數字化轉型驅動下的鐵路信息系統運維研究

張伯駒，周亮瑾

（1. 中國國家鐵路集團有限公司 信息技術中心，北京 100038；2. 中國國家鐵路集團有限公司 科技和信息化部，北京 100844）

數字化轉型是通過技術和文化變革來改進或替換現有的資源，從根本上實現企業轉變的過程，此過程會影響企業中涉及信息技術（IT，Information Technology）的所有要素。數字經濟一般指通過大數據（數字化的知識與信息）的識別—選擇—過濾—存儲—使用，引導、實現資源的快速優化配置與再生，實現經濟高質量發展的經濟形態[1]。數字經濟在國內生產總值（GDP，Gross Domestic Product）中的占比不斷增加，成為近年來中國經濟發展的活躍領域之一。2017年，數字經濟首次被寫入《政府工作報告》，視為經濟高速發展的新動力。在短短幾年內，與民生相關的數字化業態逐步普及，通過手機進行掛號看病、繳納水電費、收到天氣服務等民生數字化應用取之于民用之于民，形成了良性循環。數字經濟的發展改變著人們的生活觀念和思維模式，推動著共享經濟融入更多領域。物品的所有權和使用權通過數字交互實現分離，社會資源在數字化的支撐下得到最佳利用和最大節約。鐵路行業依托12036互聯網售票系統（簡稱：12306）、95306鐵路物資采購與招商平臺（簡稱：95306），將數字服務逐步下沉為IT基礎設施，進而促進了鐵路行業的數字生態快速成長。數字經濟與鐵路行業的融合，應當站在全國鐵路的視角下系統地規劃，從頂層設計開始，需求引發供給，通過云計算、大數據、柔性制造，實現鐵路行業生產資料效率的最佳配置，真正讓數據提升效率、產生助推鐵路行業發展的力量。

2018年底召開的中央經濟工作會議，首次提出新型基礎設施建設（簡稱：新基建）概念，指出要發揮投資關鍵作用，加大制造業技術改造和設備更新，加快第五代移動通信技術（簡稱：5G）商用步伐，加強人工智能、大數據中心、工業互聯網、物聯網等基礎設施建設。基于新一代信息技術演化生成的基礎設施，以5G、物聯網、工業互聯網、衛星互聯網等為代表的通信網絡基礎設施，以人工智能、云計算、區塊鏈等為代表的新技術基礎設施，以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施，對國家戰略轉型有重大意義[2-5]。推進鐵路的“新基建”，助力鐵路經濟高質量發展格局的形成，對于推動鐵路向數字經濟、智能經濟邁進具有重大意義。

我國鐵路信息系統發展速度快、規模大、業務覆蓋全，目前，在用的信息系統超過2 500個，鐵路信息化從業人員近12 000名，龐大的鐵路信息系統網絡支撐著龐大的鐵路生產網絡在數字化道路上快速發展。為保證如此龐大、復雜的行業信息系統有序高效運轉，需要與之相適應的運維管理技術，因此，進一步完善數字化轉型驅動下鐵路信息系統運維體系迫在眉睫。

1 鐵路數字化轉型

1.1 國外數字化轉型發展情況簡介

在數字時代，從適應數字技術到依賴數字技術，進而實現組織的數字進化，就是實現現代化治理的過程。世界銀行、世界經濟論壇、經濟合作與發展組織（簡稱：經合組織）、亞洲太平洋經濟合作組織（簡稱：亞太經合組織）、20國集團（簡稱：G20）等國際組織均通過各種舉措推動數字經濟發展。2016年12月，美國發布了《加強國家網絡安全—促進數字經濟的安全與發展》報告；歐洲聯盟（簡稱：歐盟）于2016年4月出臺《產業數字化規劃》，并于2020年2月公布了《歐洲數據戰略》《人工智能白皮書》；英國于2017年3月發布《英國數字化戰略》，2020年9月發布《國家數據戰略》；2016年3月，德國發布《數字戰略2025》；2013年2月，法國政府推出《數字化路線圖》；2015年1月，日本發布《機器人新戰略》；2015年7月，印度政府宣布實施《數字印度》計劃。各國紛紛開啟數字化轉型的戰略之路[6]。

1.2 我國鐵路數字化轉型思路

鐵路的外部市場環境正在迎來以數字技術為特征的重塑，新的商業模式和創新模式不斷出現。面對這樣的市場環境，數字化轉型是鐵路企業發展的必經之路。我國鐵路數字化轉型，需要遵循“頂層設計、供需對接、匯聚創新”的思路，在《鐵路信息化總體規劃》《“十四五”國鐵集團網絡安全和信息化規劃》的基礎上，自底向上實現轉型[7-11]。打造公平、高效、安全、便捷、環保的鐵路運輸系統，滿足人民群眾日益增長的對美好出行的需求是鐵路行業數字化的根本責任。理想狀態就是實現人—車—路—運輸環境的綜合智能連接。

鐵路行業數字化轉型應朝著將鐵路交通作為一種服務的方向進行規劃和設計，包括鐵路基礎設施智能化管理和運維、基于5G的車聯網在列車—車地—車車—車軌—站車的全方位網絡連接、基于12306和95306推出的“交通即服務”等多方面內容，如圖1所示。

圖1 鐵路運輸即服務數字化轉型層次示意

2 鐵路信息系統數字化運維共生方法

2.1 數字化運維需求分析

數字化運維是信息時代發展下的運維轉型，中國工業互聯網4.0的發展目標讓企業信息系統的發展得到空前提升，信息系統激增的發展態勢對系統運維能力提出了更高的要求。我國人口出生率連續下降，人口結構老齡化趨勢日益明顯，勞動力供給不足，人口紅利趨于消失，用工業機器人取代人力，執行一些勞動強度大、高危、程序化的工作，以及一些有規則、高重復、低價值的人工勞動。在提高整體信息系統運維效率的基礎上，這種方式既可以節約成本又能夠快速高效。

2.2 數字化轉型MAX成熟度模型

衡量企業數字化運營程度的標準是“數據在企

業管理中發揮的作用和價值”，數字化轉型MAX成熟度模型[12]是對企業數字化水平作出判定的有效方法，如圖2所示。

圖2 數字化轉型MAX成熟度模型

根據數字化轉型MAX成熟度模型初步測評，鐵路信息系統目前基本處于由第4級“技術中心系統運營”向第5級“業務中心數據運營”過渡的階段，在此關鍵時間節點做好信息系統的數字化運維意義重大。

2.3 數字化運維方法

鐵路信息系統數字化運維分為狹義數字化運維和廣義數字化運維。狹義數字化運維是指對既有信息系統運營維護采取數字化轉型，在運維數據的基礎上，分析運維問題，提出運維優化手段，改善運維質量，提升運維效率；廣義數字化運維則是將信息系統視為業務對象，采用數字化運營手段對信息系統安全運營做出預警、評估和診斷，以信息化手段保證信息系統安全運行。

2.3.1 運維地圖共生方法

數字化轉型方法，從梳理行業戰略地圖入手，通過戰略地圖形成業務地圖，從業務地圖形成需求地圖，根據需求地圖產生應用地圖，進而實現算法地圖，最終實現數據地圖[12]，即六步圖法。上述六步圖法僅考慮行業數字化轉型中的業務和應用等內容，對于數字經濟賴以運行的新型基礎設施運維工作考慮稍顯不足。因此，本文提出鐵路數字化轉型的運維地圖共生方法，用于解決數字化轉型企業必須面對的信息系統運維問題，如圖3所示。在企業信息化建設過程中，同時建設和完善相應的運維數字化，實現真正全方位的數字化運營。

圖3 鐵路信息系統運維數字化轉型共生方法

2.3.2 運維地圖調整

鐵路信息系統運維數字化轉型方法，從信息系統的建設開始，以共生的方式與信息系統一起生長，至信息系統的全生命周期。期間，信息系統的新增、升級、變更都需要對應的數字化運維地圖作出適應性的調整。這種依托信息系統生命周期的運維數字化，將實現人工運維數據積累、轉化、挖掘、優化，最終為推動運維效率提升和優化、實現智能化運維奠定基礎[13-19]。

（1） 新增業務運維數字化

對于新增的信息系統或系統新增業務功能，在基于六步圖法進行數字化轉型時，需要對應各個階段生成新增部分的運維地圖，以保證數字化運營中各個階段的信息沉淀為數據，留存技術文檔的同時實現數字化，使得運維有提前介入的條件。新增系統、功能對應的運維數字化至少包含有效期、版本、運維邊界、運維問題、日志等。

（2） 升級功能運維數字化

對于信息系統升級功能型的運維數字化，需要先識別升級功能的輻射邊界，后對輻射范圍內的系統業務、需求、應用、算法和數據作出運維地圖調整，以保證運維的一致性。

（3） 變更功能運維數字化

對于信息系統變更功能型的運維數字化，需要先識別變更功能的運維變更點，再對輻射范圍內的系統業務、需求、應用、算法和數據作出運維地圖調整，以保證運維的一致性。

（4） 運維退出

對于信息系統中不再提供服務的功能，屏蔽運維地圖中相應運維支撐的業務、需求、應用、算法和數據。

研究運維數字化轉型方法，可使運維工作實現各盡其職、人機協同；積累的維護數據可用于診斷信息系統功能缺陷、優化業務流程與系統功能，進而實現數字化運維和智能化運維。

3 結束語

數字化運維是企業數字化運營的基礎工作，在健全鐵路信息系統、實現鐵路運營數字化的過程中，須提前布局數字化運維體系和方法，并將數字化運維融入到企業數字化轉型過程中。

本文研究數字化轉型驅動下的鐵路信息系統運維，提出鐵路信息系統數字化運維共生方法，所提方法是對行業數字化運營的深刻理解和重要嘗試。未來，在鐵路數字化運維領域，將進一步嘗試自動化運維和智能化運維。