城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)集成項(xiàng)目管理模塊化組織理論的探討

丁祺

【摘 要】模塊化是一種新的組織模式，國外對(duì)這方面的研究已經(jīng)相對(duì)成熟。本文通過借鑒這一新的組織模式，對(duì)國內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)集成項(xiàng)目的應(yīng)用，作一試水探討，拋磚引玉，為該模式的研討打開空間。本文主要介紹了國內(nèi)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)，模塊化的具體分類，以及模塊化組織理論對(duì)相關(guān)管理應(yīng)用的探討。

【關(guān)鍵詞】城市軌道 交通信號(hào) 項(xiàng)目管理

1 城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的特點(diǎn)

集成項(xiàng)目的實(shí)施是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，隨著科學(xué)技術(shù)和建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，項(xiàng)目的規(guī)模越來越大，技術(shù)性，系統(tǒng)性越來越強(qiáng)，項(xiàng)目的復(fù)雜程度也在與日俱增，集成項(xiàng)目管理的專業(yè)化，科學(xué)化，市場(chǎng)化管理的需求也越來越迫切。

軌道交通建設(shè)是近年來城市基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的重點(diǎn)，城市軌道交通在城市住宅區(qū)、交通運(yùn)輸中心和工作地點(diǎn)之間提供了一個(gè)快捷便利的連接。城市軌道交通信號(hào)集成項(xiàng)目，雖然其份額在整個(gè)軌道交通系統(tǒng)中并不很高，但是由于信號(hào)項(xiàng)目是直接關(guān)系到系統(tǒng)安全性的保證，其重要的作用也就毋庸置疑了。而信號(hào)集成項(xiàng)目本身也具有著專業(yè)多，系統(tǒng)性強(qiáng)，接口多的特點(diǎn)。

城市軌道的信號(hào)系統(tǒng)沿襲鐵路的制式，但由于其自身的特點(diǎn)，與鐵路的信號(hào)系統(tǒng)有一定的區(qū)別。

（1）具有完善的列車速度監(jiān)控功能。城市軌道交通所承擔(dān)的客運(yùn)量巨大，對(duì)行車間隔的要求遠(yuǎn)高于鐵路，最小行車間隔達(dá)90秒，甚至更小，因此對(duì)列車運(yùn)行速度監(jiān)控的要求極高。

（2）速度傳輸速率較低。城市軌道交通的列車運(yùn)行速度遠(yuǎn)低于鐵路干線的列車運(yùn)行速度，最高運(yùn)行速度通常為80km/h，所以信號(hào)系統(tǒng)可以采用速率較低的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。但是，隨著城市軌道交通信號(hào)自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)信息需求越來越多，信號(hào)系統(tǒng)也逐步采用速率較高且獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

（3）聯(lián)鎖關(guān)系較簡(jiǎn)單但技術(shù)要求高。城市軌道交通的大多數(shù)車站沒有配線，不設(shè)道岔，甚至也不設(shè)地面信號(hào)機(jī)，僅在少數(shù)有岔聯(lián)鎖站及車輛段才設(shè)置道岔和地面信號(hào)機(jī)，故聯(lián)鎖設(shè)備的監(jiān)控對(duì)象遠(yuǎn)少于鐵路車站的監(jiān)控對(duì)象，聯(lián)鎖關(guān)系遠(yuǎn)沒有鐵路復(fù)雜。除折返站外全部作業(yè)僅為旅客乘降，非常簡(jiǎn)單。通常一個(gè)控制中心即可實(shí)現(xiàn)全線的聯(lián)鎖功能。

城市軌道交通信號(hào)自動(dòng)控制最大的特點(diǎn)是把聯(lián)鎖關(guān)系和ATP編/發(fā)碼功能結(jié)合在一起，且包含一些特殊的功能，如自動(dòng)折返、自動(dòng)進(jìn)路、緊急關(guān)閉、扣車等，增加了技術(shù)難度。

（4）自動(dòng)化水平高

由于城市軌道交通的線路長(zhǎng)度短，站間距離短，列車種類較少，行車規(guī)律性很高，因此它的信號(hào)系統(tǒng)中通常包括自動(dòng)排列進(jìn)路和運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整的功能，自動(dòng)化程度高，人工介入極少。

2 行業(yè)現(xiàn)狀和存在的問題

軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的告訴發(fā)展，開始于20世紀(jì)70年代，伴隨著基于數(shù)字軌道電路的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞的ATC的興起和成長(zhǎng)，國外知名的數(shù)家公司引領(lǐng)了這一波技術(shù)創(chuàng)新，由于這個(gè)新技術(shù)的發(fā)展使得軌道交通的通過能力大大提高，運(yùn)行的安全性和可控性也得到了改善，因此得到廣泛的應(yīng)用。從20世紀(jì)80年代開始，隨著計(jì)算機(jī)，通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，由泰雷茲集團(tuán)首創(chuàng)的Seltrac CBTC（基于通信的列車控制系統(tǒng)）技術(shù)為先導(dǎo)，開創(chuàng)了基于移動(dòng)閉塞的全自動(dòng)的ATC信號(hào)控制系統(tǒng)。

先進(jìn)的信號(hào)控制系統(tǒng)在上個(gè)世紀(jì)幾乎為國外大型企業(yè)所壟斷。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著國內(nèi)軌道交通的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)的多家企業(yè)與國際知名信號(hào)巨頭通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓，聯(lián)合體，或者合資公司的方式，在信號(hào)系統(tǒng)的各個(gè)子分專業(yè)中進(jìn)行了多方面的合作。經(jīng)過多年的合作和磨合，已經(jīng)成成了中國國內(nèi)軌道交通信號(hào)行業(yè)的一種特殊的情況，就是相關(guān)進(jìn)入壁壘高，接口復(fù)雜，關(guān)系人多的特點(diǎn)。

由于軌道交通信號(hào)集成項(xiàng)目的技術(shù)性專業(yè)，關(guān)系人復(fù)雜，作為業(yè)主或者集成商，在進(jìn)行項(xiàng)目集成管理中，往往會(huì)遇到眾多復(fù)雜的問題。而信號(hào)系統(tǒng)又是系統(tǒng)安全的關(guān)鍵所在，因此，信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目管理的成敗，也決定著這個(gè)軌道交通系統(tǒng)能否按時(shí)，保質(zhì)，保量的開通運(yùn)營(yíng)。

3 塊化組織理論及運(yùn)營(yíng)中存在的問題

3.1模塊化組織

模塊化組織的概念最早由赫爾伯特 西蒙（H.Simon，1962）提出，一直到了20世紀(jì)80年代，隨著市場(chǎng)發(fā)展加劇了產(chǎn)品復(fù)雜性的增強(qiáng)，模塊化組織的優(yōu)勢(shì)開始顯現(xiàn)出來，其應(yīng)用范圍不斷拓寬，達(dá)到了廣泛的關(guān)注。根據(jù)日本學(xué)者的研究，在網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)和汽車工業(yè)，模塊化組織得到了普遍的重視。同時(shí)構(gòu)件的模塊化在重型設(shè)備，手表，自行車，甚至法律和信息服務(wù)中也有著一定的應(yīng)用。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在服務(wù)業(yè)組織，特別是金融服務(wù)業(yè)，模塊化組織發(fā)展更為迅速?？偠灾?，在過去30年中，模塊化正作為一種新的組織模式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的新本質(zhì)，日益受到人們的青睞。

3.2模塊化結(jié)構(gòu)的類型

青木昌彥認(rèn)為，模塊是指半自律的子系統(tǒng)，按照一定的規(guī)則與其他同樣的子系統(tǒng)相互聯(lián)系而構(gòu)成的更加復(fù)雜的系統(tǒng)或過程。而把一種復(fù)雜的工程，按照一定規(guī)則分解成下層組織，叫做模塊化。模塊化是處理復(fù)雜系統(tǒng)的有效途徑。

青木認(rèn)為，模塊化系統(tǒng)中系統(tǒng)要處理的信息分為兩種，一種叫做“系統(tǒng)信息”，另一種叫做“個(gè)別信息”。前者為整個(gè)系統(tǒng)所共知，并包含了所有模塊所必須遵守的共同設(shè)計(jì)規(guī)則，后者為各個(gè)模塊自有的信息，可以保密。青木將處理系統(tǒng)信息的單位稱為“舵手”?！岸媸帧钡娜蝿?wù)就是接受外來市場(chǎng)信息及各模塊反饋的信息并創(chuàng)造新的系統(tǒng)信息。根據(jù)系統(tǒng)處理的途徑，青木將模塊化分成三種基本的類別.

3.2.1 IBM 型

在這一模式中，“舵手”在設(shè)計(jì)，生產(chǎn)各模塊之前，事先處理系統(tǒng)信息并確定模塊之間的聯(lián)系規(guī)則。各個(gè)模塊在標(biāo)準(zhǔn)信息界面約束條件下獨(dú)立展開各自的活動(dòng)，沒有信息反饋給“舵手”。系統(tǒng)環(huán)境改變后，只有“舵手”有權(quán)根據(jù)需要改變系統(tǒng)信息，各模塊在此過程中不具備影響力。

3.2.2 豐田型

和IBM型一樣，“舵手”在設(shè)計(jì)，生產(chǎn)模塊之前，事先處理系統(tǒng)信息并確定各個(gè)模塊之間的聯(lián)系規(guī)則，各模塊在這些標(biāo)準(zhǔn)信息界面約束下獨(dú)立開展各自的活動(dòng)。但是同IBM型不同的是，即“舵手”和模塊之間頻繁交換不斷變化的系統(tǒng)信息，各個(gè)模塊對(duì)舵手決定規(guī)則也有一定

的影響力。因此聯(lián)系規(guī)則也在不斷地根據(jù)需要調(diào)整。

3.2.3 硅谷型

硅谷型的特點(diǎn)是多個(gè)模塊主體同時(shí)反復(fù)地活動(dòng)，存在多個(gè)“舵手”。由于各個(gè)模塊從一開始已經(jīng)根據(jù)已確定的有限的系統(tǒng)信息，獨(dú)立處理各自信息，因而各模塊發(fā)出的系統(tǒng)信息不一定相同。這些信息由“舵手”從他所處的系統(tǒng)環(huán)境角度加以解釋后，再反饋到這個(gè)系統(tǒng)。各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)這些反饋過來的異化信息進(jìn)行比較，篩選。通過這些活動(dòng)，模塊之間的聯(lián)系規(guī)則不斷被篩選，從而進(jìn)化發(fā)展?！岸媸帧蓖ㄟ^事后對(duì)整體規(guī)則的整合，找到最合適的模塊組合，形成生產(chǎn)系統(tǒng)。這個(gè)類型顯著地特點(diǎn)就是異化和篩選整合的過程。

3.3如何利用模塊化組織優(yōu)化項(xiàng)目管理

3.3.1 模塊化組織有助于企業(yè)滿足市場(chǎng)需求和定制

在20世紀(jì)初期，由亨利福特提倡的大規(guī)模生產(chǎn)方式，可以獲得生產(chǎn)上的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，而且可互換的零件又能讓其獲得相關(guān)產(chǎn)品上的范圍經(jīng)濟(jì)，這使得產(chǎn)品的生產(chǎn)成本大大降低。這兩者結(jié)合的大規(guī)模生產(chǎn)模式使得美國經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展，進(jìn)而成為世界制造業(yè)的霸主。

大規(guī)模生產(chǎn)模式必須建立在三個(gè)基礎(chǔ)之上，開發(fā)和制造的產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)的；統(tǒng)一的大市場(chǎng)；穩(wěn)定的需求。

然而，從20世紀(jì)70年代以來，市場(chǎng)需求的快速變化使得市場(chǎng)消費(fèi)進(jìn)入了個(gè)性化消費(fèi)的階段，導(dǎo)致了統(tǒng)一市場(chǎng)的細(xì)分。同時(shí)多樣化需求的存在，使得產(chǎn)品的生命周期縮短，開發(fā)周期縮短，加劇了市場(chǎng)的不穩(wěn)定性。

結(jié)合城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)，由于各個(gè)城市的雖然都是使用類似的信號(hào)控制系統(tǒng)，到那時(shí)其運(yùn)營(yíng)需求與運(yùn)營(yíng)環(huán)境都不一樣，每個(gè)業(yè)主都有各自的考量和需要，其多樣化的需求是很明顯的。大規(guī)模的生產(chǎn)范式?jīng)]有辦法滿足到客戶的要求，這使得各個(gè)廠商必須使用模塊化的管理來定制項(xiàng)目的需要，結(jié)合不同的需求劃分不同的模塊，靈活快速的相應(yīng)實(shí)現(xiàn)多樣化和定制化。

3.3.2 模塊化組織有助于業(yè)主進(jìn)行接口控制和管理

從城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)業(yè)主角度，由于專業(yè)多，接口復(fù)雜，使用模塊化的管理有助于業(yè)主快速定位接口責(zé)任和安全權(quán)限，從而達(dá)到對(duì)接口安全的控制。

在接口管理上，管理方可以使用豐田模型來管理不同專業(yè)之間的接口分界以及安全責(zé)任，通過反饋和溝通，明確接口文件，并落實(shí)各方的義務(wù)。

在明確了接口界限和責(zé)任之后，可以使用IBM型模塊管理來管理系統(tǒng)級(jí)的安全等級(jí)，制定系統(tǒng)級(jí)總體安全等級(jí)要求，而再下管理各模塊組織本身以及接口的安全能力。

以下以信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門之間的兩個(gè)專業(yè)的接口管理舉例，首先由雙方定義各自的工作范圍和分界。信號(hào)系統(tǒng)供應(yīng)商的工作范圍：

（1）提供信號(hào)系統(tǒng)至屏蔽門系統(tǒng)間的連接電纜及其安裝連接附件；

（2）負(fù)責(zé)實(shí)施信號(hào)系統(tǒng)至屏蔽門系統(tǒng)間的連接電纜的敷設(shè)與連接；

（3）負(fù)責(zé)實(shí)施信號(hào)系統(tǒng)至屏蔽門系統(tǒng)間的連接電纜連接正確性測(cè)試；

（4）負(fù)責(zé)實(shí)施本接口的功能測(cè)試及聯(lián)合調(diào)試；

（5）負(fù)責(zé)信號(hào)系統(tǒng)側(cè)所用繼電器線圈電源；

（6）負(fù)責(zé)站臺(tái)端部屏蔽門狀態(tài)指示燈與信號(hào)發(fā)車計(jì)時(shí)器等的物理整合，為屏蔽門狀態(tài)指示燈提供安裝空間。

3.3.3 屏蔽門系統(tǒng)供應(yīng)商的工作范圍，負(fù)責(zé)屏蔽門系統(tǒng)內(nèi)部與本接口有關(guān)的接口電路的實(shí)施、連接及模擬測(cè)試

（1）配合信號(hào)系統(tǒng)接口的安裝與施工；

（2）配合信號(hào)系統(tǒng)供貨商的連接測(cè)試；

（3）配合信號(hào)系統(tǒng)供貨商的接口功能測(cè)試及聯(lián)合調(diào)試；

（4）負(fù)責(zé)屏蔽門系統(tǒng)側(cè)所用繼電器線圈電源；

（5）負(fù)責(zé)提供站臺(tái)端部屏蔽門狀態(tài)指示燈及其安裝與調(diào)試。

（6）信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的接口分界點(diǎn)位于屏蔽門系統(tǒng)控制柜的輸出端子。

在確定了分界范圍之后，由管理方同信號(hào)供貨商以及屏蔽門供貨商確認(rèn)接口文件和接口管理組織，落實(shí)具體接口工作計(jì)劃。

同時(shí)管理方針對(duì)接口提出總體的SIL4安全一致性原則由各方無條件滿足。

3 結(jié)語

模塊化作為一種有助于提升項(xiàng)目管理能力的新的組織模式，被廣泛應(yīng)用到了各個(gè)產(chǎn)業(yè)。城市軌道交通信號(hào)集成項(xiàng)目也可以既借鑒這種組織模式，將專業(yè)化強(qiáng)，繁雜的各個(gè)子系統(tǒng)，通過模塊化組織管理，達(dá)到理順各方關(guān)系，提升工作效率，并在保證安全的前提下，加快我國城市軌道交通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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