城市軌道交通項目生產統籌管理系統的設計與實現

馬映登

(軌道交通工程信息化國家重點實驗室(中鐵一院),西安 710043)

近年來，隨著經濟發展，城市軌道交通發展迅猛。城市軌道交通建設是一項非常復雜的系統工程，具有投資大、建設規模大、參建單位眾多、涉及的專業繁雜等特點[1]，并且工程建設的各個方面、各個環節、各個系統之間都相互關聯，有大量人員、圖紙、各類信息需要互相傳遞。隨著城市軌道交通項目的日益增多，對于勘察設計單位，傳統鐵路項目管理中采用的遠程技術支持、周報(半月報)式進度管理、分散式設計人員管理等模式已經很難滿足單位的質量管理體系要求和精細化管理要求，出現與工程現場不能有效協同、與業主及施工單位的溝通協調容易出現紕漏、項目遠程技術支持力度不夠、面臨日益嚴峻的電子文件保密等問題，同時項目進度控制與工作效率也亟待改進。

根據城市軌道交通項目的管理需求和工程實際，一些高校、建設單位、勘察設計單位、施工單位、監理單位從不同角度、不同方法體系、不同維度對城市軌道交通項目信息化管理進行了研究，如，基于CIC的軌道交通建設工程集成管理研究[2]、上海城市軌道交通信息集成平臺研究與設計[3]、城市軌道交通協同工作平臺的設計與實現[4]、太原軌道交通前期項目信息化管理系統的構建[5]、基于地理信息系統(GIS)的軌道交通綜合信息管理系統功能研究[6]、城市軌道交通運維APP開發與應用[7]、城市軌道交通建設項目管理信息系統概念性設計[8]、地鐵工程建設項目集成化管理研究[9]、深圳地鐵一體化工程項目管理系統設計實踐[10]等。以上研究形成一種共識，即需要通過信息化手段來解決城市軌道交通項目管理中出現的問題，從城市軌道交通項目的生產組織管理、項目管理、技術管理、設計成果歸檔管理、科技管理等方面構建系統[11]，以此實現項目建立、人員配置、設計文件從設計、復核、審核、審定到會簽、外審、會審的標準化流程控制，實現設計信息與設計成果的共享，從而提升管理效能，滿足精細化管理要求。

1 核心業務的管理需求分析

對于勘察設計單位，參與的設計階段主要有前期項目建議書編制、可行性研究、總體設計、初步設計、施工招標圖設計、施工圖設計、施工配合等7個階段[12]。其中初步設計、施工招標圖設計、施工圖設計和施工配合階段技術管理難度較大，需要重點把控， 具體管理流程如圖1所示。主要包括三個方面：一是設計階段的技術管理，前置條件是新建項目，并根據項目情況設定各項目組人員角色與職責，包括設計輸入與輸出資料的管理、設計過程、設計文件的審核、會簽意見以及設計文件外審；二是施工階段的技術管理，具體包括交底文件管理、圖紙會審、配合施工日志記錄、設計變更、現場問題會診、會議紀要管理等，其中現場問題會診流程如圖2所示；三是設計成果管理，包括各階段設計文件登記與成果歸檔。具體管理內容與要求見表1。

圖1 技術管理流程

圖2 現場問題會診流程

表1 技術管理內容與要求

2 系統設計與實現

2.1 系統開發目標

根據城市軌道交通項目核心業務管理需求，結合項目工作特點與流程，城市軌道交通項目生產統籌管理系統的開發目標如下。

(1)實現軌道交通項目從計劃調度到項目建立、人員配置、進度控制、設計階段與施工階段的技術管理(基礎資料、設計任務、設計文件從設計、復核、審核、審定到會簽、外審、施工階段的交底文件、圖紙會審、配合施工日志、現場問題、現場要求、現場會議紀要、變更任務)、設計成果歸檔的全過程管理。

(2)實現涵蓋標準圖、規范、專利、科研項目、軟件開發項目、科技進步獎、優秀設計、優秀QC、論文等的科技管理。

(3)實現公告與人員任務的推送、人員及權限的統一管理。

2.2 系統架構設計

城市軌道交通項目生產統籌管理系統是一個綜合業務管理平臺，功能涵蓋生產組織、項目人員與進度控制、技術管理、成果管理、科技管理等內容，其中以技術管理為重點[13]。城市軌道交通項目生產統籌管理系統采用分層設計，其體系結構見圖3。

圖3 系統的體系結構

(1)系統支撐層：包括數據庫、文件存儲與數據加密傳輸，對系統提供永久數據支持，系統采用SQL Server 2008作為數據庫系統，存儲本系統的信息[14]。對于文件存儲，根據業務邏輯進行了有效分類，具體包括設計文件庫、科技文件庫、項目基礎資料庫、現場問題庫、成果文件庫、會簽外審庫、會審文件庫、交底文件庫。通過對文件庫進行有效分類，高效地實現資源共享。

(2)基礎組件層：主要包括流程引擎、規則定義、報表設計器、流程設計器、文檔服務等，通過總線服務進行系統的整合與管理，是整個系統架構設計的基礎部分，基于基礎組件，可以快速實現相關的業務功能模塊。

(3)業務管理層：主要對應系統的各個核心業務功能模塊，包括項目管理、生產組織管理、設計階段技術管理、施工階段技術管理、設計成果管理、科技管理、系統管理和組織權限管理模塊等。

(4)表示層：系統應用功能將通過門戶方式進行展現，根據權限設置，不同人員通過登錄可以實現對不同模塊和不同數據的訪問。

此外，系統的建設必須嚴格遵照標準體系建設規范，根據項目實際需求，以安全保障體系與運營維護體系對項目進行合理的保障。通過相關標準的制定、安全架構的保障以及管理規范的建設，可以保障整個系統的設計、搭建、運維等全流程性工作。

2.3 系統功能設計

城市軌道交通項目生產統籌管理系統有生產組織管理、項目管理、技術管理、設計成果管理、科技管理、權限管理、個人自助、系統管理等模塊組成，系統組成如圖4所示。

圖4 城市軌道交通項目生產統籌管理系統組成

系統的主要功能包括如下內容。(1)生產組織管理：實現調度計劃、通知(會議、出差、現場辦公、重要通知)、人員位置信息的管理。(2)軌道交通項目管理：實現軌道交通項目的基本信息、項目人員配置、項目進度、非組織內人員、資源申請的管理。(3)設計階段技術管理：實現設計階段的基礎資料、設計任務、設計過程、設計文件版本、任務提醒、會簽意見、外審意見的管理。(4)施工階段技術管理：實現施工階段的交底文件、圖紙會審、配合施工日志、現場問題、現場要求、現場會議紀要、變更任務、督辦管理。(5)科技管理：實現標準圖、規范、專利、科研項目、軟件開發項目、科技進步獎、優秀設計、優秀QC、論文等的管理。(6)系統管理：實現公告中心、處內公告、項目公告、科技公告、任務中心、個人信息、文檔管理、角色與權限管理等。

2.4 系統實現的關鍵技術

系統基于BeX5中間件，采用JavaScrip語言開發，部分后端程序采用Java，數據庫采用SQL Server 2008設計。BeX5中間件采用“業務模型驅動(BMD)”方法，根據業務和管理的現實，通過業務建模工具，設計并構建出相關業務模塊[15]。一般一個業務模塊包含本體模塊、數據模塊、邏輯模塊和流程模塊，其中邏輯模塊一般包括動作模塊、代碼模塊和函數模塊3個子模塊。業務模型構建完成后，通過各種組件，建立界面模型，從而完成整個系統的搭建。業務模塊的開發包括數據建模、流程建模、界面建模。

(1)數據建模：主要內容是概念數據建模與物理數據建模，數據模型如圖5所示；概念數據建模包括創建本體、創建概念、創建關系，作用是屏蔽不同支撐數據庫之間的差異性；物理數據建模的主要目的是在概念數據與各種數據庫之間建立一一映射關系，包括概念與數據庫表字段的映射設置、創建數據庫表和讀寫操作設置[16]。

(2)流程建模：實現業務邏輯與處理流程。

(3)界面建模：實現數據展現、人機交互等功能。

圖5 數據模型示意

3 城市軌道交通項目生產統籌管理系統的主要特點

城市軌道交通項目生產統籌管理系統的核心功能是生產組織管理與全過程的技術管理，具有以下特點。

(1)覆蓋城市軌道交通項目技術管理全過程，實現從計劃調度到項目建立、人員分配、進度控制、設計階段與施工階段的技術管理(基礎資料、設計任務、設計文件從設計、復核、審核、審定到會簽、外審、施工階段的交底文件、圖紙會審、配合施工日志、現場問題、現場要求、現場會議紀要、變更任務)、設計成果歸檔全過程管理。

(2)基于BeX5快速開發平臺的工作流，全面支持生產組織管理、科技管理、項目管理、技術管理等各類工作流需求。

(3)靈活的權限體系，支持數據權限、功能權限、按鈕權限、數據權限視圖及分級組織管理權限靈活設置。

城市軌道交通項目生產統籌管理系統于2018年12月正式上線，先后在西安地鐵4號線、地鐵5號線二期、地鐵臨潼線、地鐵8號線等項目中應用，系統結構設計合理，功能實用，操作簡單，滿足軌道交通項目各業務模塊的管理要求，覆蓋了軌道交通項目從設計階段到施工階段的技術管理，實現了設計信息與科技成果的標準化與共享，規范了管理流程，提高了管理效率。

4 結語

以信息化技術手段處理城市軌道交通項目全過程問題，實現城市軌道交通項目中項目建立、人員統籌、進度監控、問題協調、事件督辦、設計階段與施工階段的技術管理、設計成果的全過程管理，以此實現生產組織的流程化、技術管理的數字化、業務流程的標準化，最終解決傳統項目管理模式中的諸多不適應問題，滿足精細化管理的要求。城市軌道交通項目生產統籌管理系統基于BeX5中間件技術研發，采用“業務模型驅動(BMD)”方法形成統一的系統架構，建立了軌道交通項目綜合性的業務管理平臺。通過在多條城市軌道交通項目中的應用，表明該系統滿足城市軌道交通項目的管理需求，系統結構設計合理、業務處理流程清晰，能夠有效提高工作效率。