城市軌道交通生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

盧錦生

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司，廣州 510000）

信息化建設(shè)已成為地鐵企業(yè)發(fā)展的一種趨勢，特別是隨著運(yùn)營工作的深入開展和網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營，部門、機(jī)構(gòu)、人員和工作量的不斷增加，信息化系統(tǒng)能有效簡化管理流程，實(shí)現(xiàn)異地辦公的無縫管理對接，提高工作效率，減少人為失誤，保障地鐵運(yùn)營安全。生產(chǎn)管理是城市軌道交通運(yùn)營管理的重要組成部分，目前，廣州地鐵生產(chǎn)信息管理模式已經(jīng)非常成熟，包括運(yùn)營日報系統(tǒng)等信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對每天、每階段運(yùn)營情況的分布式錄入及數(shù)據(jù)管理，但是，在生產(chǎn)一線單元的生產(chǎn)管理，大部分仍以電子郵件為主，由于電子郵件無法實(shí)時統(tǒng)計(jì)和匯總信息，導(dǎo)致各種生產(chǎn)信息匯總表均需人工編寫，不僅需要消耗大量人力成本，而且正確性也難以保證，亟需提高生產(chǎn)管理的信息化水平，解決數(shù)據(jù)分散、信息孤島的問題。

目前，國內(nèi)對城市軌道交通信息管理系統(tǒng)已經(jīng)有了較多的研究，文獻(xiàn)[1-5]分別建立了車輛信息管理系統(tǒng)、工程信息管理系統(tǒng)、線網(wǎng)信息管理系統(tǒng)、項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)和應(yīng)急體系信息化系統(tǒng)，文獻(xiàn)[6]給出了鐵路科研企業(yè)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)描述，文獻(xiàn)[7-8]設(shè)計(jì)了鐵路工務(wù)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。上述信息管理系統(tǒng)或沒有涉及到生產(chǎn)管理方面，或不符合地鐵生產(chǎn)管理現(xiàn)狀，因此，根據(jù)現(xiàn)有信息管理模式及廣州地鐵實(shí)際情況，研發(fā)適合廣州地鐵的生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)，具有非常重要的意義。

1 現(xiàn)有生產(chǎn)管理模式分析

廣州地鐵生產(chǎn)管理分為生產(chǎn)作業(yè)管理、生產(chǎn)信息存儲和生產(chǎn)信息統(tǒng)計(jì)3個部分。其中，生產(chǎn)信息由生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生，生產(chǎn)信息對生產(chǎn)作業(yè)有指導(dǎo)作用；生產(chǎn)信息存儲是生產(chǎn)管理的重要組成部分，良好的儲存方式有利于信息統(tǒng)計(jì)的效率，為使系統(tǒng)更加符合現(xiàn)場運(yùn)作，應(yīng)對現(xiàn)有運(yùn)作模式進(jìn)行分析。

1.1 生產(chǎn)作業(yè)管理

生產(chǎn)作業(yè)管理包括生產(chǎn)信息匯總、生產(chǎn)指令匯總和生產(chǎn)單據(jù)編寫3個部分。

（1）生產(chǎn)信息主要包括運(yùn)營日報信息、日況信息和信息回復(fù)。每天生產(chǎn)信息有80～100條，每天匯總生產(chǎn)信息用時2 ～3 h，如果生產(chǎn)信息不能按時匯總完成，將嚴(yán)重影響本日生產(chǎn)指令的下達(dá)，給生產(chǎn)管理造成不便，因此，生產(chǎn)信息匯總具有很強(qiáng)的時效性。

（2）生產(chǎn)指令匯總，通常，由生產(chǎn)管理員將本日生產(chǎn)指令以電子郵件形式進(jìn)行下發(fā)，各生產(chǎn)部門將回復(fù)內(nèi)容以電子郵件的形式發(fā)送給生產(chǎn)管理員，生產(chǎn)管理員于次日將匯總后的信息進(jìn)行審核后再以電子郵件的形式下發(fā)各部門。

（3）生產(chǎn)單據(jù)包括停電告知單、停水告知單和停氣體滅火風(fēng)險告知單3種類型，生產(chǎn)單據(jù)由生產(chǎn)部門編寫并發(fā)送給相關(guān)調(diào)度進(jìn)行審核。

1.2 生產(chǎn)信息存儲

信息存儲采用共享文件的形式，每次下發(fā)后均需將最終文件保存至共享文件夾中，同時，對年度匯總文件進(jìn)行更新。這種存儲模式導(dǎo)致文件僅允許一人進(jìn)行編輯，且生產(chǎn)部門難以對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。

1.3 生產(chǎn)信息統(tǒng)計(jì)

生產(chǎn)信息統(tǒng)計(jì)是評價生產(chǎn)水平的重要環(huán)節(jié)，統(tǒng)計(jì)內(nèi)容包括各生產(chǎn)部門任務(wù)完成情況、故障率等，目前，生產(chǎn)信息統(tǒng)計(jì)以人工統(tǒng)計(jì)為主，不僅需要消耗大量的人力成本，而且正確性也難以保障，且生產(chǎn)信息改變后需要將信息進(jìn)行重新統(tǒng)計(jì)，人工統(tǒng)計(jì)難以滿足實(shí)時性的要求。

2 生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為解決現(xiàn)有生產(chǎn)管理過程中，人工匯總時間久、人工統(tǒng)計(jì)信息效率低、共享文件編寫及查詢困難等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)研發(fā)生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

用戶操作層包括移動工作站，瀏覽器，服務(wù)器等，為用戶提供交互、操作的平臺。應(yīng)用支撐層主要提供系統(tǒng)支撐軟件以及硬件環(huán)境。數(shù)據(jù)資源層為系統(tǒng)提供所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)模塊數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集層中，數(shù)據(jù)采集采用人工錄入、系統(tǒng)導(dǎo)入等方式。

應(yīng)用層主要包括后臺數(shù)據(jù)，導(dǎo)航欄和功能模塊。

（1）后臺數(shù)據(jù)

后臺數(shù)據(jù)以SQL2008為基礎(chǔ)，將不同業(yè)務(wù)模塊數(shù)據(jù)以表的形式進(jìn)行存儲，并充分運(yùn)用數(shù)據(jù)庫表的索引屬性，提高系統(tǒng)查詢、統(tǒng)計(jì)和導(dǎo)出速度。

后臺數(shù)據(jù)包括用戶、權(quán)限、模塊、線路、部門、車站等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及各業(yè)務(wù)模塊錄入的數(shù)據(jù)。除各模塊數(shù)據(jù)外，其他數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)管理員進(jìn)行維護(hù)，同時，各個生產(chǎn)部門設(shè)有專門的用戶信息維護(hù)員，定期審核部門內(nèi)部用戶信息，并根據(jù)需要為用戶設(shè)置相應(yīng)模塊的編寫及查詢權(quán)限。

（2）導(dǎo)航欄

導(dǎo)航欄是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，良好的導(dǎo)航欄可以有效提高工作效率。為避免靜態(tài)導(dǎo)航欄難以維護(hù)等缺點(diǎn)，系統(tǒng)采用動態(tài)導(dǎo)航欄設(shè)計(jì)，即導(dǎo)航欄根據(jù)用戶權(quán)限由后臺自動生成。用戶登錄后，系統(tǒng)根據(jù)用戶權(quán)限生成導(dǎo)航欄，用戶進(jìn)入相應(yīng)頁面后，對頁面訪問權(quán)進(jìn)行檢驗(yàn)，如果用戶沒有該頁面的訪問權(quán)則跳轉(zhuǎn)到默認(rèn)頁面，避免越權(quán)查看及修改信息。

（3）功能模塊

功能模塊用于管理生產(chǎn)作業(yè)，按照生產(chǎn)作業(yè)種類分為若干子模塊，各子模塊主要提供數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)、工作流程把控、用戶操作記錄、數(shù)據(jù)展示及報表導(dǎo)出等功能。

2.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，基于.Net框架，在VS2010平臺上開發(fā)。系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)分為硬件/網(wǎng)絡(luò)層、系統(tǒng)支撐層、應(yīng)用支持層和用戶訪問層。

（1）硬件/網(wǎng)絡(luò)層，由計(jì)算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成，部署在廣州地鐵局域網(wǎng)，供內(nèi)部生產(chǎn)管理人員使用；

（2）系統(tǒng)支撐層，由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、軟件工具、開發(fā)/運(yùn)行支撐平臺構(gòu)成，包括SQL2008數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、Java、.NET等；

（3）應(yīng)用支持層，為統(tǒng)一應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)建、核心流程和關(guān)鍵技術(shù)而設(shè)計(jì)的生產(chǎn)管理應(yīng)用平臺，包括信息共享及同步機(jī)制、業(yè)務(wù)流程管理組建、報表管理引擎等，為提高文件導(dǎo)出速度，減少使用Com組件對服務(wù)器造成的壓力，系統(tǒng)使用NPOI組件導(dǎo)出Word和Excel文件，使用瀏覽器提供的PDF打印機(jī)導(dǎo)出PDF文件；

（4）用戶訪問層，包括B/S訪問、系統(tǒng)接口訪問等。

3 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)功能模塊分為生產(chǎn)信息模塊、生產(chǎn)指令模塊和生產(chǎn)單據(jù)模塊，各個模塊數(shù)據(jù)傳遞按照現(xiàn)有生產(chǎn)管理模式執(zhí)行。為保障數(shù)據(jù)安全，對數(shù)據(jù)的任何操作后臺均有相應(yīng)記錄，同時，為便于生產(chǎn)運(yùn)作，生產(chǎn)管理員具有修改任意信息的權(quán)限。

3.1 生產(chǎn)信息模塊

具有錄入、修改、刪除、回復(fù)、查看、導(dǎo)出等權(quán)限，調(diào)度部門可以錄入日報及日況信息，其余各部門只能錄入日況信息。各部門只能對本部門錄入的信息進(jìn)行編輯，但是，均能查看并導(dǎo)出中心范圍內(nèi)生產(chǎn)信息，應(yīng)用NPOI組件后，導(dǎo)出單日數(shù)據(jù)僅需10 s，導(dǎo)出全年數(shù)據(jù)僅需1 min。生產(chǎn)信息模塊界面如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)信息模塊界面

3.2 生產(chǎn)指令模塊

除具有生產(chǎn)信息模塊功能外，還具有審核管理各部回復(fù)信息功能，生產(chǎn)管理員能夠錄入生產(chǎn)指令信息并指定生產(chǎn)部門進(jìn)行回復(fù)，各部門回復(fù)后由生產(chǎn)管理員進(jìn)行審核，各個部門回復(fù)均審核通過后該項(xiàng)生產(chǎn)指令標(biāo)記為完成，未經(jīng)審核、審核不通過及未回復(fù)的信息將一直顯示在相關(guān)部門待回復(fù)信息頁面，該模塊同樣采用NPOI組件進(jìn)行信息導(dǎo)出。生產(chǎn)指令模塊界面如圖3所示。

圖3 生產(chǎn)指令模塊界面

3.3 生產(chǎn)單據(jù)模塊

除具有生產(chǎn)信息模塊的權(quán)限外，還具有審核單據(jù)的權(quán)限。各部門均有錄入單據(jù)的權(quán)限，錄入后由電調(diào)或者環(huán)調(diào)進(jìn)行審核，如果是上班時間，調(diào)度審核完畢后提交給生產(chǎn)管理員，由生產(chǎn)管理員進(jìn)行下發(fā)；如果是下班時間，調(diào)度審核完畢后直接下發(fā)。生產(chǎn)管理員及調(diào)度可以導(dǎo)出單據(jù)的PDF格式，生產(chǎn)管理員將導(dǎo)出的PDF文件進(jìn)行上傳，作為最終版本的依據(jù)，各生產(chǎn)部門只能下載最終版本的PDF文件。該模塊流程較為嚴(yán)格，為保障使系統(tǒng)易于維護(hù)，模塊使用字符串記錄整體流程和當(dāng)前流程，通過解析字符串可以獲得下一步流程及可以駁回的機(jī)構(gòu)。生產(chǎn)單據(jù)模塊界面如圖4所示。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

為降低維護(hù)成本、增強(qiáng)兼容性同時提高用戶體驗(yàn)，系統(tǒng)基于.NetFramework4.0框架，在VS2010平臺上進(jìn)行開發(fā)。

4.1 作業(yè)單據(jù)流程控制代碼

系統(tǒng)部分作業(yè)單據(jù)流程控制代碼如下：

4.2 系統(tǒng)應(yīng)用

本文研究的城市軌道交通生產(chǎn)管理系統(tǒng)已經(jīng)在廣州地鐵投入使用，運(yùn)行以來，效果良好，提高了工作效率，節(jié)約了人工成本，預(yù)計(jì)全年可以節(jié)省約2 700人工時，各模塊節(jié)省時間如表1所示。

表1 各模塊節(jié)省人力成本表

5 結(jié)束語

本文以現(xiàn)有廣州地鐵生產(chǎn)運(yùn)作模式為基礎(chǔ)，基于B/S架構(gòu)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)，研發(fā)了生產(chǎn)管理系統(tǒng)，并在廣州地鐵投入使用，取得了預(yù)期效果，本系統(tǒng)基本替代人工完成所有統(tǒng)計(jì)和匯總工作，但統(tǒng)計(jì)和匯總工作只是生產(chǎn)管理的一部分，在后續(xù)的研發(fā)中，應(yīng)將人工智能技術(shù)融入到系統(tǒng)中，使系統(tǒng)在數(shù)據(jù)分析、預(yù)警等方面為管理者提供更加科學(xué)、全面的決策依據(jù)。