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摘要：地铁通信信号资源管理系统是地铁交通的重要基础信息。其建设进一步推动了地铁的电子化、科学化、现代化管理。为地铁通信信号设备的技术改造、抢险救灾提供了新的技术手段。为领导决策提供及时、完整的管理信息。以信号系统为研究对象，建立了基于BIM的信号设备三维虚拟模型，采用数据库技术进行数据存储管理，建立了数据交换接口；实现了信号设备维护数据与bim数据的交互。设计了基于BIM的地铁信号设备维护管理系统的体系结构。该系统结构具有真实的地铁信号系统维护场景、强交互、操作简单等特点。它已在许多城市的地铁信号系统中得到应用，并取得了良好的效果，弥补了传统信号系统中大量的数据和缺乏易于解释的不足。优化信号系统结构，提高系统效率具有重要意义。本文首先分析了地铁建设目的，接下来详细介绍了系统设计原则，最后对系统的主要功能做详细阐述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发，希望通过本文的分析研究，给我国基于BTM的地铁信号设备维护管理系统设计做出贡献，同时希望给行业内人士以借鉴和启发。
關键词：BIM；地铁信号；设备维护；管理系统；设计
地铁运营阶段，对设备进行科学、合理的管理和维护，是信号系统可靠度、可用度、可维修度和安全度（RAMS）的保障。目前，地铁信号设备维护管理方法相对比较落后，且各设备维护系统间缺乏有效的关联分析，故障分析难度较大，不能形成高效的设备监测维护和调度管理平台，不利于全面掌握相关设备状态，影响在途运行状态整体监测和设备的日常维修维护。信号系统故障诊断主要难点在于以下4个方面：（1）信号系统故障发生时定位困难，检修效率低下；（2）现场数据来源复杂，操作不规范，信息反馈不及时；（3）执行层与决策层之间信息传递时效慢，造成维修指令失控；（4）设备档案数据量庞大，缺少有效工具进行单点高效调用与二次档案存储。
1地铁建设目的
地铁是城市的一项标志性工程，而地铁通信信号资源管理系统是地铁行车的重要基础信息，在地铁建设初期开发此系统，随时录入整理相关信息，必将为未来的地铁运营和指挥提供丰富的第一手数据，带来管理上的极大便利，使地铁的管理进一步走向电子化、科学化和现代化。地铁通信信号资源管理系统采用了先进的地理信息系统（GIS）技术，全面地实现对地铁通信信号资源的计算机管理，彻底根除了传统管理方式的种种弊病，通过地图+信息的方式，全面、直观、准确地反映了设备的分布、现状及技术特征。同时，系统还提供了多种查询、统计、定位功能，为地铁通信信号设备技术改造、抢险救援等工作提供了全新的技术手段。系统的建成，将使通信信号的空间分布情况及其状态通过矢量地图的方式直观地表现出来，信息全面，数据准确，为领导决策提供及时、完备的管理信息，以往需要耗费几小时甚至几天时间的查询、统计、定位工作，利用本系统仅需几分钟即可完成，能充分保证地铁经营管理质量。
2系统设计原则
（1）整体性保障原则为了保证系统的整体性，系统的建设采取“总体规划、具体实施”的开发策略。即先进行总体规划设计，然后在总体规划的指导与约束下进行开发。（2）实用性原则本应用系统以方便用户为主要原则之一，在吸取先进管理经验的基础上，为用户度身定造；在统一的用户界面下提供各种实用功能，尽可能降低使用前的培训投入和使用中的维护投入；而且还必须具有应变能力，以适应未来变化的环境和需求。（3）先进性与成熟性原则当今世界，通信技术和计算机技术的发展日新月异。本方案适应新技术发展的潮流，既兼顾技术上的成熟性，同时也考虑系统的先进性。（4）标准化与开放性原则在计算机系统总体结构设计中，所有软硬件产品的选择坚持标准化原则，选择符合开放性和国际标准化的产品和技术；在应用软件开发中，数据规范、代码体系都遵循相应的规范要求。（5）安全性原则安全与保密对于系统是至关重要的，无安全保障的信息系统是完全不可取的。（5）故障分析报告：利用RAMS后评价结果，系统自动进行初步的设备故障分析，并向用户推送。（6）应急备件管理：创建虚拟的信号设备资产管理BIM数据模型，根据不同信号设备的备件要求，实时显示主要设备整（配）件备件库存，划定预警值，当备件数量低于预警值后，系统主动推送预警信息给用户层，进行填补备件。（7）应用故障处理：建立故障处理专家数据库，按设备或故障现象分类，将技术专家处理故障的经验、方法，通过系统进行积累和固化，故障发生时相关人员按标准流程对故障进行判断和初步的原因分析。应急故障处理过程由故障处理流程图、故障指挥流程图和交互式互动功能组成，技术专家可根据经验对各类故障处理的流程不断优化或升级，通过流程分支的形式形成系统与用户的互动，便于快速直观地判断故障原因和处理故障。（8）短信平台管理：接入短信网关，实现设备故障、事故救援、干部动态、问题库等信息通过手机短信（标准模版）发送，系统提供一体化的专用移动终端，主要应用于应急指挥、设备检修、作业卡控、设备管理等方面。
3系统的主要功能
3.1RAMS管理
用户利用信号设备监控预警功能和故障录入功能，增补RAMS评价数据，根据信号设备的RAMS后评价结果，BIM模型对RAMS关联指标进行记录，根据用户需求，进行预防性信息反馈，用户可调用故障维修数据库，查看有关详细数据（系统干扰事件、保养事件、故障检修事件、环境变化事件、运维要求变化事件）等，便于运营维护人员识别信号设备可能影响RAMS评价结果的因素，评估整体设备性能，辅助运营维护人员进行设备优化，提高设备RAMS评价效果。
3.2故障事件录入
当设备监控系统发出故障提示信息后，根据设备的故障提示信息，选择设备故障类别，记录设备故障发生的时间、处理过程、设备运行历史档案等信息，同时，在故障事件录入中附带添加BIM模型及设备的档案，使用户层能较全面地解读设备故障事件。
3.3基础设施层
基础设施层主要由服务器、网络、存储设备等构成，通过维护网络与各设备集中站、停车场、车辆段站机进行通信；同时通过信号红网和蓝网与DCS、ATC接口，获取相关维护信息；通过维护网与ATS维护工作站接口，获取ATS相关维护息。
4结语
地铁运营是一个多系统同时操作，自动关联的庞大系统工程，使得地铁资产的管理和维护成本较高。设备维护费用的合理控制，是以尽可能低的费用达到规定的维修效果，在保证设备的运行安全的前提下，防止投入更多的维修工作量。并且系统提供一系列管理工具，包括应急指挥、安全风险源管理、标准化作业管理、设备管理、无纸化办公等。
参考文献：
[1]李朴，徐田坤，刘夏楠.网络化运营模式下城市轨道交通客流分布特性[J].综合运输，2013（2）：73-77.
[2]王洋，贾利民，徐杰，等.城市轨道交通突发事件客流诱导系统设计[J].铁路计算机应用，2012，21（10）：55-58.
[3]卢恺，韩宝明，鲁放.城市轨道交通运营客流数据分析缺陷及应对[J].都市快轨交通，2014，27（4）：25-29.
（作者单位：成都地铁运营有限公司）
關键词：BIM；地铁信号；设备维护；管理系统；设计
地铁运营阶段，对设备进行科学、合理的管理和维护，是信号系统可靠度、可用度、可维修度和安全度（RAMS）的保障。目前，地铁信号设备维护管理方法相对比较落后，且各设备维护系统间缺乏有效的关联分析，故障分析难度较大，不能形成高效的设备监测维护和调度管理平台，不利于全面掌握相关设备状态，影响在途运行状态整体监测和设备的日常维修维护。信号系统故障诊断主要难点在于以下4个方面：（1）信号系统故障发生时定位困难，检修效率低下；（2）现场数据来源复杂，操作不规范，信息反馈不及时；（3）执行层与决策层之间信息传递时效慢，造成维修指令失控；（4）设备档案数据量庞大，缺少有效工具进行单点高效调用与二次档案存储。
1地铁建设目的
地铁是城市的一项标志性工程，而地铁通信信号资源管理系统是地铁行车的重要基础信息，在地铁建设初期开发此系统，随时录入整理相关信息，必将为未来的地铁运营和指挥提供丰富的第一手数据，带来管理上的极大便利，使地铁的管理进一步走向电子化、科学化和现代化。地铁通信信号资源管理系统采用了先进的地理信息系统（GIS）技术，全面地实现对地铁通信信号资源的计算机管理，彻底根除了传统管理方式的种种弊病，通过地图+信息的方式，全面、直观、准确地反映了设备的分布、现状及技术特征。同时，系统还提供了多种查询、统计、定位功能，为地铁通信信号设备技术改造、抢险救援等工作提供了全新的技术手段。系统的建成，将使通信信号的空间分布情况及其状态通过矢量地图的方式直观地表现出来，信息全面，数据准确，为领导决策提供及时、完备的管理信息，以往需要耗费几小时甚至几天时间的查询、统计、定位工作，利用本系统仅需几分钟即可完成，能充分保证地铁经营管理质量。
2系统设计原则
（1）整体性保障原则为了保证系统的整体性，系统的建设采取“总体规划、具体实施”的开发策略。即先进行总体规划设计，然后在总体规划的指导与约束下进行开发。（2）实用性原则本应用系统以方便用户为主要原则之一，在吸取先进管理经验的基础上，为用户度身定造；在统一的用户界面下提供各种实用功能，尽可能降低使用前的培训投入和使用中的维护投入；而且还必须具有应变能力，以适应未来变化的环境和需求。（3）先进性与成熟性原则当今世界，通信技术和计算机技术的发展日新月异。本方案适应新技术发展的潮流，既兼顾技术上的成熟性，同时也考虑系统的先进性。（4）标准化与开放性原则在计算机系统总体结构设计中，所有软硬件产品的选择坚持标准化原则，选择符合开放性和国际标准化的产品和技术；在应用软件开发中，数据规范、代码体系都遵循相应的规范要求。（5）安全性原则安全与保密对于系统是至关重要的，无安全保障的信息系统是完全不可取的。（5）故障分析报告：利用RAMS后评价结果，系统自动进行初步的设备故障分析，并向用户推送。（6）应急备件管理：创建虚拟的信号设备资产管理BIM数据模型，根据不同信号设备的备件要求，实时显示主要设备整（配）件备件库存，划定预警值，当备件数量低于预警值后，系统主动推送预警信息给用户层，进行填补备件。（7）应用故障处理：建立故障处理专家数据库，按设备或故障现象分类，将技术专家处理故障的经验、方法，通过系统进行积累和固化，故障发生时相关人员按标准流程对故障进行判断和初步的原因分析。应急故障处理过程由故障处理流程图、故障指挥流程图和交互式互动功能组成，技术专家可根据经验对各类故障处理的流程不断优化或升级，通过流程分支的形式形成系统与用户的互动，便于快速直观地判断故障原因和处理故障。（8）短信平台管理：接入短信网关，实现设备故障、事故救援、干部动态、问题库等信息通过手机短信（标准模版）发送，系统提供一体化的专用移动终端，主要应用于应急指挥、设备检修、作业卡控、设备管理等方面。
3系统的主要功能
3.1RAMS管理
用户利用信号设备监控预警功能和故障录入功能，增补RAMS评价数据，根据信号设备的RAMS后评价结果，BIM模型对RAMS关联指标进行记录，根据用户需求，进行预防性信息反馈，用户可调用故障维修数据库，查看有关详细数据（系统干扰事件、保养事件、故障检修事件、环境变化事件、运维要求变化事件）等，便于运营维护人员识别信号设备可能影响RAMS评价结果的因素，评估整体设备性能，辅助运营维护人员进行设备优化，提高设备RAMS评价效果。
3.2故障事件录入
当设备监控系统发出故障提示信息后，根据设备的故障提示信息，选择设备故障类别，记录设备故障发生的时间、处理过程、设备运行历史档案等信息，同时，在故障事件录入中附带添加BIM模型及设备的档案，使用户层能较全面地解读设备故障事件。
3.3基础设施层
基础设施层主要由服务器、网络、存储设备等构成，通过维护网络与各设备集中站、停车场、车辆段站机进行通信；同时通过信号红网和蓝网与DCS、ATC接口，获取相关维护信息；通过维护网与ATS维护工作站接口，获取ATS相关维护息。
4结语
地铁运营是一个多系统同时操作，自动关联的庞大系统工程，使得地铁资产的管理和维护成本较高。设备维护费用的合理控制，是以尽可能低的费用达到规定的维修效果，在保证设备的运行安全的前提下，防止投入更多的维修工作量。并且系统提供一系列管理工具，包括应急指挥、安全风险源管理、标准化作业管理、设备管理、无纸化办公等。
参考文献：
[1]李朴，徐田坤，刘夏楠.网络化运营模式下城市轨道交通客流分布特性[J].综合运输，2013（2）：73-77.
[2]王洋，贾利民，徐杰，等.城市轨道交通突发事件客流诱导系统设计[J].铁路计算机应用，2012，21（10）：55-58.
[3]卢恺，韩宝明，鲁放.城市轨道交通运营客流数据分析缺陷及应对[J].都市快轨交通，2014，27（4）：25-29.
（作者单位：成都地铁运营有限公司）