城市轨道交通生产管理信息化系统设计与应用

卢锦生

（广州地铁集团有限公司，广州 510000）

信息化建设已成为地铁企业发展的一种趋势，特别是随着运营工作的深入开展和网络化运营，部门、机构、人员和工作量的不断增加，信息化系统能有效简化管理流程，实现异地办公的无缝管理对接，提高工作效率，减少人为失误，保障地铁运营安全。生产管理是城市轨道交通运营管理的重要组成部分，目前，广州地铁生产信息管理模式已经非常成熟，包括运营日报系统等信息管理系统，实现对每天、每阶段运营情况的分布式录入及数据管理，但是，在生产一线单元的生产管理，大部分仍以电子邮件为主，由于电子邮件无法实时统计和汇总信息，导致各种生产信息汇总表均需人工编写，不仅需要消耗大量人力成本，而且正确性也难以保证，亟需提高生产管理的信息化水平，解决数据分散、信息孤岛的问题。

目前，国内对城市轨道交通信息管理系统已经有了较多的研究，文献[1-5]分别建立了车辆信息管理系统、工程信息管理系统、线网信息管理系统、项目信息管理系统和应急体系信息化系统，文献[6]给出了铁路科研企业安全生产管理信息系统总体架构与关键技术描述，文献[7-8]设计了铁路工务生产管理系统的设计与实现。上述信息管理系统或没有涉及到生产管理方面，或不符合地铁生产管理现状，因此，根据现有信息管理模式及广州地铁实际情况，研发适合广州地铁的生产管理信息化系统，具有非常重要的意义。

1 现有生产管理模式分析

广州地铁生产管理分为生产作业管理、生产信息存储和生产信息统计3个部分。其中，生产信息由生产作业产生，生产信息对生产作业有指导作用；生产信息存储是生产管理的重要组成部分，良好的储存方式有利于信息统计的效率，为使系统更加符合现场运作，应对现有运作模式进行分析。

1.1 生产作业管理

生产作业管理包括生产信息汇总、生产指令汇总和生产单据编写3个部分。

（1）生产信息主要包括运营日报信息、日况信息和信息回复。每天生产信息有80～100条，每天汇总生产信息用时2 ～3 h，如果生产信息不能按时汇总完成，将严重影响本日生产指令的下达，给生产管理造成不便，因此，生产信息汇总具有很强的时效性。

（2）生产指令汇总，通常，由生产管理员将本日生产指令以电子邮件形式进行下发，各生产部门将回复内容以电子邮件的形式发送给生产管理员，生产管理员于次日将汇总后的信息进行审核后再以电子邮件的形式下发各部门。

（3）生产单据包括停电告知单、停水告知单和停气体灭火风险告知单3种类型，生产单据由生产部门编写并发送给相关调度进行审核。

1.2 生产信息存储

信息存储采用共享文件的形式，每次下发后均需将最终文件保存至共享文件夹中，同时，对年度汇总文件进行更新。这种存储模式导致文件仅允许一人进行编辑，且生产部门难以对历史数据进行查看。

1.3 生产信息统计

生产信息统计是评价生产水平的重要环节，统计内容包括各生产部门任务完成情况、故障率等，目前，生产信息统计以人工统计为主，不仅需要消耗大量的人力成本，而且正确性也难以保障，且生产信息改变后需要将信息进行重新统计，人工统计难以满足实时性的要求。

2 生产管理信息化系统设计

为解决现有生产管理过程中，人工汇总时间久、人工统计信息效率低、共享文件编写及查询困难等缺点，设计研发生产管理信息化系统。

2.1 系统架构

总体架构如图1所示。

图1 系统总体架构

用户操作层包括移动工作站，浏览器，服务器等，为用户提供交互、操作的平台。应用支撑层主要提供系统支撑软件以及硬件环境。数据资源层为系统提供所需的基础数据，业务模块数据以及历史数据。数据采集层中，数据采集采用人工录入、系统导入等方式。

应用层主要包括后台数据，导航栏和功能模块。

（1）后台数据

后台数据以SQL2008为基础，将不同业务模块数据以表的形式进行存储，并充分运用数据库表的索引属性，提高系统查询、统计和导出速度。

后台数据包括用户、权限、模块、线路、部门、车站等基础数据，以及各业务模块录入的数据。除各模块数据外，其他数据由数据管理员进行维护，同时，各个生产部门设有专门的用户信息维护员，定期审核部门内部用户信息，并根据需要为用户设置相应模块的编写及查询权限。

（2）导航栏

导航栏是系统的基础，良好的导航栏可以有效提高工作效率。为避免静态导航栏难以维护等缺点，系统采用动态导航栏设计，即导航栏根据用户权限由后台自动生成。用户登录后，系统根据用户权限生成导航栏，用户进入相应页面后，对页面访问权进行检验，如果用户没有该页面的访问权则跳转到默认页面，避免越权查看及修改信息。

（3）功能模块

功能模块用于管理生产作业，按照生产作业种类分为若干子模块，各子模块主要提供数据完整性检验、工作流程把控、用户操作记录、数据展示及报表导出等功能。

2.2 系统技术架构

系统采用B/S架构，基于.Net框架，在VS2010平台上开发。系统技术架构分为硬件/网络层、系统支撑层、应用支持层和用户访问层。

（1）硬件/网络层，由计算机硬件、操作系统和计算机网络组成，部署在广州地铁局域网，供内部生产管理人员使用；

（2）系统支撑层，由数据库系统、软件工具、开发/运行支撑平台构成，包括SQL2008数据库系统、Java、.NET等；

（3）应用支持层，为统一应用系统的基础构建、核心流程和关键技术而设计的生产管理应用平台，包括信息共享及同步机制、业务流程管理组建、报表管理引擎等，为提高文件导出速度，减少使用Com组件对服务器造成的压力，系统使用NPOI组件导出Word和Excel文件，使用浏览器提供的PDF打印机导出PDF文件；

（4）用户访问层，包括B/S访问、系统接口访问等。

3 系统功能模块

系统功能模块分为生产信息模块、生产指令模块和生产单据模块，各个模块数据传递按照现有生产管理模式执行。为保障数据安全，对数据的任何操作后台均有相应记录，同时，为便于生产运作，生产管理员具有修改任意信息的权限。

3.1 生产信息模块

具有录入、修改、删除、回复、查看、导出等权限，调度部门可以录入日报及日况信息，其余各部门只能录入日况信息。各部门只能对本部门录入的信息进行编辑，但是，均能查看并导出中心范围内生产信息，应用NPOI组件后，导出单日数据仅需10 s，导出全年数据仅需1 min。生产信息模块界面如图2所示。

图2 生产信息模块界面

3.2 生产指令模块

除具有生产信息模块功能外，还具有审核管理各部回复信息功能，生产管理员能够录入生产指令信息并指定生产部门进行回复，各部门回复后由生产管理员进行审核，各个部门回复均审核通过后该项生产指令标记为完成，未经审核、审核不通过及未回复的信息将一直显示在相关部门待回复信息页面，该模块同样采用NPOI组件进行信息导出。生产指令模块界面如图3所示。

图3 生产指令模块界面

3.3 生产单据模块

除具有生产信息模块的权限外，还具有审核单据的权限。各部门均有录入单据的权限，录入后由电调或者环调进行审核，如果是上班时间，调度审核完毕后提交给生产管理员，由生产管理员进行下发；如果是下班时间，调度审核完毕后直接下发。生产管理员及调度可以导出单据的PDF格式，生产管理员将导出的PDF文件进行上传，作为最终版本的依据，各生产部门只能下载最终版本的PDF文件。该模块流程较为严格，为保障使系统易于维护，模块使用字符串记录整体流程和当前流程，通过解析字符串可以获得下一步流程及可以驳回的机构。生产单据模块界面如图4所示。

4 系统实现及应用

为降低维护成本、增强兼容性同时提高用户体验，系统基于.NetFramework4.0框架，在VS2010平台上进行开发。

4.1 作业单据流程控制代码

系统部分作业单据流程控制代码如下：

4.2 系统应用

本文研究的城市轨道交通生产管理系统已经在广州地铁投入使用，运行以来，效果良好，提高了工作效率，节约了人工成本，预计全年可以节省约2 700人工时，各模块节省时间如表1所示。

表1 各模块节省人力成本表

5 结束语

本文以现有广州地铁生产运作模式为基础，基于B/S架构，结合数据库技术，研发了生产管理系统，并在广州地铁投入使用，取得了预期效果，本系统基本替代人工完成所有统计和汇总工作，但统计和汇总工作只是生产管理的一部分，在后续的研发中，应将人工智能技术融入到系统中，使系统在数据分析、预警等方面为管理者提供更加科学、全面的决策依据。