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摘要：天津軌道交通9號線開通時間較早，信號系統的信息化水平較低，相較于智慧軌道交通的標準存在較大差距。介紹了天津軌道交通9號線信號系統信息化建設的發展思路，分析了發展脈絡，對相關實踐經驗進行了總結，以期為其他城市的智慧軌道交通建設提供參考借鑒。
關鍵詞：軌道交通;運營環境;信號;信息化建設;管理模式
城市軌道交通組建線網統一指揮、統一管理是當今運營模式的發展趨勢，設備維護管理模式也隨線網的建設逐漸復雜，傳統的以經驗為導向的粗放型管理模式在安全保障、質量控制、故障管理、維護支持等方面已經不適應新的運營環境，必須引入信息化手段來打造適應于線網環境下的智慧型維護管理模式[1]。組建軌道交通新型維護管理模式是一次管理和技術上的考驗。規劃設計智慧維護管理模式，既需要考慮新線建設的前瞻性，同時也要兼顧運營線路的既有條件，例如：設備廠商、建成時間、信息化水平、擴展性等。為了彌補線網信息化的短板，提升整個線網的信息化水平，提升既有線路尤其是老舊線路的信息化水平，是當前亟需解決的問題。
1天津軌道交通9號線概況
天津軌道交通9號線（下稱“9號線”）是連接天津市中心城區和濱海新區的大動脈，于2004年正式開通運營，信號系統采用安薩爾多（AnsaldoSTS）公司提供的準移動閉塞信號系統（列車自動控制系統，即ATC）。作為一條早期開通運營的既有線路，其信號系統硬件平臺運算水平較低，網絡帶寬容量較小，系統可擴展性較差，信息化建設難度較大。針對上述情況，9號線信號系統信息化建設沒有走一般的產學研用技術改造的路子，而是充分發揮技術人員技術能力，以“用”為驅動，深挖并解決運營工作中的各項痛點，走出了一條信息化建設的新途徑。
2信息化發展經驗總結
2.1信息化發展情況介紹。在對既有信號系統的人、機、料、法、環幾個方面進行詳細調研后，逐步明確了信息化建設發展思路，將其歸納為“保設備、增技能、強管理、可視化”四步走的發展戰略，從設備維護、人員技能、維護管理和大數據建設4個發展方向出發，以自主編寫軟件的形式完善信號系統信息化功能[2]。信息化發展戰略見圖1。截至到目前，完成研發軟件4大類共8項，搭建出一套自上而下的信息化管理系統，逐漸形成信息化管理體系。自主研發軟件匯總見表1，信息化管理體系見圖2。2.1.1設備維護。根據信號系統故障統計分析，發生幾率較高的故障主要有：車載設備故障、停站精度不穩定和ATS系統網絡不穩定3項，約占故障總數的25％。因此，首先從設備維護角度出發，引入信息化手段減小上述故障的影響、提高故障處理的效率。為了提高車載故障分析處理效率，維護人員自主研發了車載故障可視化回放軟件，見如圖3。該軟件通過讀取車載ATP日志數據，實現了車載MMI和車載設備板卡燈位可視化顯示，再現了故障時車載設備的各種狀態，比傳統的故障日志分析方式更加直觀；軟件的故障輔助分析模塊可以自動分析車載數據，對各類信息進行分類匯總，利用預設的故障模型自動推送故障分析結論和解決方案，提供相關技術圖紙的鏈接，使故障分析更加準確高效；經過收集大量數據建立的停站精度模型，可以將列車實際停站曲線與模型曲線進行比對分析，判斷列車停站變化趨勢，維護人員可以對差異過大的列車提前調整，降低了故障的隱患。停站曲線模型見圖4。服務器、工作站、工控機、交換機等設備不屬于信號系統傳統設備。一線維護人員代碼行操作相關培訓難度很大，培訓效果不理想，實際操作效率較低，存在發生誤操作導致故障的隱患。技術人員自主研發了分布式系統檢測軟件，使日常巡視工作規范化、自動化，實現了巡視工作一鍵式操作，提升了巡視準確率和工作效率。在這基礎上，又自主研發了網管計算機檢測軟件，通過輪詢的方式檢測信號系統網絡，出現網絡擁塞、中斷和丟包后，相應的設備名稱可以根據故障程度變色并生成聲音報警，將網絡異常情況自動寫入日志文件，值班員得到報警提示后可以迅速做出反應，實現了端到端的網絡監測，彌補了系統自帶監測軟件監測盲點的缺陷。2.1.2人員技能。信號維護人員的班制不統一，工作地點跨度大，技能培訓受時間和空間制約程度較大；隨著人員的流動，長時間積累的寶貴經驗也會隨之流失。為了改善培訓的效果，維護人員研發了在線培訓平臺，使員工能夠隨時隨地使用PC端或移動端進行技術學習，培訓工作不再受時間和空間的約束。在新線建設工作中，由專人對廠家培訓進行全程錄像、錄屏并上傳平臺，使新線建設期間人員技能得到了很大的提升，為后期的驗收、接收等工作打下了堅實基礎。在線網設備維護模式下，維修人員往往要面對多條線路的維護工作，不同線路間存在設備情況復雜、同類設備操作迥異的情況。以中心項目部為例，目前負責1號、5號、6號、9號線共4條線路控制中心的通號設備維護，到2023年前后線路維護數量將增加到6條，設備的數量和種類增加50％，維護難度大大提升。為了積極應對上述情況，自主研發的知識管理系統應運而生，員工可以隨時使用PC端或移動端調閱標準化的操作流程、故障處理手冊和各類技術圖紙，通過搜索功能迅速檢索到所需資料，從而更好地規范日常和應急條件下的處理操作。知識管理系統見圖5。2.1.3維護管理。維護管理人員日常需要進行大量的故障信息統計、設備臺賬和履歷更新等工作，工作繁瑣，重復性較高，傳統的人工管理模式無法做到精細化管理，數據錯誤率較高，對維修工作的指導作用較低。通過對日常的工作流程和管理需求進行梳理，維護人員自主研發了維修管理平臺和ATS運營數據信息化報表軟件，將設備臺賬、設備履歷、故障臺賬、故障信息、信號設備使用情況、行車組織情況等運營基礎數據轉化為結構化數據，生成各類分析報表，為運營管理提供數據依據。2.1.4大數據建設和可視化。由傳統的人工經驗式維修模式轉為大數據支持的智能運維模式是一次重要的管理跨越，通過不懈努力已逐步搭建出大數據的基礎環境。通過上述各項軟件生成結構化數據導入數據庫，最終通過微軟POWERBI、POWERVIEW等軟件實現數據的可視化。目前，9號線信號系統已經實現數據智慧采集、數據智慧融合、數據智慧挖掘、智慧決策的智能信息化處理閉環，完成了智慧型維護管理模式的升級[3]。
2.2實施效果。9號線信號系統的信息化建設歷程為將來的智能化運維積累了大量的結構化數據和有效數據，同時提供了一定的信息化建設經驗，為信號系統改造提供了額外的思路和方向。新系統廠商通過對9號線信號系統信息化建設的調查研究，吸收了運營維護的經驗，考慮將車載故障可視化回放等軟件的功能納入到信號系統改造的工作中去，為后期的信息化運營與維護打好基礎。
3結語
9號線十幾年信號系統信息化建設的實踐，很好地相契合了2019年國務院頒布的《交通強國建設綱要》中“推進數據資源賦能交通發展”的建設思路，以“用”驅動，結合“產、學、研”各方資源開展自主創新工作，推進了數據資源賦能天津城市交通發展。
參考文獻：
［1］李聰.地鐵信號系統智能運維方案設計[J].鐵道通信信號，2019，55（2）：86-90.
［2］雷江松.城市軌道交通建設數字化轉型實踐[J].現代城市軌道交通，2020，（12）：5-8.
［3］杜時勇.基于大數據的城軌信號系統線網智能運維平臺研究[J].都市快軌交通，2019，32（3）：13-18.
作者:胡文宇 王書哲 潘行健 單位:天津軌道交通運營集團有限公司
