中低運(yùn)量城市軌道交通運(yùn)維業(yè)務(wù)及其信息化系統(tǒng)

李 軍，程 堅(jiān)

（中車浦鎮(zhèn)龐巴迪運(yùn)輸系統(tǒng)有限公司，安徽蕪湖 241060）

0 引言

中低運(yùn)量城市軌道交通系統(tǒng)常見制式有膠輪路軌APM、跨座式單軌、現(xiàn)代有軌電車等，目前總體在國內(nèi)處于發(fā)展起步階段[1]，不僅設(shè)計(jì)制造與傳統(tǒng)軌道交通存在差異性[2-3]，運(yùn)維管理體系也需要從零開始逐步完善；與傳統(tǒng)軌道交通的差異性，使現(xiàn)有軌道交通運(yùn)維模式無法全部適用APM及跨座式單軌[4]項(xiàng)目，搭建單軌的運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)體系[5-6]，探索一條適合APM及跨座式單軌的運(yùn)維管理體系之路顯得尤為重要。

隨著軌道交通行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，大數(shù)據(jù)[7]、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、AI等先進(jìn)技術(shù)也逐步引用道軌交行業(yè)中來，促進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合[8]。《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》系統(tǒng)地闡述了智慧軌道交通的建設(shè)方向與總體目標(biāo)[9]，其中對(duì)智能城軌提出要求：集成城軌交通各系統(tǒng)和各類服務(wù)；2025年前將智能運(yùn)維系統(tǒng)推廣至全行業(yè)使用。鐵科院已搭建信息化業(yè)務(wù)架構(gòu)，推進(jìn)智能化轉(zhuǎn)型[10]。上海地鐵也已積極響應(yīng)綱要，推進(jìn)軌交信息化建設(shè)[11]。

中車浦鎮(zhèn)龐巴迪運(yùn)輸系統(tǒng)有限公司（PBTS）是專門從事單軌和APM車輛及系統(tǒng)集成的專業(yè)公司，為客戶提供交通運(yùn)輸系統(tǒng)解決方案。結(jié)合軌道交通智能維保發(fā)展趨勢(shì)[12-13]，也在積極探索智能化、信息化和大數(shù)據(jù)技術(shù)建設(shè)運(yùn)維管理體系建設(shè)之路。

本文結(jié)合PBTS運(yùn)維業(yè)務(wù)開展情況，分析業(yè)務(wù)重難點(diǎn)，探討適合APM和跨座式單軌車輛的業(yè)務(wù)模式，并研發(fā)智能運(yùn)維信息化管理軟件（PBTS-MMIS），統(tǒng)籌項(xiàng)目運(yùn)維工作，預(yù)設(shè)業(yè)務(wù)流程，詳細(xì)記錄工作數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)車輛及軌旁設(shè)備的全壽命周期管理，并以切實(shí)數(shù)據(jù)優(yōu)化整合運(yùn)維資源，提升公司整體運(yùn)維效益。

1 運(yùn)維現(xiàn)存問題

APM及跨座式單軌維保項(xiàng)目現(xiàn)行運(yùn)維業(yè)務(wù)對(duì)象包含車輛和軌旁設(shè)備，業(yè)務(wù)開展模式采用傳統(tǒng)的人工和紙質(zhì)表單模式，存在的問題如下。

（1）現(xiàn)行執(zhí)行的運(yùn)維策略，大多依賴人工和紙質(zhì)單據(jù)，運(yùn)維計(jì)劃效率低下，缺乏系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、流程化的運(yùn)維管理體系。

（2）信息查詢，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等費(fèi)時(shí)費(fèi)力。紙質(zhì)單據(jù)信息查詢困難，匯總工作浪費(fèi)大量的人力物力。

（3）故障溯源困難，缺乏故障知識(shí)庫。現(xiàn)行故障處理體系，不利于故障溯源，無法將維修人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為企業(yè)智力資本。

（4）資源關(guān)聯(lián)性差。維保業(yè)務(wù)與物料、工具不具備關(guān)聯(lián)性，無法及時(shí)對(duì)庫房和工具室給予反饋。

為解決現(xiàn)行運(yùn)維業(yè)務(wù)存在的問題，PBTS從實(shí)際出發(fā)，梳理運(yùn)維業(yè)務(wù)管理范圍，優(yōu)化業(yè)務(wù)執(zhí)行流程，建立系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、流程化的運(yùn)維管理體系，并同步建立智能運(yùn)維信息化管理軟件（PBTS-MMIS），打通運(yùn)維業(yè)務(wù)之間數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)車輛及軌旁設(shè)備的全壽命周期管理。

2 運(yùn)維業(yè)務(wù)

PBTS項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，APM及跨座式單軌的實(shí)際運(yùn)維業(yè)務(wù)分為以下3類：計(jì)劃性工作、故障性維修、技改管理。其他業(yè)務(wù)如物料管理、工具管理、調(diào)度管理等，關(guān)聯(lián)在上述3種業(yè)務(wù)流程內(nèi)。因此，PBTS-MMIS整體框架圍繞這3種業(yè)務(wù)流程展開設(shè)計(jì)。

以計(jì)劃性工作為例，采用5W2H法分析其具體業(yè)務(wù)。

Why-檢修原因：車輛及軌旁設(shè)備運(yùn)行頻次高，又具有安全運(yùn)行要求，需要定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，消除潛在安全隱患。

What-檢修內(nèi)容：明確檢修對(duì)象（包含但不限于系統(tǒng)、子系統(tǒng)、部件等），制定檢修頻次和檢修內(nèi)容，包括工作路線、工作內(nèi)容、工作步驟等。

When-檢修時(shí)間：按照實(shí)際情況，參考檢修頻次和上次檢修時(shí)間來確定。

Where-檢修位置：明確檢修位置、檢修車輛/設(shè)備、線路、站點(diǎn)等位置信息。

Who-檢修人員：明確檢修過程各階段責(zé)任人，不限于執(zhí)行人員、班組長、維保工程師、質(zhì)量工程師、庫管員、維保主管等。

How-檢修方法或檢修標(biāo)準(zhǔn)：檢修過程需要遵循的操作規(guī)范等。

How much-執(zhí)行該項(xiàng)內(nèi)容需要耗費(fèi)的資金、物資成本、時(shí)間等。

2.1 計(jì)劃性工作流程

按照上述思路對(duì)計(jì)劃性工作的業(yè)務(wù)梳理后，制定如圖1所示計(jì)劃性工作流程，主流程主要分為3部分。

圖1 計(jì)劃性工作業(yè)務(wù)流程Fig.1 PM process

（1）制定計(jì)劃：通過制定計(jì)劃來定義計(jì)劃工單的類型（日檢、月檢、季度檢、年檢等），定義檢修時(shí)間，檢修頻次。

（2）制定工藝文件：通過制定工藝文件來確定計(jì)劃工單執(zhí)行的檢修內(nèi)容和檢修方法，確定是否需要互檢和質(zhì)檢，同步定義檢修工藝資源（物料、工器具、檢查附表）。

（3）建立及執(zhí)行計(jì)劃工單。建立計(jì)劃工單時(shí)，選擇計(jì)劃工單檢修對(duì)象，匹配對(duì)應(yīng)計(jì)劃，并定義檢修人員和互檢人員（如果需要）。計(jì)劃工單建立后，將依據(jù)工藝文件關(guān)聯(lián)資源，自動(dòng)生成物料出庫單，將由庫管員進(jìn)行下一步操作。

2.2 故障性維修工作流程

按照同樣的思路對(duì)故障管理的業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理，制定故障管理業(yè)務(wù)流程，主流程如圖2所示。

圖2 故障性維修業(yè)務(wù)流程Fig.2 CM process

（1）建立車輛/設(shè)備履歷。維修對(duì)象在故障上報(bào)時(shí)需要細(xì)化定義至最小可換單元，需要提前建立好車輛/設(shè)備履歷。

（2）故障工單的建立及執(zhí)行。故障上報(bào)時(shí)，可將故障件明確定義至最小可換單元，并選擇故障調(diào)度員，由其指定專業(yè)的故障執(zhí)行人員。故障工單各流轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)給定處理意見時(shí)同步給出維修內(nèi)容，維修所需物料，維修方法和維修工具等信息。

2.3 技改管理工作流程

同理，梳理技改管理業(yè)務(wù)流程，分為3個(gè)部分，流程如圖3所示。

圖3 技改管理業(yè)務(wù)流程Fig.3 Mods process

（1）工藝文件的制定。通過制定工藝文件來確定技改工單執(zhí)行的內(nèi)容和方法，確定是否需要互檢和質(zhì)檢，同步定義技改工藝資源（物料、工器具、檢查附表）。

（2）技改監(jiān)管單建立及跟蹤。通過技改監(jiān)管單來確定技改通知內(nèi)容、技改變更范圍和計(jì)劃時(shí)間，并同步到技改狀態(tài)跟蹤表。

（3）技改工單的建立及執(zhí)行。建立技改工單時(shí)，選擇技改工單變更對(duì)象，并定義執(zhí)行人員和互檢人員（如果需要）。技改工單建立后，將依據(jù)技改工藝文件關(guān)聯(lián)資源，自動(dòng)生成物料出庫單，將由庫管員進(jìn)行下一步操作。

3 信息化系統(tǒng)研究

PBTS-MMIS以“計(jì)劃、故障、技改”為核心，以作業(yè)工單為載體，打通資源、調(diào)度、質(zhì)量、報(bào)表之間的數(shù)據(jù)關(guān)系，以便分項(xiàng)目進(jìn)行管理。信息化系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠有效提升業(yè)務(wù)處理效率，詳細(xì)記錄每項(xiàng)工作的資源使用情況，支持在業(yè)務(wù)處理過程中同步更新車輛及軌旁設(shè)備維修履歷，并統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)形成報(bào)表顯示在駕駛艙內(nèi)。

3.1 整體架構(gòu)

根據(jù)PBTS實(shí)際網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及業(yè)務(wù)使用場(chǎng)景，采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)搭建系統(tǒng)，基于JeeSite平臺(tái)（Java基礎(chǔ)開發(fā)平臺(tái)）進(jìn)行開發(fā)，通過Web瀏覽器實(shí)現(xiàn)用戶訪問，無需安裝客戶端軟件；同時(shí)系統(tǒng)配備基于Android的移動(dòng)App客戶端，實(shí)現(xiàn)電子化移動(dòng)辦公。PBTS-MMIS系統(tǒng)整體架構(gòu)搭建如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)整體架構(gòu)Fig.4 System Architecture

3.2 業(yè)務(wù)表設(shè)計(jì)

PBTS-MMIS為多項(xiàng)目管理平臺(tái)，業(yè)務(wù)表設(shè)計(jì)中主要采用主子表的形式進(jìn)行搭建，主表用來保證各項(xiàng)目數(shù)據(jù)格式的一致性，子表用來保證各項(xiàng)目數(shù)據(jù)格式的特異性。部分業(yè)務(wù)表設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 業(yè)務(wù)表設(shè)計(jì)Fig.5 Business sheet design

3.3 功能模塊設(shè)計(jì)

功能模塊設(shè)計(jì)考慮以下5個(gè)維度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精細(xì)化管理。（1）用戶，考慮按角色和權(quán)限區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)；（2）目標(biāo)動(dòng)機(jī)，基于用戶使用習(xí)慣，提高處置效率；（3）場(chǎng)景，考慮線上線下結(jié)合的使用情況；（4）工具，考慮操作使用的設(shè)備，如電腦、PDA等；（5）行為，基于用戶實(shí)際場(chǎng)景規(guī)劃用戶的任務(wù)流。PBTS-MMIS功能模塊劃分如表1所示。

表1 模塊功能Tab.1 Module function introduce

3.4 代碼設(shè)計(jì)

PBTS-MMIS系統(tǒng)采用JeeSite平臺(tái)開發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用MySQL，后臺(tái)采用Java，前端采用jQuery、JS、AJAX等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，部分代碼展示如圖6所示。JeeSite平臺(tái)提供了數(shù)據(jù)權(quán)限的功能，在PBTS-MMIS這一多項(xiàng)目管理系統(tǒng)中，通過角色進(jìn)行數(shù)據(jù)控制，也可通過代碼生成數(shù)據(jù)權(quán)限過濾條件，實(shí)現(xiàn)各個(gè)項(xiàng)目之間數(shù)據(jù)保持相對(duì)獨(dú)立（數(shù)據(jù)安全性得到保障），同時(shí)又具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。

圖6 部分代碼Fig.6 Part code display

3.5 系統(tǒng)界面及功能應(yīng)用

系統(tǒng)采用電腦端管理搭配手持端執(zhí)行的模式進(jìn)行使用，電腦端可以完成工單新建、分發(fā)和派工，以及資源配置和調(diào)度管理等相關(guān)工作；手持端可以進(jìn)行工單派工、執(zhí)行、互檢、完工確認(rèn)等執(zhí)行操作，并支持請(qǐng)銷點(diǎn)和故障上報(bào)。系統(tǒng)部分頁面展示如圖7～9所示。

圖7 系統(tǒng)駕駛艙Fig.7 PBTS-MMIS board

圖8 計(jì)劃工單執(zhí)行及其關(guān)聯(lián)工藝資源Fig.8 PM WO execute and attached resource

3.6 系統(tǒng)效益

PBTS-MMIS自開發(fā)完成上線運(yùn)行以來，活躍運(yùn)用于PBTS各個(gè)項(xiàng)目，在項(xiàng)目運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)提供巨大便利，工具、物料等資源配置也能同步得到跟蹤，同時(shí)減少了大量運(yùn)維工作的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作，如圖10～11所示。具體如下：（1）系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)的運(yùn)維業(yè)務(wù)流程，符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，業(yè)務(wù)場(chǎng)景在系統(tǒng)內(nèi)復(fù)現(xiàn)程度較高；（2）系統(tǒng)對(duì)資源的信息匯總，能有效提升管理決策及時(shí)性和正確性；（3）系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理過程同步更新履歷，實(shí)現(xiàn)車輛及軌旁設(shè)備的全壽命周期管理。

圖10 項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用Fig.10 Application on site

圖9 請(qǐng)點(diǎn)和故障上報(bào)Fig.9 Operation request and fault report

圖11 辦公室應(yīng)用Fig.11 Application in office

4 結(jié)束語

本文梳理了現(xiàn)存運(yùn)維工作存在的困難點(diǎn)，基于實(shí)際管理模式梳理了3種運(yùn)維業(yè)務(wù)，并由此開發(fā)了信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了如下功能目標(biāo)。

（1）物資/工器具管理、規(guī)程優(yōu)化、維修決策、智能運(yùn)維的一體化管理，實(shí)現(xiàn)了人員統(tǒng)一管理、資源有效整合和成本優(yōu)化的目標(biāo)。

（2）通過統(tǒng)一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)人員、材料資源的動(dòng)態(tài)配置；記錄作業(yè)過程數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌分析，提高作業(yè)指導(dǎo)性；實(shí)現(xiàn)維保作業(yè)計(jì)劃、任務(wù)調(diào)度、計(jì)劃執(zhí)行監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)信息化；與系統(tǒng)相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)信息實(shí)現(xiàn)共享，提高了公司整體信息系統(tǒng)的效益。

PBTS-MMIS的研發(fā)及運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了公司對(duì)運(yùn)維業(yè)務(wù)的整體把控，為公司整體運(yùn)維業(yè)務(wù)提供系統(tǒng)化、流程化、標(biāo)準(zhǔn)化的管控手段。系統(tǒng)預(yù)留接口以供拓展，未來可將各種車載系統(tǒng)和軌旁系統(tǒng)與MMIS系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃智能編排、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集等自動(dòng)化功能，為未來智能運(yùn)維奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。