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摘要：根据轨道交通网络化运营的实际需要，提出了建设城市轨道交通供电设备维护管理系统的必要性和紧迫性，并对轨道交通供电设备维护管理系统的系统架构、系统功能、系统安全及可靠性进行了详细分析和探讨。
关键词：轨道交通；供电设备；维护管理；系统架构；系统功能；系统安全和可靠性
Abstract：According to the actual needs of the rail transit network operation，put forward the necessity and urgency of construction of the city rail transit power supply equipment maintenance management system，And the rail transit power supply equipment maintenance system architecture，system function，system security and reliability are analyzed and discussed in detail
Keywords：rail transit power supply equipment maintenance management system architecture system function system safety and reliability
1 概述
目前，在国内城市轨道交通建设中，各线路在车辆基地都设有供电车间，承担本线供电系统设备的运行管理、维护检修、事故抢修等工作，设置相应的管理机构和人员，配置供电车间必需的房屋、维修机具、试验设备、各种检修和抢修车辆及其它设施的配备，主要依靠现场巡视及电力监控或综合监控系统信息掌握供电设备的运行状态、设备的完好状况，对供电设备运营维护信息的管理方面考虑较少。各线路供电设备维护信息包括设备基础信息、维修更换信息、人工作业信息不能共享，日常运营数据的统计分析缺乏统一管理。
近年来，国内城市轨道交通得到了快速发展，各大城市逐步形成了网络化、多线路、多站点的网络化运营格局，供电设备的日常维护、中大修、应急抢险面临着覆盖范围广、专业性强、维护时间短等诸多问题。城市轨道交通作为典型的资产密集型行业，如何管理供电资产设备，提升供电安全管理与设备维护水平，全面提高供电安全保障能力，成为轨道交通网络化运营后面临的紧迫任务。
随着网络技术的发展，社会各行业全面步入信息时代。对于点多、线长、面广的轨道供电系统来说，建设以供电设备状态修为基础的城市轨道交通供电设备维护管理系统可以加强牵引供电设备的基础管理、大大缩短管理距离，增强管理的精细度，提高管理的实效性和效率，同时可以为供电的设备质量控制和运行安全监控及事故的快速抢修提供技术支持。
城市轨道交通供电设备维护管理系统建设起步比较晚，目前国内深圳地铁、广州地铁、上海地铁等多家城市轨道交通企业运用了部分功能，但该系统的建设还没有完整的体系和统一的标准，本文在广泛调研的基础上，对轨道交通供电设备维护管理系统进行了初步探讨。
2 系统架构设计
2.1 系统总体架构
系统建设以供电生产调度指挥、运行检修管理、技术管理、安全监控、应急处置等为重点，整合既有资源，统一规划建设。系统总体架构如图2.1所示。
图2.1 系统总体架构图
系统的应用实现层包含供电生产调度指挥、运行检修管理、技术管理、安全监控、应急处置、协同办公等部分，每个主要方面由多个相关子系统组成，各子系统可以根据发展的需要进行重组和扩充。
通讯网络基础平台建设安全可靠的通信网络，满足供电各层级各应用系统间互连互通和数据共享的需要。
信息共享平台统一系统数据交换和共享规范，建立系统信息传输交换及共享机制，实现供电各层级、各应用系统间的信息共享。
基础信息平台提供统一的编码规范和数据编码，并进行统一的维护和管理。并对供电设备空间（GIS）数据、地形地貌、设备图纸、设备履历、抢修预案等数据进行统一整理、收录、存储和维护，为各应用子系统提供资源数据服务。
信息安全保障平台综合采用网络隔离及防火墙技术、多层交换技术、虚拟局域网技术、身份识别技术、入侵诊断和病毒防护等技术建立系统信息安全保障体系。
2.2 系统实施架构
系统按照“总体规划、分步实施”的原则分三个阶段进行建设，逐步达到应急指挥、生产管控和决策支持的目标。
阶段一：实现应急指挥能力。主要进行配套设施建设，建成信息畅通、决策科学、指挥高效的安全生产指挥中心，实现安全生产指挥职能横向到边、纵向到底；同时对现有视频监控、远动复视等系统进行集中整合接入。
阶段二：实现生产管控能力。主要搭建统一的供电信息共享平台，构建可视化的供电设备综合数字平台，构建协同的供电维修管理平台，建立科学高效的供电抢修支持平台，建立闭环的供电安全管理平台。从而实现技术管理、运行检修管理、应急处置管理、安全监控管理等方面的信息化支持。
阶段三：实现决策支持能力。主要构建以战略规划为基础的，以全面预算管理、绩效管理、投资组合管理为核心的管控体系，指导和控制各级单位、各业务板块，从而实现企业总体的战略目标。
2.3 系统部署架构
系统从业务和运营线路等方面进行逻辑划分，从而满足多服务器、多空间位置的灵活部署。
从应用服务角度来说，可以按照业务划分部署在不同的物理服务器上，也可以用集群方式将多个业务应用统一部署。
从空间位置角度来说，根据不同项目和地铁运营管理的组织结构的不同，可以进行集中式或分布式部署。
从运营线路角度来说，可以将数据和应用按运营线路来进行划分，通过供电信息共享平台进行共享和交换。如图2.3所示。
3 系统功能设计
3.1 系统业务体系
3.1.1 生产调度指挥
建立统一的供电生产调度指挥系统，实现生产调度管理网络化，为调度作业、生产指挥的规范化提供技术支持。
3.1.2 运行检修
实现接触网运行检修、变电运行检修和电力运行检修管理的网络化，为设备运行检修的精细化管理提供技术支持。
图2.3 系统内外部接口图
3.1.3 技术管理
实现供电设备图纸管理、履历管理、供电报表管理、检修设备管理等的电子化和网络共享，为强化供电系统技术管理提供技术支持。
3.1.4 安全监控
实现供电综合远动监控系统（SCADA）数据的接入、分析、统计和分发共享，为供电设备的安全监控、故障预（报）警、指导检修提供技术支持。
3.1.5 应急处置
建立统一的供电抢修支持体系，实现抢修预案、故障现场照片、设备图纸、抢修料具等的网络共享；建立故障位置、故障性质判断模型，为各级抢修指挥人员及时了解故障情况、科学制定抢修策略及方案、迅速下达抢修命令提供技术支持。
3.1.6 工作协同
建立统一的供电协同平台，实现专业管理、信息交流、知识中心的网络协同和数据共享，支持即时通讯和移动办公。实现新闻、通知、通报、督查督办、评检结果等公共信息的网络发布、学习与交流。
3.2 系统功能结构
系统总体功能结构如图3.2所示。
图3.2 系统功能结构图
4 系统安全及可靠性
4.1 网络安全
各级部门应通过有效的技术手段和管理手段保证系统网络的可靠性和安全性。
（1）车间以上链接节点上配备硬件防火墙设备，提供地址过滤、安全代理及数据状态检测等安全机制；
（2）建立周期性的网络安全日志审计制度，对安全审计、入侵记录等安全信息进行评估，并及时采取有效措施改善、优化网络系统的结构，提高安全等级；
（3）定期备份及更新路由器、防火墙等网络设备的配置信息，包括网内IP地址的分配明细。
4.2 数据库安全
各级部门的数据库存储了大量的业务数据，应通过可靠的方式对数据进行备份，同时应使用数据库的权限设置来防止数据被篡改，保证业务数据可靠性和一致性。
（1）建立合适的数据同步机制，以支持基础业务数据在不同层级上的同步更新和锁定，保证底层基础数据的一致性。
（2）根据数据访问需求设置用户可访问的数据库资源，并设定读、写、删除、更新权限，确保业务数据不被非法篡改。
（3）段级以上的数据库应支持双机热备，根据业务数据的特点，建立增量备份、快照备份、完整备份的机制，并根据需要选用磁盘阵列、磁带库、网络存储等方式进行备份数据的存储。
4.3 信息安全
系统中的重要数据，在进行传输、存储时，应采用有效的加密方式。
（1）对于重要业务数据的网络传输，应使用https协议或其他专用网络协议进行传输，以保证传输内容的私密性。
（2）对于较为重要的数据，可采用MD5、SHA、DES等加密后进行存储。
4.4 应用安全
在应用系统层面，系统采用通用的RBAC权限控制体系，对系统中各个功能模块进行灵活的授权控制，并可将授权控制粒度细化到单个操作级别，从而在应用层面保证系统的安全性和可靠性，系统采用以下机制来保证可灵活设置的用户操作权限体系。
（1）支持基于功能操作的授权方式，基于部门的数据访问控制模式。
（2）支持客户端验证方式，可通过USB key等方式进行用户身份的识别验证。
（3）建立应用级别的系统操作日志，保证用户各种操作的可追溯性。
5 结语
建设以供电设备状态修为基础的供电设备维护管理系统实现了供电设备维护信息的数字化管理，信息可以共享，进而达到轨道交通网络化运营后供电设备运营管理和维护体系的整合，实现供电设备的预防性检测、检修及维护，可以大大提高行业服务水平，降低运营管理成本，提高企业经济效益。依据国铁的应用经验，基于信息技术的“城市轨道交通供电设备维护管理系统”可降低运营维护成本百分之二十以上，建设该系统不仅是可行的，而且符合当今城市轨道交通网络化运营后供电设备运营管理技术发展的需要。
论文作者:彭大明
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/31
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