青島地鐵運營施工調(diào)度管理系統(tǒng)升級探索與實踐

趙宏宇ZHAO Hong-yu；陳立乾CHEN Li-qian；凌鈺程LING Yu-cheng；李樹臣LI Shu-chen；王新超WANG Xin-chao

（青島地鐵運營有限公司，青島 266000）

0 引言

青島地鐵運營施工調(diào)度管理信息系統(tǒng)是一套對地鐵運營施工實時組織監(jiān)控的計算機輔助信息系統(tǒng)，其對施工要素的實時監(jiān)控來確保施工的安全、高效和有序進行。使用計算機輔助軟件來替代人腦對施工作業(yè)條件和施工沖突的判定，能減輕施工監(jiān)控人員的工作量和工作強度，減少安全隱患。

地鐵運營施工具有面廣人多、作業(yè)交叉、內(nèi)容復(fù)雜等特點，是運營生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，業(yè)內(nèi)多數(shù)地鐵公司均已建設(shè)施工調(diào)度管理系統(tǒng)，以確保施工調(diào)度工作安全，提高工作效率，減少人力成本及工作協(xié)調(diào)量。

本文以青島地鐵運營施工調(diào)度管理系統(tǒng)升級項目為例，重點闡述升級完成的施工調(diào)度運作方式及實踐效果，同時基于智慧地鐵、智能運維框架下，對施工智能化管理思路升級進行初步探討。

1 項目背景

青島地鐵于2017年建成運營施工調(diào)度系統(tǒng)，建立體系化的施工調(diào)度管理機制，包括動態(tài)防護區(qū)域模型、沖突檢測模型、各作業(yè)流程、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等，實現(xiàn)了運營施工調(diào)度管理工作由“人工”到“智能”的轉(zhuǎn)變。隨著青島地鐵線網(wǎng)快速發(fā)展與運營服務(wù)水平的不斷提高，共用車輛段、站外設(shè)備房、長大區(qū)間等新型線路特點帶來了更多的安全風(fēng)險，夜間施工時間不斷壓縮帶來的更大的檢修壓力；智能運維、智慧地鐵等項目的逐步規(guī)劃實施、運營管理模式的變化都對施工調(diào)度管理工作帶來新的挑戰(zhàn)。原系統(tǒng)已無法滿足新形勢下的運營施工管理工作需要，因此，施工調(diào)度管理系統(tǒng)的優(yōu)化升級工作已迫在眉睫。

2 升級總體思路

2.1 升級目標

青島地鐵施工調(diào)度管理系統(tǒng)升級工作需要解決線網(wǎng)發(fā)展新形勢下帶來的管理難點，推動施工調(diào)度管理工作由“數(shù)字化”向“智能化”轉(zhuǎn)型。在業(yè)務(wù)方面，計劃達成沖突檢測滿足不同線路特點需求、精細化管理施工資源、施工計劃編審及組織效率提升、施工業(yè)務(wù)移動化辦理的目標；在量化數(shù)據(jù)上，計劃達成100%確保施工無沖突、計劃人工填寫內(nèi)容減少30%、施工計劃審批用時減少50%、夜間集中施工請點批準用時不超過10分鐘的目標。

2.2 升級主要內(nèi)容

本次升級圍繞四個方面開展：一是升級安全沖突檢測能力，結(jié)合運營新型線路及組織特點，建設(shè)更完善的沖突檢測場景，加強計劃從編制到實施的安全性；二是升級施工組織效率，建設(shè)預(yù)授權(quán)、自動批點等新型施工組織模式，采取智能核準施工請銷點條件，進一步縮減施工請銷點辦理時間，提高施工組織效率；三是優(yōu)化使用便捷性，建設(shè)移動端，實現(xiàn)施工業(yè)務(wù)移動化辦理，提高業(yè)務(wù)辦理效率；四是升級人機交互邏輯，運用可視化、自動化理念實現(xiàn)業(yè)務(wù)高效管理，增加業(yè)務(wù)流程運轉(zhuǎn)的靈活度，為人工提供輔助決策，滿足不同用戶在不同場景下的使用需求，增強使用便捷性。

2.3 升級技術(shù)指標

升級完成，運營所有線路應(yīng)在“一套系統(tǒng)”進行業(yè)務(wù)管理，在兼容性及互聯(lián)互通上，與青島地鐵企業(yè)門戶與數(shù)據(jù)總線集成，實現(xiàn)用戶使用企業(yè)門戶直接訪問，無需重復(fù)輸入賬號密碼；與數(shù)據(jù)總線與人力資源、運營日報、維修管理等信息化系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，進行人員信息、施工計劃、施工狀態(tài)等數(shù)據(jù)交互。同時，項目升級充分參考青島地鐵智慧運維規(guī)劃“1135N”發(fā)展藍圖，為公司線網(wǎng)級智慧運維與應(yīng)急指揮向平臺預(yù)留數(shù)據(jù)接口，以達到平臺對全線網(wǎng)各類施工信息的綜合管控與監(jiān)視的目的。

3 項目升級實踐

3.1 功能架構(gòu)

施工調(diào)度管理系統(tǒng)是智能運維框架下的重要執(zhí)行單元。平臺建設(shè)符合開放的業(yè)界標準，具有良好的規(guī)范性，能為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境和標準化的數(shù)據(jù)采集、校驗、傳輸、存儲、交換標準。功能架構(gòu)包含施工計劃管理、施工執(zhí)行管理、移動應(yīng)用、數(shù)據(jù)分析、權(quán)限管理五個方面，業(yè)務(wù)運作流程見圖1。

圖1 施工調(diào)度管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)運作流程圖

3.2 技術(shù)簡介

系統(tǒng)基于寶信iPlat4J信息化基礎(chǔ)開發(fā)平臺及移動開發(fā)包實現(xiàn)，平臺符合開放的業(yè)界標準，具有良好的規(guī)范性，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境，以及標準化的數(shù)據(jù)采集、校驗、傳輸、存儲、交換標準。

本系統(tǒng)為B/S結(jié)構(gòu)，用戶使用瀏覽器網(wǎng)址訪問。支持谷歌瀏覽器、火狐瀏覽器、MS Internet Explorer 9及以上各個版本等多種主流瀏覽器。為提供更為良好的用戶體驗，將使用Chrome瀏覽器內(nèi)核的一些優(yōu)秀特性，因此推薦優(yōu)先使用谷歌Chrome瀏覽器。

軟件環(huán)境如表1。

表1 軟件環(huán)境

采用運營一體化解決方案，提供多層次的應(yīng)用開發(fā)接口，以適應(yīng)和公司其他信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享。提供XML、數(shù)據(jù)接口、WebServer等多種接口方式，支持業(yè)界的開放性標準。具備與主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)、EAM系統(tǒng)、企業(yè)微信、統(tǒng)一賬號管理、內(nèi)部門戶等在建或擬建系統(tǒng)的接口。支持自動負載均衡，有完整的安全控制機制，能夠有效防止非法用戶的侵入和破壞，遵循國際安全設(shè)計規(guī)范。

3.3 升級實踐案例

3.3.1 沖突檢測模型

在既有沖突檢測模型基礎(chǔ)上，新增多線共用車輛段內(nèi)跨線施工作業(yè)、站外動火作業(yè)前許可檢測、有限空間作業(yè)前許可檢測、車廠庫區(qū)單股道施工相鄰線路停電防護、運營旁站監(jiān)督人員不可擔(dān)任施工負責(zé)人、運營期間車廠與出入段線相鄰區(qū)域不安排施工、同一區(qū)域登高與開風(fēng)機維修作業(yè)提示等多種沖突檢測模型，解決線網(wǎng)快速發(fā)展帶來的新沖突、新問題，同時減輕施工計劃審核壓力，加強計劃安全性。

3.3.2 施工行車防護輔助決策

當(dāng)夜間軌行區(qū)同時安排多個行車類施工或人、車分段施工，需要提前設(shè)置紅閃燈、劃定防護區(qū)域來進行施工防護時，自動計算施工防護區(qū)域，向需要設(shè)置紅閃燈防護的車站給出燈位設(shè)置圖示，為車站人員設(shè)置防護提供輔助決策。當(dāng)行車調(diào)度員下發(fā)調(diào)度命令指揮施工列車動車時，對施工列車出/回廠期間的行車路徑出清情況進行判斷，當(dāng)行車路徑線路未封鎖、紅閃燈已拆除、無施工作業(yè)時，才會發(fā)布對應(yīng)調(diào)令（調(diào)度命令編號自動生成），保障施工行車調(diào)度指揮安全。當(dāng)行車調(diào)度員在執(zhí)行線路封鎖/解封時，自動對比解封/封鎖區(qū)域同時給出提示，避免解封/封鎖區(qū)域不一致。

3.3.3 移動應(yīng)用

移動應(yīng)用功能集成到企業(yè)使用的辦公平臺——企業(yè)微信（企業(yè)內(nèi)部員工無需下載額外的APP），委外單位及外單位施工人員下載企業(yè)微信進行施工業(yè)務(wù)辦理。移動端具備施工行車通告查看、施工計劃審批、動火/有限空間作業(yè)許可審批、施工請銷點登記、施工安全技術(shù)交底、施工開始提醒、昨日施工概況查看等功能。

3.3.4 手機施工請/銷點登記

施工負責(zé)人到達施工請點站，用手機操作，完成施工請點前的登記工作；在施工銷點前，施工負責(zé)人確認施工出清，用手機完成施工銷點前的登記確認工作。運用人臉識別技術(shù)，實現(xiàn)對施工登記人員身份核準校驗，較請銷點站面對面校驗施工登記人員信息、施工人員向請銷點站出示證件的傳統(tǒng)方式，更安全、更高效，更能確保施工登記人與施工計劃相符；同時解決了多個施工在同一車站，排隊使用電腦登記、施工人員反復(fù)進入行車重地、長大區(qū)間人員往返車站登記耗時長等問題，同時減輕請銷點站工作人員的工作負擔(dān)。

3.3.5 電子化施工交底

施工交底包含的作業(yè)代碼、施工區(qū)域、作業(yè)內(nèi)容、防護措施、注意事項、施工安全紅線、工器具信息、安全風(fēng)險點及管控措施等元素均使用移動端應(yīng)用自動展示，支持自定義編輯、轉(zhuǎn)發(fā)及施工前后拍照確認。使用電子化施工交底單，施工現(xiàn)場不再使用紙質(zhì)表格對施工安全交底內(nèi)容進行填寫及確認，實現(xiàn)“無紙化交底”。同時，具備施工前后交底表內(nèi)工器具數(shù)量校驗、外單位施工交底需運營人員刷臉確認功能，提高了施工出清、外單位施工運營旁站監(jiān)督管理能力。

3.3.6 正線施工預(yù)授權(quán)

施工預(yù)授權(quán)功能，各線路控制中心行車調(diào)度進行圖版選擇，將施工批點權(quán)限授予相應(yīng)車站，或進行分區(qū)段授權(quán)及權(quán)限回收等操作，自動識別可預(yù)授權(quán)與不可預(yù)授權(quán)的施工。例如控制中心將某一區(qū)域施工批點權(quán)限授權(quán)至車站，自動判斷授權(quán)區(qū)域的軌行區(qū)人工作業(yè)及站內(nèi)行車設(shè)備維修作業(yè)由車站批準，開車作業(yè)、跨線、跨正線與車廠的施工請銷點由行調(diào)批準。預(yù)授權(quán)功能的使用，使得軌行區(qū)施工批點特征由“單一批準”轉(zhuǎn)為“分布式批準”，最大限度減少軌行區(qū)施工批點等候時長，進一步為現(xiàn)場施工爭取更多實際用時。

3.3.7 自動批點

車輛段、車站開展的施工作業(yè)，當(dāng)車廠調(diào)度、行車值班員發(fā)起請點或者銷點申請，自動判斷施工符合批準條件，批準施工請點/銷點，給出相應(yīng)提示；正線施工實施預(yù)授權(quán)，車站發(fā)起請點或者銷點申請，自動判斷施工符合批準條件，批準施工請點/銷點同時給出相應(yīng)提示。該功能將施工批點流程由“人工操作申請—人工校驗批點條件（同時校驗）—操作批準”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭斯げ僮魃暾垺蓑灄l件批準”，確保批點安全性的同時提高了批點效率，也減少當(dāng)班人員反復(fù)操作的工作負擔(dān)。

3.3.8 施工行車通告動態(tài)生成

施工計劃經(jīng)相應(yīng)審批人員審批，自動生成發(fā)布施工行車通告，不再需要審批人員手動對一定周期/日期的施工計劃進行打包、發(fā)布等操作。根據(jù)已審批的施工計劃，實時動態(tài)更新施工行車通告內(nèi)容。施工行車通告直接自帶日歷進入，設(shè)置不同的查詢條件（例如線別、專業(yè)、作業(yè)類別等）展示相應(yīng)內(nèi)容，支持以EXCEL或PDF格式導(dǎo)出，導(dǎo)出時能自動生成施工行車通告文件名稱及起止時間（例如導(dǎo)出2021年11月1日至5日施工計劃，文件名為20211101-20211105）。

3.3.9 施工計劃微調(diào)

遵循“只縮小、不擴大”的原則，針對不變更作業(yè)內(nèi)容及影響，僅對作業(yè)區(qū)域、時段、施工負責(zé)人、請/銷點站等信息進行調(diào)整的情況，支持對已發(fā)布但未實施的施工計劃進行實時調(diào)整。計劃微調(diào)時自動對微調(diào)信息進行沖突檢測，對于作業(yè)區(qū)域、作業(yè)時段、請銷點站變更等涉及作業(yè)安全的調(diào)整項點，須相應(yīng)審批人員審批，方生效。計劃微調(diào)完成，生成記錄并自動對調(diào)整前后的計劃用不同顏色加以區(qū)分。該功能將傳統(tǒng)的計劃調(diào)整流程由“取消原計劃—申報新計劃—計劃審批—計劃發(fā)布”優(yōu)化為“計劃修改—計劃發(fā)布”，有效提高施工計劃調(diào)整效率。

3.3.10 施工計劃一鍵取消

在搶修、惡劣天氣、疫情防控、重大活動等應(yīng)急情況下，需臨時調(diào)整已發(fā)布施工計劃時，支持控制中心值班主任、施工管理人員直接對已發(fā)布的計劃進行批量取消。該功能將施工計劃取消流程由“申請取消—取消批準”優(yōu)化為“直接取消”，最大化提高應(yīng)急情況下的生產(chǎn)調(diào)整效率。

3.3.11 施工作業(yè)內(nèi)容庫

分專業(yè)、分單位組建施工作業(yè)庫，每項施工作業(yè)的具體內(nèi)容、防護措施、是否為登高/有限空間/動火等特殊作業(yè)、工器具、安全風(fēng)險點等重要信息均錄入庫中，實現(xiàn)施工作業(yè)清單化、標準化管理。建庫完成，填報施工計劃時，根據(jù)作業(yè)內(nèi)容庫帶出施工計劃的多數(shù)信息，減少人工填寫內(nèi)容。同時，作業(yè)內(nèi)容庫支持進行批量復(fù)制，在新線開通時，將既有線作業(yè)內(nèi)容庫復(fù)制至新線線路，解決新線施工計劃填報差錯多、作業(yè)內(nèi)容描述不準等問題。

3.4 升級效果

青島地鐵運營施工調(diào)度管理系統(tǒng)于2021年11月1日完成升級完成上線投用，是現(xiàn)階段運營公司生產(chǎn)運作系統(tǒng)中用戶體量最大（超一萬名用戶）、使用范圍最廣的信息化系統(tǒng)。在六線運營的情況下，月均組織超11000項施工作業(yè)。在安全風(fēng)險防范方面，各類沖突檢測模型貫穿施工調(diào)度組織過程，有效避免人、車、電沖突等安全事故事件發(fā)生，防止運營發(fā)生50-100萬元經(jīng)濟損失；在施工組織增效方面，創(chuàng)新施工填報審批、請銷點模式，夜間施工集中批點效率提高87%，實現(xiàn)請銷點“零等待”，施工業(yè)務(wù)辦理實現(xiàn)移動化、安全交底、身份驗證信息化；在節(jié)能減排方面，施工調(diào)度組織全面實現(xiàn)無紙化，在原節(jié)能基礎(chǔ)上，再年均節(jié)省1萬元以上A4紙張采購成本，在減負賦能方面，自動編號、自動關(guān)聯(lián)、自動生成文件名、通知提醒等功能貫穿操作過程，人工填寫及確認項點減少60%。

4 結(jié)語

施工調(diào)度管理系統(tǒng)是運營施工調(diào)度管理工作的重要信息化基礎(chǔ)設(shè)施，也是提高運營施工調(diào)度管理水平的重要抓手，本文介紹的青島地鐵施工調(diào)度管理系統(tǒng)升級上線運行，施工調(diào)度管理過程更加安全，施工調(diào)度組織效率提升顯著。后續(xù)，隨著智能運維、智慧地鐵、智慧交通的不斷深入發(fā)展，施工調(diào)度管理系統(tǒng)與智慧場段、智慧車站、維修管理、設(shè)備監(jiān)控、定位系統(tǒng)、端門可視化等系統(tǒng)在數(shù)據(jù)上互聯(lián)互通，構(gòu)建計劃自動生成、軌行區(qū)端門自動放行施工人員、軌行區(qū)電子防護圍欄、調(diào)令感知行車供電狀態(tài)等多元化應(yīng)用場景，推動施工調(diào)度管理系統(tǒng)由信息化向數(shù)字化、智能化、智慧化轉(zhuǎn)型，為地鐵運營管理高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。