新一代地鐵設備管理信息系統(tǒng)的研究與設計

隋俊

摘要：隨著城市地鐵線路的增多，設施設備數(shù)量巨增，設備維護管理信息化的重要性愈發(fā)突顯，目前雖然各家地鐵公司已經(jīng)建立了一些設備管理信息系統(tǒng)，但是，缺乏科學管理體系與工具方法的支撐，無法實現(xiàn)兩化深度融合，存在系統(tǒng)與實際工作兩層皮的現(xiàn)象。而且各個系統(tǒng)的業(yè)務不夠完善，并且相對孤立，信息數(shù)據(jù)源利用度不高，迫切需要一套完整的系統(tǒng)對其進行整合、優(yōu)化和集成，構(gòu)建一套完整的、適合地鐵特色的設備維護管理系統(tǒng)。基于此，本文對地鐵設備管理信息系統(tǒng)的相關(guān)問題進行了具體研究，總結(jié)相關(guān)工作經(jīng)驗，供行業(yè)同行參考

關(guān)鍵詞：地鐵設備設備;管理體系;深度融合

隨著城市地鐵線路的增多，設施設備數(shù)量巨增，設備維護管理信息化的重要性愈發(fā)突顯，目前雖然各家地鐵公司已經(jīng)建立了一些設備管理信息系統(tǒng)，但是，缺乏科學管理體系與工具方法的支撐，無法實現(xiàn)兩化深度融合，存在系統(tǒng)與實際工作兩層皮的現(xiàn)象。而且各個系統(tǒng)的業(yè)務不夠完善，并且相對孤立，信息數(shù)據(jù)源利用度不高，迫切需要一套完整的系統(tǒng)對其進行整合、優(yōu)化和集成，構(gòu)建一套完整的、適合地鐵特色的設備維護管理系統(tǒng)。通過對地鐵設備管理業(yè)務和信息化業(yè)務的整體性設計和規(guī)劃，結(jié)合現(xiàn)有地鐵設備管理經(jīng)驗，充分考慮未來地鐵設備管理發(fā)展趨勢，兼顧最新的移動計算、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，為地鐵公司構(gòu)建一套具有智能化、前瞻性的數(shù)字地鐵設備管理信息系統(tǒng)。

1.系統(tǒng)構(gòu)建原則

1）突出核心業(yè)務原則，立足地鐵實際，腳踏實地，圍繞設備維修核心業(yè)務，對設備管理進行支撐。

2）前瞻性和先進性原則，融合先進管理理念和方法工具，借鑒行業(yè)應用經(jīng)驗，跳出思維固化圈子，全新規(guī)劃設計一套先進和完善的設備管理體系。

3）數(shù)據(jù)入庫唯一原則，堅持數(shù)據(jù)的入口唯一原則，確保數(shù)據(jù)的準確和一致，堅持數(shù)據(jù)源端維護、全局共享，并通過系統(tǒng)形成責任隨業(yè)務傳遞的數(shù)據(jù)維護體系，杜絕二次重復錄入現(xiàn)象。

4）同步管理制度優(yōu)化精益管理原則，同步進行管理制度文件體系優(yōu)化設計，進行全面的管理提升。針對精益化管理提出建議和信息化支撐工具。

2.系統(tǒng)功能架構(gòu)設計

在總結(jié)行業(yè)經(jīng)驗和教訓基礎上，結(jié)合國際先進理念與技術(shù)，設計一套符合地鐵公司的設備設備信息系統(tǒng)，系統(tǒng)采用分級設計的方式，主要分為三個層次，分別是公司級層面、分公司級層面（專業(yè)子模塊）、線路級層面。具體業(yè)務功能框架結(jié)構(gòu)如下圖：

1）運營公司層面的設備管理系統(tǒng)建設，需立足全局，著眼長遠效益，強化風險管控、打通橫向協(xié)同、優(yōu)化資源配置、夯實管理基礎，確保設備管理體系的持續(xù)改進。

2）各分公司執(zhí)行層面的專業(yè)子系統(tǒng)建設，按照體系化、數(shù)據(jù)化、精益化原則，通過TPM&RCM設備運維體系深入的推進，將設備全生命周期管理的風險辨識與控制作為主線，貫穿設備管理過程。承接運營公司各項管理要求，實現(xiàn)管理落地。

3）線路級層面是指生產(chǎn)底層，指各生產(chǎn)系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)等。通過數(shù)據(jù)接口采集線路級層面的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理、計算，為應用管理層提供數(shù)據(jù)支持。

3.系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設計

地鐵設備管理信息系統(tǒng)全部統(tǒng)一采用目前流行的B/S架構(gòu)，客戶端支持PC終端、移動終端的跨平臺訪問，終端主要采用兩個訪問方式：瀏覽器訪問、APP訪問。服務器端需部署統(tǒng)一的軟件支撐，主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件、圖形處理系統(tǒng)以及相應的運行環(huán)境。

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)設計原則：

1）與應用匹配：選擇滿足現(xiàn)在和未來一定時期內(nèi)應用系統(tǒng)發(fā)展需要的基礎設施，在滿足現(xiàn)有需求的基礎上適當?shù)厝哂?，避免過度投資。

2）保護已有投資：注重對現(xiàn)有設備的升級和保護。

3）標準化：采用標準化的技術(shù)基礎設施，降低采購、培訓和維護成本;硬件設施及平臺軟件配置標準化，簡化軟件推廣過程，容易實現(xiàn)更有效的技術(shù)支持。

4）技術(shù)先進性：選擇在未來一定時期內(nèi)不會被淘汰的技術(shù)和設備，保護投資。

5）前瞻性：設計實施考慮未來可預見需求。

6）穩(wěn)定可靠：采用主流的成熟技術(shù)進行信息化技術(shù)基礎設施設計和項目實施。

7）可擴展性：選擇擴展能力強的設備，滿足業(yè)務的擴張需求。

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)框架：

設備管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)規(guī)劃重點放在整體、高層次技術(shù)體系架構(gòu)規(guī)劃，確定整體的技術(shù)框架布局、選型和發(fā)展方向，確保技術(shù)體系有足夠的能力來支撐設備管理信息化的整體IT發(fā)展戰(zhàn)略。南京地鐵設備管理系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)架構(gòu)重點關(guān)注如何滿足應用系統(tǒng)的技術(shù)性，安全性要求、性能要求、可伸縮性要求，部署要求、靈活性要求。總體技術(shù)框架如下：

如上圖所示，技術(shù)架構(gòu)可以劃分為四大框架：信息門戶框架、應用集成框架、數(shù)據(jù)整合框架、數(shù)據(jù)分析應用框架。

1）信息門戶框架，信息門戶框架的目標是通過信息門戶為員工提供統(tǒng)一的辦公界面，除了共同使用的辦公協(xié)同系統(tǒng)外，內(nèi)部門戶還可以將設備系統(tǒng)、EAM系統(tǒng)、中央采購系統(tǒng)其他系統(tǒng)等不同的應用系統(tǒng)的界面統(tǒng)一起來，通過菜單、按鈕或者鏈接等方式根據(jù)不同的用戶特征使用一定的框架展現(xiàn)出來實現(xiàn)表示層的集成，并采用單點登陸的方式實現(xiàn)統(tǒng)一登陸。

2）應用集成框架，應用集成框架用于解決業(yè)務系統(tǒng)之間的協(xié)同問題?？梢苑譃橄到y(tǒng)內(nèi)的流程協(xié)同以及系統(tǒng)之間的流程協(xié)同。系統(tǒng)內(nèi)的業(yè)務流程協(xié)同，例如工作許可審批流程等，可采用系統(tǒng)本身的工作流引擎進行驅(qū)動和實現(xiàn)，這些引擎須采用業(yè)界的工作流標準。跨系統(tǒng)間的流程協(xié)同：流程集成采用SOA架構(gòu)的方式進行，而非原有點對點開發(fā)的方式，即將這些流程封裝成Web服務，采用SOA的流程管理引擎（BPEL）協(xié)議在統(tǒng)一的面向服務的企業(yè)服務總線（ESB）進行跨系統(tǒng)甚至跨企業(yè)間的業(yè)務流程整合。通過這種方式進行的流程集成具備靈活性高，移植性好的優(yōu)點，能夠較好的解決企業(yè)因為管理的不斷提升所帶來的流程變更頻繁的問題。

3）數(shù)據(jù)集成框架，數(shù)據(jù)集成框架主要解決數(shù)據(jù)之間交換共享的問題。搭建ESB總線，在此基礎上，形成公司的數(shù)據(jù)交換規(guī)范，進一步建立和規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)據(jù)字典（元數(shù)據(jù)）庫，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)交換需求進行統(tǒng)一部署，其主要的業(yè)務運營數(shù)據(jù)都可采用集中的方式由業(yè)務系統(tǒng)統(tǒng)一進行維護和管理。

4）數(shù)據(jù)分析應用框架，分析應用框架為決策支持系統(tǒng)服務。通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)集成框架構(gòu)建分析決策的主題數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)集市，為不同的業(yè)務部門、不同的角色提供其所需的各種分析報告、統(tǒng)計報表，為決策支持提供數(shù)據(jù)支撐。

4.系統(tǒng)部署架構(gòu)設計

利用云計算以及虛擬化技術(shù)進行統(tǒng)一部署，打破傳統(tǒng)的“豎井式”部署模式，構(gòu)建面向各種業(yè)務應用的統(tǒng)一的計算與存儲平臺，實現(xiàn)對計算與存儲資源的統(tǒng)一劃撥、靈活擴展和集中管控，充分利用現(xiàn)有硬件資源，結(jié)合虛擬化系統(tǒng)的優(yōu)勢，靈活有效的分配硬件資源，將服務器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務器轉(zhuǎn)變成多臺相互隔離的虛擬服務器，不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實現(xiàn)服務器整合，對業(yè)務的變化更具適應力，設備管理信息系統(tǒng)硬件部署架構(gòu)設計圖如下所示：

主要的優(yōu)勢如下：

1）降低能耗，整合服務器通過將物理服務器變成虛擬服務器減少物理服務器的數(shù)量，可以在電力和冷卻成本上獲得巨大節(jié)省。據(jù)中心里服務器和相關(guān)硬件的數(shù)量，企業(yè)可以從減少能耗與制冷需求中獲益，從而降低IT成本。

2）節(jié)省空間，使用虛擬化技術(shù)大大節(jié)省了所占用的空間，減少了數(shù)據(jù)中心里服務器和相關(guān)硬件的數(shù)量。避免過多部署在實施服務器虛擬化之前，管理員通常需要額外部署一下服務器來滿足不時之需。利用服務器虛擬化，可以避免這種額外部署工作。

3）節(jié)約成本，使用虛擬化技術(shù)大大削減了采購服務器的數(shù)量，同時相對應的占用空間和能耗都變小了，可節(jié)約大量成本資源。

4）提高基礎架構(gòu)的利用率，通過將基礎架構(gòu)資源池化并打破一個應用一臺物理機的藩籬，虛擬化大幅提升了資源利用率。通過減少額外硬件的采購，企業(yè)可以獲得大幅成本節(jié)約。

5）提高穩(wěn)定性，提高可用性，帶來具有透明負載均衡、動態(tài)遷移、故障自動隔離、系統(tǒng)自動重構(gòu)的高可靠服務器應用環(huán)境。通過將操作系統(tǒng)和應用從服務器硬件設備隔離開，病毒與其他安全威脅無法感染其他應用。

6）減少宕機事件，遷移虛擬機服務器虛擬化的一大功能是支持將運行中的虛擬機從一個主機遷移到另一個主機上，而且這個過程中不會出現(xiàn)宕機事件。有助于虛擬化服務器實現(xiàn)比物理服務器更長的運行時間。

7）提高靈活性，通過動態(tài)資源配置提高IT對業(yè)務的靈活適應力，支持異構(gòu)操作系統(tǒng)的整合，支持老應用的持續(xù)運行，減少遷移成本。支持異構(gòu)操作系統(tǒng)的整合，支持老應用的持續(xù)運行，支持快速轉(zhuǎn)移和復制虛擬服務器，提供一種簡單便捷的災難恢復解決方案。

5.系統(tǒng)管理風險與對策

1）風險：設備管理信息系統(tǒng)會帶來管理上、工作方式上的變革，可能會導致使用者對設備管理系統(tǒng)的抵觸心理。

對策：一是采用試點的做法，以點帶面，以試點帶全部。通過試點運用來總結(jié)成果和教訓，在全面運用和推廣中降低管理難度和推廣復雜程度;

二是建立宣貫小組，負責宣傳、溝通、團隊精神激勵、培訓、聽取反饋等工作，促使設備管理系統(tǒng)實施帶來的轉(zhuǎn)變能夠順利進行。

1）風險：設備管理信息系統(tǒng)在實施階段和運行初期會給地鐵公司基層工作人員帶來更多的工作量。

對策：提前宣貫設備管理信息系統(tǒng)建設會對公司、分公司以及基層管理產(chǎn)生的效益和影響;做好基層員工的培訓工作，將運用設備管理信息系統(tǒng)對其工作量影響降低到最小。

2）風險：設備管理系統(tǒng)建設的同時，需要重視信息制度的建設。

對策：信息化建設應跟上配套的管理制度并且有效堅決的執(zhí)行。

6.結(jié)語

地鐵設備管理信息系統(tǒng)的研究與設計，目的就是利用先進的信息化手段實現(xiàn)對設施設備的全生命周期管理，達成“提高設備可靠度，降低設備故障率;提高設備使用壽命，降低設備維修成本”的核心目標，滿足和促進地鐵軌道交通的快速、穩(wěn)定、可持續(xù)健康發(fā)展，可以預見，它必將引領(lǐng)地鐵設備管理信息化技術(shù)革新的浪潮，開創(chuàng)地鐵設備管理信息化的新時代。

參考文獻：

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