城軌全周期調試信息化管理系統的設計與構建

□曾 華 枉 璐 高延華 王駿祺

一、城市軌道交通調試管理的意義、要求及發展

(一)城市軌道交通調試工作的必要性。城市軌道交通工程是一項涉及多專業、多設備、對運載旅客安全性要求極高的系統工程，在每條城市軌道交通線路開通運營前，都必須進行各系統的整體調試工作。從目前國內城市軌道交通組織實施系統調試的實踐來看，一般將城軌調試分為單機單系統調試、接口調試、全功能測試、綜合聯調、全點位測試。其中單機單系統調試是各系統完成設備安裝后由施工單位組織進行的、以系統就地功能調試及測試為主的、使相關設備及系統可以進行正常運轉的調試工作；接口調試主要以綜合監控系統、專用通信系統為主導，包括項目范圍內所有機電系統與綜合監控系統、專用通信之間的硬線、通信接口調試；全功能測試是以綜合監控為主的功能驗證測試項目，是對前期機電設備安裝、單機單系統調試、接口調試的檢驗，同時也為后期順利進行綜合聯調提供有力保障；綜合聯調是城市軌道交通工程建設階段向運營階段有序過渡的關鍵環節，通過綜合聯調檢驗各系統是否達到設計標準以及預定的各項性能指標；同時運營單位通過參與綜合聯調，檢驗各系統的性能、配置是否滿足后續運營和維護需求，運營單位人員是否達到了城軌運營和維護的能力要求。

(二)各地城市軌道交通調試工作實踐及發展趨勢。調試階段性安排層面，城市軌道交通的單機單系統調試、接口調試、全功能測試、綜合聯調在時間上有顯著的接續性，全點位測試較多安排在接口調試或全功能測試階段開展；調試組織形式層面，單機單系統調試由各系統廠商及施工單位負責開展并向建設單位匯報，接口調試主要由綜合監控系統、專用通信系統廠商組織開展并向建設單位匯報，全功能測試主要由建設單位或第三方咨詢服務機構組織開展，綜合聯調一般由運營單位或第三方咨詢服務機構組織開展，全點位測試工作由于實際承載了運營單位設備接管前驗收和設備清點的職能，所以一般由運營單位組織實施。

二、城市軌道交通調試綜合管理系統研發需求的提出

目前國內絕大多數城市軌道交通行業的調試管理還未采用科學嚴謹的信息化技術工具，日常工作處于紙質文檔與Word、Excel電子文檔填報，QQ/微信文件與信息發送，專人手工統計、口頭書面匯報的“原始階段”，缺乏有效的信息化管理手段；項目管理通常是開大會發散性討論，實際進度的統計完全按照各個單位的主觀意愿，嚴重缺乏客觀嚴謹性；管控力度大多通過約談單位領導的方式實現，需落實的具體內容也僅僅存在于口頭約定或者會議紀要層面上；調試所發現問題沒有完善的閉環管理機制，常常出現各個整改單位拖延、找借口、踢皮球的情況；最終導致管理范圍不全面、管理深度不精細、數據統計不嚴謹、項目進度的真實性、客觀性無從判斷、人員組織混亂以及出現的問題無法得到高效解決等實質性問題，嚴重影響了調試管理的效率與質量，進而導致新線建設與籌備期時間延長影響線路開通試運營。

為解決上述問題，在西安地鐵9號線調試管理過程中設計實現并應用了一套城軌全周期調試信息化管理工具(以下簡稱“調試綜合管理系統”)，提供了一種全新的針對調試業務全過程的智慧化管理方法，并采用全自主研發的信息化管理工具作為輔助，最終實現西安地鐵9號線調試管理工作的高效優質完成。

三、城軌全周期調試綜合管理系統的原理

(一)系統構成。調試綜合管理系統按其功能分為調試進度一覽、調試報表、調試/測試組織、調試/測試記錄、調試問題庫、工程問題庫、調試資料歸檔七大業務模塊及一個統一調試管理后臺。

圖1 城軌調試綜合管理系統架構圖

(二)調試綜合管理系統功能。

1.調試進度一覽模塊的功能。調試進度一覽模塊的功能為一站式顯示全線、各站點、各系統、各階段、全點位的調試完成進度百分比，調試計劃及調試報告的狀態，調試計劃包含待指派、超期未指派、待開始、進心中、超期完成、提前完成、按期完成、超期未完成九種狀態的歸類與查看，調試報告包括待指派、超期未指派、待開始、進行中、通過、未通過、部分完成、超期未完成九種狀態的歸類與查看。

2.調試報表模塊的功能。調試報表模塊的功能為基于基礎數據及人工數據交互的結果自動生成日報、周報、月報、簡報、評估表、簽到表等，報表具備可視化及導出功能。

3.調試/測試組織模塊的功能。調試/測試組織模塊的功能為各類測試計劃的制定與調整、里程碑管理、測試通知發布和確認、測試任務發布與執行、測試報告上傳、可視化日歷管理界面、測試公告、特殊時間點標注等。

4.調試/測試記錄模塊的功能。調試/測試記錄模塊的功能為利用“調測記錄APP”應用適配城軌車站調試期無民用通信網絡實際工作場景，調試/測試人員可在APP應用上離線查看調試/測試步驟，記錄調試/測試過程關鍵數據與文字等內容，聯網后與云端一鍵同步，確保離線使用便捷性與數據安全一致性的有機結合。

5.調試/工程問題庫模塊。調試/工程問題庫模塊的功能為問題錄入、發布、整改、確認一站式閉環管理，問題流轉圖文并茂，便捷易用且落實痕跡管理，多維度問題歸類管理(按狀態、專業、責任單位、等級等)。其中調試問題庫用于調試/測試類問題跟蹤處理，與調試/測試任務一一對應關聯，其中工程問題庫用于城軌建設工程類問題跟蹤處理。

6.調試管理后臺作用。調試管理后臺作用為實現調試方案、調試/測試計劃、調試/測試表格、調試/測試關鍵角色等管理功能的配置、關鍵數據的編輯與導入導出功能。

(三)調試綜合管理系統使用。

1.組織架構的確定與搭建。將參與調試的所有人員，如建設單位、運營單位、廠家、施工單位、設計、監理等統一管理至企業即時通訊平臺，并完善每一個人員的實名制工作信息，如單位、姓名、職務、聯系方式、分管專業、分管站點等，為后續調試系統內各類關鍵角色分配以及工作溝通協作提供基礎，摒棄傳統使用QQ/微信群等個人非實名聊天工具存在的低效、易出錯等問題。

2.調試方案編制。在軌道交通行業的系統調試開始之前，需要制定適配該線路特點的調試方案，包括調試前的準備內容、調試科目與調試項、調試步驟、調試標準和依據、調試過程與結果記錄等。通過調試綜合管理系統嚴格把控所有調試方案的內容，使其與當前線路客觀實際情況一一匹配，并且將調試方案的具體內容修訂成為與信息化系統完全兼容的格式，避免后期耗費大量人力將傳統的調試方案轉換成信息化系統可兼容文件的窘境。

3.調試計劃制定。依托調試管理系統的系統規則確定調試計劃中嚴謹的系統分類方法，將線路全周期所有調試計劃進行時間、地點、測試任務詳情的規劃，并通過系統導入的方式將制定的計劃導入到調試管理系統。由此，進入到調試管理系統中的人員均可通過日程表可視化方式直觀了解調試計劃任務總數、任務完成數、任務進行中數量、待開展任務等信息，形成對調試整體計劃的宏觀把控，清晰掌控整個系統調試的框架與實施節奏。

4.調試表格導入。調試組織人員需將所有調試科目在各個站點用到的可執行調試/測試記錄表格按照調試方案格式導入系統。系統支持調試表格表頭的動態配置，并且可以自行調整表格的顯示方式，以便適應調試方案中多樣的表格形式。

5.系統關鍵要素配置。在系統后臺完成調試總體牽頭負責人、各單位調試負責人、問題庫問題等級/問題屬性/問題審核負責人等系統關鍵要素配置。

6.調試日歷。調試日歷可快速直觀地給調試參與人員展示一周/一個月內所有的調試計劃任務數量與分布情況，可幫助調試組織者快速地了解調試計劃安排的合理性，并及時地做出調整。調試日歷的標注功能可將日歷中的特殊日期標注成為特殊的點，比如重要的時間節點、行車點、封閉點等。

7.調試任務下發。調試組織者將前期導入系統的計劃指派至具體執行單位,生成調試任務[調試計劃在滿足指派具體執行單位和到達計劃執行日兩個條件后變為可執行的調試任務],該次調試任務所執行的調試表格會與每個任務自動產生關聯關系。任務生成后，相關人員立即收到系統消息推送通知。每一個調試任務均由一張卡片在系統中體現，顯示任務狀態、任務編號、任務內容、任務地點、任務開始-截止時間、實際完成時間、任務距離截止時間的天數等關鍵要素信息。點擊任務卡片可進一步查看到該任務的詳情信息，可查看本調試任務在執行過程中記錄的問題，本調試任務需要完成的測試記錄和調試報告的內容，以及其它相關信息。前期導入計劃的實際可執行性由調試組織人員根據實際情況在系統中動態調整,在任務未開始執行之前，組織者均可更改計劃的執行時間;開始執行的任務，系統僅支持修改任務截止時間。

8.調試簽到。調試組織者在系統中的簽到模塊中選擇一個簽到的地點，系統會生成一個與之對應的簽到二維碼，打印出來后可供調試參與人員執行現場掃碼簽到，系統將自動完成簽到人信息的匯總并導出成為簽到表。二維碼簽到還可以添加定位信息，防止簽到信息造假。

9.調試數據與信息記錄。接口調試階段、全功能測試階段、聯調階段：調試步驟/調試報告表格已經在前期導入到系統中，執行人員在測試開始前將相關表格下載至“調測記錄APP”應用中；在車站內調試現場，執行人員可在無網環境下打開“調測記錄APP”對當日調試/測試條目進行確認并記錄調試/測試數據與情況。

10.調試任務完成。任務完成的邏輯，在每一個階段有所不同。

(1)單機單系統調試階段。當所有的調試記錄/報告上傳至系統后，調試執行人員點擊完成，將任務變成“技術完成”狀態，此時調試組織者會收到系統消息推送，對調試記錄/報告進行人工確認無問題后在系統中打勾確認，然后關閉任務則任務完成；如執行人員遲遲不進行技術確認，那么調試組織者可以點擊催辦。已關閉的任務不能重新打開。

(2)接口調試階段、全功能測試階段、聯調階段。調試記錄/報告表格已經在前期導入到系統中，執行人員只需要在APP應用中勾選完成的測試條目并記錄測試數據與情況即可；在回到有數據網絡的條件下，執行人員在APP應用內一鍵上傳所記錄/勾選數據即可完成數據同步；數據同步后，調試組織者關閉此調試任務則任務完成。

(3)全點位測試階段。全點位測試可融合進接口調試、全功能測試、綜合聯調各階段開展。全點位測試記錄表稱為“點表”，點表也會通過前期的導入與相關的計劃自動產生關聯。在執行相關調試/測試任務的時候將點表完成記錄/勾選。如此，當某一個階段的調試/測試任務都被執行完成后，附著在本階段開展的全點位測試也會被執行完畢。

11.調試進度總覽。將單機單系統、接口、全功能、綜合聯調階段的進度統計與管理集中體現于此。公告欄將會對所有參與調試的人員發送即時系統公告。統計維度分為按照調試計劃統計和按照調試報告統計。站點圖通過彈窗的方式展示每一個站點在各個階段的調試完成率與通過率。每個階段的進度通過柱狀圖進行百分比展示，點擊可以刷新下方的各個狀態的統計數據。進度分析模塊將展示每個階段的實際完成情況，精確到每一個站點下的系統、子系統、計劃/調試報告。折線圖展示基于時間維度的調試完成進度歷史趨勢。所有的進度統計均由系統自行計算，使用者只需要按照步驟執行調試計劃即可。

12.全點位進度管控。針對全點位測試獨立研發，所有的進度分析與數據統計只對全點位測試進行計算。數據統計對所有點位的狀態、所屬系統、子系統、站點、時間段多個維度進行統計與計算，并同時給出完成率和通過率。進度分析對所有點位所屬計劃的各個狀態進行展示，并從系統、子系統，站點多個維度進行交叉網狀分析，可以直觀地看到全點位總數、計劃進度、實際進度的對比。計劃對比以甘特圖的方式將每一條計劃與實際完成情況從站點、系統等多個維度進行對比，從而讓管理者直觀地縱覽計劃的執行情況。所有的計算均由系統自動完成，使用者只需要按照步驟執行調試計劃即可。

13.多階段調試問題庫。對調試階段產生的調試問題做統一閉環管理，問題庫從多個維度對入庫的問題進行了全面的統計與分析。整改中、待確認、已完成、超期未完成四個狀態用一個環形圖統計。整改準時率、整改完成率、平均完成耗時、平均確認耗時四個統計數據為管理者提供參考。趨勢圖用于展示提報問題和完成整改問題的剪刀差，為管理者提供輔助。占比圖從站點、系統、問題類型、整改單位、問題等級、問題狀態六個維度分別展示問題的分布情況，為管理者分析問題提供詳盡客觀的數據支撐。提供站點、科目、系統、分項、類型、等級、提報部門、負責部門、監管部門、整改期限10個查詢維度，方便管理者快速定位到所關心的問題。系統支持問題庫中對所選問題的一鍵導出至Microsoft Office Excel文件。系統支持通過離線操作中臺和業務邏輯前臺兩種不同的問題提報路徑，以滿足調試過程中的實際情況。問題卡片展示每個問題的編號、內容、站點、責任部門、狀態及當前狀態的開始時間與處理人。點擊一個問題卡片可以進入問題詳情頁面，展示該問題的所有相關信息和閉環管理的整個處理流程與結果記錄。每項問題都歸屬于某一個調試計劃，其相互之間存在綁定關系。

14.工程問題庫。對城軌建設階段產生的工程問題做統一的閉環管理，問題庫從多個維度對入庫的問題進行了全面的統計與分析。與調試問題庫不同的是：不與調試計劃產生任何關聯，獨立存在；入庫之前可根據需要設置多級審核；問題提報只能在業務邏輯前臺操作。

15.調試報表。調試過程中產生的各類報表統一在此進行自動生成、查看、導出、發送等操作。包括但不限于調試日報、周報、月報、評估表、簡報、簽到表等，導出的格式可根據使用者的需求定制。

圖2 城軌全周期調試管理系統業務流程圖

四、西安9號線調試管理實踐

(一)促進調試方案標準化。以適配調試管理系統導入作為強制標準，促進調試參與方優化調試科目設置及調試表格，形成全周期全人群全角色的調試方案標準化，確保后續調試執行中執行方案、執行項準確，確保調試進度、調試通過率的計算基礎準確統一。

(二)促進調試組織機構及溝通標準化。以調試管理系統作為依托，實現了參與調試所有人員，如建設單位、運營單位、廠家、施工單位、設計、監理等統一管理至企業即時通訊平臺，并完善每一個人員的實名制工作信息，如單位、姓名、職務、聯系方式、分管專業、分管站點等，為后續調試系統內各類關鍵角色分配以及工作溝通協作提供基礎。

(三)促進調試計劃管理標準化。依托調試管理系統將線路全周期所有調試計劃進行時間、地點、測試任務詳情進行規劃，并通過系統導入的方式將制定的計劃導入到調試管理系統。由此，進入到調試管理系統中的人員都可以通過日程表的可視化方式直觀地了解調試計劃任務總數、任務完成數、任務進行中數量、待開展任務等等信息，形成對調試整體計劃的宏觀把控，清晰掌控整個系統調試的框架與邊界。

(四)促進調試記錄標準化。依托于調試管理系統，單機單系統、接口、全功能、綜合聯調、全點位的調試記錄表格得以標準化，全體參與調試的單位均在系統中進行調試項確認與測試數據、信息的記錄，確保了調試執行標準統一、調試記錄結果唯一準確、調試時間/執行人/確認人等關鍵信息全程記錄

(五)促進關鍵要素標準化。在系統后臺完成調試牽頭負責人、各單位調試負責人、問題庫問題等級/問題屬性/問題審核負責人等系統關鍵要素配置,確保了責任到單位、責任到人，全周期管控標準一致、責任人員穩定把控。

(六)促進調試任務管理標準化。依托與系統，調試參與全員可清晰查看展示一個月/一周內所有的調試任務數量與分布情況，確保了調試任務安排的信息均等；調試組織者可快速地了解調試計劃安排的合理性，并及時地做出調整。調試任務發布后，相關人員立即收到系統消息推送通知進行人員安排和準備。調試現場，調試參與人員利用二維碼掃碼進行簽到。每一個調試任務均由一張卡片在系統中體現。任務狀態，任務編號，任務內容，任務地點，任務開始-截止時間，實際完成時間，任務完成情況，任務距離截止時間的天數等信息。

(七)促進進度管理自動化數字化可視化。依托于系統實現線路全周期各階段、各站點、各系統調試進度的一站式自動化、數字化管理，同時實現了對全點位調試的全面精細化把控，在海量數據點位的不利情況下依然實現了精準的管理。

(八)促進問題閉環管理數字化可視化。對調試階段產生的調試問題做統一閉環管理，問題提報-問題定性定責-問題整改-問題確認全流程在系統內閉環，問題庫從多個維度對入庫的問題進行了全面的統計與分析，包含：整改中、待確認、已完成、超期未完成四個狀態，整改準時率、整改完成率、平均完成耗時、平均確認耗時四個統計數據，站點、系統、問題類型、責任單位、問題等級、問題狀態六個維度分別展示問題的管理情況，為管理者分析問題以及督辦提供詳盡客觀的數據支撐。

五、結語

經過3個月課題研究、技術攻關，西安地鐵9號線調試綜合管理系統于2020年5月21日上線正式啟用，全程支持西安地鐵9號線的單機單系統調試、接口調試、全功能測試、綜合聯調及全點位測試工作，基于系統完成15個車站、1個停車場1個車輛段1個控制中心、2個主所17個系統22個科目的測試工作，其中單機單系統調試1,090項、接口調試786項、全功能測試456項、綜合聯調329項，收集和整理形成調試報告29,621份，完成211,005項全點位測試工作，完成211項調試問題、1,982項調試問題整改閉環，將傳統地鐵線路6個月左右的調試周期成功壓縮到到約4個半月，節約了約25%的地鐵線路調試時間；實現了西安地鐵9號線調試管理全周期全站點全系統全科目全人群覆蓋與關鍵要素數字化記錄，節約了約50%的資料整理與數據分析工作量；科學高效創新的調試管理體系及嚴謹準確規范的調試過程資料在西安地鐵9號線試運營前安全評估過程中得到了評估專家的一致認可和好評，為西安地鐵9號線最高水平開通試運營發揮了積極的作用。