维业务及各专业设备数据中存在的分类不统一、描述不全面、数据不贯通等问题，有效提高大数据资源的利用效率。
在智能运维系统的建设过程中，充分利用设备数据、运维业务数据，借助先进的大数据分析技术，综合业务应用场景进行运维建模分析，建立故障诊断及决策模型、设备健康度分析模型、维保质量分析模型、系统可靠性分析模型等，为修制修程优化和各专业统一管理和联动管理提供依据，最终提升精细化维保管理水平。
2.4智能运维调度管理平台
智能运维调度管理平台以全面监管和检测为基础，协同生产管理系统，通过中心数据交互、全寿命周期管理闭环，实现智能化的分析决策及跨专业全流程的综合应用。
智能运维调度平台整合设备基础服务信息、运维修程修制工艺服务、维修智能服务、维修分析服务，实现对运营维修业务规范化、标准化、精细化的管控，人、机、物、法、环资源的整合与优化，有效地提高设备维修维护工作效率，降低地铁运营成本。充分利用智能运维数据平台的设备模型，在静态数据基础上自动汇聚业务过程的全方位动态数据，结合调度总览驾驶舱，实现线路设备全维度信息层次化展示、设备故障自诊断、预警提示、场景化的工单联动和应急指挥，为运营主动维护提供敏捷智慧化的决策指导。
图6智能运维调度管理平台调度总览
图7故障闭环管控
2.4.1智能运维调度管理平台专家库
智能运维调度管理平台具有智能运维专家库功能，支持录入故障维修专家经验，及行业工程师、厂商、工程师的维修经验，支持根据智能运维数据平台的数据模型和设备运行状态趋势分析，依据大数据分析方法和技术，对设备各电气特性参数长期运行状态趋势进行分析，并给出维护建议。
2.4.2安全作业管理
实现了对设备检修过程中，标准安全作业条件的建立及维护管理，为维修作业标准中的适用安全作业条件提供基础数据，安全作业条件主要信息包括安全事项类型、安全事项内容、安全事项措施、状态等。
图8安全交底
2.4.3设备履历管理
系统支持以设备结构树（位置、分类）为索引，实现对单台设备甚至部件管理过程中的各类信息追踪和汇总展示，包含作业标准、故障记录、维保记录等。
2.4.4智能运维移动终端
智能移动终端可支持人员实时定位，供维修调度组及时掌握人员动态和轨迹，及时提醒和要求或协调人员到位处理故障，避免人员因其他原因导致故障不能及时修复，影响运营。并且支持实时音频视频、多人协同，支持工程师、厂商、专家远程指导诊断故障，多地多人协同处理故障，精准故障定位，避免因故障定位不清，浪费维修、抢修的最佳时机。
支持智能巡检，支持设备维护任务处理列表一览，维护人员清晰的查看自己当前任务，避免漏检、漏修。
通过移动终端应用，维保业务大量重复和无效的流程将简化，紧密结合了现场维保人员、调度、工程师、厂商、专家的关系，加快了故障定位，故障处理，保障了运营安全。
图9移动APP
2.4.5基于健康度评价的检修规程优化
基于接入的各专业在线监测子系统，系统支持对接入的各专业系统的设备建立了设备健康评价模型。通过运用大数据、信息化技术根据设备运行参数、故障信息等进行综合分析，计算设备健康评价指标，对设备、系统进行健康分析，通过数值表示各设备的健康度，建立了基于健康度评分标准的设备健康度与系统健康度评价体系。对于设备的健康状态描述，一般采用“优”、“良”、“中”、“差”4个等级。
图10健康度评价
结合在线监测数据、大数据平台建模分析功能，实现设备健康度评价，基于设备健康度评价，系统推送检修建议，如健康度评分差的设备，需及时安排检修，针对设备的不同情况，分类检修，优化检修规程，助力运营维护向状态修转变。
2.4.6创新点
通过建立运维大数据平台，串联维保业务系统和各专业在线监测系统，形成设备及业务全流程打通的智能运维管理体系和技术架构。智能运维从单条线路下至某个车站，为运维人员展示整体到局部的供电和机电设备状态，管理人员、调度人员等可以更直观方式统筹运维规划。
基于大数据、人工智能的学习识别模型，通过分析、建模、执行形成多引擎驱动的智能分析，构建智能运维“大脑”。以数据指导生产，推进“生产组织上移”，实现“专家诊断，远程指挥”，突显智能调度中心统筹指挥、决策职能，助推向指挥型调度转型，从而建立智能运维指挥体系。
3.应用前景
基于南宁5号线机电智能运维项目结合5号线实际的机电设备维保业务，以大数据、人工智能等技术将维保业务数字化，实现维保业务的全流程管控，设备的全生命周期管理，实现降本、提质、增效、保安全的目标，助力轨道交通数字化转型。
企业简介
上海宝信软件股份有限公司（宝信软件）系中国宝武集团实际控制的上市企业，是国内第一批高新技术企业、国家级企业技术中心、国家技术创新示范企业、信息系统集成与服务行业大型骨干企业，连续10多年被评为中国软件产业最大规模前100强企业、中国软件和信息技术服务综合竞争力百强企业。围绕轨道交通业务，宝信软件始终秉持“面向调度、面向设备、服务管理、服务乘客”的设计理念，通过20年的耕耘，为全国18个城市、50多条线路提供了全层次、全生命周期的智慧地铁解决方案，覆盖车站、线路、线网、运维及运营管理信息化等多个层级，具有丰富的轨道交通业绩与实施经验。