基于集成創(chuàng)新的地鐵綜合監(jiān)控系統接口管理研究

文｜杭州市地鐵集團有限責任公司 余斌

1 引言

軌道交通工程是城市基礎設施工程建設的重要組成部分，對其他的專業(yè)工程有著重要的影響。軌道交通建設工程一般是一個城市建設歷史上投資規(guī)模較大、建設周期較長、涉及面較廣的城市基礎設施工程，艱巨而復雜。以杭州地鐵為例，該市軌道交通首期規(guī)劃工程長達68公里（可能后期規(guī)劃延長），就新建地鐵的城市而言，一次性建造這么大的規(guī)模，在國內外也屬罕見。特別是地鐵的接口眾多，不僅有車站與城市周邊接口、土建與機電接口、還有機電與機電接口，地鐵機電系統就10多個，專業(yè)和專業(yè)之間存在著紛繁復雜的接口，所以如何改善接口之間的管理，提高接口的管理效率、減少管理成本、保證接口質量是擺在地鐵建設者面前的重要課題。

在任何建設項目中，無論項目的大小都會存在接口管理問題，項目越大，接口管理越復雜，接口管理的問題就越多。在具體的項目實施過程中，各種問題的發(fā)生與擴大往往與接口之間有著密不可分的內在聯系；在工程項目管理過程中，眾多問題及其關鍵節(jié)點也主要體現于項目接口管理上。項目接口管理從另外一個角度對管理全過程進行檢驗，有利于發(fā)現問題的根源所在，從而為改善項目接口管理過程、方法和手段提供更多的創(chuàng)新機會。進一步完善項目管理理論和工程實踐的需要。

接口管理是保證工程項目工序順利推進的基礎，是一個企業(yè)和行業(yè)項目管理水平的重要體現。它對保證企業(yè)開發(fā)新產品、工程項目順利完成都具有十分重要的意義。

2 地鐵綜合監(jiān)控系統接口管理概述

軌道交通綜合監(jiān)控系統（ISCS）是以現代計算機、網絡、自動化和信息技術為基礎的大型計算機集成系統，系統集成了多個地鐵自動化專業(yè)子系統，并在統一的集成平臺支持下對地鐵各專業(yè)進行監(jiān)視、控制和管理，實現各專業(yè)系統的信息共享及系統之間的聯動控制功能。系統的實施將保障地鐵的正常運行，提高對事件的反應能力和處理速度，最大限度地保證列車、乘客和工作人員的安全，提升軌道交通的服務質量和綜合運營效率，同時，為實現城市軌道交通現代化運營管理提供基礎信息。（如圖1所示）

地鐵綜合監(jiān)控系統項目工程的特點是系統接口十分復雜：一是子系統多，接口系統多，與全部的機電系統均存在接口；二是接口形式多樣，綜合監(jiān)控系統與其他系統的接口或以數據接口存在，或以物理接口存在；三是接口管理難度大，綜合監(jiān)控系統與眾多子系統的接口管理是工程實施過程中的難點之一，各子系統協議各不相同，綜合監(jiān)控系統需要建立一個統一的協議平臺，并對各子系統進行協調，不僅僅包括技術協議上的協調，同時也需要根據工程的進度，對工程項目管理的時間進行協調。

3 集成創(chuàng)新接口管理分析

地鐵綜合監(jiān)控系統接口管理工作十分復雜，按照既定的綜合監(jiān)控系統與各個子系統的接口關系，綜合監(jiān)控系統作為集成方，對各個集成子系統進行了集成化的接口設計，對互聯子系統進行了互聯接口設計。

1）中央互聯的系統

中央綜合監(jiān)控系統集成和互聯下列各系統，同時實現中央級系統間的聯動功能：廣播系統（PA）、閉路電視系統（CCTV）、乘客信息系統（PIS）、信號系統（SIG）、時鐘系統（CLK）、自動售檢票系統（AFC）、通信綜合網管系統。

2）車站集成和互聯的系統

＞＞圖1 軌道交通監(jiān)控系統構成示意圖

車站級綜合監(jiān)控系統集成和互聯下列各系統，同時在各系統間將實現車站的聯動功能：集成系統變電所自動化系統（SCADA）、火災報警系統（FAS）、環(huán)境與設備監(jiān)控系統（BAS）、門禁系統（ACS）、屏蔽門系統（PSD）、隧道感溫探測系統；互聯系統、廣播系統（PA）、閉路電視系統（CCTV）、乘客信息系統（PIS）、氣體滅火系統。

3）控制中心大樓集成和互聯的系統

控制中心大樓集成和互聯的系統火災自動報警系統（FAS）、環(huán)境與設備監(jiān)控系統（BAS）、 門 禁 系 統（ACS）、安防系統。

4）車輛段/停車場集成和互聯的系統

車輛段/停車場集成和互聯的系統變電所自動化系統（SCADA）、火災報警系統（FAS）、環(huán)境與設備監(jiān)控系統（BAS）、門禁系統（ACS）、安防系統。（如圖2所示）

3.1 地鐵綜合監(jiān)控系統接口集成創(chuàng)新的成本管理

地鐵綜合監(jiān)控系統成本控制的基本原則是：以業(yè)主需求為導向、保證質量為前提，過程控制為環(huán)節(jié)、規(guī)范操作為手段，提高資金使用效率為目的。項目經理及項目團隊完成接口相關工作時，通過對相關通信協議進行評估，向業(yè)主提出合理化建議等方式，可以有效避免因通信協議開發(fā)引起的額外成本。此外，本工程系統采用集成創(chuàng)新的方法，使用通用的、開放的、模塊化的設備和軟件平臺，避免了因后續(xù)線路的接入而帶來的過多的設備變更和軟件變更、軟件開發(fā)等，有效減少了后續(xù)工程的成本；本工程還采用集成創(chuàng)新的手段把同類的設備和專業(yè)進行整合，減少了接口的人力成本、時間成本、設備成本等。進一步，通過與業(yè)主共同制定符合地鐵的綜合監(jiān)控系統項目的接口管理標準，將本項目和后續(xù)線路的項目納入統一接口管理標準下實施，以減少接入費用和運營維護費用。

如杭州地鐵1號線綜合監(jiān)控系統接口管理數量巨大，要與67單位進行接口談判，接口管理覆蓋面廣，如設計接口、施工接口、設備接口、軟件接口等等，每個接口從設計到實施都要耗費大量的人力財力，故對接口的有效管理是相關成本管理的關鍵。

在地鐵綜合監(jiān)控系統接口實施過程中，我們運用集成創(chuàng)新的手段把接口設備和專業(yè)進行了詳細分類，如隧道火災探測系統、氣體滅火系統、火災自動報警系統原來都是分別和綜合監(jiān)控系統接口，我們發(fā)現同為火災報警和防范系統，我們建議先把三個專業(yè)集成到火災報警系統再統一與綜合監(jiān)控系統接口，并把它們統一在一個標段招標，減少接口數量和接口的不標準性。經調研國內部分集成商具備這個能力，最終我們在杭州地鐵1號線選擇了這種方案，減少接口數量74項。

從業(yè)主方的角度利用集成創(chuàng)新的手段節(jié)約了大量成本。承包商在項目接口實施過程中也有很多可以利用集成創(chuàng)新的手段節(jié)約接口成本的途徑。比如還需特別注意做好資金計劃，節(jié)約投資，特別是針對現場設備在安裝過程中會產生大量丟失、損壞的現象；在人力資源方面，要做好人員的合理安排，減少資源浪費；還應留意審查資金支付條件 、資金控制 、躲避風險，及時掌握市場原材料價格的變化，規(guī)避市場風險等等。

＞＞圖2 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統接口示意圖

3.2 地鐵綜合監(jiān)控系統接口集成創(chuàng)新的進度控制

項目接口進度控制也是接口管理中很重要的一個組成部分。進度計劃和進度控制受到外部系統單位的進度、各設備供貨商合同執(zhí)行時間差異、項目總體進度的關鍵點控制以及不可預見的狀況等的制約，故各階段的實施計劃、月度計劃的編制以及計劃的實施要做到可操作性和完全按照計劃執(zhí)行。

當實際結果與計劃有偏差時，我們用集成創(chuàng)新的手段對計劃作適當的修正，并對修正后的計劃進行嚴格的控制，確保計劃順利實施。

由于接口設備合同單位多、執(zhí)行時間有差異、各合同單位管理方式或管理能力參差不齊，在接口階段的初期，匯集接口各方的實施計劃，運用Microsoft Project軟件把各方的進度計劃體現在一個框架內，提煉出關鍵路徑，影響關鍵路徑的必須進行計劃調整。工程執(zhí)行期，利用甘特圖密切追蹤每個重要節(jié)點的進度完成情況，及時督促及時整改，確保計劃嚴格執(zhí)行。

在實現接口進度控制過程中我們可以采取了以下措施：第一，明確接口設計文件的深度、完整性及各專業(yè)接口實施時所應注意的問題（相關失誤所對應的處罰措施）。第二，明確接口技術方案要敢于創(chuàng)新，敢于使用新技術、新方法。第三，明確接口測試工作多在實驗室和工廠進行，充分利用實驗室和工廠的良好條件，把接口問題消化在工程現場之外。第四，利用集成創(chuàng)新的手段，采用Project工程管理軟件優(yōu)化接口進度計劃，根據接口的難易程度把接口進行分類，采用先易后難各個攻堅的策略，對工程項目接口進度進行有效管理。

總之，為了控制地鐵綜合監(jiān)控系統接口進度問題，我們可以把所有的硬件接口、軟件接口、施工工序接口等所有接口根據工序、時間、工程配合進行分類，采用集成創(chuàng)新的手段把部分工序進行合成、把時間根據接口的開展情況進行再調整，把設備進行分類采用同類設備同種接口協議、同時調試的方式節(jié)省調試時間，采用創(chuàng)新理念引進新技術新方法減少接口復雜程度，節(jié)省接口開發(fā)時間等等。

3.3 地鐵綜合監(jiān)控系統接口集成創(chuàng)新的質量管理

地鐵項目接口質量管理是地鐵項目接口管理中的重中之重，項目成本控制的再好，項目進度進展的再快，質量不合格所有的努力都是徒勞。所以管理好項目接口的質量非常關鍵，是項目建設者和項目管理者必須關注的焦點。但是大部分項目在建設過程中或多或少都存在接口質量不過關的事情發(fā)生。

在地鐵綜合監(jiān)控系統接口管理過程中，從設計院圖紙開始嚴把接口質量關，通過兄弟地鐵調研、廠家交流、方案征集等手段廣聚資源，把收集來的資料進行分類，如可以直接應用的、需進一步研究的、需進行技術創(chuàng)新的等，對需要技術創(chuàng)新的我們在招投標、設計聯絡階段就明確下來，讓投標人和集成商進行技術研究，待條件成熟還需進行接口技術測試，保證到達工程現場前是安全可靠的。

下面以杭州地鐵1號線綜合監(jiān)控系統與視頻監(jiān)控系統（CCTV）的接口方案為例，詳細分析集成創(chuàng)新在接口質量管理的過程的作用。如；

1）視頻監(jiān)控系統分車站視頻監(jiān)控系統和車載視頻監(jiān)控系統。

2）車站視頻監(jiān)控系統畫面要求在車站和控制中心都可以調用，而車載視頻監(jiān)控系統要求僅控制中心可以調用，并且運營要求綜合監(jiān)控系統在集中站（每個集中站管轄3個普通站）能調用普通站的視頻圖像。

3）經各方研究后發(fā)現通信系統的帶寬不夠，這時我們就接下了這個任務，但是國內地鐵沒有成熟的案例，為了滿足運營的需求我們通過技術創(chuàng)新，改變了原來的綜合監(jiān)控系統網絡架構，從雙環(huán)網方案修改為單環(huán)雙鏈路聚合方案，把網絡帶寬從1K兆提高到2K兆，把通信前端處理器前置調整為交換機前置。

4）為了確保新技術方案穩(wěn)定可靠，確定這個新的接口技術方案后，我們引進了6σ質量管理思想，即DMAIC（確定-測試-分析-改進-控制）。如：首先，確定這個技術方案的目標是在綜合監(jiān)控系統上調用清晰的視頻圖像；第二，接口雙方根據需求進行軟件開發(fā)，同時在實驗室搭建測試平臺，浙大中控依據杭州地鐵實際借來了服務器、交換機、通信前端處理器、視頻服務器、攝像頭等硬件設備，條件成熟雙方到實驗室測試；第三，第一次測試工作站CPU符號超過30%，而且調用圖像是速度緩慢，經過雙方共同分析發(fā)現是視頻編解碼軟件的問題；第四，視頻監(jiān)控系統廠家華三對軟件進行了改進，浙大中控對工作站CPU進行了升級，經再次測試CPU負荷降到20%一下，視頻圖像切換速度也很快了；最后，控制，即推廣和實施。杭州地鐵后續(xù)線路遵照此執(zhí)行，很多兄弟地鐵也開始關注和借鑒。

通過以上案例可以得出集成創(chuàng)新不僅解決了用戶的需求，還為接口技術方案的改進提供了平臺。

在杭州地鐵1號線綜合監(jiān)控系統工程項目接口質量管理中，運用接口驅動檢測表，對軌道交通各個專業(yè)的接口進行詳細檢測，并對接口測試記錄進行編號，運用集成的方法完成各個接口間的檢測，實現綜合監(jiān)控系統的互聯互通，實現了系統集成管理的理念。

4 結論與展望

地鐵綜合監(jiān)控系統接口管理是軌道交通工程項目管理中的一個重要部分，軌道交通的工程管理還涵蓋了眾多部分的管理內容，如施工組織管理、文檔管理、計劃管理、安全管理、貨物管理、資金管理等等。從綜合監(jiān)控系統接口管理的集成創(chuàng)新可以對軌道交通行業(yè)內其他管理有很好的幫助和借鑒意義。

通過對地鐵綜合監(jiān)控系統接口集成創(chuàng)新的項目管理的分析，對集成創(chuàng)新模式在實際工程管理中的作用進行了可行性、可移植性等方面的研究，證明集成創(chuàng)新模式在軌道交通工程管理中具有良好的效果。目前，全國近50個城市正在如火如荼進行地鐵工程建設，隨著國內計算機技術、自動化技術的不斷發(fā)展，集成化的趨勢已經日趨明朗，因此綜合監(jiān)控系統接口的集成創(chuàng)新管理將是今后軌道交通工程管理中的一個重要課題，集成創(chuàng)新的理念可以很好的移植到軌道交通工程項目接口管理中。建議引入集成創(chuàng)新方法和手段在地鐵工程建設中對設計單位、監(jiān)理、施工單位、供貨商等進行管理。