大数据平台下城市轨道交通信息系统建设

史歌 刘婷婷 高琳 陈梅

摘 要： 城市轨道交通运营里程快速增长，提高现代化城市轨道交通企业管理水平，既是城市交通发展的客观要求，也是提高现代化城市管理水平的必由之路。现代企业管理已经进入以信息化为标志的新时期，以数据资源和信息技术为支撑的企业决策和服务是城市轨道交通企业发展的重要举措。城市轨道交通信息系统建设可以通过设计信息系统的定位、明确信息系统平台之间的关系、建立信息系统架构、发挥各类生产数据的综合效用和价值、加强信息系统与控制系统的互联互通、构建信息系统的安全体系等措施实现，全面提升运营生产信息化水平。

关键词： 大数据; 信息系统; 城市轨道; 建设思路

中图分类号： U239      文献标志码： A

Construction of Urban Rail Transit Information

System under Big Data Platform

SHI Ge1， LIU Tingting1， GAO Lin1， CHEN Mei2

（1. School of Traffic and Transportation， Xi'an Railway Vocational & Technical Institute，Xian710014;

2. Xi'an Rail Transit Group Co. Ltd.，Xian 710016）

Abstract： The mileage of urban rail grows rapidly. Not only the urban rail enterprises but also the cities are all requiring to improve the operation management levels. Modern enterprise management has entered a new era marked by informatization. It is important for the development of urban rail transit enterprises that decision-making and service are supported by data resources and information technology. According to design information system positioning， this paper makes clear the relationship among information system platform， sets up information system architecture， plays all kinds of production data comprehensive utility and value， strengthening strengthens the inter-operability of information system and control system， establishes security system of information， and other measures. The innovative management in urban rail traffic information system could improve the operation and production informatization levels in an all-round way.

Key words： Big data; Information systems; Urban railway; Construction ideas

0 引言

城市轨道交通是衡量现代化城市管理的重要标志之一。截至2018年12月31日，中国内地累计有35个城市建成投运城轨交通线路5 766.6公里。2018年新增乌鲁木齐1个运营城市;新增运营线路长度734.0公里，新增运营线路22条，新开延伸段14段。进入“十三五”以来累计新增运营线路长度为2148.7公里，年均新增线路长度716.2公里[1]。

面对繁重的轨道建设、运营接管任务并重的局面，处在蓬勃发展时期的城市轨道交通如何安全、高效、标准地推动加速成网的进程，是城市轨道交通企业首当其冲的重任。因此，城市轨道交通企业飞速发展的决策支撑、内外部信息的高效传递、标准化管理的精准落地、运营线间联动的科学有序，都需要借助信息化的手段得以实现。

1 城市轨道交通信息系统建设的必要性

1.1 兩个发展阶段驱动信息系统建设

城市轨道交通网络化运营面临设备数量和各类生产数据不断叠加的现状，相关数据非常惊人，推动信息化建设非常必要。从规划、建设阶段起就应紧密围绕动机、时机、范围三个主要因素开展相关工作，在推进过程中以此作为检验标准，不断反馈、修正。一般情况下需经历两个特点鲜明的发展阶段。

（1） 首条线路筹备期内，即以“运营前置”理念驱动信息系统规划及建设。在运营筹备期内即借助外脑对城市轨道交通企业信息系统的建设时序和编码体系进行全局规划，同时调集精干力量同步开展基础数据、业务流程和规章制度相关的筹备工作，以自上而下的推动为保障、平台软件成熟的逻辑为支撑、企业特色的筹备成果为抓手，拉开城市轨道交通企业运营信息化发展的序幕。建成的运营设备管理系统（EAM），涵盖物资、维保管理两大业务板块，运营线路所有与运营维保相关的物资、成本和生产数据均进系统固化留痕，起到了强化现场标准作业、生产过程可追溯的管理实效，也在一定程度上降低了企业的管控风险和成本。

（2） 加速成网进程中，以“线网管控”思路指导资产及运营生产管理建设。由多线向线网运营转型之际，城市轨道交通企业应启动各项线网运营筹备的研究工作，而运营信息系统建设被列为重要的项目之一启动了新一轮规划。一方面，要促进企业可持续地健康发展，确保大量轨道资产保值、增值，线网管理幅度和难度并不是简单地几何相加，企业决策管理层需要利用系统手段来提升全域的有效管理。另一方面，随着线路、接口增多，业务执行层需要利用系统工具统一作业标准、加强线间联动及资源共享，也催生了基于线网运营生产管理的信息化需求。城市轨道交通企业应适时启动面向线网的资产及运营生产管理系统的建设，与后续线路开通同步上线。

1.2 信息系统建设顺应线网运营管理要求

信息系统建设不可能一蹴而就，需要一个逐步推进的过程，才能与城市轨道业务相辅相成、协同发展。一方面要纵向深入，深化既有的EAM系统在物资、维保管理方面的促进作用;另一方面要横向扩展，顺应线网运营管理对新系统更高的建设和应用要求。

（1） 丰富既有系统管理内涵，积累管理及应用经验

首先，是以全貌、公开、自主的管理思路打造了设备管理网，进一步归纳、梳理EAM系统中采集的各类生产数据，挖掘其内在联系、发挥系统和数据的指挥棒效用、量化维保管理指标，使维保管理效能得到显著提升，各项维保指标全面优于去年同期，维保工作的重点、难点更加突出，管理方法更加直接、高效。

其次，通过点巡检系统的试点应用，将“定点、定时、定人、定标、定法”的标准化系统管理延伸到了作业现场，对设备、人员及作业的异常情况进行有效跟踪，强化了现场作业到位及作业标准的执行力度。这一前一后的延伸应用，可以说是城市轨道交通企业在发挥既有系统综合效用方面进行探索的缩影，也会为后续的运营管理和信息系统的建设积累宝贵的实施经验。

（2） 面向线网扩充系统管理外延，顺应新运营常态下的发展需求

首先，应创新了物资、设备及资产“三码合一”的编码体系，重新定义了适用于线网运营的基础信息分类标准，为庞大的线网资产全寿命周期的一体化管理奠定了坚实基础。

其次，在点巡检系统前期试用的基础上，进一步扩展业务范围和功能模块：全线电扶梯检修中普及点巡检系统，切实加强了特种设备委外修的现场管理力度;定制开发数字化站务巡视功能，为站务日常巡视提供便捷、高效的手持端操作，在提升运营秩序维护效率的同时，也为车站末端设备管理属地化管理的推进提供了有力的系统保障;增加了计划修、故障修、统计及分析模块，借助移动互联技术，打造了涵盖所有检修作业的全方位、移动化的维保管理新模式。

最后，在建的线网资产及运营生产管理系统（PMS），着眼轨道交通集团公司层面的线网运管需求，进行资产系统化管理节点整体前移的管理创新，要求供应商按照“三码合一”的分类标准录入设备清单，确保合同、系统、现场的数据完全一致，为后续的移交接管、资产及设备维护管理奠定坚实的基础。同时，按照“统一规划、分步实施”的总体思路，覆盖安全、维保、资产、乘务、站务、物流等八大主要功能模块业务管理。

在城市轨道加速成网的进程中，形成模块化梳理、标准化设计、系统化实施构建生产信息化管理框架），沿着资产一体化和设备管理主线，将业务驱动面向一线和基层，形成全过程生产信息化管理的城市轨道线网运管体系，全面提升运营生产信息化水平。

2 城市轨道交通信息系统建设易出现的问题2.1 启动规划、建设的时机不对

启动规划、建设的时机对于城市轨道交通企业非常重要。启动规划、建设信息系统太早，业务需求的深度不足以支撑整个信息系统的构建框架，部分业务模块的缺失可能形成短板，甚至存在导致整个系统推倒重建的可能;太晚，流程及业务重构的管理成本极大，因庞大的业务不能取得立竿见影的效果，将极大削减系统的实施成效。

2.2 一味追求“大而全”的信息系统建设

信息系统中涉及城市轨道交通运营的业务众多，面向各业务分支的软件系统也应运而生，一味追求“大而全”的信息系统建设，给企业带来较大实施成本的同时，也会由于缺乏清晰的实施主线、眉毛胡子一把抓而导致后劲不足。因此，认清企业现状、着眼3至5年的发展规划，分清主次、由点及面地稳步推进地铁行业的信息化建设，是比较合理的方式。

2.3 没有清晰的信息系统建设的定位

信息系统建设不仅是数据的堆砌，其重要作用是用明晰的数据分析结果辅助支持领导决策、管理人员执行有效管理、操作人员生产上对具体问题的探查和分析。

（1） 给领导推送的只是各类运营生产管理数据图形。其实，领导更需要的是在不同的时间点上，可以推送看到明晰的数据结果和任务完成进度。例如：早8点上班路上可以查看会议安排及昨日运营整体状况;在10点的故障分析会上，可以实时掌握各站点故障机处置进度;在下午14点可以将防汛故障及时推送给管理者，做到安全预警;在下午16点决策分析会上，可以及时查看决策依据的统计数据。

（2） 給管理人员推送的只是八大主要功能模块业务管理数据图形。其实，管理人员更需要掌握工作计划完成程度，不同时间点上运营现场乘务、站务、维保等岗位人员的实际工作情况。例如乘务管理的智能出勤、值乘提示、里程记录、自助配餐;站务管理的数字巡视、日况全貌、科学排班、用心服务;维保管理的全貌掌握、动态管理、智能监测、精简细修。

（3） 操作人员在选择、录入信息的认真与规范程度直接影响信息系统推送信息的准确性和有效性。因此，为了保证具体操作人员通过选择故障码保证信息规范性和避免维保人员手工录入信息随意性，通过移动终端告知操作人员的任务、故障趋势分析、检修设备和应巡检的模块。

通过信息系统数据分析手段，及时捕捉识别“看不见”的隐患，通过大数据智能分析手段，预测故障发生趋势，适时有针对性消除隐患，延长设备无故障运行时间。车辆故障实时报警，故障预判，根据故障发生发展的趋势进行预测，设备健康状况评估、维修策略的推送。形成大数据平台，对全路网的车辆整体运维情况监管，优化规程，提高安全管理能力，为乘客提供可靠的运营服务。[2]

3 城市轨道交通信息系统建设思路

3.1 设计信息系统的定位

城市轨道交通信息系统的定位可以考虑从下至上，分为四级四层信息数据管理模式：现场车站级是基础层、线路运营级是设备层、线网管理级是系统融合层、企业管理级是运营层。城市轨道交通企业下达生产计划至线网管理级，线网管理级协调（协助）线路运营级进行监控监测，线路运营级下达操作指令给车站;车站将实时数据上传给线路运营级，线路运营级将作业实际反馈给线网管理级，线网管理级将生产实际反馈给企业管理者，便于企业管理级进行实时决策如图1所示。

3.2 明确信息系统平台之间的关系

从纵向来说，信息系统的定位必须首先保障自上而下、自下而上两个方向的信息畅达;从横向上来说，数据隶属的平台不同，各平台之间的信息互通与整合，是实现企业经济效益与社会效益的关键。城市轨道交通企业外部链接的资源管理数据平台、企业内部链接的企业管理数据平台、运营现场与乘客乘车行为相关的自动化设备（ISCS、AFC、PIS等）管理数据平台，三个信息数据系统平台协同工作，共同打造全局型的企业信息系统。

首先，乘客服務是第一位的，利用已经形成的运营资产、自动化设备资产提供人性化服务，充分体现公益资产的社会效益;其次，通过提高经营性资源的经济效益，实现弥补运营亏损、甚至反哺新线建设，进而开发更多的经营性资源形成资金流的良性循环，营造企业自身造血功能。[3]通过信息系统平台间的整合，城市轨道交通企业运营资产、经营性资源、自动化设备资产共同发力，保证城市轨道交通企业资产保值增值，实现一体化管理，是城市轨道交通事业可持续发展的关键，如图2所示。

3.3 建立信息系统架构

从全局的眼光建设城市轨道交通企业信息系统应从运营管理和维保管理两个方面进行设计：运营管理信息模块包括运行策划、乘务管理、安全管理、票务管理、调度指挥、客流分析、站务管理、应急管理、乘客服务等9个子模块，主要用于客流分析、运营组织、乘客服务和安全应急等工作;维保管理模块包括设备维保、施工管理、物资管理、技改项目、人员动态、车辆维保、委外管理、资产管理、检修器具等9个子模块，主要用于采购、施工、验交、使用、维护、处置等工作如图3所示。

在此建设思路下的信息系统不仅能够全面搜集到城市轨道交通企业的运营管理数据，进而对各类运营指标进行分析。在此基础处上，企业维保管理的数据同时对城市轨道交通运能运量进行适应性分析，为管理层快速、有效、正确决策提供保障。

3.4 发挥各类生产数据的综合效用和价值

目前城市轨道交通企业信息数据统计维度较为单一、分析深度也有待加强，离开用生产数据指导决策优化、成本管控方向以及生产统筹的管理目标还存在很大差距。因此，要重视与综合监控、AFC等生产系统或其他在线监测系统之

间建立有效的数据通道，使一些能实时反映设备状态的数据在生产系统中发挥作用。打通与生产系统之间的通道，无疑将极大完善运营管理和维保管理综合评价及预警体系，实质推动信息系统的实用性，同时进一步提升信息系统开放性及灵活性。[4]

3.5 加强信息系统与控制系统的互联互通

加强城市轨道交通信息化系统与智能化系统的互通互联，保障信息系统快速有效将信息数据进行融合处理。例如：将停送电信息结果反馈运营施工调度系统;火警、阻塞等发送给安全系统;AFC/ACC发送给票务系统;从ATS系统获取开停车、位置信息，反馈乘务计划;发布PIS信息;设备故障信息;维修结果反馈等。

3.6 构建信息系统的安全体系

从城市轨道交通企业信息数据管理安全体系需要有组织、制度、人员、建设规范和安全运维的完整保障。

从信息安全技术上，主要涉及以下三个方面：一是数据安全，要保障数据保密性、可用性和完整性;二是应用安全，要进行统一身份认证、代码上线安全监测、WEB安全防护;三是基础设施安全，要保证基础设施的物理安全、网络安全、终端安全和主机安全，具体说，就是利用统一营运IDC（互联网数据中心）保障基础设施的物理安全，利用Internet管理和专线保障基础设施网络安全，利用准入管控制度和移动终端访问动态监控保障基础设施终端安全，利用主机上线安全评估和主机访问控制等手段保障基础设施的主机安全。

从发生破坏性灾害的因素来说应防范人为灾害和自然灾害。人为灾害应随时启动信息安全审计，包括邮件加密审计、应用安全审计、主机系统审计和网络访问审计等;自然灾害时信息系统数据的保护可以通过以同城双中心加异地灾备中心的 “两地三中心”的灾备模式[5]、或建立两套或多套功能相同的容灾系统、或数据备份恢复的方式，保障城市轨道交通企业信息系统业务的连续性。

参考文献

[1] 中国城市轨道交通协会.2018年中国内地城轨交通线路概况城市轨道交通2018年度统计和分析报告[EB/OL].[2019-04-07].北京，2019.1，http：//www.camet.org.on/index.php？m=content&c=index&a=show&catid=18&id=16219.

[2] 石刚.互联网+与城市轨道交通运营管理信息化创新[Z]. 西安，2018.5.

[3] 陈春红.城市轨道交通企业资产管理与经营模式探索——广州地铁资产管理与经营实践[D].广东：中山大学，2012.

[4] 成都地铁.线网运营背景下的成都地铁运营信息化管理探索[Z]. 西安，2018.5.[5] “两地三中心”和“双活”简介——容灾技术方案[EB/OL].[2018-10-16].http：//blog.itpub.net/26736162/viewspace-2216584/.

（收稿日期： 2019.05.09）

基金项目：陕西省教育厅科学研究项目（15JK2111）

作者简介：史歌（1975-），女，副教授，硕士，研究方向：轨道交通运营管理。

刘婷婷（1984-），女，讲师，硕士，研究方向：轨道交通运营管理。

高琳（1981-），女，讲师，硕士，研究方向：计算机应用。

陈梅（1976-），女，高级工程师，硕士，研究方向：轨道交通运营管理。文章编号：1007-757X（2020）02-0035-04