地铁供电设备运维管理信息系统设计与实现

地铁供电设备运维管理信息系统设计与实现

于圣晨

天津市津海天源电力技术有限公司

身份证号码：120221199402241415

摘要：本文提出一种地铁供电设备运行维护管理信息系统设计方案，其目的在于借助先进信息技术促进地铁供电系统运行可靠性和安全性。系统总体架构设计以模块化的方式进行，主要包括设备状态监测、故障预警、维修计划的制定以及人员的管理等主要功能模块。数据库设计保证数据准确、实时，支撑运维决策。系统实现中，对软件开发、硬件设备的安装和调试及系统集成和测试等环节进行了详细说明。本系统可有效地提高地铁供电设备运行维护效率、减少故障率、保障地铁运营安全和稳定。

关键词：地铁供电设备；运维管理；信息系统

引言

在城市化进程不断加快的背景下，地铁是城市公共交通中非常重要的一部分，地铁的高效安全运行对于整个城市交通系统来说都是非常关键。地铁供电设备是确保地铁正常运营的核心设施之一，其运维管理好坏直接影响着地铁服务质量与乘客安全。传统运维方式已经很难适应现代地铁运营需要，所以研发一个高效，智能化的地铁供电设备运维管理信息系统尤为紧迫。

1.地铁供电设备运维管理信息系统设计

1.1 系统总体架构设计

地铁供电设备运行维护管理信息系统总体架构设计由数据采集层、应用层、用户界面层三大层面组成。数据采集层利用各种传感器、控制器以及智能设备等对地铁供电系统中的设备状态以及运行参数进行实时采集，并上传到中央服务器或者云平台。应用层承担着数据处理，分析及系统逻辑实现等任务，在大数据分析与人工智能技术的支持下，可实现设备状态的全面评价及维护建议的产生。用户界面是一个与用户互动的环节，它提供了可视化的数据展示、报告生成和警报通知等功能，以确保管理人员能够实时了解供电设备的运行状况和维护需求。整个系统采用模块化设计，不仅可独立工作，还可融入地铁整体管理系统，增强了系统扩展性与适应性。

1.2 功能模块设计

1.2.1 设备状态监测模块

设备状态监测模块作为系统核心，承担着地铁供电设备实时状态监测。模块通过装置上所安装的传感器采集电流、电压和温度等运行数据并实时传送给数据处理中心。该系统将通过分析所收集的数据来自动识别异常，例如过载、过热或者设备老化。另外，监测模块支持对数据进行历史记录功能，以便管理人员对设备状态进行长时间跟踪并分析故障。管理人员通过状态监测模块能够直观地掌握设备健康状况并作出相关决策，有效地延长了设备寿命和降低突发故障发生率。

1.2.2 故障预警模块

故障预警模块根据设备状态监测数据深度分析并采用大数据分析技术与机器学习算法相结合的方法对设备可能发生故障的风险进行预测。这个模块可以确定某些微小的改变或者倾向，而这通常预示着设备故障。系统设置的故障阈值可自动进行调节，一旦监测到数据超过了设置范围，系统将对故障进行报警，同时以短信，邮件或者系统通知的形式及时通知有关维护人员。应用此模块不但可以降低设备故障频率，而且可以提前制定维修计划、降低维修成本、缩短停机时间等，进而确保地铁供电系统连续、稳定地运行。

1.2.3 维修计划制定模块

维修计划制定模块的目的是基于设备运行状态，历史故障记录以及预警信息等信息自动产生科学合理的维修计划。模块考虑了设备工作负荷，使用年限和故障率，产生个性化维修建议。通过这一模块，本系统可以自动布置设备定期维护和快速反应紧急维修需要。同时该系统也可以对维修资源进行优化配置，保证维修人员，备件及工具等的合理分配，以提高维修效率并缩短设备停运时间。编制维修计划既能确保设备长期良性运行，又能显著减少设备总体运营成本。

1.2.4 人员管理模块

人员管理模块主要用于管理参与地铁供电设备运维的相关人员，包括设备操作员、维护技术人员和管理人员。该模块记录了每位人员的工作职责、资格证书、工作经验等信息，并根据工作任务的紧急程度和复杂性分配相应的人员。系统能够跟踪人员的工作进度、完成情况，以及对不同设备的熟练程度，并根据人员的工作表现调整任务分配。此外，人员管理模块还支持培训管理功能，系统会根据人员的技能水平推荐合适的培训课程，确保团队具备最新的设备运维技能，进一步提升运维效率。

2. 地铁供电设备运维管理信息系统实现

2.1 软件开发

开发组软件开发阶段选择Java、Python、MySQL数据库等高级编程语言与框架对系统进行开发。软件开发采用模块化、层次化的设计原理，把系统的功能分解成若干模块，例如设备状态监测模块，故障预警模块，维修计划制定模块等等，各模块经过自主的开发与调试实现了整合。在开发阶段，我们也高度重视系统的可扩展性和兼容性，以确保该系统能够与其他现有的管理系统进行无缝集成。另外，为改善用户体验，在系统开发过程中融入可视化数据显示功能，以图表、报表的形式实时显示设备的运行状况以及故障信息。整个软件开发过程按照敏捷开发流程进行，功能不断迭代优化，增强了系统稳定性与易用性。

2.2 硬件设备安装与调试

硬件设备的安装调试是系统实现的关键环节，它涉及设备传感器、控制器以及网络设备等设备的安装。在供电设备中设置传感器，保证能实时获取供电设备状态信息。这些传感器以有线或者无线网络的方式向中央控制系统传送数据。在安装时，保证硬件设备和供电设备兼容，以免对正常供电操作造成干扰。调试阶段工程师对各个硬件组件进行稳定性测试，并对数据传输精度进行检测，以保证各项数据都能及时准确地上传至信息系统。调试工作也包括优化网络连接，保证系统可靠且延迟小。

2.3 系统集成与测试

软、硬件开发安装完成之后，系统集成及测试阶段保证了各个模块、设备之间能协同工作。集成测试由设备状态监测模块、故障预警模块、维修计划模块及人员管理模块联调而成，以保证各模块数据一致性及工作过程顺畅。在试验期间进行了压力试验、功能试验、性能试验，并对不同运行场景进行了仿真，其中包括正常工作、设备故障、网络中断，验证了系统稳定性以及故障处理能力。试验结束后将对系统进行整体优化与调整，以保证地铁真实运维环境下稳定高效地运营。

结束语

总之，通过本文的设计和实施，地铁供电设备运行维护管理信息系统可以为地铁供电系统日常运行维护提供综合技术支撑。该系统对设备状态进行实时监控、故障及时预警、合理制定维修计划、对运维人员进行有效管理，使地铁供电系统运维效率及可靠性得到显著提高。在未来科技不断进步，运维需求进一步加深的情况下，系统预计将融入更多的智能化功能，例如大数据分析，人工智能预测等，从而达到更准确高效运维管理的目的。最终，本系统为城市地铁安全高效运行提供了坚实保障，给乘客带来了更安全方便的出行感受。

参考文献

[1]邵国栋, 朱双宝, 范志鹏. 地铁供电智能运维系统实践探讨[J]. 交通科技与管理, 2023, 4 (24): 23-25.

[2]上海地铁供电数字运维中心正式启用[J]. 都市快轨交通, 2022, 35 (06): 7.