城市軌道交通生產管理信息化系統設計與應用

盧錦生

（廣州地鐵集團有限公司，廣州 510000）

信息化建設已成為地鐵企業發展的一種趨勢，特別是隨著運營工作的深入開展和網絡化運營，部門、機構、人員和工作量的不斷增加，信息化系統能有效簡化管理流程，實現異地辦公的無縫管理對接，提高工作效率，減少人為失誤，保障地鐵運營安全。生產管理是城市軌道交通運營管理的重要組成部分，目前，廣州地鐵生產信息管理模式已經非常成熟，包括運營日報系統等信息管理系統，實現對每天、每階段運營情況的分布式錄入及數據管理，但是，在生產一線單元的生產管理，大部分仍以電子郵件為主，由于電子郵件無法實時統計和匯總信息，導致各種生產信息匯總表均需人工編寫，不僅需要消耗大量人力成本，而且正確性也難以保證，亟需提高生產管理的信息化水平，解決數據分散、信息孤島的問題。

目前，國內對城市軌道交通信息管理系統已經有了較多的研究，文獻[1-5]分別建立了車輛信息管理系統、工程信息管理系統、線網信息管理系統、項目信息管理系統和應急體系信息化系統，文獻[6]給出了鐵路科研企業安全生產管理信息系統總體架構與關鍵技術描述，文獻[7-8]設計了鐵路工務生產管理系統的設計與實現。上述信息管理系統或沒有涉及到生產管理方面，或不符合地鐵生產管理現狀，因此，根據現有信息管理模式及廣州地鐵實際情況，研發適合廣州地鐵的生產管理信息化系統，具有非常重要的意義。

1 現有生產管理模式分析

廣州地鐵生產管理分為生產作業管理、生產信息存儲和生產信息統計3個部分。其中，生產信息由生產作業產生，生產信息對生產作業有指導作用；生產信息存儲是生產管理的重要組成部分，良好的儲存方式有利于信息統計的效率，為使系統更加符合現場運作，應對現有運作模式進行分析。

1.1 生產作業管理

生產作業管理包括生產信息匯總、生產指令匯總和生產單據編寫3個部分。

（1）生產信息主要包括運營日報信息、日況信息和信息回復。每天生產信息有80～100條，每天匯總生產信息用時2 ～3 h，如果生產信息不能按時匯總完成，將嚴重影響本日生產指令的下達，給生產管理造成不便，因此，生產信息匯總具有很強的時效性。

（2）生產指令匯總，通常，由生產管理員將本日生產指令以電子郵件形式進行下發，各生產部門將回復內容以電子郵件的形式發送給生產管理員，生產管理員于次日將匯總后的信息進行審核后再以電子郵件的形式下發各部門。

（3）生產單據包括停電告知單、停水告知單和停氣體滅火風險告知單3種類型，生產單據由生產部門編寫并發送給相關調度進行審核。

1.2 生產信息存儲

信息存儲采用共享文件的形式，每次下發后均需將最終文件保存至共享文件夾中，同時，對年度匯總文件進行更新。這種存儲模式導致文件僅允許一人進行編輯，且生產部門難以對歷史數據進行查看。

1.3 生產信息統計

生產信息統計是評價生產水平的重要環節，統計內容包括各生產部門任務完成情況、故障率等，目前，生產信息統計以人工統計為主，不僅需要消耗大量的人力成本，而且正確性也難以保障，且生產信息改變后需要將信息進行重新統計，人工統計難以滿足實時性的要求。

2 生產管理信息化系統設計

為解決現有生產管理過程中，人工匯總時間久、人工統計信息效率低、共享文件編寫及查詢困難等缺點，設計研發生產管理信息化系統。

2.1 系統架構

總體架構如圖1所示。

圖1 系統總體架構

用戶操作層包括移動工作站，瀏覽器，服務器等，為用戶提供交互、操作的平臺。應用支撐層主要提供系統支撐軟件以及硬件環境。數據資源層為系統提供所需的基礎數據，業務模塊數據以及歷史數據。數據采集層中，數據采集采用人工錄入、系統導入等方式。

應用層主要包括后臺數據，導航欄和功能模塊。

（1）后臺數據

后臺數據以SQL2008為基礎，將不同業務模塊數據以表的形式進行存儲，并充分運用數據庫表的索引屬性，提高系統查詢、統計和導出速度。

后臺數據包括用戶、權限、模塊、線路、部門、車站等基礎數據，以及各業務模塊錄入的數據。除各模塊數據外，其他數據由數據管理員進行維護，同時，各個生產部門設有專門的用戶信息維護員，定期審核部門內部用戶信息，并根據需要為用戶設置相應模塊的編寫及查詢權限。

（2）導航欄

導航欄是系統的基礎，良好的導航欄可以有效提高工作效率。為避免靜態導航欄難以維護等缺點，系統采用動態導航欄設計，即導航欄根據用戶權限由后臺自動生成。用戶登錄后，系統根據用戶權限生成導航欄，用戶進入相應頁面后，對頁面訪問權進行檢驗，如果用戶沒有該頁面的訪問權則跳轉到默認頁面，避免越權查看及修改信息。

（3）功能模塊

功能模塊用于管理生產作業，按照生產作業種類分為若干子模塊，各子模塊主要提供數據完整性檢驗、工作流程把控、用戶操作記錄、數據展示及報表導出等功能。

2.2 系統技術架構

系統采用B/S架構，基于.Net框架，在VS2010平臺上開發。系統技術架構分為硬件/網絡層、系統支撐層、應用支持層和用戶訪問層。

（1）硬件/網絡層，由計算機硬件、操作系統和計算機網絡組成，部署在廣州地鐵局域網，供內部生產管理人員使用；

（2）系統支撐層，由數據庫系統、軟件工具、開發/運行支撐平臺構成，包括SQL2008數據庫系統、Java、.NET等；

（3）應用支持層，為統一應用系統的基礎構建、核心流程和關鍵技術而設計的生產管理應用平臺，包括信息共享及同步機制、業務流程管理組建、報表管理引擎等，為提高文件導出速度，減少使用Com組件對服務器造成的壓力，系統使用NPOI組件導出Word和Excel文件，使用瀏覽器提供的PDF打印機導出PDF文件；

（4）用戶訪問層，包括B/S訪問、系統接口訪問等。

3 系統功能模塊

系統功能模塊分為生產信息模塊、生產指令模塊和生產單據模塊，各個模塊數據傳遞按照現有生產管理模式執行。為保障數據安全，對數據的任何操作后臺均有相應記錄，同時，為便于生產運作，生產管理員具有修改任意信息的權限。

3.1 生產信息模塊

具有錄入、修改、刪除、回復、查看、導出等權限，調度部門可以錄入日報及日況信息，其余各部門只能錄入日況信息。各部門只能對本部門錄入的信息進行編輯，但是，均能查看并導出中心范圍內生產信息，應用NPOI組件后，導出單日數據僅需10 s，導出全年數據僅需1 min。生產信息模塊界面如圖2所示。

圖2 生產信息模塊界面

3.2 生產指令模塊

除具有生產信息模塊功能外，還具有審核管理各部回復信息功能，生產管理員能夠錄入生產指令信息并指定生產部門進行回復，各部門回復后由生產管理員進行審核，各個部門回復均審核通過后該項生產指令標記為完成，未經審核、審核不通過及未回復的信息將一直顯示在相關部門待回復信息頁面，該模塊同樣采用NPOI組件進行信息導出。生產指令模塊界面如圖3所示。

圖3 生產指令模塊界面

3.3 生產單據模塊

除具有生產信息模塊的權限外，還具有審核單據的權限。各部門均有錄入單據的權限，錄入后由電調或者環調進行審核，如果是上班時間，調度審核完畢后提交給生產管理員，由生產管理員進行下發；如果是下班時間，調度審核完畢后直接下發。生產管理員及調度可以導出單據的PDF格式，生產管理員將導出的PDF文件進行上傳，作為最終版本的依據，各生產部門只能下載最終版本的PDF文件。該模塊流程較為嚴格，為保障使系統易于維護，模塊使用字符串記錄整體流程和當前流程，通過解析字符串可以獲得下一步流程及可以駁回的機構。生產單據模塊界面如圖4所示。

4 系統實現及應用

為降低維護成本、增強兼容性同時提高用戶體驗，系統基于.NetFramework4.0框架，在VS2010平臺上進行開發。

4.1 作業單據流程控制代碼

系統部分作業單據流程控制代碼如下：

4.2 系統應用

本文研究的城市軌道交通生產管理系統已經在廣州地鐵投入使用，運行以來，效果良好，提高了工作效率，節約了人工成本，預計全年可以節省約2 700人工時，各模塊節省時間如表1所示。

表1 各模塊節省人力成本表

5 結束語

本文以現有廣州地鐵生產運作模式為基礎，基于B/S架構，結合數據庫技術，研發了生產管理系統，并在廣州地鐵投入使用，取得了預期效果，本系統基本替代人工完成所有統計和匯總工作，但統計和匯總工作只是生產管理的一部分，在后續的研發中，應將人工智能技術融入到系統中，使系統在數據分析、預警等方面為管理者提供更加科學、全面的決策依據。