基于網絡化運營發展的北京地鐵車輛檢修信息化管理系統設計

趙媛媛 高利華 張劭陽 汪文健

（1.北京市地鐵運營有限公司運營二分公司，北京 100043；2.北京市地鐵運營有限公司地鐵運營技術研發中心，北京 102208）

引言

隨著北京城市軌道交通的快速發展，網絡化運力的不斷提升，既有線路年車輛走行里程快速增長，使原本車輛的修程間隔時間逐步縮短，車輛年維修量也隨著車輛年走行里程增長而增多。因此，探索如何運用信息化手段提高車輛檢修的精細化管理顯得尤為重要。提高維修質量和效率，確保運營安全，減少人工成本，使管理更加“現代化、智能化、精細化”是城市軌道交通車輛檢修管理的發展方向，延著這一方向，北京地鐵研發設計了車輛檢修信息化管理系統。

1 車輛檢修信息化管理系統需求分析

1.1 地鐵網絡化運營要求

北京地鐵運營現已形成網絡化，日客運量超過1000萬人次已成為常態。作為首都北京重要窗口，提升地鐵的運營安全和服務水平顯得尤為重要。車輛作為城市軌道交通系統中關鍵部分，其維檢工作要求細致、準確、定量化管理。為進一步提高管理效率、水平和車輛質量，需要構建一套“功能模塊化、操作人性化、數據標準化、信息實時化”的信息化管理系統，實現車輛維檢在專業方面的領先目標。

1.2 信息化發展的必要性

北京軌道交通建設的快速發展帶來了運營規模擴大、員工隊伍壯大、客流量猛增、車輛超負荷運行等諸多問題，使得管理幅度不斷擴張，工作標準不斷提升，管理精細化要求不斷提高。促使我們必須打破傳統、積極應對，更新觀念去解決、去創新。信息化技術已在各行業得到了廣泛應用，但現有的信息化建設和技術往往采用標準的軟件和硬件，不符合地鐵車輛維修的需求，如何把信息化技術應用到傳統的車輛維修模式中是急需解決的課題。

1.3 傳統維修的局限性

“數字化”的基礎上，實現“信息化生產”。在業務流程不斷優化的同時，綜合應用各種先進的信息技術，提升車輛檢修管理水平。

綜合運用先進IT技術，建設統一的企業級數據中心及其數字化綜合集成平臺，建設網絡化、集成化、可視化和智能化的綜合管理信息系統，實現日常檢修和決策支持一體化管理，支持信息共享和業務協同，為車輛檢修提供快捷高效的信息服務。

2 車輛檢修信息化管理系統總體設計

2.1 總體業務需求

信息化建設的戰略目標是：加快推進信息化與車輛檢修、月修及架修深度融合，在優化提升

2.2 系統業務流程

車輛檢修信息化管理系統根據生產管理業務對每一個業務環節科學設置生產標準，利用信息系統對生產環節進行管理，針對不同業務部門設置相應管理規則和級別制度，從而建立車輛檢修業務生產監管體系。該系統需要構建生產經營單位動態信息庫，充分利用管理部門監管職能職責，保證生產信息的及時更新，實現企業動態監管。車輛檢修流程見圖1。

近年來，北京地鐵雖然在車輛設備、維修工裝上逐步引進了各種先進的技術和手段，但傳統維修模式多以人員和設備獨立操作為主，對員工的個人技能及經驗要求較高；同時車輛的維修數據需人工匯總、分析，從而在車輛維檢修過程中存在著很多局限性。一是維修過程不便于管控與追溯；二是受員工技能和經驗影響，存在著維修結果的不確定性；三是車輛故障處理能力有待提高；四是數據的完整性、準確性、有效性無法保證；五是數據需人工進行統計分析，未形成智能化分析。

圖1 車輛檢修流程圖

2.3 系統架構

信息系統中數據的使用者包括客運公司及各個檢修中心。為實現不同層級、不同部門基于不同操作平臺或不同數據庫類型的信息資源能夠實現快速安全地數據交換，需要制訂和使用統一的數據交換標準。

數據交換平臺實現應用系統之間業務和數據的交換、路由、轉儲、發布、訂閱、連接等功能，實現部門對部門之間的無縫連接，具有簡潔統一的數據交換標準，不需改造原有業務系統，不需重新開發已有的業務流程，從而最大限度地保護投資。數據交換平臺通過完善的安全機制進行嚴格的身份認證、權限管理和數據加密，基于國家信息安全基礎設施，充分保證系統運行和數據的安全。

數據交換與共享體系可以從邏輯上分為三個層次：網絡傳輸層、核心功能層、應用接口層（圖2）。

圖2 平臺邏輯結構

（1）網絡傳輸層：基于消息中間件，在全網絡范圍內建立起數據傳輸的通道，實現數據從任何源節點到任何目標節點的可靠數據傳輸。主要功能有異步通訊、點到點的消息傳送（PTP）、訂閱/發布的消息傳送（Pub/Sub）、傳輸的可靠性、信息的安全性、負載均衡、容錯性能。

（2）功能層：提供信息交換平臺的管理功能和主要業務邏輯，包括數據交換引擎，通過適配器實現對異質異構數據庫的連接，實現不同數據庫之間的數據遷移和數據同步，實現各部門向上級部門的數據上傳上報，數據格式轉換和配置管理等功能。

（3）接口層：為業務系統提供數據交換服務的接口。應用系統可通過數據交換平臺的接口在全局所有的數據源上實現自己的業務功能，也可在各自授權范圍內訪問信息交換平臺上的所有數據源。

3 系統功能模塊化設計

3.1 信息系統總體功能

依據管理、分級負責的原則，各部門的信息系統應以安質部門需求為中心，以各個檢修段分級管理為基礎，實現修程過程管理及設備管理信息化等分類管理、統計分析、在線培訓管理等核心業務模塊，以明確生產業務及監管職能，落實企業安全生產主體責任和安全生產綜合監管職責。圖3是信息系統需要具備的典型功能，供各級監管部門及行業管理部門參考使用。

圖3 地鐵生產信息化管理系統功能

3.2 修程管理信息系統

修程管理信息系統是指各檢修中心按照本公司制定的檢規，分劃日檢、周檢、架修等范圍，并按照各個檢修中心的要求和計劃的車組進行檢修，對檢修過程中發現的問題實時進行圖片及文字記錄、上報，并對檢修人員及檢修工時進行管理。

（1）操作流程：設定各個部件的維修步驟及操作流程，并準備要檢測的數據（圖4）。

（2）模板定義：定義各個修程所需要維修的部件。

（3）維修計劃：下發修程計劃，指定各個部件的維修人員。

（4）維修進度：按計劃查看各個維修人員對所下任務的維修進度。

（5）工作詳情：查看整個車組的維修進度記錄、維修圖片及維修更換的配件。

圖4 車輛檢修流程

3.3 設備管理系統功能

3.3.1 庫存管理

（1）設備庫存：對架修庫存的設備和配件進行管理。

（2）領取審核：對領取設備和配件按流程進行審核。

（3）領取記錄：針對領取庫存設備的記錄。

3.3.2 設備管理

（1）項目清單：對正在使用的設備記錄。

（2）報修登記：對于發現的問題，可通過PC臺式電腦、手持機兩種設備報送信息；用手持機可直接報送，也可以在執行巡檢計劃中報送。

（3）認定管理：通過PC臺式電腦或手持機對于報送的問題進行認定，對整改部門、整改時限、驗收人或驗收部門進行設定。

（4）整改管理：填記相關整改信息，設定維修人員、維修時間、驗收人及驗收時間。

（5）驗收管理：由認定的驗收人或驗收部門進行驗收，驗收合格后完成本次報送流程。

（6）設備文檔：對一些設備的說明書或相關的電子資料進行上傳管理。

3.3.3 巡檢管理

（1）巡檢模板：按要求（編碼、名稱、管理部門三項必填）錄入檢查項目；創建各檢查項目中包含的檢查標準。

（2）巡檢計劃：按需求創建巡檢模板；創建巡檢計劃；下發計劃。

（3）巡檢任務：使用手持機登錄相關人員賬戶；按巡檢計劃要求對檢查點進行掃描，掃描中發現問題即刻上報，在全部完成后提交；查詢計劃狀態及巡檢結果。

（4）巡檢結果：任務下發執行的結果。

4 結語

地鐵車輛檢修信息化管理系統是一個在熟悉了現階段我國地鐵車輛檢修制度、檢修方式、檢修生產過程、檢修修程和地鐵車輛檢修、運用工作的管理模式等基礎上研究開發的系統。通過信息化手段的引入，建立一套完整的地鐵檢修管理系統，并將該系統運用到地鐵車輛段的維修管理工作中，進行系統的精益管理，以期提高地鐵車輛維修效率及質量，保障車輛運行安全，提升車輛運行品質。這一成果順應城市軌道交通系統全面快速發展的大趨勢，具有非常重要的現實意義。