编者按/ Editor’s Notes /
随着上海轨道交通发展，供电设施设备数量增加、制式多样、种类繁多、线路新老更替等问题给保障供电带来了巨大挑战。近日被评为2021上海城市数字化转型“智慧工匠”的供电分公司郭志，从上海地铁供电设备的发展历程，谈了他对以数字化转型为引导，构建轨道交通供电系统智能运维平台的想法。
目前，上海地铁总里程已经达到831公里，线网规模达世界第一。在上海地铁“跨越800”发展新赛道上，没有任何一座城市的轨道交通管理经验可以参考，如何以智能运维数字赋能地铁运营保障，是摆在我们面前的重要课题。要让世界运营规模第一的地铁网络保证每一天都安全可靠，对于设备维护工作人员来说，绝非易事。而作为地铁维保供电人，我们的工作就是让地铁通上电上海轨道交通地图，安全地跑起来。
01
攻关克难、打破僵局
摆脱国外厂商对于地铁供电核心设备的技术垄断
2010年，作为上海最早建设的地铁供电系统，一批上世纪80年代建设的地铁1号线直流开关控制系统硬件停产，造成牵引设备因此无法正常有效运维。这些核心设备的安装、调试原来都由外国工程师来操作。我们当时急需摆脱原有硬件停产造成的开关设备运维困境。但一时要找到现成可供参考的改造方案，基本上是不可能的，国内没有，国际上也没有，国产化改造只能依靠我们自己。
设计团队、工程团队翻阅原始资料，分析原设备接口，确定适配的硬件上海轨道交通地图，重新编写软件代码，通过一次次模拟仿真试验，直到达到使用标准，最后制订现场改造方案，整个过程历时两年，完成了上海地铁1号线30套直流开关核心设备的国产化改造。
2012年，该项开发的成果《1号线直流系统PLC模块功能分析及替换的可行性研究》，经上海市科学技术委员会审查核实被确认为上海市科学技术成果。
02
积极创新、研发“哨所”
建立一套预警机制，让世界第一的地铁供电网络变得更安全
由于上海地铁不同线路增能的需求，比如地铁1，2号线等城市中心区域行车密度的增加带来供电负荷需求的增加；或是地铁列车在进场检修的过程中，可能会出现的用电负载过大等情况，都可能导致电气设备过载引起供电设备故障。
我们完全自主研制了这套轨道交通直流负荷监测系统，实现了用电负荷的安全管控，就像是眺望整个电力系统负荷安全的前方“哨所”。“哨所”系统在直流1500V这个轨道交通行业特殊的电压等级上，首次实现了数据高速采样、数据处理及数据共享的一体化解决方案，为电力调度、运维人员提供了有效的专业应用支撑软件。
“哨所”系统经历12年的技术迭代，截至目前，已经在1、2、5、8、11、17号线以及整个网络40个停车场内部署应用。实现各线路、各区域负荷的灵活控制和调度、各线路停车场牵引的安全用电管理。出现供电设备故障时，维护人员也可以借助该功能应用，评估故障对地铁用电的影响程度，并快速识别和判断故障原因，给故障的应急处置提供正确且有效的指导。
03
系统施策，提能增效
打造一套供电智能运维平台，把世界最大的地铁供电数据都装进去
从依赖国外技术，到自主研发；从解决眼前困局，到破题维保系统升级。这是上海地铁供电设备维护人员主动探索，积极创新，并成功建立起地铁维保上海经验的一个缩影。
我们前期的工作是解决了设备运维工作中具体某个点的问题，那么身处在数据爆炸的时代，是时候为供电运维体系整体转型设计一套全面、最终的解决方案了。供电智能运维平台能让设备的运行变得可阅读，让实时掌控设备状态成为可能。供电智能运维团队借助大数据聚类分析工具，建立起设备状态评估模型，形成了全络网2065台变压器、15362台开关柜、 21311公里电力电缆、 2136条公里接触网(轨)等关键设备和部件的设备部件动态管理，并探索和逐步推进设备健康度管理的收敛，让设备的状态的人机交互更为便捷和高效。
平台使用至今，建立了集中式UPS（不间断供电系统）设备7大项部件102项智能诊断模型，2021年平台提前预警预判故障77次，保障了UPS设备的安全运行。并在轨道交通供电行业内首次实现了对接触网全自动智能检测，将原有一个月的巡检工作量，缩短至一个作业点，大大减少了人员和时间的成本。平台建立了全网络115套直流负荷监测系统，用以分析列车牵引直流系统的实时高精度运行电流及电压，对上海地铁运营增能提供评估依据。
供电智慧运维平台的研究成果获得了2020年上海市科技进步二等奖和2021年上海交通工程学会科学技术特等奖。该套系统是国内首创，技术水平达到了国际先进水平，现已推广到国内多个城市轨道交通的应用中，形成了一定的规模效应，开拓了城市轨道交通运维管理的新思路，构建了智能运维行业的新格局。
创新超乎想象，通过智慧集成和数字孪生，上海地铁实体的供电系统还将打造一个完全相同的数字化“孪生兄弟”。通过供电智能运维平台为后续设备运维数字孪生(DT)技术的引入和应用创造数字底座。
在探索创新800公里以上超大规模地铁网络运营的道路上，前方还有无尽的长路，等待我们躬身前行。加快形成数字赋能的智慧地铁模式，全面形成精细化管理，这都是一个个机遇和挑战。作为一名党员，我始终保持勇于创新、敢于担当的奋斗精神，保持团队协作、聚力攻坚克难。让我们不负时代、不负人民、不负韶华！
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