大數據平臺下城市軌道交通信息系統建設

史歌 劉婷婷 高琳 陳梅

摘 要： 城市軌道交通運營里程快速增長，提高現代化城市軌道交通企業管理水平，既是城市交通發展的客觀要求，也是提高現代化城市管理水平的必由之路?，F代企業管理已經進入以信息化為標志的新時期，以數據資源和信息技術為支撐的企業決策和服務是城市軌道交通企業發展的重要舉措。城市軌道交通信息系統建設可以通過設計信息系統的定位、明確信息系統平臺之間的關系、建立信息系統架構、發揮各類生產數據的綜合效用和價值、加強信息系統與控制系統的互聯互通、構建信息系統的安全體系等措施實現，全面提升運營生產信息化水平。

關鍵詞： 大數據; 信息系統; 城市軌道; 建設思路

中圖分類號： U239 ? ? ?文獻標志碼： A

Construction of Urban Rail Transit Information

System under Big Data Platform

SHI Ge1， LIU Tingting1， GAO Lin1， CHEN Mei2

（1. School of Traffic and Transportation， Xi'an Railway Vocational & Technical Institute，Xian710014;

2. Xi'an Rail Transit Group Co. Ltd.，Xian 710016）

Abstract： The mileage of urban rail grows rapidly. Not only the urban rail enterprises but also the cities are all requiring to improve the operation management levels. Modern enterprise management has entered a new era marked by informatization. It is important for the development of urban rail transit enterprises that decision-making and service are supported by data resources and information technology. According to design information system positioning， this paper makes clear the relationship among information system platform， sets up information system architecture， plays all kinds of production data comprehensive utility and value， strengthening strengthens the inter-operability of information system and control system， establishes security system of information， and other measures. The innovative management in urban rail traffic information system could improve the operation and production informatization levels in an all-round way.

Key words： Big data; Information systems; Urban railway; Construction ideas

0 引言

城市軌道交通是衡量現代化城市管理的重要標志之一。截至2018年12月31日，中國內地累計有35個城市建成投運城軌交通線路5 766.6公里。2018年新增烏魯木齊1個運營城市;新增運營線路長度734.0公里，新增運營線路22條，新開延伸段14段。進入“十三五”以來累計新增運營線路長度為2148.7公里，年均新增線路長度716.2公里[1]。

面對繁重的軌道建設、運營接管任務并重的局面，處在蓬勃發展時期的城市軌道交通如何安全、高效、標準地推動加速成網的進程，是城市軌道交通企業首當其沖的重任。因此，城市軌道交通企業飛速發展的決策支撐、內外部信息的高效傳遞、標準化管理的精準落地、運營線間聯動的科學有序，都需要借助信息化的手段得以實現。

1 城市軌道交通信息系統建設的必要性

1.1 兩個發展階段驅動信息系統建設

城市軌道交通網絡化運營面臨設備數量和各類生產數據不斷疊加的現狀，相關數據非常驚人，推動信息化建設非常必要。從規劃、建設階段起就應緊密圍繞動機、時機、范圍三個主要因素開展相關工作，在推進過程中以此作為檢驗標準，不斷反饋、修正。一般情況下需經歷兩個特點鮮明的發展階段。

（1） 首條線路籌備期內，即以“運營前置”理念驅動信息系統規劃及建設。在運營籌備期內即借助外腦對城市軌道交通企業信息系統的建設時序和編碼體系進行全局規劃，同時調集精干力量同步開展基礎數據、業務流程和規章制度相關的籌備工作，以自上而下的推動為保障、平臺軟件成熟的邏輯為支撐、企業特色的籌備成果為抓手，拉開城市軌道交通企業運營信息化發展的序幕。建成的運營設備管理系統（EAM），涵蓋物資、維保管理兩大業務板塊，運營線路所有與運營維保相關的物資、成本和生產數據均進系統固化留痕，起到了強化現場標準作業、生產過程可追溯的管理實效，也在一定程度上降低了企業的管控風險和成本。

（2） 加速成網進程中，以“線網管控”思路指導資產及運營生產管理建設。由多線向線網運營轉型之際，城市軌道交通企業應啟動各項線網運營籌備的研究工作，而運營信息系統建設被列為重要的項目之一啟動了新一輪規劃。一方面，要促進企業可持續地健康發展，確保大量軌道資產保值、增值，線網管理幅度和難度并不是簡單地幾何相加，企業決策管理層需要利用系統手段來提升全域的有效管理。另一方面，隨著線路、接口增多，業務執行層需要利用系統工具統一作業標準、加強線間聯動及資源共享，也催生了基于線網運營生產管理的信息化需求。城市軌道交通企業應適時啟動面向線網的資產及運營生產管理系統的建設，與后續線路開通同步上線。

1.2 信息系統建設順應線網運營管理要求

信息系統建設不可能一蹴而就，需要一個逐步推進的過程，才能與城市軌道業務相輔相成、協同發展。一方面要縱向深入，深化既有的EAM系統在物資、維保管理方面的促進作用;另一方面要橫向擴展，順應線網運營管理對新系統更高的建設和應用要求。

（1） 豐富既有系統管理內涵，積累管理及應用經驗

首先，是以全貌、公開、自主的管理思路打造了設備管理網，進一步歸納、梳理EAM系統中采集的各類生產數據，挖掘其內在聯系、發揮系統和數據的指揮棒效用、量化維保管理指標，使維保管理效能得到顯著提升，各項維保指標全面優于去年同期，維保工作的重點、難點更加突出，管理方法更加直接、高效。

其次，通過點巡檢系統的試點應用，將“定點、定時、定人、定標、定法”的標準化系統管理延伸到了作業現場，對設備、人員及作業的異常情況進行有效跟蹤，強化了現場作業到位及作業標準的執行力度。這一前一后的延伸應用，可以說是城市軌道交通企業在發揮既有系統綜合效用方面進行探索的縮影，也會為后續的運營管理和信息系統的建設積累寶貴的實施經驗。

（2） 面向線網擴充系統管理外延，順應新運營常態下的發展需求

首先，應創新了物資、設備及資產“三碼合一”的編碼體系，重新定義了適用于線網運營的基礎信息分類標準，為龐大的線網資產全壽命周期的一體化管理奠定了堅實基礎。

其次，在點巡檢系統前期試用的基礎上，進一步擴展業務范圍和功能模塊：全線電扶梯檢修中普及點巡檢系統，切實加強了特種設備委外修的現場管理力度;定制開發數字化站務巡視功能，為站務日常巡視提供便捷、高效的手持端操作，在提升運營秩序維護效率的同時，也為車站末端設備管理屬地化管理的推進提供了有力的系統保障;增加了計劃修、故障修、統計及分析模塊，借助移動互聯技術，打造了涵蓋所有檢修作業的全方位、移動化的維保管理新模式。

最后，在建的線網資產及運營生產管理系統（PMS），著眼軌道交通集團公司層面的線網運管需求，進行資產系統化管理節點整體前移的管理創新，要求供應商按照“三碼合一”的分類標準錄入設備清單，確保合同、系統、現場的數據完全一致，為后續的移交接管、資產及設備維護管理奠定堅實的基礎。同時，按照“統一規劃、分步實施”的總體思路，覆蓋安全、維保、資產、乘務、站務、物流等八大主要功能模塊業務管理。

在城市軌道加速成網的進程中，形成模塊化梳理、標準化設計、系統化實施構建生產信息化管理框架），沿著資產一體化和設備管理主線，將業務驅動面向一線和基層，形成全過程生產信息化管理的城市軌道線網運管體系，全面提升運營生產信息化水平。

2 城市軌道交通信息系統建設易出現的問題2.1 啟動規劃、建設的時機不對

啟動規劃、建設的時機對于城市軌道交通企業非常重要。啟動規劃、建設信息系統太早，業務需求的深度不足以支撐整個信息系統的構建框架，部分業務模塊的缺失可能形成短板，甚至存在導致整個系統推倒重建的可能;太晚，流程及業務重構的管理成本極大，因龐大的業務不能取得立竿見影的效果，將極大削減系統的實施成效。

2.2 一味追求“大而全”的信息系統建設

信息系統中涉及城市軌道交通運營的業務眾多，面向各業務分支的軟件系統也應運而生，一味追求“大而全”的信息系統建設，給企業帶來較大實施成本的同時，也會由于缺乏清晰的實施主線、眉毛胡子一把抓而導致后勁不足。因此，認清企業現狀、著眼3至5年的發展規劃，分清主次、由點及面地穩步推進地鐵行業的信息化建設，是比較合理的方式。

2.3 沒有清晰的信息系統建設的定位

信息系統建設不僅是數據的堆砌，其重要作用是用明晰的數據分析結果輔助支持領導決策、管理人員執行有效管理、操作人員生產上對具體問題的探查和分析。

（1） 給領導推送的只是各類運營生產管理數據圖形。其實，領導更需要的是在不同的時間點上，可以推送看到明晰的數據結果和任務完成進度。例如：早8點上班路上可以查看會議安排及昨日運營整體狀況;在10點的故障分析會上，可以實時掌握各站點故障機處置進度;在下午14點可以將防汛故障及時推送給管理者，做到安全預警;在下午16點決策分析會上，可以及時查看決策依據的統計數據。

（2） 給管理人員推送的只是八大主要功能模塊業務管理數據圖形。其實，管理人員更需要掌握工作計劃完成程度，不同時間點上運營現場乘務、站務、維保等崗位人員的實際工作情況。例如乘務管理的智能出勤、值乘提示、里程記錄、自助配餐;站務管理的數字巡視、日況全貌、科學排班、用心服務;維保管理的全貌掌握、動態管理、智能監測、精簡細修。

（3） 操作人員在選擇、錄入信息的認真與規范程度直接影響信息系統推送信息的準確性和有效性。因此，為了保證具體操作人員通過選擇故障碼保證信息規范性和避免維保人員手工錄入信息隨意性，通過移動終端告知操作人員的任務、故障趨勢分析、檢修設備和應巡檢的模塊。

通過信息系統數據分析手段，及時捕捉識別“看不見”的隱患，通過大數據智能分析手段，預測故障發生趨勢，適時有針對性消除隱患，延長設備無故障運行時間。車輛故障實時報警，故障預判，根據故障發生發展的趨勢進行預測，設備健康狀況評估、維修策略的推送。形成大數據平臺，對全路網的車輛整體運維情況監管，優化規程，提高安全管理能力，為乘客提供可靠的運營服務。[2]

3 城市軌道交通信息系統建設思路

3.1 設計信息系統的定位

城市軌道交通信息系統的定位可以考慮從下至上，分為四級四層信息數據管理模式：現場車站級是基礎層、線路運營級是設備層、線網管理級是系統融合層、企業管理級是運營層。城市軌道交通企業下達生產計劃至線網管理級，線網管理級協調（協助）線路運營級進行監控監測，線路運營級下達操作指令給車站;車站將實時數據上傳給線路運營級，線路運營級將作業實際反饋給線網管理級，線網管理級將生產實際反饋給企業管理者，便于企業管理級進行實時決策如圖1所示。

3.2 明確信息系統平臺之間的關系

從縱向來說，信息系統的定位必須首先保障自上而下、自下而上兩個方向的信息暢達;從橫向上來說，數據隸屬的平臺不同，各平臺之間的信息互通與整合，是實現企業經濟效益與社會效益的關鍵。城市軌道交通企業外部鏈接的資源管理數據平臺、企業內部鏈接的企業管理數據平臺、運營現場與乘客乘車行為相關的自動化設備（ISCS、AFC、PIS等）管理數據平臺，三個信息數據系統平臺協同工作，共同打造全局型的企業信息系統。

首先，乘客服務是第一位的，利用已經形成的運營資產、自動化設備資產提供人性化服務，充分體現公益資產的社會效益;其次，通過提高經營性資源的經濟效益，實現彌補運營虧損、甚至反哺新線建設，進而開發更多的經營性資源形成資金流的良性循環，營造企業自身造血功能。[3]通過信息系統平臺間的整合，城市軌道交通企業運營資產、經營性資源、自動化設備資產共同發力，保證城市軌道交通企業資產保值增值，實現一體化管理，是城市軌道交通事業可持續發展的關鍵，如圖2所示。

3.3 建立信息系統架構

從全局的眼光建設城市軌道交通企業信息系統應從運營管理和維保管理兩個方面進行設計：運營管理信息模塊包括運行策劃、乘務管理、安全管理、票務管理、調度指揮、客流分析、站務管理、應急管理、乘客服務等9個子模塊，主要用于客流分析、運營組織、乘客服務和安全應急等工作;維保管理模塊包括設備維保、施工管理、物資管理、技改項目、人員動態、車輛維保、委外管理、資產管理、檢修器具等9個子模塊，主要用于采購、施工、驗交、使用、維護、處置等工作如圖3所示。

在此建設思路下的信息系統不僅能夠全面搜集到城市軌道交通企業的運營管理數據，進而對各類運營指標進行分析。在此基礎處上，企業維保管理的數據同時對城市軌道交通運能運量進行適應性分析，為管理層快速、有效、正確決策提供保障。

3.4 發揮各類生產數據的綜合效用和價值

目前城市軌道交通企業信息數據統計維度較為單一、分析深度也有待加強，離開用生產數據指導決策優化、成本管控方向以及生產統籌的管理目標還存在很大差距。因此，要重視與綜合監控、AFC等生產系統或其他在線監測系統之

間建立有效的數據通道，使一些能實時反映設備狀態的數據在生產系統中發揮作用。打通與生產系統之間的通道，無疑將極大完善運營管理和維保管理綜合評價及預警體系，實質推動信息系統的實用性，同時進一步提升信息系統開放性及靈活性。[4]

3.5 加強信息系統與控制系統的互聯互通

加強城市軌道交通信息化系統與智能化系統的互通互聯，保障信息系統快速有效將信息數據進行融合處理。例如：將停送電信息結果反饋運營施工調度系統;火警、阻塞等發送給安全系統;AFC/ACC發送給票務系統;從ATS系統獲取開停車、位置信息，反饋乘務計劃;發布PIS信息;設備故障信息;維修結果反饋等。

3.6 構建信息系統的安全體系

從城市軌道交通企業信息數據管理安全體系需要有組織、制度、人員、建設規范和安全運維的完整保障。

從信息安全技術上，主要涉及以下三個方面：一是數據安全，要保障數據保密性、可用性和完整性;二是應用安全，要進行統一身份認證、代碼上線安全監測、WEB安全防護;三是基礎設施安全，要保證基礎設施的物理安全、網絡安全、終端安全和主機安全，具體說，就是利用統一營運IDC（互聯網數據中心）保障基礎設施的物理安全，利用Internet管理和專線保障基礎設施網絡安全，利用準入管控制度和移動終端訪問動態監控保障基礎設施終端安全，利用主機上線安全評估和主機訪問控制等手段保障基礎設施的主機安全。

從發生破壞性災害的因素來說應防范人為災害和自然災害。人為災害應隨時啟動信息安全審計，包括郵件加密審計、應用安全審計、主機系統審計和網絡訪問審計等;自然災害時信息系統數據的保護可以通過以同城雙中心加異地災備中心的 “兩地三中心”的災備模式[5]、或建立兩套或多套功能相同的容災系統、或數據備份恢復的方式，保障城市軌道交通企業信息系統業務的連續性。

參考文獻

[1] 中國城市軌道交通協會.2018年中國內地城軌交通線路概況城市軌道交通2018年度統計和分析報告[EB/OL].[2019-04-07].北京，2019.1，http：//www.camet.org.on/index.php？m=content&c=index&a=show&catid=18&id=16219.

[2] 石剛.互聯網+與城市軌道交通運營管理信息化創新[Z]. 西安，2018.5.

[3] 陳春紅.城市軌道交通企業資產管理與經營模式探索——廣州地鐵資產管理與經營實踐[D].廣東：中山大學，2012.

[4] 成都地鐵.線網運營背景下的成都地鐵運營信息化管理探索[Z]. 西安，2018.5.[5] “兩地三中心”和“雙活”簡介——容災技術方案[EB/OL].[2018-10-16].http：//blog.itpub.net/26736162/viewspace-2216584/.

（收稿日期： 2019.05.09）

基金項目：陜西省教育廳科學研究項目（15JK2111）

作者簡介：史歌（1975-），女，副教授，碩士，研究方向：軌道交通運營管理。

劉婷婷（1984-），女，講師，碩士，研究方向：軌道交通運營管理。

高琳（1981-），女，講師，碩士，研究方向：計算機應用。

陳梅（1976-），女，高級工程師，碩士，研究方向：軌道交通運營管理。文章編號：1007-757X（2020）02-0035-04