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編者按/ Editor's Notes /

隨着上海軌道交通發展,供電設施設備數量增加、制式多樣、種類繁多、線路新老更替等問題給保障供電帶來了巨大挑戰。近日被評為2021上海城市數字化轉型「智慧工匠」的供電分公司郭志,從上海地鐵供電設備的發展歷程,談了他對以數字化轉型為引導,構建軌道交通供電系統智能運維平台的想法。


目前,上海地鐵總里程已經達到831公里,線網規模達世界第一。在上海地鐵「跨越800」發展新賽道上,沒有任何一座城市的軌道交通管理經驗可以參考,如何以智能運維數字賦能地鐵運營保障,是擺在我們面前的重要課題。要讓世界運營規模第一的地鐵網絡保證每一天都安全可靠,對於設備維護工作人員來說,絕非易事。而作為地鐵維保供電人,我們的工作就是讓地鐵通上電,安全地跑起來。



01

攻關克難、打破僵局

擺脫國外廠商對於地鐵供電核心設備的技術壟斷

2010年,作為上海最早建設的地鐵供電系統,一批上世紀80年代建設的地鐵1號線直流開關控制系統硬件停產,造成牽引設備因此無法正常有效運維。這些核心設備的安裝、調試原來都由外國工程師來操作。我們當時急需擺脫原有硬件停產造成的開關設備運維困境。但一時要找到現成可供參考的改造方案,基本上是不可能的,國內沒有,國際上也沒有,國產化改造只能依靠我們自己。

設計團隊、工程團隊翻閱原始資料,分析原設備接口,確定適配的硬件,重新編寫軟件代碼,通過一次次模擬仿真試驗,直到達到使用標準,最後制訂現場改造方案,整個過程歷時兩年,完成了上海地鐵1號線30套直流開關核心設備的國產化改造。

2012年,該項開發的成果《1號線直流系統PLC模塊功能分析及替換的可行性研究》,經上海市科學技術委員會審查核實被確認為上海市科學技術成果。

02

積極創新、研發「哨所」

建立一套預警機制,讓世界第一的地鐵供電網絡變得更安全

由於上海地鐵不同線路增能的需求,比如地鐵1,2號線等城市中心區域行車密度的增加帶來供電負荷需求的增加;或是地鐵列車在進場檢修的過程中,可能會出現的用電負載過大等情況,都可能導致電氣設備過載引起供電設備故障。

我們完全自主研製了這套軌道交通直流負荷監測系統,實現了用電負荷的安全管控,就像是眺望整個電力系統負荷安全的前方「哨所」。「哨所」系統在直流1500V這個軌道交通行業特殊的電壓等級上,首次實現了數據高速採樣、數據處理及數據共享的一體化解決方案,為電力調度、運維人員提供了有效的專業應用支撐軟件。

「哨所」系統經歷12年的技術迭代,截至目前,已經在1、2、5、8、11、17號線以及整個網絡40個停車場內部署應用。實現各線路、各區域負荷的靈活控制和調度、各線路停車場牽引的安全用電管理。出現供電設備故障時,維護人員也可以藉助該功能應用,評估故障對地鐵用電的影響程度,並快速識別和判斷故障原因,給故障的應急處置提供正確且有效的指導。

03

系統施策,提能增效

打造一套供電智能運維平台,把世界最大的地鐵供電數據都裝進去

從依賴國外技術,到自主研發;從解決眼前困局,到破題維保系統升級。這是上海地鐵供電設備維護人員主動探索,積極創新,並成功建立起地鐵維保上海經驗的一個縮影。

我們前期的工作是解決了設備運維工作中具體某個點的問題,那麼身處在數據爆炸的時代,是時候為供電運維體系整體轉型設計一套全面、最終的解決方案了。供電智能運維平台能讓設備的運行變得可閱讀,讓實時掌控設備狀態成為可能。供電智能運維團隊藉助大數據聚類分析工具,建立起設備狀態評估模型,形成了全絡網2065台變壓器、15362台開關櫃、 21311公里電力電纜、 2136條公里接觸網(軌)等關鍵設備和部件的設備部件動態管理,並探索和逐步推進設備健康度管理的收斂,讓設備的狀態的人機交互更為便捷和高效。

平台使用至今,建立了集中式UPS(不間斷供電系統)設備7大項部件102項智能診斷模型,2021年平台提前預警預判故障77次,保障了UPS設備的安全運行。並在軌道交通供電行業內首次實現了對接觸網全自動智能檢測,將原有一個月的巡檢工作量,縮短至一個作業點,大大減少了人員和時間的成本。平台建立了全網絡115套直流負荷監測系統,用以分析列車牽引直流系統的實時高精度運行電流及電壓,對上海地鐵運營增能提供評估依據。

供電智慧運維平台的研究成果獲得了2020年上海市科技進步二等獎和2021年上海交通工程學會科學技術特等獎。該套系統是國內首創,技術水平達到了國際先進水平,現已推廣到國內多個城市軌道交通的應用中,形成了一定的規模效應,開拓了城市軌道交通運維管理的新思路,構建了智能運維行業的新格局。

創新超乎想象,通過智慧集成和數字孿生,上海地鐵實體的供電系統還將打造一個完全相同的數字化「孿生兄弟」。通過供電智能運維平台為後續設備運維數字孿生(DT)技術的引入和應用創造數字底座。


在探索創新800公里以上超大規模地鐵網絡運營的道路上,前方還有無盡的長路,等待我們躬身前行。加快形成數字賦能的智慧地鐵模式,全面形成精細化管理,這都是一個個機遇和挑戰。作為一名黨員,我始終保持勇於創新、敢於擔當的奮鬥精神,保持團隊協作、聚力攻堅克難。讓我們不負時代、不負人民、不負韶華!


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來源:地鐵萬象

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