軌道交通行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理的持續(xù)改進與優(yōu)化探究

華北理工大學 楊順 孫鳳芹

實現(xiàn)城市軌道交通數(shù)字化管理是當前軌道交通行業(yè)發(fā)展的主要內(nèi)容。為了進一步提高產(chǎn)業(yè)水平，盡快實現(xiàn)城市軌道交通數(shù)字化管理，主要從數(shù)字軌道軟件系統(tǒng)的模型框架出發(fā)，對云計算等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行分析和應用研究，解決管理數(shù)字城市軌道交通的意義。為了實現(xiàn)鐵路交通的現(xiàn)代化管理，提出了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)鏈接設(shè)計方案和關(guān)鍵設(shè)計措施。

現(xiàn)如今，隨著我國城市軌道交通發(fā)展的速度越來越快，軌道交通以機電設(shè)備集成、計算機和通信技術(shù)的開發(fā)為藍本，實現(xiàn)了數(shù)字化和信息化的發(fā)展水平，并且后續(xù)的發(fā)展又提出了數(shù)字化管理和集約化管理的目標，在發(fā)展的過程當中需要積極地改善軌道交通現(xiàn)有的擁堵情況，通過優(yōu)化管理手段，降低運營成本的方式，更好地實現(xiàn)軌道交通行業(yè)的數(shù)字化發(fā)展。想要提升軌道交通的數(shù)字化建設(shè)以及發(fā)展的水平，就必須要結(jié)合著現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)。數(shù)字軌道交通系統(tǒng)主要指的就是軌道交通系統(tǒng)在設(shè)計到規(guī)劃，再到項目完成和交付的整個階段，都使用了數(shù)字化的內(nèi)容，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)和計算機技術(shù)，實現(xiàn)了管理運營的信息化一體化和多樣化。軌道交通系統(tǒng)的管理信息數(shù)據(jù)以及業(yè)務信息數(shù)據(jù)，能夠依照著標準和技術(shù)規(guī)范，實現(xiàn)流程的完整化和信息化。與此同時，實現(xiàn)了統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)共享以及多種業(yè)務的整合。

1 軌道交通行業(yè)數(shù)字化發(fā)展的必要性

首先就是能夠更好地實現(xiàn)整體軌道交通信號、通信管理和控制傳輸?shù)榷鄳玫膬?yōu)化，并實現(xiàn)調(diào)度服務運行指揮和管理的多元使用。其次就是建設(shè)軌道交通行業(yè)數(shù)字化發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)行業(yè)內(nèi)部的一體化數(shù)字管理，提升管理水平以及信息共享水平，幫助軌道交通內(nèi)部與外部的管理部門之間的數(shù)據(jù)對接和信息傳輸，并實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)共享。最后就是能夠更好地提升軌道交通行業(yè)的管理水平和市場競爭水平，并且降低人力管理成本和運維成本，改善現(xiàn)如今軌道交通在運行過程當中出現(xiàn)的虧損情況。

2 軌道交通行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理的內(nèi)容

2.1 軌道交通行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理框架

數(shù)字軌道數(shù)字網(wǎng)絡綜合運營平臺的軟件體系結(jié)構(gòu)包括體系結(jié)構(gòu)模型、參考模型和參考框架。該體系結(jié)構(gòu)模型需要根據(jù)自身功能的改善和增強進行調(diào)整。除了提供服務內(nèi)容外，還需要建立仿真模擬的實驗來進行數(shù)據(jù)備份共享、發(fā)送、共享內(nèi)存和備份。通過系統(tǒng)可以直接使用虛擬仿真數(shù)據(jù)對各個系統(tǒng)進行仿真。社會現(xiàn)實互動模擬主要包括對軌道交通項目現(xiàn)有數(shù)字解決方案的調(diào)查研究、情況分析、改進、檢查和確定，以確定是否可以用于交付社會。在數(shù)字軌道交通系統(tǒng)交付和建設(shè)完成后，需要滿足未來的市場需求，并將其應用到生產(chǎn)、運營、管理和維護中，以確保實用性、完整性、適應性和可拓展性。軌道交通行業(yè)的數(shù)字化質(zhì)量管理基礎(chǔ)設(shè)施主要包括數(shù)據(jù)信息的控制、傳輸調(diào)節(jié)和存儲以及數(shù)據(jù)采集中的多項技術(shù)和理論。根據(jù)軌道交通服務系統(tǒng)的需求和實際使用情況，將與工程技術(shù)團隊合作進行開發(fā)和設(shè)計。軌道交通行業(yè)的數(shù)字化質(zhì)量管理具有強烈的實時發(fā)展特征和分布式管理特征，結(jié)合現(xiàn)有的應用平臺和互聯(lián)網(wǎng)使用框架，可以基于計算技術(shù)實現(xiàn)云計算技術(shù)的應用，并提升資源和數(shù)據(jù)的集中分布管理水平。基于此，所有的架構(gòu)均都實現(xiàn)了安全隱藏的軟件控制，這可能在開發(fā)和運營成本方面存在差異。系統(tǒng)架構(gòu)的詳細分析如下。

（1）云計算架構(gòu)。云計算框架在資源共享以及節(jié)能環(huán)保方面有著較為明顯的優(yōu)勢，但是在使用的過程當中，需要應用第三方軟件，因其管理的難度以及任務的調(diào)度，很難對信息反饋的實時性進行保證，出現(xiàn)的不穩(wěn)定因素也較多，這就導致了通信數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程當中，對于寬帶的要求比較高，因此無法實現(xiàn)實時的系統(tǒng)生產(chǎn)[1]。

（2）分布式存儲和處理。分布式存儲和處理主要就是通過面向服務系統(tǒng)的體系技術(shù)框架來設(shè)計和實現(xiàn)的，該技術(shù)框架適用于階段性的增長以及整體的規(guī)劃。在應用和開發(fā)的過程當中，機器容易出現(xiàn)不同業(yè)務系統(tǒng)需要獨立部署和運行的情況。

（3）集中存儲，分布式處理。分布式存儲和處理的方式開發(fā)較為容易，也能夠更好地確保實時存儲、集中存儲、分布式處理的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的共享管理以及恢復。除此以外，受到多項業(yè)務系統(tǒng)分散的影響，需要提升數(shù)據(jù)的傳輸能力和寬帶的帶寬，來確保數(shù)據(jù)處理的實時性和安全性。

（4）一體化存儲處理多業(yè)務模式。一體化存儲處理多業(yè)務模式是一種較為適當?shù)奶幚磙k法，能夠更好地實現(xiàn)多業(yè)務多系統(tǒng)的部門共享和應用存儲，與此同時，也可以滿足多個系統(tǒng)當中的同步運行，確保了實時性和穩(wěn)定性的要求。但對于設(shè)計系統(tǒng)的需求還要進行進一步的細化，并對產(chǎn)生的資源消耗以及時間的問題進行調(diào)整，并且還需要調(diào)整內(nèi)部通信網(wǎng)絡和狀態(tài)架構(gòu)。

2.2 軌道交通行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理措施

2.2.1 多線一中心

現(xiàn)如今，軌道交通想要實現(xiàn)多線一中心的方式，就必須要進行地鐵規(guī)劃的調(diào)整，以方便城市交通的出行。在進行軌道交通出行建設(shè)的過程當中，大部分的設(shè)計者都會選擇使用先設(shè)計骨架，隨后再設(shè)計擴充內(nèi)容的方法，進行軌道交通網(wǎng)絡建設(shè)的過程當中，建設(shè)周期會比較長，通常來說會需要產(chǎn)生4 ～5 年的投入運營時間，因此就需要對整體的交通網(wǎng)絡進行規(guī)劃，隨后再對內(nèi)部建設(shè)進行細化。在我國軌道交通建設(shè)的發(fā)展初期，投入到運營當中的資金和精力比較少，因此在設(shè)計的過程當中會使用一條線路的方式來進行行為設(shè)計，通常會涉及一個運營中心，運營中心內(nèi)部主要就包括了通信控制、電力信號以及售票和檢票系統(tǒng)等，而后續(xù)隨著運營線路的增多，以及城市投入到運營當中的資金越來越多，就表示現(xiàn)如今的發(fā)展模式，已經(jīng)無法適應當前的結(jié)構(gòu)和運行內(nèi)容，使用數(shù)字化處理的方式，能夠在單線的基礎(chǔ)之上形成一個控制室，來對后續(xù)的多條線路進行控制。具有代表性的交通網(wǎng)絡中心設(shè)置就是對多條軌道線路進行集成，設(shè)置一個有著多基礎(chǔ)的自動化控制系統(tǒng)，而集成建筑當中的內(nèi)容可以分為一個仿真中心和兩個操控中心，也就是實現(xiàn)了應急指揮救援中心、模擬演練中心和線路網(wǎng)運行中心一體化的方式[2]。除此以外，為了更好地方便不同線路之間的乘客可以實現(xiàn)有效的換乘，在進行線路建設(shè)的過程當中，也需要加入結(jié)算中心和發(fā)布中心，更好地對整個線路軌道的運行情況進行指揮，也能夠方便線路之間的信息共享。

2.2.2 多個網(wǎng)絡合二為一

現(xiàn)如今，面對著日益復雜的信息網(wǎng)絡和運行網(wǎng)絡，需要強化政府部門和建設(shè)單位之間的協(xié)調(diào)和協(xié)商能力，幫助鐵路能夠正向地運行。在進行運行設(shè)計和地鐵工程設(shè)計的過程當中，其內(nèi)容主要包含了信息通信、火警電話、廣播和電力控制系統(tǒng)等，也包含了火災報警信息和車輛管理信息，受到施工周期的影響，各個施工單位之間也存在著一定的差異，因此需要首先構(gòu)建起符合自己實際情況的網(wǎng)絡構(gòu)架和系統(tǒng)，然后通過統(tǒng)一的局域網(wǎng)連接建立地鐵內(nèi)部通信網(wǎng)絡，同時，這不可避免地會涉及網(wǎng)絡設(shè)備和布線的重復操作，從而造成龐大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，導致復雜的線路問題不利于今后線路網(wǎng)絡的擴大。而數(shù)字軌道系統(tǒng)的核心是將多個網(wǎng)絡進行合并處理，以此來實現(xiàn)更好的網(wǎng)絡平臺建設(shè)[3]。

2.2.3 多系統(tǒng)集成

數(shù)字地鐵進行網(wǎng)絡系統(tǒng)建設(shè)的過程當中，其內(nèi)容主要包含了運維系統(tǒng)以及實際的生產(chǎn)系統(tǒng)，其他的輔助系統(tǒng)也包括了通信管理系統(tǒng)、訊號系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等，后續(xù)也需要包含業(yè)務開發(fā)和業(yè)務整頓的綜合管理系統(tǒng)。通過強化支持和管理的方式，實現(xiàn)了業(yè)務服務主數(shù)據(jù)管理以及產(chǎn)品管理的無縫集成，在系統(tǒng)城市軌道發(fā)展和運行的過程當中，實現(xiàn)了分層軟件的系統(tǒng)架構(gòu)控制和地面的優(yōu)化管理，強化了不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)分析。設(shè)置出來的多系統(tǒng)集同的方式主要包含了控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等，實時對列車的運行狀態(tài)、車輛的設(shè)備情況以及人員情況進行把控，也可以通過系統(tǒng)共享的方式，對出現(xiàn)的多種突發(fā)事件進行處理，確保了軌道交通在運行過程當中的運行安全[4]。

3 軌道交通行業(yè)數(shù)字化質(zhì)量管理的持續(xù)改進與優(yōu)化

3.1 統(tǒng)一設(shè)計規(guī)劃

統(tǒng)一設(shè)計分階段實施，并且因地制宜的發(fā)展，是城市軌道在建設(shè)過程當中最為基礎(chǔ)的原則。軌道交通在建設(shè)時，如果只是單純從技術(shù)層面考慮的話，其主要包括的內(nèi)容、實際的管理方式、城市以及政府現(xiàn)有的發(fā)展策略和其他的互相關(guān)系等，可以說這是一個系統(tǒng)化的管理流程，也是在后續(xù)實施過程當中一個整體的實施方法。而我國現(xiàn)有的許多地鐵城市都使用了數(shù)字化的建設(shè)模式，通過滿足不同領(lǐng)域的不同需求，并通過各部門全面的前期項目規(guī)劃和線路模擬信息化，考慮了各系統(tǒng)之間的配合，各部門之間的信息可以自由共享和交換。軌道交通項目綜合管理與應用信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)由專業(yè)人員進行，他們熟悉項目中提到的整個工作流程，以及其他站點的項目內(nèi)容和管理目標，也可以結(jié)合著數(shù)值的轉(zhuǎn)變以及具體要求有針對性地進行調(diào)解。對于前期設(shè)計、項目平衡、業(yè)務系統(tǒng)以及整體規(guī)劃當中的各項情況進行整體設(shè)計，實現(xiàn)項目審核總結(jié)人員培訓的多項階段的文檔標志，也能夠更好地實現(xiàn)系統(tǒng)的進度發(fā)展。依據(jù)著國內(nèi)和國外有關(guān)城市軌道交通系統(tǒng)建設(shè)的成功經(jīng)驗來看，在城市軌道項目建設(shè)的初期，軌道交通需要將網(wǎng)絡系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)智能化的實時委任，并且將委任的任務交付給有著較好規(guī)劃能力和系統(tǒng)設(shè)計能力的企業(yè)，先制定出明確的整體設(shè)計方案和技術(shù)評價項目要求，隨后完成項目內(nèi)容，在后期實現(xiàn)數(shù)字化建設(shè)以及技術(shù)準備的過程當中，也需要合理的控制，還必須在生產(chǎn)管理系統(tǒng)之間、生產(chǎn)線規(guī)劃、設(shè)計和施工之間實施[5]。需要充分考慮生產(chǎn)線系統(tǒng)在不同階段和不同運行過程當中產(chǎn)生的建設(shè)成本，實現(xiàn)工程設(shè)計及總體規(guī)劃，并考慮到系統(tǒng)與公司內(nèi)部在運營管理之間的數(shù)據(jù)和集成內(nèi)容。舉例來說，在進行自動驗票的過程當中，需要實現(xiàn)內(nèi)部財務系統(tǒng)的資源共享和資源優(yōu)化，才能夠更好地完成財務和核算的一體化實施。運維和管理系統(tǒng)方面，需要保證建設(shè)方和采購方設(shè)備交付、物資供應等數(shù)據(jù)的一致性。

3.2 數(shù)據(jù)對接站設(shè)計

在數(shù)字化軌道交通領(lǐng)域，不同的業(yè)務板塊需要明確權(quán)責，相互之間存在交叉引用關(guān)系。因此，數(shù)據(jù)采集、存儲和架構(gòu)需要完整一體，以確保系統(tǒng)領(lǐng)域的完善并實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。各個業(yè)務系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)、采集系統(tǒng)和處理方法等，為明確使用和存儲結(jié)構(gòu)，不同時間的企業(yè)和供應商參與不同領(lǐng)域的施工對象時可能會出現(xiàn)不一致情況。為避免后期建設(shè)問題，需查詢各部門和其他部門所需的數(shù)據(jù)生成情況。不同領(lǐng)域產(chǎn)生的采集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和處理辦法需要與存儲系統(tǒng)對接，以在不同時間、地點和領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信息對接。數(shù)據(jù)信息需滿足完整的供應鏈條關(guān)系，建立完備的分類和組織架構(gòu)，并根據(jù)實際使用情況提供明確且統(tǒng)一的數(shù)據(jù)端口，便于后續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務的引用和使用[6]。

4 總結(jié)

通過以上的分析能夠把握軌道交通在進行數(shù)字化質(zhì)量管理過程當中的各項內(nèi)容，也為后續(xù)軌道交通數(shù)字化建設(shè)管理提供了明確的建設(shè)方法以及建設(shè)思路，實現(xiàn)了多系統(tǒng)集成的方式，能夠更好地降低軌道交通在進行數(shù)字化當中所使用的人力成本和物力成本。在提升管理小組的同時，也能夠幫助不同的領(lǐng)域以及不同的系統(tǒng)之間展開實時的資源互換以及數(shù)據(jù)傳輸，并且依據(jù)軌道交通設(shè)計的原則，也能夠在實際運營的過程當中幫助系統(tǒng)之間互相結(jié)合，明確各自職責。