摘要：接触网设备是城市轨道交通系统当中的不可或缺的组成部分，其性能会严重影响到整个城市轨道交通系统的正常运转。因此需要以先进的大数据和云计算为技术核心，设计关键设备PHM平台系统，并整合接触网的多个系统的硬件资源，提出管理系统的硬件方案，最终实现集全面健康评价、故障诊断和剩余时间估计三大功能为一体的接触网闭环健康管理系统。因此，本文主要论述了PHM系统应用的可行性，具体结构设计以及功能的应用实现。

关键词：PHM系统;接触网;全寿命周期管理

引言：

近些年，我国的城市轨道交通在运营线路上激增，使得日常的运维工作变得难度更高，不仅需要花费大量的时间，而且还需要付出更高的经济成本，因此需要转变传统的人工维护方式，尽快发展智能化的运维技术。具体来说，需要根据我国城市轨道交通接触网的特征，以及它常见的运行故障等，基于大数据等技术设计接触网关键设备即PHM平台，主要是为了实现对接触网运行的全方位数据维护、分析与处理，同时自动生成维修方案，以此提升城市轨道交通接触网的维修效率，并降低维修成本。

一、PHM系统的应用现状

PHM是一种集故障诊断、预测和针对全寿命周期进行健康管理的先进技术。但是该系统的应用并不是为了直接排除设备故障，而是对设备可能存在的故障进行技术的预测和诊断，故而，它是一种优化维修策略的技术手段，且可以进一步降低设备维修的成本，提升工作效率。目前，它已经在多个领域得到了应用。其中，针对城市轨道交通系统的接触网来说，将PHM技术系统加以应用，可以有效地实现对接触网的全寿命周期管理，也更好地延长了其的使用寿命。

二、PHM系统应用于接触网全寿命周期管理的可行性

（一）应用后可实现的目标

近些年，我国的接触网运维方式已经发生了转变，针对其的全寿命周期性管理需要缩短跳闸的时长，同时还必须降低故障重复出现的概率，这样一来，可以缩减接触网工区的维保人员数量，同时减少对天窗维修的数量，从而提升城市轨道交通运输的效率[1]。

而将PHM技术系统应用到接触网系统当中以后，能够快速对大数据进行测算，从而自动生成相应的故障解决方案，以便于更科学合理地进行设备维修，且将PHM技术加以应用以后，可以及时预测接触网设备当中零部件的故障问题，并立即调整全寿命周期管理中的二级维保周期，这样一来，还能够将零部件故障的发展趋势、剩余寿命以及整个系统失效的时间都进行预测，因此，可以有效地延长城市轨道交通系统的使用寿命。

（二）成熟应用与接触网应用的对比

我国PHM系统在某些领域的应用方面，已经较为成熟了。这类的PHM系统是装备设置级的，其应用时间早，在电子信息化与智能化方面的水平已经很高了，加之，它一种封闭性的整体装置，所以对于各类影响因素的控制效果是比较好的，因此在定点监测和信息采集等方面，不仅体现出了种类单一的特点，而且较为稳定，所以有利于整体监测管理[2]。

而在接触网系统方面的应用，由于起步时间比较晚，所以在信息化方面仍旧处于初步发展阶段，由于接触网是在整个城市轨道交通系统上布设的，因此只能作为开放性的系统。故而，它会受到更多天气环境的影响。再加上它的检测方式大多为移动型检测，这样一来就会影响到数据的准确性，所以不便于进行全面的检测管理。

（三）PHM系统应用中需要构建的内容

因为城市轨道交通系统接触网的数据量本身就非常多，再加上其布设的距离很长，数据分布点也就会变得更广。目前，必须将大数据云端技术作为其应用的核心技术，同时还要以接触网全寿命周期管理系统为最基本的数据支撑系统，这样才能使得数据的采集是及时有效的，从而实现三级网络管理的建设和架构。接触网关键设备PHM平台的构成具体分为数据消费层、数据处理层和数据采集层三个不同的层级。其中，数据采集层是集合了三部分，一是6C、PDA等设备基础的装置设备层，二是转换判别层，其实现则由相关技术人员对软件进行操作，最后利用了6C数据中心和管理系统作为存储处理层。而整个PHM系统则为数据的处理层，最终将所有数据移交至数据的消费层。

三、PHM系统的接触网全寿命周期管理的具体应用

（一）初期阶段

PHM系统是基于云计算的基础，并将大数据、接触网全寿命周期管理系统和6C数据中心进行了互联互通，从而设计出了适用于PHM系统的标准化数据库。这样一来，接触网零部件管理乃至全寿命周期管理的健康系统，都会变得更为完善，可以实现对运行过程的数据查询，并进行数据的收集与分析处理，最终根据整体的故障变化趋势，从而指导接触网的维修工作[3]。

（二）中期阶段

在明确了接触网设备故障和异常的前提下，这时PHM系统会将这些数据和外部环境相结合进行相应的关联分析，从而对有故障的部位进行精准识别，如此，便可以进一步确定车间对接触网设备日常维保工作的重点内容，同时能够根据预测到的故障变化趋势，分析出整个系统终止运作的时间，最后进行全面的综合性维修。此外，在维修过程中还可根据质量鉴定和对系统健康指标的分析，生成不同层级的维修目标，从而实施分阶段的分层维修。

（三）远期阶段

为了保证整个接触网系统的长期可用性，以及其各种不同层级维修的可靠性，故而需要对所有接触网的维修过程进行前期评估与后期的评价，采用生成具体报告的形式，最终发挥出PHM系统的监控与展示能力。同时，通过线上与线下结合的方式对整个系统的运行落实长期跟踪检查验，最后可以根据数据分析出接触网中部分零部件的剩余寿命，从而形成一套从诊断到评估的接触网PHM系统，以实现对城市轨道交通系统接触网全寿命周期管理的科学优化。

四、结束语

总之，随着PHM系统在多个领域的成熟应用，其优势已经逐渐凸显了出来，从而利用该系统对接触网设备进行全寿命周期管理与维护，可以实现对接触网设备系统运行过程中的全方位数据检测，不仅可以实现高效地信息收集与处理，还可使完成进一步的分析并生成维修计划，从而提升接触网的维修质量与速度，有利于降低整个维护过程的经济成本，便能从根本上延长城市轨道交通系统的使用寿命。

参考文献

[1]朱贺，齐胜，张悦斌.城市轨道交通接触网状态检测及健康管理系统研究[J].中国设备工程，2021（11）：180-181.

[2]李宏峰.基于大数据平台的接触网健康管理[J].电气化铁道，2020，31（S2）：50-53.

[3]张珂，符晓恒.PHM技术应用于接触网运营维护的思索与探讨[J].电气化铁道，2019，30（S1）：209-211.