基于集成創(chuàng)新的地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口管理研究

文｜杭州市地鐵集團有限責任公司 余斌

1 引言

軌道交通工程是城市基礎設施工程建設的重要組成部分，對其他的專業(yè)工程有著重要的影響。軌道交通建設工程一般是一個城市建設歷史上投資規(guī)模較大、建設周期較長、涉及面較廣的城市基礎設施工程，艱巨而復雜。以杭州地鐵為例，該市軌道交通首期規(guī)劃工程長達68公里（可能后期規(guī)劃延長），就新建地鐵的城市而言，一次性建造這么大的規(guī)模，在國內(nèi)外也屬罕見。特別是地鐵的接口眾多，不僅有車站與城市周邊接口、土建與機電接口、還有機電與機電接口，地鐵機電系統(tǒng)就10多個，專業(yè)和專業(yè)之間存在著紛繁復雜的接口，所以如何改善接口之間的管理，提高接口的管理效率、減少管理成本、保證接口質(zhì)量是擺在地鐵建設者面前的重要課題。

在任何建設項目中，無論項目的大小都會存在接口管理問題，項目越大，接口管理越復雜，接口管理的問題就越多。在具體的項目實施過程中，各種問題的發(fā)生與擴大往往與接口之間有著密不可分的內(nèi)在聯(lián)系；在工程項目管理過程中，眾多問題及其關(guān)鍵節(jié)點也主要體現(xiàn)于項目接口管理上。項目接口管理從另外一個角度對管理全過程進行檢驗，有利于發(fā)現(xiàn)問題的根源所在，從而為改善項目接口管理過程、方法和手段提供更多的創(chuàng)新機會。進一步完善項目管理理論和工程實踐的需要。

接口管理是保證工程項目工序順利推進的基礎，是一個企業(yè)和行業(yè)項目管理水平的重要體現(xiàn)。它對保證企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品、工程項目順利完成都具有十分重要的意義。

2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口管理概述

軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)（ISCS）是以現(xiàn)代計算機、網(wǎng)絡、自動化和信息技術(shù)為基礎的大型計算機集成系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了多個地鐵自動化專業(yè)子系統(tǒng)，并在統(tǒng)一的集成平臺支持下對地鐵各專業(yè)進行監(jiān)視、控制和管理，實現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)的信息共享及系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制功能。系統(tǒng)的實施將保障地鐵的正常運行，提高對事件的反應能力和處理速度，最大限度地保證列車、乘客和工作人員的安全，提升軌道交通的服務質(zhì)量和綜合運營效率，同時，為實現(xiàn)城市軌道交通現(xiàn)代化運營管理提供基礎信息。（如圖1所示）

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)項目工程的特點是系統(tǒng)接口十分復雜：一是子系統(tǒng)多，接口系統(tǒng)多，與全部的機電系統(tǒng)均存在接口；二是接口形式多樣，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口或以數(shù)據(jù)接口存在，或以物理接口存在；三是接口管理難度大，綜合監(jiān)控系統(tǒng)與眾多子系統(tǒng)的接口管理是工程實施過程中的難點之一，各子系統(tǒng)協(xié)議各不相同，綜合監(jiān)控系統(tǒng)需要建立一個統(tǒng)一的協(xié)議平臺，并對各子系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)，不僅僅包括技術(shù)協(xié)議上的協(xié)調(diào)，同時也需要根據(jù)工程的進度，對工程項目管理的時間進行協(xié)調(diào)。

3 集成創(chuàng)新接口管理分析

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口管理工作十分復雜，按照既定的綜合監(jiān)控系統(tǒng)與各個子系統(tǒng)的接口關(guān)系，綜合監(jiān)控系統(tǒng)作為集成方，對各個集成子系統(tǒng)進行了集成化的接口設計，對互聯(lián)子系統(tǒng)進行了互聯(lián)接口設計。

1）中央互聯(lián)的系統(tǒng)

中央綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成和互聯(lián)下列各系統(tǒng)，同時實現(xiàn)中央級系統(tǒng)間的聯(lián)動功能：廣播系統(tǒng)（PA）、閉路電視系統(tǒng)（CCTV）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、信號系統(tǒng)（SIG）、時鐘系統(tǒng)（CLK）、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）、通信綜合網(wǎng)管系統(tǒng)。

2）車站集成和互聯(lián)的系統(tǒng)

＞＞圖1 軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

車站級綜合監(jiān)控系統(tǒng)集成和互聯(lián)下列各系統(tǒng)，同時在各系統(tǒng)間將實現(xiàn)車站的聯(lián)動功能：集成系統(tǒng)變電所自動化系統(tǒng)（SCADA）、火災報警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、門禁系統(tǒng)（ACS）、屏蔽門系統(tǒng)（PSD）、隧道感溫探測系統(tǒng)；互聯(lián)系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)（PA）、閉路電視系統(tǒng)（CCTV）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、氣體滅火系統(tǒng)。

3）控制中心大樓集成和互聯(lián)的系統(tǒng)

控制中心大樓集成和互聯(lián)的系統(tǒng)火災自動報警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、 門 禁 系 統(tǒng)（ACS）、安防系統(tǒng)。

4）車輛段/停車場集成和互聯(lián)的系統(tǒng)

車輛段/停車場集成和互聯(lián)的系統(tǒng)變電所自動化系統(tǒng)（SCADA）、火災報警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、門禁系統(tǒng)（ACS）、安防系統(tǒng)。（如圖2所示）

3.1 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口集成創(chuàng)新的成本管理

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)成本控制的基本原則是：以業(yè)主需求為導向、保證質(zhì)量為前提，過程控制為環(huán)節(jié)、規(guī)范操作為手段，提高資金使用效率為目的。項目經(jīng)理及項目團隊完成接口相關(guān)工作時，通過對相關(guān)通信協(xié)議進行評估，向業(yè)主提出合理化建議等方式，可以有效避免因通信協(xié)議開發(fā)引起的額外成本。此外，本工程系統(tǒng)采用集成創(chuàng)新的方法，使用通用的、開放的、模塊化的設備和軟件平臺，避免了因后續(xù)線路的接入而帶來的過多的設備變更和軟件變更、軟件開發(fā)等，有效減少了后續(xù)工程的成本；本工程還采用集成創(chuàng)新的手段把同類的設備和專業(yè)進行整合，減少了接口的人力成本、時間成本、設備成本等。進一步，通過與業(yè)主共同制定符合地鐵的綜合監(jiān)控系統(tǒng)項目的接口管理標準，將本項目和后續(xù)線路的項目納入統(tǒng)一接口管理標準下實施，以減少接入費用和運營維護費用。

如杭州地鐵1號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口管理數(shù)量巨大，要與67單位進行接口談判，接口管理覆蓋面廣，如設計接口、施工接口、設備接口、軟件接口等等，每個接口從設計到實施都要耗費大量的人力財力，故對接口的有效管理是相關(guān)成本管理的關(guān)鍵。

在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口實施過程中，我們運用集成創(chuàng)新的手段把接口設備和專業(yè)進行了詳細分類，如隧道火災探測系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、火災自動報警系統(tǒng)原來都是分別和綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口，我們發(fā)現(xiàn)同為火災報警和防范系統(tǒng)，我們建議先把三個專業(yè)集成到火災報警系統(tǒng)再統(tǒng)一與綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口，并把它們統(tǒng)一在一個標段招標，減少接口數(shù)量和接口的不標準性。經(jīng)調(diào)研國內(nèi)部分集成商具備這個能力，最終我們在杭州地鐵1號線選擇了這種方案，減少接口數(shù)量74項。

從業(yè)主方的角度利用集成創(chuàng)新的手段節(jié)約了大量成本。承包商在項目接口實施過程中也有很多可以利用集成創(chuàng)新的手段節(jié)約接口成本的途徑。比如還需特別注意做好資金計劃，節(jié)約投資，特別是針對現(xiàn)場設備在安裝過程中會產(chǎn)生大量丟失、損壞的現(xiàn)象；在人力資源方面，要做好人員的合理安排，減少資源浪費；還應留意審查資金支付條件 、資金控制 、躲避風險，及時掌握市場原材料價格的變化，規(guī)避市場風險等等。

＞＞圖2 城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口示意圖

3.2 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口集成創(chuàng)新的進度控制

項目接口進度控制也是接口管理中很重要的一個組成部分。進度計劃和進度控制受到外部系統(tǒng)單位的進度、各設備供貨商合同執(zhí)行時間差異、項目總體進度的關(guān)鍵點控制以及不可預見的狀況等的制約，故各階段的實施計劃、月度計劃的編制以及計劃的實施要做到可操作性和完全按照計劃執(zhí)行。

當實際結(jié)果與計劃有偏差時，我們用集成創(chuàng)新的手段對計劃作適當?shù)男拚π拚蟮挠媱澾M行嚴格的控制，確保計劃順利實施。

由于接口設備合同單位多、執(zhí)行時間有差異、各合同單位管理方式或管理能力參差不齊，在接口階段的初期，匯集接口各方的實施計劃，運用Microsoft Project軟件把各方的進度計劃體現(xiàn)在一個框架內(nèi)，提煉出關(guān)鍵路徑，影響關(guān)鍵路徑的必須進行計劃調(diào)整。工程執(zhí)行期，利用甘特圖密切追蹤每個重要節(jié)點的進度完成情況，及時督促及時整改，確保計劃嚴格執(zhí)行。

在實現(xiàn)接口進度控制過程中我們可以采取了以下措施：第一，明確接口設計文件的深度、完整性及各專業(yè)接口實施時所應注意的問題（相關(guān)失誤所對應的處罰措施）。第二，明確接口技術(shù)方案要敢于創(chuàng)新，敢于使用新技術(shù)、新方法。第三，明確接口測試工作多在實驗室和工廠進行，充分利用實驗室和工廠的良好條件，把接口問題消化在工程現(xiàn)場之外。第四，利用集成創(chuàng)新的手段，采用Project工程管理軟件優(yōu)化接口進度計劃，根據(jù)接口的難易程度把接口進行分類，采用先易后難各個攻堅的策略，對工程項目接口進度進行有效管理。

總之，為了控制地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口進度問題，我們可以把所有的硬件接口、軟件接口、施工工序接口等所有接口根據(jù)工序、時間、工程配合進行分類，采用集成創(chuàng)新的手段把部分工序進行合成、把時間根據(jù)接口的開展情況進行再調(diào)整，把設備進行分類采用同類設備同種接口協(xié)議、同時調(diào)試的方式節(jié)省調(diào)試時間，采用創(chuàng)新理念引進新技術(shù)新方法減少接口復雜程度，節(jié)省接口開發(fā)時間等等。

3.3 地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口集成創(chuàng)新的質(zhì)量管理

地鐵項目接口質(zhì)量管理是地鐵項目接口管理中的重中之重，項目成本控制的再好，項目進度進展的再快，質(zhì)量不合格所有的努力都是徒勞。所以管理好項目接口的質(zhì)量非常關(guān)鍵，是項目建設者和項目管理者必須關(guān)注的焦點。但是大部分項目在建設過程中或多或少都存在接口質(zhì)量不過關(guān)的事情發(fā)生。

在地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口管理過程中，從設計院圖紙開始嚴把接口質(zhì)量關(guān)，通過兄弟地鐵調(diào)研、廠家交流、方案征集等手段廣聚資源，把收集來的資料進行分類，如可以直接應用的、需進一步研究的、需進行技術(shù)創(chuàng)新的等，對需要技術(shù)創(chuàng)新的我們在招投標、設計聯(lián)絡階段就明確下來，讓投標人和集成商進行技術(shù)研究，待條件成熟還需進行接口技術(shù)測試，保證到達工程現(xiàn)場前是安全可靠的。

下面以杭州地鐵1號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）的接口方案為例，詳細分析集成創(chuàng)新在接口質(zhì)量管理的過程的作用。如；

1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)分車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)和車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

2）車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)畫面要求在車站和控制中心都可以調(diào)用，而車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求僅控制中心可以調(diào)用，并且運營要求綜合監(jiān)控系統(tǒng)在集中站（每個集中站管轄3個普通站）能調(diào)用普通站的視頻圖像。

3）經(jīng)各方研究后發(fā)現(xiàn)通信系統(tǒng)的帶寬不夠，這時我們就接下了這個任務，但是國內(nèi)地鐵沒有成熟的案例，為了滿足運營的需求我們通過技術(shù)創(chuàng)新，改變了原來的綜合監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)，從雙環(huán)網(wǎng)方案修改為單環(huán)雙鏈路聚合方案，把網(wǎng)絡帶寬從1K兆提高到2K兆，把通信前端處理器前置調(diào)整為交換機前置。

4）為了確保新技術(shù)方案穩(wěn)定可靠，確定這個新的接口技術(shù)方案后，我們引進了6σ質(zhì)量管理思想，即DMAIC（確定-測試-分析-改進-控制）。如：首先，確定這個技術(shù)方案的目標是在綜合監(jiān)控系統(tǒng)上調(diào)用清晰的視頻圖像；第二，接口雙方根據(jù)需求進行軟件開發(fā)，同時在實驗室搭建測試平臺，浙大中控依據(jù)杭州地鐵實際借來了服務器、交換機、通信前端處理器、視頻服務器、攝像頭等硬件設備，條件成熟雙方到實驗室測試；第三，第一次測試工作站CPU符號超過30%，而且調(diào)用圖像是速度緩慢，經(jīng)過雙方共同分析發(fā)現(xiàn)是視頻編解碼軟件的問題；第四，視頻監(jiān)控系統(tǒng)廠家華三對軟件進行了改進，浙大中控對工作站CPU進行了升級，經(jīng)再次測試CPU負荷降到20%一下，視頻圖像切換速度也很快了；最后，控制，即推廣和實施。杭州地鐵后續(xù)線路遵照此執(zhí)行，很多兄弟地鐵也開始關(guān)注和借鑒。

通過以上案例可以得出集成創(chuàng)新不僅解決了用戶的需求，還為接口技術(shù)方案的改進提供了平臺。

在杭州地鐵1號線綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程項目接口質(zhì)量管理中，運用接口驅(qū)動檢測表，對軌道交通各個專業(yè)的接口進行詳細檢測，并對接口測試記錄進行編號，運用集成的方法完成各個接口間的檢測，實現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)了系統(tǒng)集成管理的理念。

4 結(jié)論與展望

地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口管理是軌道交通工程項目管理中的一個重要部分，軌道交通的工程管理還涵蓋了眾多部分的管理內(nèi)容，如施工組織管理、文檔管理、計劃管理、安全管理、貨物管理、資金管理等等。從綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口管理的集成創(chuàng)新可以對軌道交通行業(yè)內(nèi)其他管理有很好的幫助和借鑒意義。

通過對地鐵綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口集成創(chuàng)新的項目管理的分析，對集成創(chuàng)新模式在實際工程管理中的作用進行了可行性、可移植性等方面的研究，證明集成創(chuàng)新模式在軌道交通工程管理中具有良好的效果。目前，全國近50個城市正在如火如荼進行地鐵工程建設，隨著國內(nèi)計算機技術(shù)、自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，集成化的趨勢已經(jīng)日趨明朗，因此綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口的集成創(chuàng)新管理將是今后軌道交通工程管理中的一個重要課題，集成創(chuàng)新的理念可以很好的移植到軌道交通工程項目接口管理中。建議引入集成創(chuàng)新方法和手段在地鐵工程建設中對設計單位、監(jiān)理、施工單位、供貨商等進行管理。