城市軌道交通建設安全管理信息系統設計

王志華 徐田坤 梁青槐

(北京交通大學土木建筑工程學院 北京 100044)

目前，國內城市軌道交通信息化管理主要集中在施工過程中的風險管理，對于城市軌道交通建設過程中發生的事故還沒有實現信息化管理。構建城市軌道交通工程的建設安全管理信息系統，以數字化技術手段處理軌道交通工程項目全過程安全管理問題，實現工程建設信息資源共享、協調和充分利用，為管理部門及時提供建設安全重大問題的決策依據，同時為建立城市軌道交通建設安全事故專家系統奠定堅實的數據基礎，對我國城市軌道交通建設安全具有重要意義［1］。

1 系統目標分析

本系統的建設主要實現以下目標:建立完整的國家、省市級城市軌道交通工程建設安全事故數據庫，實現建設事故信息的統一管理;開發功能完善、方便實用的城市軌道交通建設安全管理系統，實現數據維護、更新、查詢和顯示、統計與分析、制圖與輸出打印過程的信息化管理，可隨時調看事故調查報告、視頻及相關法律法規等資料;實現事故資料的標準化，保證事故信息的準確性和權威性;實現建設安全事故的多級網絡化管理和Internet上事故調查信息的發布［2］。

2 系統需求分析

本系統開發的目的是基于建設事故數據，統計分析城市軌道交通建設中存在的安全隱患，分析其事故原因，積累事故經驗教訓，從而為城市軌道交通的管理和建設者提供決策依據，以便及時采取有效措施，改善城市軌道交通建設的安全狀況。

2.1 系統用戶需求分析

城市軌道交通建設安全管理參與者可分為4類。

1)政府管理部門。根據安全管理的業務流程可以分為3類用戶:住房與城鄉建設部、省級政府主管部門和市級政府主管部門。作為系統的主要用戶，要求系統能對信息進行綜合統計和分析，得到事故產生的主要原因以及常見事故的處理措施。

2)城市軌道交通建設管理單位。通過系統建設，獲得3方面的信息服務，一是學習、借鑒全國各城市軌道交通建設工程出現的險情、事故的經驗教訓，從而提高自身的管理水平。二是了解某個城市軌道交通工程建設相關單位在全國其他城市的工程業績，掌握負責本市工程的項目經理是否還在別的工程中兼任項目經理等情況，為具體的項目管理提供輔助。三是能夠隨時掌握現行的城市軌道交通工程質量安全管理相關的法律法規、標準規范和管理制度、辦法，為業務工作提供便利;同時，需要將本市的軌道交通工程建設情況、工程施工過程中出現的險情及采取的針對性措施、本單位自行負責調查處理并已經有結論的一般事故等記錄到系統中，作為電子臺賬供隨時查詢。

3)城市軌道交通建設的相關生產單位。要求能對歷年軌道交通建設事故資料進行深入了解和分析，查找建設事故發生的主要原因，以便減少城市軌道交通建設過程中事故的發生。

4)城市軌道交通安全研究人員。要求有比較全面的事故資料，為建設安全研究提供可靠的數據資料，逐步建立軌道交通建設安全專家分析系統，最終更好地為軌道交通建設服務。

表1闡述了各用戶的主要職能及權限分配。

表1 城市軌道交通建設安全管理系統用戶

2.2 系統功能需求分析

在用戶業務需求的前提下，系統在功能方面有如下需求。

1)數據錄入、維護功能。能錄入線路、工程險情、事故等信息，并對自己錄入的信息進行維護。

2)信息檢索和查詢功能。實現按不同指標進行檢索和查詢(事故時間、地點、分類、原因、傷亡人數、經濟損失、責任單位等)。

3)統計分析功能。按照不同的分類對數字信息進行統計分析，并按照不同需要對統計結果以圖表形式直觀地顯示出來。

4)報告生成功能。生成事故報告、事故調查報告等單個事故報告，以及綜合統計的年度事故報告。

5)接受輿論監督功能。對網上針對事故的輿論監督信息進行采集，督促將事故信息及時準確錄入。

6)現行法規查閱功能。通過系統查閱與城市軌道交通工程質量安全管理相關的現行法律法規、標準規范、管理制度和辦法。

7)查閱相關單位的工程業績情況。

8)查閱項目經理承擔項目的情況，甄別是否有同時兼任多個項目的問題。

9)其他輔助功能，如數據導入、導出及轉化。

3 系統設計

3.1 總體架構

根據軌道交通建設管理組織架構和事故數據的傳遞流程，要求必須采用Web模式，系統計劃采用業界領先的分布式多層結構進行開發，包括數據層、Web服務器層和表現層。在技術應用方面，采用3層體系結構，具有較強的可擴充性、安全性。系統數據流程如圖1所示。

圖1 系統工作流程

結合軌道交通建設安全管理的業務流程，經過對3個層次進一步細化，管理系統總體架構決定采用4層架構模式:基礎軟件層、數據層、應用層和用戶層。基礎軟件層是管理系統的底層，提供數據邏輯架構和系統開發工具。數據層存儲管理信息系統的業務數據，分為5個模塊:城市軌道交通工程基礎信息、事故與險情信息、法規庫、單位及人員庫、數據標準集。應用層作為系統的操作層面，是用戶和系統的接口。用戶層面向業務層面，根據城市軌道交通建設管理體系業務流程分三大類用戶:住房與城鄉建設部用戶、省市政府管理部門用戶和建設管理單位用戶。各層級間關系及業務如圖2所示。

該管理系統基于Windows Server 2003操作系統，采用組件模塊化設計，采用.net和xml等企業級技術應用開發，數據庫系統使用SQL Server 2005。

系統網絡部署如圖3所示，考慮項目為全國性的，將系統部署在外網。

3.2 功能模塊設計

系統主要包括9個功能相對獨立的模塊:線路概況模塊、工程事故模塊、統計分析模塊、輿論監督模塊和系統管理模塊及相關業務模塊等。

3.2.1 線路概況模塊

主要包括在建、已建的城市軌道交通工程的總里程情況、建設周期、投資金額、工程所屬線路的基本情況。該模塊記錄了施工標段內容、施工工法、敷設方式以及相關的勘察、設計、施工、監理、監控測量單位及各單位的項目經理等信息。同時系統提供了針對這些信息的錄入、維護與多條件組合查詢的功能。該模塊的功能結構如圖4～圖5所示。

3.2.2 工程事故模塊

工程事故模塊是系統的核心內容，包括事故基本信息、事故損失信息、事故類型信息、事故原因信息、事故結論信息幾大類，涵蓋了事故名稱，所屬線路及標段，事故發生的時間、地點、季節、天氣，事故的經過，事故發生地的埋深或基坑深度、水文、地質情況，周邊管線情況;事故的人員傷亡情況，財產和設備損失，事故等級、類型;處置措施、事故原因、事故責任、參與專家、防范整改情況和經驗教訓等。系統實現了針對這些事故信息的錄入、維護與多條件組合查詢的功能，該模塊的功能結構如圖6所示。

根據功能結構以及詳細的設計文檔，設計工程事故功能模塊界面如圖7所示。

3.2.3 統計分析模塊

統計分析功能能夠實現用戶對自己管轄范圍內的工程基礎信息和工程質量安全信息的匯總、條件篩選和統計分析等，可隨著信息庫中數據的積累，不斷增加新指標項的統計分析功能。目前該模塊主要包括里程信息匯總統計、線路信息匯總統計、標段信息匯總統計、事故信息匯總統計、險情信息匯總分析、區域質量安全情況、線路質量安全情況、標段質量安全情況、單位質量安全情況9類基礎性的統計分析功能。其中，事故信息統計模塊是核心功能，分別按照不同指標匯總統計，以餅狀圖或柱狀圖的形式表示項目數據，提供給用戶直觀的表達方式。圖8為統計分析模塊中的事故損失統計界面。

圖8 事故損失統計界面

3.2.4 輿論監督模塊

輿論監督模塊在網絡上開放接口，一是可以及時掌握建設安全事故信息，避免信息報送不及時，防止建設單位漏報、瞞報等情況;二是方便公眾監督，公眾可以通過這個接口上報信息，并且直接進入安全信息系統中，由管理人員進一步處理，同時自動記錄上報電腦地址，作為監督，防止惡意上報。各級用戶都能夠在系統中查看網上對自己管轄范圍內的城市軌道交通工程事故的輿論監督信息。

3.2.5 系統管理模塊

系統管理模塊主要是維護系統日常工作和用戶管理，包括用戶登錄管理、用戶登錄日志管理和用戶權限管理模塊，其詳細功能如圖9所示。

圖9 系統管理模塊的功能結構

3.3 系統數據庫建模

數據庫是信息管理系統中非常重要的一個環節，企業的數據存儲和企業運營中各個環節的管理都離不開數據庫的支持。良好的數據庫設計，將大大減少數據的冗余率，提高數據庫系統空間的利用率和信息檢索的速率［3］。數據模型要消除更新異常，并盡可能地減少數據冗余，同時還要考慮它與外模式有關的應用軟件設計之間的相互適應性［4］。通過專業的數據分析、建模工具，本系統完成了涉及線路信息，工程及工程相關單位、項目經理信息，事故及險情信息，法律法規信息，專家信息，用戶管理的數據庫設計。

4 結語

城市軌道交通工程建設的安全性和可靠性，不僅綜合反映了城市軌道交通建設的安全管理水平和服務質量，更是關系到人民生命財產安全的大事。因此，建立城市軌道交通建設安全管理信息系統是十分必要的。系統通過信息化的手段，利用數據庫和信息管理技術，實現了事故信息、險情信息的電子化、規范化保存，為利用樣本數據進行科學的統計與分析，總結分析事故發生的規律及危害，進而為有針對性地加強管理力度和措施保障提供了完整的數據儲備。

任何缺乏真實可靠數據的管理系統都是無本之源，要真正將質量安全管理系統用起來并且用好，還需要做好如下兩方面的工作。

1)管理制度要為系統的推行提供充分的支持，并保證數據來源真實可靠及實現事故數據的及時更新。

2)進一步做好系統的用戶培訓工作。作為城市軌道交通建設項目，該系統涉及面廣，使用人員多，培訓工作的難度大，需要拓寬思路、靈活采用多種方式。

［1］趙彥懿.城市軌道交通建設項目管理信息系統概念性設計［J］.電腦知識與技術，2011，7(22):5297-5306.

［2］韓瑜.土地開發資源信息管理系統的設計與實現［D］.大連:大連理工大學，2008.

［3］梅琴.基于Ajax的煤礦安全管理信息系統的設計與實現［D］.大連:大連理工大學，2008.

［4］謝賢平，趙梓成.安全事故信息數據庫應用系統的研究［J］.有色金屬，1996，48(2):15-19.

［5］崔艷萍，唐禎敏，李毅雄.城市軌道交通現代安全管理體系構建初探［J］.中國安全科學學報，2005，15(3):43-48.

［6］薛華成.管理信息系統［M］.北京:清華大學出版社，2007.

［7］馮玉才.數據庫系統基礎［M］.武漢:華中科技大學出版社，1993.