青島地鐵運營施工調度管理系統升級探索與實踐

趙宏宇ZHAO Hong-yu；陳立乾CHEN Li-qian；凌鈺程LING Yu-cheng；李樹臣LI Shu-chen；王新超WANG Xin-chao

（青島地鐵運營有限公司，青島 266000）

0 引言

青島地鐵運營施工調度管理信息系統是一套對地鐵運營施工實時組織監控的計算機輔助信息系統，其對施工要素的實時監控來確保施工的安全、高效和有序進行。使用計算機輔助軟件來替代人腦對施工作業條件和施工沖突的判定，能減輕施工監控人員的工作量和工作強度，減少安全隱患。

地鐵運營施工具有面廣人多、作業交叉、內容復雜等特點，是運營生產過程中的重要環節，業內多數地鐵公司均已建設施工調度管理系統，以確保施工調度工作安全，提高工作效率，減少人力成本及工作協調量。

本文以青島地鐵運營施工調度管理系統升級項目為例，重點闡述升級完成的施工調度運作方式及實踐效果，同時基于智慧地鐵、智能運維框架下，對施工智能化管理思路升級進行初步探討。

1 項目背景

青島地鐵于2017年建成運營施工調度系統，建立體系化的施工調度管理機制，包括動態防護區域模型、沖突檢測模型、各作業流程、數據統計分析等，實現了運營施工調度管理工作由“人工”到“智能”的轉變。隨著青島地鐵線網快速發展與運營服務水平的不斷提高，共用車輛段、站外設備房、長大區間等新型線路特點帶來了更多的安全風險，夜間施工時間不斷壓縮帶來的更大的檢修壓力；智能運維、智慧地鐵等項目的逐步規劃實施、運營管理模式的變化都對施工調度管理工作帶來新的挑戰。原系統已無法滿足新形勢下的運營施工管理工作需要，因此，施工調度管理系統的優化升級工作已迫在眉睫。

2 升級總體思路

2.1 升級目標

青島地鐵施工調度管理系統升級工作需要解決線網發展新形勢下帶來的管理難點，推動施工調度管理工作由“數字化”向“智能化”轉型。在業務方面，計劃達成沖突檢測滿足不同線路特點需求、精細化管理施工資源、施工計劃編審及組織效率提升、施工業務移動化辦理的目標；在量化數據上，計劃達成100%確保施工無沖突、計劃人工填寫內容減少30%、施工計劃審批用時減少50%、夜間集中施工請點批準用時不超過10分鐘的目標。

2.2 升級主要內容

本次升級圍繞四個方面開展：一是升級安全沖突檢測能力，結合運營新型線路及組織特點，建設更完善的沖突檢測場景，加強計劃從編制到實施的安全性；二是升級施工組織效率，建設預授權、自動批點等新型施工組織模式，采取智能核準施工請銷點條件，進一步縮減施工請銷點辦理時間，提高施工組織效率；三是優化使用便捷性，建設移動端，實現施工業務移動化辦理，提高業務辦理效率；四是升級人機交互邏輯，運用可視化、自動化理念實現業務高效管理，增加業務流程運轉的靈活度，為人工提供輔助決策，滿足不同用戶在不同場景下的使用需求，增強使用便捷性。

2.3 升級技術指標

升級完成，運營所有線路應在“一套系統”進行業務管理，在兼容性及互聯互通上，與青島地鐵企業門戶與數據總線集成，實現用戶使用企業門戶直接訪問，無需重復輸入賬號密碼；與數據總線與人力資源、運營日報、維修管理等信息化系統實現數據互通，進行人員信息、施工計劃、施工狀態等數據交互。同時，項目升級充分參考青島地鐵智慧運維規劃“1135N”發展藍圖，為公司線網級智慧運維與應急指揮向平臺預留數據接口，以達到平臺對全線網各類施工信息的綜合管控與監視的目的。

3 項目升級實踐

3.1 功能架構

施工調度管理系統是智能運維框架下的重要執行單元。平臺建設符合開放的業界標準，具有良好的規范性，能為業務應用提供統一的數據環境和標準化的數據采集、校驗、傳輸、存儲、交換標準。功能架構包含施工計劃管理、施工執行管理、移動應用、數據分析、權限管理五個方面，業務運作流程見圖1。

圖1 施工調度管理系統業務運作流程圖

3.2 技術簡介

系統基于寶信iPlat4J信息化基礎開發平臺及移動開發包實現，平臺符合開放的業界標準，具有良好的規范性，為業務應用提供統一的數據環境，以及標準化的數據采集、校驗、傳輸、存儲、交換標準。

本系統為B/S結構，用戶使用瀏覽器網址訪問。支持谷歌瀏覽器、火狐瀏覽器、MS Internet Explorer 9及以上各個版本等多種主流瀏覽器。為提供更為良好的用戶體驗，將使用Chrome瀏覽器內核的一些優秀特性，因此推薦優先使用谷歌Chrome瀏覽器。

軟件環境如表1。

表1 軟件環境

采用運營一體化解決方案，提供多層次的應用開發接口，以適應和公司其他信息系統的數據交換和共享。提供XML、數據接口、WebServer等多種接口方式，支持業界的開放性標準。具備與主數據管理系統、人力資源系統、EAM系統、企業微信、統一賬號管理、內部門戶等在建或擬建系統的接口。支持自動負載均衡，有完整的安全控制機制，能夠有效防止非法用戶的侵入和破壞，遵循國際安全設計規范。

3.3 升級實踐案例

3.3.1 沖突檢測模型

在既有沖突檢測模型基礎上，新增多線共用車輛段內跨線施工作業、站外動火作業前許可檢測、有限空間作業前許可檢測、車廠庫區單股道施工相鄰線路停電防護、運營旁站監督人員不可擔任施工負責人、運營期間車廠與出入段線相鄰區域不安排施工、同一區域登高與開風機維修作業提示等多種沖突檢測模型，解決線網快速發展帶來的新沖突、新問題，同時減輕施工計劃審核壓力，加強計劃安全性。

3.3.2 施工行車防護輔助決策

當夜間軌行區同時安排多個行車類施工或人、車分段施工，需要提前設置紅閃燈、劃定防護區域來進行施工防護時，自動計算施工防護區域，向需要設置紅閃燈防護的車站給出燈位設置圖示，為車站人員設置防護提供輔助決策。當行車調度員下發調度命令指揮施工列車動車時，對施工列車出/回廠期間的行車路徑出清情況進行判斷，當行車路徑線路未封鎖、紅閃燈已拆除、無施工作業時，才會發布對應調令（調度命令編號自動生成），保障施工行車調度指揮安全。當行車調度員在執行線路封鎖/解封時，自動對比解封/封鎖區域同時給出提示，避免解封/封鎖區域不一致。

3.3.3 移動應用

移動應用功能集成到企業使用的辦公平臺——企業微信（企業內部員工無需下載額外的APP），委外單位及外單位施工人員下載企業微信進行施工業務辦理。移動端具備施工行車通告查看、施工計劃審批、動火/有限空間作業許可審批、施工請銷點登記、施工安全技術交底、施工開始提醒、昨日施工概況查看等功能。

3.3.4 手機施工請/銷點登記

施工負責人到達施工請點站，用手機操作，完成施工請點前的登記工作；在施工銷點前，施工負責人確認施工出清，用手機完成施工銷點前的登記確認工作。運用人臉識別技術，實現對施工登記人員身份核準校驗，較請銷點站面對面校驗施工登記人員信息、施工人員向請銷點站出示證件的傳統方式，更安全、更高效，更能確保施工登記人與施工計劃相符；同時解決了多個施工在同一車站，排隊使用電腦登記、施工人員反復進入行車重地、長大區間人員往返車站登記耗時長等問題，同時減輕請銷點站工作人員的工作負擔。

3.3.5 電子化施工交底

施工交底包含的作業代碼、施工區域、作業內容、防護措施、注意事項、施工安全紅線、工器具信息、安全風險點及管控措施等元素均使用移動端應用自動展示，支持自定義編輯、轉發及施工前后拍照確認。使用電子化施工交底單，施工現場不再使用紙質表格對施工安全交底內容進行填寫及確認，實現“無紙化交底”。同時，具備施工前后交底表內工器具數量校驗、外單位施工交底需運營人員刷臉確認功能，提高了施工出清、外單位施工運營旁站監督管理能力。

3.3.6 正線施工預授權

施工預授權功能，各線路控制中心行車調度進行圖版選擇，將施工批點權限授予相應車站，或進行分區段授權及權限回收等操作，自動識別可預授權與不可預授權的施工。例如控制中心將某一區域施工批點權限授權至車站，自動判斷授權區域的軌行區人工作業及站內行車設備維修作業由車站批準，開車作業、跨線、跨正線與車廠的施工請銷點由行調批準。預授權功能的使用，使得軌行區施工批點特征由“單一批準”轉為“分布式批準”，最大限度減少軌行區施工批點等候時長，進一步為現場施工爭取更多實際用時。

3.3.7 自動批點

車輛段、車站開展的施工作業，當車廠調度、行車值班員發起請點或者銷點申請，自動判斷施工符合批準條件，批準施工請點/銷點，給出相應提示；正線施工實施預授權，車站發起請點或者銷點申請，自動判斷施工符合批準條件，批準施工請點/銷點同時給出相應提示。該功能將施工批點流程由“人工操作申請—人工校驗批點條件（同時校驗）—操作批準”轉變為“人工操作申請—核驗條件批準”，確保批點安全性的同時提高了批點效率，也減少當班人員反復操作的工作負擔。

3.3.8 施工行車通告動態生成

施工計劃經相應審批人員審批，自動生成發布施工行車通告，不再需要審批人員手動對一定周期/日期的施工計劃進行打包、發布等操作。根據已審批的施工計劃，實時動態更新施工行車通告內容。施工行車通告直接自帶日歷進入，設置不同的查詢條件（例如線別、專業、作業類別等）展示相應內容，支持以EXCEL或PDF格式導出，導出時能自動生成施工行車通告文件名稱及起止時間（例如導出2021年11月1日至5日施工計劃，文件名為20211101-20211105）。

3.3.9 施工計劃微調

遵循“只縮小、不擴大”的原則，針對不變更作業內容及影響，僅對作業區域、時段、施工負責人、請/銷點站等信息進行調整的情況，支持對已發布但未實施的施工計劃進行實時調整。計劃微調時自動對微調信息進行沖突檢測，對于作業區域、作業時段、請銷點站變更等涉及作業安全的調整項點，須相應審批人員審批，方生效。計劃微調完成，生成記錄并自動對調整前后的計劃用不同顏色加以區分。該功能將傳統的計劃調整流程由“取消原計劃—申報新計劃—計劃審批—計劃發布”優化為“計劃修改—計劃發布”，有效提高施工計劃調整效率。

3.3.10 施工計劃一鍵取消

在搶修、惡劣天氣、疫情防控、重大活動等應急情況下，需臨時調整已發布施工計劃時，支持控制中心值班主任、施工管理人員直接對已發布的計劃進行批量取消。該功能將施工計劃取消流程由“申請取消—取消批準”優化為“直接取消”，最大化提高應急情況下的生產調整效率。

3.3.11 施工作業內容庫

分專業、分單位組建施工作業庫，每項施工作業的具體內容、防護措施、是否為登高/有限空間/動火等特殊作業、工器具、安全風險點等重要信息均錄入庫中，實現施工作業清單化、標準化管理。建庫完成，填報施工計劃時，根據作業內容庫帶出施工計劃的多數信息，減少人工填寫內容。同時，作業內容庫支持進行批量復制，在新線開通時，將既有線作業內容庫復制至新線線路，解決新線施工計劃填報差錯多、作業內容描述不準等問題。

3.4 升級效果

青島地鐵運營施工調度管理系統于2021年11月1日完成升級完成上線投用，是現階段運營公司生產運作系統中用戶體量最大（超一萬名用戶）、使用范圍最廣的信息化系統。在六線運營的情況下，月均組織超11000項施工作業。在安全風險防范方面，各類沖突檢測模型貫穿施工調度組織過程，有效避免人、車、電沖突等安全事故事件發生，防止運營發生50-100萬元經濟損失；在施工組織增效方面，創新施工填報審批、請銷點模式，夜間施工集中批點效率提高87%，實現請銷點“零等待”，施工業務辦理實現移動化、安全交底、身份驗證信息化；在節能減排方面，施工調度組織全面實現無紙化，在原節能基礎上，再年均節省1萬元以上A4紙張采購成本，在減負賦能方面，自動編號、自動關聯、自動生成文件名、通知提醒等功能貫穿操作過程，人工填寫及確認項點減少60%。

4 結語

施工調度管理系統是運營施工調度管理工作的重要信息化基礎設施，也是提高運營施工調度管理水平的重要抓手，本文介紹的青島地鐵施工調度管理系統升級上線運行，施工調度管理過程更加安全，施工調度組織效率提升顯著。后續，隨著智能運維、智慧地鐵、智慧交通的不斷深入發展，施工調度管理系統與智慧場段、智慧車站、維修管理、設備監控、定位系統、端門可視化等系統在數據上互聯互通，構建計劃自動生成、軌行區端門自動放行施工人員、軌行區電子防護圍欄、調令感知行車供電狀態等多元化應用場景，推動施工調度管理系統由信息化向數字化、智能化、智慧化轉型，為地鐵運營管理高質量、可持續發展提供技術支撐。