城轨全周期调试信息化管理系统的设计与构建

□曾 华 枉 璐 高延华 王骏祺

一、城市轨道交通调试管理的意义、要求及发展

(一)城市轨道交通调试工作的必要性。城市轨道交通工程是一项涉及多专业、多设备、对运载旅客安全性要求极高的系统工程，在每条城市轨道交通线路开通运营前，都必须进行各系统的整体调试工作。从目前国内城市轨道交通组织实施系统调试的实践来看，一般将城轨调试分为单机单系统调试、接口调试、全功能测试、综合联调、全点位测试。其中单机单系统调试是各系统完成设备安装后由施工单位组织进行的、以系统就地功能调试及测试为主的、使相关设备及系统可以进行正常运转的调试工作；接口调试主要以综合监控系统、专用通信系统为主导，包括项目范围内所有机电系统与综合监控系统、专用通信之间的硬线、通信接口调试；全功能测试是以综合监控为主的功能验证测试项目，是对前期机电设备安装、单机单系统调试、接口调试的检验，同时也为后期顺利进行综合联调提供有力保障；综合联调是城市轨道交通工程建设阶段向运营阶段有序过渡的关键环节，通过综合联调检验各系统是否达到设计标准以及预定的各项性能指标；同时运营单位通过参与综合联调，检验各系统的性能、配置是否满足后续运营和维护需求，运营单位人员是否达到了城轨运营和维护的能力要求。

(二)各地城市轨道交通调试工作实践及发展趋势。调试阶段性安排层面，城市轨道交通的单机单系统调试、接口调试、全功能测试、综合联调在时间上有显著的接续性，全点位测试较多安排在接口调试或全功能测试阶段开展；调试组织形式层面，单机单系统调试由各系统厂商及施工单位负责开展并向建设单位汇报，接口调试主要由综合监控系统、专用通信系统厂商组织开展并向建设单位汇报，全功能测试主要由建设单位或第三方咨询服务机构组织开展，综合联调一般由运营单位或第三方咨询服务机构组织开展，全点位测试工作由于实际承载了运营单位设备接管前验收和设备清点的职能，所以一般由运营单位组织实施。

二、城市轨道交通调试综合管理系统研发需求的提出

目前国内绝大多数城市轨道交通行业的调试管理还未采用科学严谨的信息化技术工具，日常工作处于纸质文档与Word、Excel电子文档填报，QQ/微信文件与信息发送，专人手工统计、口头书面汇报的“原始阶段”，缺乏有效的信息化管理手段；项目管理通常是开大会发散性讨论，实际进度的统计完全按照各个单位的主观意愿，严重缺乏客观严谨性；管控力度大多通过约谈单位领导的方式实现，需落实的具体内容也仅仅存在于口头约定或者会议纪要层面上；调试所发现问题没有完善的闭环管理机制，常常出现各个整改单位拖延、找借口、踢皮球的情况；最终导致管理范围不全面、管理深度不精细、数据统计不严谨、项目进度的真实性、客观性无从判断、人员组织混乱以及出现的问题无法得到高效解决等实质性问题，严重影响了调试管理的效率与质量，进而导致新线建设与筹备期时间延长影响线路开通试运营。

为解决上述问题，在西安地铁9号线调试管理过程中设计实现并应用了一套城轨全周期调试信息化管理工具(以下简称“调试综合管理系统”)，提供了一种全新的针对调试业务全过程的智慧化管理方法，并采用全自主研发的信息化管理工具作为辅助，最终实现西安地铁9号线调试管理工作的高效优质完成。

三、城轨全周期调试综合管理系统的原理

(一)系统构成。调试综合管理系统按其功能分为调试进度一览、调试报表、调试/测试组织、调试/测试记录、调试问题库、工程问题库、调试资料归档七大业务模块及一个统一调试管理后台。

图1 城轨调试综合管理系统架构图

(二)调试综合管理系统功能。

1.调试进度一览模块的功能。调试进度一览模块的功能为一站式显示全线、各站点、各系统、各阶段、全点位的调试完成进度百分比，调试计划及调试报告的状态，调试计划包含待指派、超期未指派、待开始、进心中、超期完成、提前完成、按期完成、超期未完成九种状态的归类与查看，调试报告包括待指派、超期未指派、待开始、进行中、通过、未通过、部分完成、超期未完成九种状态的归类与查看。

2.调试报表模块的功能。调试报表模块的功能为基于基础数据及人工数据交互的结果自动生成日报、周报、月报、简报、评估表、签到表等，报表具备可视化及导出功能。

3.调试/测试组织模块的功能。调试/测试组织模块的功能为各类测试计划的制定与调整、里程碑管理、测试通知发布和确认、测试任务发布与执行、测试报告上传、可视化日历管理界面、测试公告、特殊时间点标注等。

4.调试/测试记录模块的功能。调试/测试记录模块的功能为利用“调测记录APP”应用适配城轨车站调试期无民用通信网络实际工作场景，调试/测试人员可在APP应用上离线查看调试/测试步骤，记录调试/测试过程关键数据与文字等内容，联网后与云端一键同步，确保离线使用便捷性与数据安全一致性的有机结合。

5.调试/工程问题库模块。调试/工程问题库模块的功能为问题录入、发布、整改、确认一站式闭环管理，问题流转图文并茂，便捷易用且落实痕迹管理，多维度问题归类管理(按状态、专业、责任单位、等级等)。其中调试问题库用于调试/测试类问题跟踪处理，与调试/测试任务一一对应关联，其中工程问题库用于城轨建设工程类问题跟踪处理。

6.调试管理后台作用。调试管理后台作用为实现调试方案、调试/测试计划、调试/测试表格、调试/测试关键角色等管理功能的配置、关键数据的编辑与导入导出功能。

(三)调试综合管理系统使用。

1.组织架构的确定与搭建。将参与调试的所有人员，如建设单位、运营单位、厂家、施工单位、设计、监理等统一管理至企业即时通讯平台，并完善每一个人员的实名制工作信息，如单位、姓名、职务、联系方式、分管专业、分管站点等，为后续调试系统内各类关键角色分配以及工作沟通协作提供基础，摒弃传统使用QQ/微信群等个人非实名聊天工具存在的低效、易出错等问题。

2.调试方案编制。在轨道交通行业的系统调试开始之前，需要制定适配该线路特点的调试方案，包括调试前的准备内容、调试科目与调试项、调试步骤、调试标准和依据、调试过程与结果记录等。通过调试综合管理系统严格把控所有调试方案的内容，使其与当前线路客观实际情况一一匹配，并且将调试方案的具体内容修订成为与信息化系统完全兼容的格式，避免后期耗费大量人力将传统的调试方案转换成信息化系统可兼容文件的窘境。

3.调试计划制定。依托调试管理系统的系统规则确定调试计划中严谨的系统分类方法，将线路全周期所有调试计划进行时间、地点、测试任务详情的规划，并通过系统导入的方式将制定的计划导入到调试管理系统。由此，进入到调试管理系统中的人员均可通过日程表可视化方式直观了解调试计划任务总数、任务完成数、任务进行中数量、待开展任务等信息，形成对调试整体计划的宏观把控，清晰掌控整个系统调试的框架与实施节奏。

4.调试表格导入。调试组织人员需将所有调试科目在各个站点用到的可执行调试/测试记录表格按照调试方案格式导入系统。系统支持调试表格表头的动态配置，并且可以自行调整表格的显示方式，以便适应调试方案中多样的表格形式。

5.系统关键要素配置。在系统后台完成调试总体牵头负责人、各单位调试负责人、问题库问题等级/问题属性/问题审核负责人等系统关键要素配置。

6.调试日历。调试日历可快速直观地给调试参与人员展示一周/一个月内所有的调试计划任务数量与分布情况，可帮助调试组织者快速地了解调试计划安排的合理性，并及时地做出调整。调试日历的标注功能可将日历中的特殊日期标注成为特殊的点，比如重要的时间节点、行车点、封闭点等。

7.调试任务下发。调试组织者将前期导入系统的计划指派至具体执行单位,生成调试任务[调试计划在满足指派具体执行单位和到达计划执行日两个条件后变为可执行的调试任务],该次调试任务所执行的调试表格会与每个任务自动产生关联关系。任务生成后，相关人员立即收到系统消息推送通知。每一个调试任务均由一张卡片在系统中体现，显示任务状态、任务编号、任务内容、任务地点、任务开始-截止时间、实际完成时间、任务距离截止时间的天数等关键要素信息。点击任务卡片可进一步查看到该任务的详情信息，可查看本调试任务在执行过程中记录的问题，本调试任务需要完成的测试记录和调试报告的内容，以及其它相关信息。前期导入计划的实际可执行性由调试组织人员根据实际情况在系统中动态调整,在任务未开始执行之前，组织者均可更改计划的执行时间;开始执行的任务，系统仅支持修改任务截止时间。

8.调试签到。调试组织者在系统中的签到模块中选择一个签到的地点，系统会生成一个与之对应的签到二维码，打印出来后可供调试参与人员执行现场扫码签到，系统将自动完成签到人信息的汇总并导出成为签到表。二维码签到还可以添加定位信息，防止签到信息造假。

9.调试数据与信息记录。接口调试阶段、全功能测试阶段、联调阶段：调试步骤/调试报告表格已经在前期导入到系统中，执行人员在测试开始前将相关表格下载至“调测记录APP”应用中；在车站内调试现场，执行人员可在无网环境下打开“调测记录APP”对当日调试/测试条目进行确认并记录调试/测试数据与情况。

10.调试任务完成。任务完成的逻辑，在每一个阶段有所不同。

(1)单机单系统调试阶段。当所有的调试记录/报告上传至系统后，调试执行人员点击完成，将任务变成“技术完成”状态，此时调试组织者会收到系统消息推送，对调试记录/报告进行人工确认无问题后在系统中打勾确认，然后关闭任务则任务完成；如执行人员迟迟不进行技术确认，那么调试组织者可以点击催办。已关闭的任务不能重新打开。

(2)接口调试阶段、全功能测试阶段、联调阶段。调试记录/报告表格已经在前期导入到系统中，执行人员只需要在APP应用中勾选完成的测试条目并记录测试数据与情况即可；在回到有数据网络的条件下，执行人员在APP应用内一键上传所记录/勾选数据即可完成数据同步；数据同步后，调试组织者关闭此调试任务则任务完成。

(3)全点位测试阶段。全点位测试可融合进接口调试、全功能测试、综合联调各阶段开展。全点位测试记录表称为“点表”，点表也会通过前期的导入与相关的计划自动产生关联。在执行相关调试/测试任务的时候将点表完成记录/勾选。如此，当某一个阶段的调试/测试任务都被执行完成后，附着在本阶段开展的全点位测试也会被执行完毕。

11.调试进度总览。将单机单系统、接口、全功能、综合联调阶段的进度统计与管理集中体现于此。公告栏将会对所有参与调试的人员发送即时系统公告。统计维度分为按照调试计划统计和按照调试报告统计。站点图通过弹窗的方式展示每一个站点在各个阶段的调试完成率与通过率。每个阶段的进度通过柱状图进行百分比展示，点击可以刷新下方的各个状态的统计数据。进度分析模块将展示每个阶段的实际完成情况，精确到每一个站点下的系统、子系统、计划/调试报告。折线图展示基于时间维度的调试完成进度历史趋势。所有的进度统计均由系统自行计算，使用者只需要按照步骤执行调试计划即可。

12.全点位进度管控。针对全点位测试独立研发，所有的进度分析与数据统计只对全点位测试进行计算。数据统计对所有点位的状态、所属系统、子系统、站点、时间段多个维度进行统计与计算，并同时给出完成率和通过率。进度分析对所有点位所属计划的各个状态进行展示，并从系统、子系统，站点多个维度进行交叉网状分析，可以直观地看到全点位总数、计划进度、实际进度的对比。计划对比以甘特图的方式将每一条计划与实际完成情况从站点、系统等多个维度进行对比，从而让管理者直观地纵览计划的执行情况。所有的计算均由系统自动完成，使用者只需要按照步骤执行调试计划即可。

13.多阶段调试问题库。对调试阶段产生的调试问题做统一闭环管理，问题库从多个维度对入库的问题进行了全面的统计与分析。整改中、待确认、已完成、超期未完成四个状态用一个环形图统计。整改准时率、整改完成率、平均完成耗时、平均确认耗时四个统计数据为管理者提供参考。趋势图用于展示提报问题和完成整改问题的剪刀差，为管理者提供辅助。占比图从站点、系统、问题类型、整改单位、问题等级、问题状态六个维度分别展示问题的分布情况，为管理者分析问题提供详尽客观的数据支撑。提供站点、科目、系统、分项、类型、等级、提报部门、负责部门、监管部门、整改期限10个查询维度，方便管理者快速定位到所关心的问题。系统支持问题库中对所选问题的一键导出至Microsoft Office Excel文件。系统支持通过离线操作中台和业务逻辑前台两种不同的问题提报路径，以满足调试过程中的实际情况。问题卡片展示每个问题的编号、内容、站点、责任部门、状态及当前状态的开始时间与处理人。点击一个问题卡片可以进入问题详情页面，展示该问题的所有相关信息和闭环管理的整个处理流程与结果记录。每项问题都归属于某一个调试计划，其相互之间存在绑定关系。

14.工程问题库。对城轨建设阶段产生的工程问题做统一的闭环管理，问题库从多个维度对入库的问题进行了全面的统计与分析。与调试问题库不同的是：不与调试计划产生任何关联，独立存在；入库之前可根据需要设置多级审核；问题提报只能在业务逻辑前台操作。

15.调试报表。调试过程中产生的各类报表统一在此进行自动生成、查看、导出、发送等操作。包括但不限于调试日报、周报、月报、评估表、简报、签到表等，导出的格式可根据使用者的需求定制。

图2 城轨全周期调试管理系统业务流程图

四、西安9号线调试管理实践

(一)促进调试方案标准化。以适配调试管理系统导入作为强制标准，促进调试参与方优化调试科目设置及调试表格，形成全周期全人群全角色的调试方案标准化，确保后续调试执行中执行方案、执行项准确，确保调试进度、调试通过率的计算基础准确统一。

(二)促进调试组织机构及沟通标准化。以调试管理系统作为依托，实现了参与调试所有人员，如建设单位、运营单位、厂家、施工单位、设计、监理等统一管理至企业即时通讯平台，并完善每一个人员的实名制工作信息，如单位、姓名、职务、联系方式、分管专业、分管站点等，为后续调试系统内各类关键角色分配以及工作沟通协作提供基础。

(三)促进调试计划管理标准化。依托调试管理系统将线路全周期所有调试计划进行时间、地点、测试任务详情进行规划，并通过系统导入的方式将制定的计划导入到调试管理系统。由此，进入到调试管理系统中的人员都可以通过日程表的可视化方式直观地了解调试计划任务总数、任务完成数、任务进行中数量、待开展任务等等信息，形成对调试整体计划的宏观把控，清晰掌控整个系统调试的框架与边界。

(四)促进调试记录标准化。依托于调试管理系统，单机单系统、接口、全功能、综合联调、全点位的调试记录表格得以标准化，全体参与调试的单位均在系统中进行调试项确认与测试数据、信息的记录，确保了调试执行标准统一、调试记录结果唯一准确、调试时间/执行人/确认人等关键信息全程记录

(五)促进关键要素标准化。在系统后台完成调试牵头负责人、各单位调试负责人、问题库问题等级/问题属性/问题审核负责人等系统关键要素配置,确保了责任到单位、责任到人，全周期管控标准一致、责任人员稳定把控。

(六)促进调试任务管理标准化。依托与系统，调试参与全员可清晰查看展示一个月/一周内所有的调试任务数量与分布情况，确保了调试任务安排的信息均等；调试组织者可快速地了解调试计划安排的合理性，并及时地做出调整。调试任务发布后，相关人员立即收到系统消息推送通知进行人员安排和准备。调试现场，调试参与人员利用二维码扫码进行签到。每一个调试任务均由一张卡片在系统中体现。任务状态，任务编号，任务内容，任务地点，任务开始-截止时间，实际完成时间，任务完成情况，任务距离截止时间的天数等信息。

(七)促进进度管理自动化数字化可视化。依托于系统实现线路全周期各阶段、各站点、各系统调试进度的一站式自动化、数字化管理，同时实现了对全点位调试的全面精细化把控，在海量数据点位的不利情况下依然实现了精准的管理。

(八)促进问题闭环管理数字化可视化。对调试阶段产生的调试问题做统一闭环管理，问题提报-问题定性定责-问题整改-问题确认全流程在系统内闭环，问题库从多个维度对入库的问题进行了全面的统计与分析，包含：整改中、待确认、已完成、超期未完成四个状态，整改准时率、整改完成率、平均完成耗时、平均确认耗时四个统计数据，站点、系统、问题类型、责任单位、问题等级、问题状态六个维度分别展示问题的管理情况，为管理者分析问题以及督办提供详尽客观的数据支撑。

五、结语

经过3个月课题研究、技术攻关，西安地铁9号线调试综合管理系统于2020年5月21日上线正式启用，全程支持西安地铁9号线的单机单系统调试、接口调试、全功能测试、综合联调及全点位测试工作，基于系统完成15个车站、1个停车场1个车辆段1个控制中心、2个主所17个系统22个科目的测试工作，其中单机单系统调试1,090项、接口调试786项、全功能测试456项、综合联调329项，收集和整理形成调试报告29,621份，完成211,005项全点位测试工作，完成211项调试问题、1,982项调试问题整改闭环，将传统地铁线路6个月左右的调试周期成功压缩到到约4个半月，节约了约25%的地铁线路调试时间；实现了西安地铁9号线调试管理全周期全站点全系统全科目全人群覆盖与关键要素数字化记录，节约了约50%的资料整理与数据分析工作量；科学高效创新的调试管理体系及严谨准确规范的调试过程资料在西安地铁9号线试运营前安全评估过程中得到了评估专家的一致认可和好评，为西安地铁9号线最高水平开通试运营发挥了积极的作用。