城市轨道交通建设安全管理信息系统设计

王志华 徐田坤 梁青槐

(北京交通大学土木建筑工程学院 北京 100044)

目前，国内城市轨道交通信息化管理主要集中在施工过程中的风险管理，对于城市轨道交通建设过程中发生的事故还没有实现信息化管理。构建城市轨道交通工程的建设安全管理信息系统，以数字化技术手段处理轨道交通工程项目全过程安全管理问题，实现工程建设信息资源共享、协调和充分利用，为管理部门及时提供建设安全重大问题的决策依据，同时为建立城市轨道交通建设安全事故专家系统奠定坚实的数据基础，对我国城市轨道交通建设安全具有重要意义［1］。

1 系统目标分析

本系统的建设主要实现以下目标:建立完整的国家、省市级城市轨道交通工程建设安全事故数据库，实现建设事故信息的统一管理;开发功能完善、方便实用的城市轨道交通建设安全管理系统，实现数据维护、更新、查询和显示、统计与分析、制图与输出打印过程的信息化管理，可随时调看事故调查报告、视频及相关法律法规等资料;实现事故资料的标准化，保证事故信息的准确性和权威性;实现建设安全事故的多级网络化管理和Internet上事故调查信息的发布［2］。

2 系统需求分析

本系统开发的目的是基于建设事故数据，统计分析城市轨道交通建设中存在的安全隐患，分析其事故原因，积累事故经验教训，从而为城市轨道交通的管理和建设者提供决策依据，以便及时采取有效措施，改善城市轨道交通建设的安全状况。

2.1 系统用户需求分析

城市轨道交通建设安全管理参与者可分为4类。

1)政府管理部门。根据安全管理的业务流程可以分为3类用户:住房与城乡建设部、省级政府主管部门和市级政府主管部门。作为系统的主要用户，要求系统能对信息进行综合统计和分析，得到事故产生的主要原因以及常见事故的处理措施。

2)城市轨道交通建设管理单位。通过系统建设，获得3方面的信息服务，一是学习、借鉴全国各城市轨道交通建设工程出现的险情、事故的经验教训，从而提高自身的管理水平。二是了解某个城市轨道交通工程建设相关单位在全国其他城市的工程业绩，掌握负责本市工程的项目经理是否还在别的工程中兼任项目经理等情况，为具体的项目管理提供辅助。三是能够随时掌握现行的城市轨道交通工程质量安全管理相关的法律法规、标准规范和管理制度、办法，为业务工作提供便利;同时，需要将本市的轨道交通工程建设情况、工程施工过程中出现的险情及采取的针对性措施、本单位自行负责调查处理并已经有结论的一般事故等记录到系统中，作为电子台账供随时查询。

3)城市轨道交通建设的相关生产单位。要求能对历年轨道交通建设事故资料进行深入了解和分析，查找建设事故发生的主要原因，以便减少城市轨道交通建设过程中事故的发生。

4)城市轨道交通安全研究人员。要求有比较全面的事故资料，为建设安全研究提供可靠的数据资料，逐步建立轨道交通建设安全专家分析系统，最终更好地为轨道交通建设服务。

表1阐述了各用户的主要职能及权限分配。

表1 城市轨道交通建设安全管理系统用户

2.2 系统功能需求分析

在用户业务需求的前提下，系统在功能方面有如下需求。

1)数据录入、维护功能。能录入线路、工程险情、事故等信息，并对自己录入的信息进行维护。

2)信息检索和查询功能。实现按不同指标进行检索和查询(事故时间、地点、分类、原因、伤亡人数、经济损失、责任单位等)。

3)统计分析功能。按照不同的分类对数字信息进行统计分析，并按照不同需要对统计结果以图表形式直观地显示出来。

4)报告生成功能。生成事故报告、事故调查报告等单个事故报告，以及综合统计的年度事故报告。

5)接受舆论监督功能。对网上针对事故的舆论监督信息进行采集，督促将事故信息及时准确录入。

6)现行法规查阅功能。通过系统查阅与城市轨道交通工程质量安全管理相关的现行法律法规、标准规范、管理制度和办法。

7)查阅相关单位的工程业绩情况。

8)查阅项目经理承担项目的情况，甄别是否有同时兼任多个项目的问题。

9)其他辅助功能，如数据导入、导出及转化。

3 系统设计

3.1 总体架构

根据轨道交通建设管理组织架构和事故数据的传递流程，要求必须采用Web模式，系统计划采用业界领先的分布式多层结构进行开发，包括数据层、Web服务器层和表现层。在技术应用方面，采用3层体系结构，具有较强的可扩充性、安全性。系统数据流程如图1所示。

图1 系统工作流程

结合轨道交通建设安全管理的业务流程，经过对3个层次进一步细化，管理系统总体架构决定采用4层架构模式:基础软件层、数据层、应用层和用户层。基础软件层是管理系统的底层，提供数据逻辑架构和系统开发工具。数据层存储管理信息系统的业务数据，分为5个模块:城市轨道交通工程基础信息、事故与险情信息、法规库、单位及人员库、数据标准集。应用层作为系统的操作层面，是用户和系统的接口。用户层面向业务层面，根据城市轨道交通建设管理体系业务流程分三大类用户:住房与城乡建设部用户、省市政府管理部门用户和建设管理单位用户。各层级间关系及业务如图2所示。

该管理系统基于Windows Server 2003操作系统，采用组件模块化设计，采用.net和xml等企业级技术应用开发，数据库系统使用SQL Server 2005。

系统网络部署如图3所示，考虑项目为全国性的，将系统部署在外网。

3.2 功能模块设计

系统主要包括9个功能相对独立的模块:线路概况模块、工程事故模块、统计分析模块、舆论监督模块和系统管理模块及相关业务模块等。

3.2.1 线路概况模块

主要包括在建、已建的城市轨道交通工程的总里程情况、建设周期、投资金额、工程所属线路的基本情况。该模块记录了施工标段内容、施工工法、敷设方式以及相关的勘察、设计、施工、监理、监控测量单位及各单位的项目经理等信息。同时系统提供了针对这些信息的录入、维护与多条件组合查询的功能。该模块的功能结构如图4～图5所示。

3.2.2 工程事故模块

工程事故模块是系统的核心内容，包括事故基本信息、事故损失信息、事故类型信息、事故原因信息、事故结论信息几大类，涵盖了事故名称，所属线路及标段，事故发生的时间、地点、季节、天气，事故的经过，事故发生地的埋深或基坑深度、水文、地质情况，周边管线情况;事故的人员伤亡情况，财产和设备损失，事故等级、类型;处置措施、事故原因、事故责任、参与专家、防范整改情况和经验教训等。系统实现了针对这些事故信息的录入、维护与多条件组合查询的功能，该模块的功能结构如图6所示。

根据功能结构以及详细的设计文档，设计工程事故功能模块界面如图7所示。

3.2.3 统计分析模块

统计分析功能能够实现用户对自己管辖范围内的工程基础信息和工程质量安全信息的汇总、条件筛选和统计分析等，可随着信息库中数据的积累，不断增加新指标项的统计分析功能。目前该模块主要包括里程信息汇总统计、线路信息汇总统计、标段信息汇总统计、事故信息汇总统计、险情信息汇总分析、区域质量安全情况、线路质量安全情况、标段质量安全情况、单位质量安全情况9类基础性的统计分析功能。其中，事故信息统计模块是核心功能，分别按照不同指标汇总统计，以饼状图或柱状图的形式表示项目数据，提供给用户直观的表达方式。图8为统计分析模块中的事故损失统计界面。

图8 事故损失统计界面

3.2.4 舆论监督模块

舆论监督模块在网络上开放接口，一是可以及时掌握建设安全事故信息，避免信息报送不及时，防止建设单位漏报、瞒报等情况;二是方便公众监督，公众可以通过这个接口上报信息，并且直接进入安全信息系统中，由管理人员进一步处理，同时自动记录上报电脑地址，作为监督，防止恶意上报。各级用户都能够在系统中查看网上对自己管辖范围内的城市轨道交通工程事故的舆论监督信息。

3.2.5 系统管理模块

系统管理模块主要是维护系统日常工作和用户管理，包括用户登录管理、用户登录日志管理和用户权限管理模块，其详细功能如图9所示。

图9 系统管理模块的功能结构

3.3 系统数据库建模

数据库是信息管理系统中非常重要的一个环节，企业的数据存储和企业运营中各个环节的管理都离不开数据库的支持。良好的数据库设计，将大大减少数据的冗余率，提高数据库系统空间的利用率和信息检索的速率［3］。数据模型要消除更新异常，并尽可能地减少数据冗余，同时还要考虑它与外模式有关的应用软件设计之间的相互适应性［4］。通过专业的数据分析、建模工具，本系统完成了涉及线路信息，工程及工程相关单位、项目经理信息，事故及险情信息，法律法规信息，专家信息，用户管理的数据库设计。

4 结语

城市轨道交通工程建设的安全性和可靠性，不仅综合反映了城市轨道交通建设的安全管理水平和服务质量，更是关系到人民生命财产安全的大事。因此，建立城市轨道交通建设安全管理信息系统是十分必要的。系统通过信息化的手段，利用数据库和信息管理技术，实现了事故信息、险情信息的电子化、规范化保存，为利用样本数据进行科学的统计与分析，总结分析事故发生的规律及危害，进而为有针对性地加强管理力度和措施保障提供了完整的数据储备。

任何缺乏真实可靠数据的管理系统都是无本之源，要真正将质量安全管理系统用起来并且用好，还需要做好如下两方面的工作。

1)管理制度要为系统的推行提供充分的支持，并保证数据来源真实可靠及实现事故数据的及时更新。

2)进一步做好系统的用户培训工作。作为城市轨道交通建设项目，该系统涉及面广，使用人员多，培训工作的难度大，需要拓宽思路、灵活采用多种方式。

［1］赵彦懿.城市轨道交通建设项目管理信息系统概念性设计［J］.电脑知识与技术，2011，7(22):5297-5306.

［2］韩瑜.土地开发资源信息管理系统的设计与实现［D］.大连:大连理工大学，2008.

［3］梅琴.基于Ajax的煤矿安全管理信息系统的设计与实现［D］.大连:大连理工大学，2008.

［4］谢贤平，赵梓成.安全事故信息数据库应用系统的研究［J］.有色金属，1996，48(2):15-19.

［5］崔艳萍，唐祯敏，李毅雄.城市轨道交通现代安全管理体系构建初探［J］.中国安全科学学报，2005，15(3):43-48.

［6］薛华成.管理信息系统［M］.北京:清华大学出版社，2007.

［7］冯玉才.数据库系统基础［M］.武汉:华中科技大学出版社，1993.