數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動下的鐵路信息系統(tǒng)運維研究

張伯駒，周亮瑾

（1. 中國國家鐵路集團有限公司 信息技術(shù)中心，北京 100038；2. 中國國家鐵路集團有限公司 科技和信息化部，北京 100844）

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是通過技術(shù)和文化變革來改進或替換現(xiàn)有的資源，從根本上實現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)變的過程，此過程會影響企業(yè)中涉及信息技術(shù)（IT，Information Technology）的所有要素。數(shù)字經(jīng)濟一般指通過大數(shù)據(jù)（數(shù)字化的知識與信息）的識別—選擇—過濾—存儲—使用，引導(dǎo)、實現(xiàn)資源的快速優(yōu)化配置與再生，實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的經(jīng)濟形態(tài)[1]。數(shù)字經(jīng)濟在國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP，Gross Domestic Product）中的占比不斷增加，成為近年來中國經(jīng)濟發(fā)展的活躍領(lǐng)域之一。2017年，數(shù)字經(jīng)濟首次被寫入《政府工作報告》，視為經(jīng)濟高速發(fā)展的新動力。在短短幾年內(nèi)，與民生相關(guān)的數(shù)字化業(yè)態(tài)逐步普及，通過手機進行掛號看病、繳納水電費、收到天氣服務(wù)等民生數(shù)字化應(yīng)用取之于民用之于民，形成了良性循環(huán)。數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展改變著人們的生活觀念和思維模式，推動著共享經(jīng)濟融入更多領(lǐng)域。物品的所有權(quán)和使用權(quán)通過數(shù)字交互實現(xiàn)分離，社會資源在數(shù)字化的支撐下得到最佳利用和最大節(jié)約。鐵路行業(yè)依托12036互聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)（簡稱：12306）、95306鐵路物資采購與招商平臺（簡稱：95306），將數(shù)字服務(wù)逐步下沉為IT基礎(chǔ)設(shè)施，進而促進了鐵路行業(yè)的數(shù)字生態(tài)快速成長。數(shù)字經(jīng)濟與鐵路行業(yè)的融合，應(yīng)當(dāng)站在全國鐵路的視角下系統(tǒng)地規(guī)劃，從頂層設(shè)計開始，需求引發(fā)供給，通過云計算、大數(shù)據(jù)、柔性制造，實現(xiàn)鐵路行業(yè)生產(chǎn)資料效率的最佳配置，真正讓數(shù)據(jù)提升效率、產(chǎn)生助推鐵路行業(yè)發(fā)展的力量。

2018年底召開的中央經(jīng)濟工作會議，首次提出新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（簡稱：新基建）概念，指出要發(fā)揮投資關(guān)鍵作用，加大制造業(yè)技術(shù)改造和設(shè)備更新，加快第五代移動通信技術(shù)（簡稱：5G）商用步伐，加強人工智能、大數(shù)據(jù)中心、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?；谛乱淮畔⒓夹g(shù)演化生成的基礎(chǔ)設(shè)施，以5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等為代表的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等為代表的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，以數(shù)據(jù)中心、智能計算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施，對國家戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型有重大意義[2-5]。推進鐵路的“新基建”，助力鐵路經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展格局的形成，對于推動鐵路向數(shù)字經(jīng)濟、智能經(jīng)濟邁進具有重大意義。

我國鐵路信息系統(tǒng)發(fā)展速度快、規(guī)模大、業(yè)務(wù)覆蓋全，目前，在用的信息系統(tǒng)超過2 500個，鐵路信息化從業(yè)人員近12 000名，龐大的鐵路信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支撐著龐大的鐵路生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字化道路上快速發(fā)展。為保證如此龐大、復(fù)雜的行業(yè)信息系統(tǒng)有序高效運轉(zhuǎn)，需要與之相適應(yīng)的運維管理技術(shù)，因此，進一步完善數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動下鐵路信息系統(tǒng)運維體系迫在眉睫。

1 鐵路數(shù)字化轉(zhuǎn)型

1.1 國外數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展情況簡介

在數(shù)字時代，從適應(yīng)數(shù)字技術(shù)到依賴數(shù)字技術(shù)，進而實現(xiàn)組織的數(shù)字進化，就是實現(xiàn)現(xiàn)代化治理的過程。世界銀行、世界經(jīng)濟論壇、經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（簡稱：經(jīng)合組織）、亞洲太平洋經(jīng)濟合作組織（簡稱：亞太經(jīng)合組織）、20國集團（簡稱：G20）等國際組織均通過各種舉措推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展。2016年12月，美國發(fā)布了《加強國家網(wǎng)絡(luò)安全—促進數(shù)字經(jīng)濟的安全與發(fā)展》報告；歐洲聯(lián)盟（簡稱：歐盟）于2016年4月出臺《產(chǎn)業(yè)數(shù)字化規(guī)劃》，并于2020年2月公布了《歐洲數(shù)據(jù)戰(zhàn)略》《人工智能白皮書》；英國于2017年3月發(fā)布《英國數(shù)字化戰(zhàn)略》，2020年9月發(fā)布《國家數(shù)據(jù)戰(zhàn)略》；2016年3月，德國發(fā)布《數(shù)字戰(zhàn)略2025》；2013年2月，法國政府推出《數(shù)字化路線圖》；2015年1月，日本發(fā)布《機器人新戰(zhàn)略》；2015年7月，印度政府宣布實施《數(shù)字印度》計劃。各國紛紛開啟數(shù)字化轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略之路[6]。

1.2 我國鐵路數(shù)字化轉(zhuǎn)型思路

鐵路的外部市場環(huán)境正在迎來以數(shù)字技術(shù)為特征的重塑，新的商業(yè)模式和創(chuàng)新模式不斷出現(xiàn)。面對這樣的市場環(huán)境，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是鐵路企業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。我國鐵路數(shù)字化轉(zhuǎn)型，需要遵循“頂層設(shè)計、供需對接、匯聚創(chuàng)新”的思路，在《鐵路信息化總體規(guī)劃》《“十四五”國鐵集團網(wǎng)絡(luò)安全和信息化規(guī)劃》的基礎(chǔ)上，自底向上實現(xiàn)轉(zhuǎn)型[7-11]。打造公平、高效、安全、便捷、環(huán)保的鐵路運輸系統(tǒng)，滿足人民群眾日益增長的對美好出行的需求是鐵路行業(yè)數(shù)字化的根本責(zé)任。理想狀態(tài)就是實現(xiàn)人—車—路—運輸環(huán)境的綜合智能連接。

鐵路行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)朝著將鐵路交通作為一種服務(wù)的方向進行規(guī)劃和設(shè)計，包括鐵路基礎(chǔ)設(shè)施智能化管理和運維、基于5G的車聯(lián)網(wǎng)在列車—車地—車車—車軌—站車的全方位網(wǎng)絡(luò)連接、基于12306和95306推出的“交通即服務(wù)”等多方面內(nèi)容，如圖1所示。

圖1 鐵路運輸即服務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型層次示意

2 鐵路信息系統(tǒng)數(shù)字化運維共生方法

2.1 數(shù)字化運維需求分析

數(shù)字化運維是信息時代發(fā)展下的運維轉(zhuǎn)型，中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)4.0的發(fā)展目標(biāo)讓企業(yè)信息系統(tǒng)的發(fā)展得到空前提升，信息系統(tǒng)激增的發(fā)展態(tài)勢對系統(tǒng)運維能力提出了更高的要求。我國人口出生率連續(xù)下降，人口結(jié)構(gòu)老齡化趨勢日益明顯，勞動力供給不足，人口紅利趨于消失，用工業(yè)機器人取代人力，執(zhí)行一些勞動強度大、高危、程序化的工作，以及一些有規(guī)則、高重復(fù)、低價值的人工勞動。在提高整體信息系統(tǒng)運維效率的基礎(chǔ)上，這種方式既可以節(jié)約成本又能夠快速高效。

2.2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型MAX成熟度模型

衡量企業(yè)數(shù)字化運營程度的標(biāo)準(zhǔn)是“數(shù)據(jù)在企

業(yè)管理中發(fā)揮的作用和價值”，數(shù)字化轉(zhuǎn)型MAX成熟度模型[12]是對企業(yè)數(shù)字化水平作出判定的有效方法，如圖2所示。

圖2 數(shù)字化轉(zhuǎn)型MAX成熟度模型

根據(jù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型MAX成熟度模型初步測評，鐵路信息系統(tǒng)目前基本處于由第4級“技術(shù)中心系統(tǒng)運營”向第5級“業(yè)務(wù)中心數(shù)據(jù)運營”過渡的階段，在此關(guān)鍵時間節(jié)點做好信息系統(tǒng)的數(shù)字化運維意義重大。

2.3 數(shù)字化運維方法

鐵路信息系統(tǒng)數(shù)字化運維分為狹義數(shù)字化運維和廣義數(shù)字化運維。狹義數(shù)字化運維是指對既有信息系統(tǒng)運營維護采取數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在運維數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分析運維問題，提出運維優(yōu)化手段，改善運維質(zhì)量，提升運維效率；廣義數(shù)字化運維則是將信息系統(tǒng)視為業(yè)務(wù)對象，采用數(shù)字化運營手段對信息系統(tǒng)安全運營做出預(yù)警、評估和診斷，以信息化手段保證信息系統(tǒng)安全運行。

2.3.1 運維地圖共生方法

數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法，從梳理行業(yè)戰(zhàn)略地圖入手，通過戰(zhàn)略地圖形成業(yè)務(wù)地圖，從業(yè)務(wù)地圖形成需求地圖，根據(jù)需求地圖產(chǎn)生應(yīng)用地圖，進而實現(xiàn)算法地圖，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)地圖[12]，即六步圖法。上述六步圖法僅考慮行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的業(yè)務(wù)和應(yīng)用等內(nèi)容，對于數(shù)字經(jīng)濟賴以運行的新型基礎(chǔ)設(shè)施運維工作考慮稍顯不足。因此，本文提出鐵路數(shù)字化轉(zhuǎn)型的運維地圖共生方法，用于解決數(shù)字化轉(zhuǎn)型企業(yè)必須面對的信息系統(tǒng)運維問題，如圖3所示。在企業(yè)信息化建設(shè)過程中，同時建設(shè)和完善相應(yīng)的運維數(shù)字化，實現(xiàn)真正全方位的數(shù)字化運營。

圖3 鐵路信息系統(tǒng)運維數(shù)字化轉(zhuǎn)型共生方法

2.3.2 運維地圖調(diào)整

鐵路信息系統(tǒng)運維數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法，從信息系統(tǒng)的建設(shè)開始，以共生的方式與信息系統(tǒng)一起生長，至信息系統(tǒng)的全生命周期。期間，信息系統(tǒng)的新增、升級、變更都需要對應(yīng)的數(shù)字化運維地圖作出適應(yīng)性的調(diào)整。這種依托信息系統(tǒng)生命周期的運維數(shù)字化，將實現(xiàn)人工運維數(shù)據(jù)積累、轉(zhuǎn)化、挖掘、優(yōu)化，最終為推動運維效率提升和優(yōu)化、實現(xiàn)智能化運維奠定基礎(chǔ)[13-19]。

（1） 新增業(yè)務(wù)運維數(shù)字化

對于新增的信息系統(tǒng)或系統(tǒng)新增業(yè)務(wù)功能，在基于六步圖法進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型時，需要對應(yīng)各個階段生成新增部分的運維地圖，以保證數(shù)字化運營中各個階段的信息沉淀為數(shù)據(jù)，留存技術(shù)文檔的同時實現(xiàn)數(shù)字化，使得運維有提前介入的條件。新增系統(tǒng)、功能對應(yīng)的運維數(shù)字化至少包含有效期、版本、運維邊界、運維問題、日志等。

（2） 升級功能運維數(shù)字化

對于信息系統(tǒng)升級功能型的運維數(shù)字化，需要先識別升級功能的輻射邊界，后對輻射范圍內(nèi)的系統(tǒng)業(yè)務(wù)、需求、應(yīng)用、算法和數(shù)據(jù)作出運維地圖調(diào)整，以保證運維的一致性。

（3） 變更功能運維數(shù)字化

對于信息系統(tǒng)變更功能型的運維數(shù)字化，需要先識別變更功能的運維變更點，再對輻射范圍內(nèi)的系統(tǒng)業(yè)務(wù)、需求、應(yīng)用、算法和數(shù)據(jù)作出運維地圖調(diào)整，以保證運維的一致性。

（4） 運維退出

對于信息系統(tǒng)中不再提供服務(wù)的功能，屏蔽運維地圖中相應(yīng)運維支撐的業(yè)務(wù)、需求、應(yīng)用、算法和數(shù)據(jù)。

研究運維數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法，可使運維工作實現(xiàn)各盡其職、人機協(xié)同；積累的維護數(shù)據(jù)可用于診斷信息系統(tǒng)功能缺陷、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程與系統(tǒng)功能，進而實現(xiàn)數(shù)字化運維和智能化運維。

3 結(jié)束語

數(shù)字化運維是企業(yè)數(shù)字化運營的基礎(chǔ)工作，在健全鐵路信息系統(tǒng)、實現(xiàn)鐵路運營數(shù)字化的過程中，須提前布局?jǐn)?shù)字化運維體系和方法，并將數(shù)字化運維融入到企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中。

本文研究數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動下的鐵路信息系統(tǒng)運維，提出鐵路信息系統(tǒng)數(shù)字化運維共生方法，所提方法是對行業(yè)數(shù)字化運營的深刻理解和重要嘗試。未來，在鐵路數(shù)字化運維領(lǐng)域，將進一步嘗試自動化運維和智能化運維。