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

華北理工大學(xué) 楊順 孫鳳芹

實(shí)現(xiàn)城市軌道交通數(shù)字化管理是當(dāng)前軌道交通行業(yè)發(fā)展的主要內(nèi)容。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)水平，盡快實(shí)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(jì)算等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和應(yīng)用研究，解決管理數(shù)字城市軌道交通的意義。為了實(shí)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(jì)方案和關(guān)鍵設(shè)計(jì)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(jī)電設(shè)備集成、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的開發(fā)為藍(lán)本，實(shí)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(biāo)，在發(fā)展的過程當(dāng)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(yùn)營成本的方式，更好地實(shí)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(jì)到規(guī)劃，再到項(xiàng)目完成和交付的整個(gè)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(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了管理運(yùn)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(wù)信息數(shù)據(jù)，能夠依照著標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)流程的完整化和信息化。與此同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)共享以及多種業(yè)務(wù)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(shí)現(xiàn)整體軌道交通信號(hào)、通信管理和控制傳輸?shù)榷鄳?yīng)用的優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)調(diào)度服務(wù)運(yùn)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)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(yùn)維成本，改善現(xiàn)如今軌道交通在運(yùn)行過程當(dāng)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(luò)綜合運(yùn)營平臺(tái)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(qiáng)進(jìn)行調(diào)整。除了提供服務(wù)內(nèi)容外，還需要建立仿真模擬的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)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(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。社會(huì)現(xiàn)實(shí)互動(dòng)模擬主要包括對軌道交通項(xiàng)目現(xiàn)有數(shù)字解決方案的調(diào)查研究、情況分析、改進(jìn)、檢查和確定，以確定是否可以用于交付社會(huì)。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(yīng)用到生產(chǎn)、運(yùn)營、管理和維護(hù)中，以確保實(shí)用性、完整性、適應(yīng)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(chǔ)以及數(shù)據(jù)采集中的多項(xiàng)技術(shù)和理論。根據(jù)軌道交通服務(wù)系統(tǒng)的需求和實(shí)際使用情況，將與工程技術(shù)團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)。軌道交通行業(yè)的數(shù)字化質(zhì)量管理具有強(qiáng)烈的實(shí)時(shí)發(fā)展特征和分布式管理特征，結(jié)合現(xiàn)有的應(yīng)用平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)使用框架，可以基于計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用，并提升資源和數(shù)據(jù)的集中分布管理水平?；诖?，所有的架構(gòu)均都實(shí)現(xiàn)了安全隱藏的軟件控制，這可能在開發(fā)和運(yùn)營成本方面存在差異。系統(tǒng)架構(gòu)的詳細(xì)分析如下。

（1）云計(jì)算架構(gòu)。云計(jì)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(dāng)中，需要應(yīng)用第三方軟件，因其管理的難度以及任務(wù)的調(diào)度，很難對信息反饋的實(shí)時(shí)性進(jìn)行保證，出現(xiàn)的不穩(wěn)定因素也較多，這就導(dǎo)致了通信數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，對于寬帶的要求比較高，因此無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的系統(tǒng)生產(chǎn)[1]。

（2）分布式存儲(chǔ)和處理。分布式存儲(chǔ)和處理主要就是通過面向服務(wù)系統(tǒng)的體系技術(shù)框架來設(shè)計(jì)和實(shí)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(yīng)用和開發(fā)的過程當(dāng)中，機(jī)器容易出現(xiàn)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要獨(dú)立部署和運(yùn)行的情況。

（3）集中存儲(chǔ)，分布式處理。分布式存儲(chǔ)和處理的方式開發(fā)較為容易，也能夠更好地確保實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、集中存儲(chǔ)、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(fù)。除此以外，受到多項(xiàng)業(yè)務(wù)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(shí)時(shí)性和安全性。

（4）一體化存儲(chǔ)處理多業(yè)務(wù)模式。一體化存儲(chǔ)處理多業(yè)務(wù)模式是一種較為適當(dāng)?shù)奶幚磙k法，能夠更好地實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)多系統(tǒng)的部門共享和應(yīng)用存儲(chǔ)，與此同時(shí)，也可以滿足多個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中的同步運(yùn)行，確保了實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性的要求。但對于設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需求還要進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化，并對產(chǎn)生的資源消耗以及時(shí)間的問題進(jìn)行調(diào)整，并且還需要調(diào)整內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)多線一中心的方式，就必須要進(jìn)行地鐵規(guī)劃的調(diào)整，以方便城市交通的出行。在進(jìn)行軌道交通出行建設(shè)的過程當(dāng)中，大部分的設(shè)計(jì)者都會(huì)選擇使用先設(shè)計(jì)骨架，隨后再設(shè)計(jì)擴(kuò)充內(nèi)容的方法，進(jìn)行軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程當(dāng)中，建設(shè)周期會(huì)比較長，通常來說會(huì)需要產(chǎn)生4 ～5 年的投入運(yùn)營時(shí)間，因此就需要對整體的交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，隨后再對內(nèi)部建設(shè)進(jìn)行細(xì)化。在我國軌道交通建設(shè)的發(fā)展初期，投入到運(yùn)營當(dāng)中的資金和精力比較少，因此在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中會(huì)使用一條線路的方式來進(jìn)行行為設(shè)計(jì)，通常會(huì)涉及一個(gè)運(yùn)營中心，運(yùn)營中心內(nèi)部主要就包括了通信控制、電力信號(hào)以及售票和檢票系統(tǒng)等，而后續(xù)隨著運(yùn)營線路的增多，以及城市投入到運(yùn)營當(dāng)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(yīng)當(dāng)前的結(jié)構(gòu)和運(yùn)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(gè)控制室，來對后續(xù)的多條線路進(jìn)行控制。具有代表性的交通網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)置就是對多條軌道線路進(jìn)行集成，設(shè)置一個(gè)有著多基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，而集成建筑當(dāng)中的內(nèi)容可以分為一個(gè)仿真中心和兩個(gè)操控中心，也就是實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急指揮救援中心、模擬演練中心和線路網(wǎng)運(yùn)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(shí)現(xiàn)有效的換乘，在進(jìn)行線路建設(shè)的過程當(dāng)中，也需要加入結(jié)算中心和發(fā)布中心，更好地對整個(gè)線路軌道的運(yùn)行情況進(jìn)行指揮，也能夠方便線路之間的信息共享。

2.2.2 多個(gè)網(wǎng)絡(luò)合二為一

現(xiàn)如今，面對著日益復(fù)雜的信息網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，需要強(qiáng)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(yùn)行。在進(jìn)行運(yùn)行設(shè)計(jì)和地鐵工程設(shè)計(jì)的過程當(dāng)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(zāi)報(bào)警信息和車輛管理信息，受到施工周期的影響，各個(gè)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(shí)際情況的網(wǎng)絡(luò)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(luò)，同時(shí)，這不可避免地會(huì)涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和布線的重復(fù)操作，從而造成龐大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致復(fù)雜的線路問題不利于今后線路網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)大。而數(shù)字軌道系統(tǒng)的核心是將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合并處理，以此來實(shí)現(xiàn)更好的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)[3]。

2.2.3 多系統(tǒng)集成

數(shù)字地鐵進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的過程當(dāng)中，其內(nèi)容主要包含了運(yùn)維系統(tǒng)以及實(shí)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(hào)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等，后續(xù)也需要包含業(yè)務(wù)開發(fā)和業(yè)務(wù)整頓的綜合管理系統(tǒng)。通過強(qiáng)化支持和管理的方式，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)服務(wù)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(yùn)行的過程當(dāng)中，實(shí)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(qiáng)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(shí)時(shí)對列車的運(yùn)行狀態(tài)、車輛的設(shè)備情況以及人員情況進(jìn)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(jìn)行處理，確保了軌道交通在運(yùn)行過程當(dāng)中的運(yùn)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(jìn)與優(yōu)化

3.1 統(tǒng)一設(shè)計(jì)規(guī)劃

統(tǒng)一設(shè)計(jì)分階段實(shí)施，并且因地制宜的發(fā)展，是城市軌道在建設(shè)過程當(dāng)中最為基礎(chǔ)的原則。軌道交通在建設(shè)時(shí)，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(shí)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(gè)系統(tǒng)化的管理流程，也是在后續(xù)實(shí)施過程當(dāng)中一個(gè)整體的實(shí)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(xiàng)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(xiàng)目綜合管理與應(yīng)用信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)由專業(yè)人員進(jìn)行，他們熟悉項(xiàng)目中提到的整個(gè)工作流程，以及其他站點(diǎn)的項(xiàng)目內(nèi)容和管理目標(biāo)，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(jìn)行調(diào)解。對于前期設(shè)計(jì)、項(xiàng)目平衡、業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及整體規(guī)劃當(dāng)中的各項(xiàng)情況進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目審核總結(jié)人員培訓(xùn)的多項(xiàng)階段的文檔標(biāo)志，也能夠更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的進(jìn)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(yàn)來看，在城市軌道項(xiàng)目建設(shè)的初期，軌道交通需要將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)智能化的實(shí)時(shí)委任，并且將委任的任務(wù)交付給有著較好規(guī)劃能力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力的企業(yè)，先制定出明確的整體設(shè)計(jì)方案和技術(shù)評價(jià)項(xiàng)目要求，隨后完成項(xiàng)目內(nèi)容，在后期實(shí)現(xiàn)數(shù)字化建設(shè)以及技術(shù)準(zhǔn)備的過程當(dāng)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(jì)和施工之間實(shí)施[5]。需要充分考慮生產(chǎn)線系統(tǒng)在不同階段和不同運(yùn)行過程當(dāng)中產(chǎn)生的建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)及總體規(guī)劃，并考慮到系統(tǒng)與公司內(nèi)部在運(yùn)營管理之間的數(shù)據(jù)和集成內(nèi)容。舉例來說，在進(jìn)行自動(dòng)驗(yàn)票的過程當(dāng)中，需要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部財(cái)務(wù)系統(tǒng)的資源共享和資源優(yōu)化，才能夠更好地完成財(cái)務(wù)和核算的一體化實(shí)施。運(yùn)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(yīng)等數(shù)據(jù)的一致性。

3.2 數(shù)據(jù)對接站設(shè)計(jì)

在數(shù)字化軌道交通領(lǐng)域，不同的業(yè)務(wù)板塊需要明確權(quán)責(zé)，相互之間存在交叉引用關(guān)系。因此，數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和架構(gòu)需要完整一體，以確保系統(tǒng)領(lǐng)域的完善并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。各個(gè)業(yè)務(wù)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(chǔ)結(jié)構(gòu)，不同時(shí)間的企業(yè)和供應(yīng)商參與不同領(lǐng)域的施工對象時(shí)可能會(huì)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(chǔ)系統(tǒng)對接，以在不同時(shí)間、地點(diǎn)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(yīng)鏈條關(guān)系，建立完備的分類和組織架構(gòu)，并根據(jù)實(shí)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(wù)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(jìn)行數(shù)字化質(zhì)量管理過程當(dāng)中的各項(xiàng)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(shí)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(jìn)行數(shù)字化當(dāng)中所使用的人力成本和物力成本。在提升管理小組的同時(shí)，也能夠幫助不同的領(lǐng)域以及不同的系統(tǒng)之間展開實(shí)時(shí)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(jì)的原則，也能夠在實(shí)際運(yùn)營的過程當(dāng)中幫助系統(tǒng)之間互相結(jié)合，明確各自職責(zé)。