基于集成创新的地铁综合监控系统接口管理研究

文｜杭州市地铁集团有限责任公司 余斌

1 引言

轨道交通工程是城市基础设施工程建设的重要组成部分，对其他的专业工程有着重要的影响。轨道交通建设工程一般是一个城市建设历史上投资规模较大、建设周期较长、涉及面较广的城市基础设施工程，艰巨而复杂。以杭州地铁为例，该市轨道交通首期规划工程长达68公里（可能后期规划延长），就新建地铁的城市而言，一次性建造这么大的规模，在国内外也属罕见。特别是地铁的接口众多，不仅有车站与城市周边接口、土建与机电接口、还有机电与机电接口，地铁机电系统就10多个，专业和专业之间存在着纷繁复杂的接口，所以如何改善接口之间的管理，提高接口的管理效率、减少管理成本、保证接口质量是摆在地铁建设者面前的重要课题。

在任何建设项目中，无论项目的大小都会存在接口管理问题，项目越大，接口管理越复杂，接口管理的问题就越多。在具体的项目实施过程中，各种问题的发生与扩大往往与接口之间有着密不可分的内在联系；在工程项目管理过程中，众多问题及其关键节点也主要体现于项目接口管理上。项目接口管理从另外一个角度对管理全过程进行检验，有利于发现问题的根源所在，从而为改善项目接口管理过程、方法和手段提供更多的创新机会。进一步完善项目管理理论和工程实践的需要。

接口管理是保证工程项目工序顺利推进的基础，是一个企业和行业项目管理水平的重要体现。它对保证企业开发新产品、工程项目顺利完成都具有十分重要的意义。

2 地铁综合监控系统接口管理概述

轨道交通综合监控系统（ISCS）是以现代计算机、网络、自动化和信息技术为基础的大型计算机集成系统，系统集成了多个地铁自动化专业子系统，并在统一的集成平台支持下对地铁各专业进行监视、控制和管理，实现各专业系统的信息共享及系统之间的联动控制功能。系统的实施将保障地铁的正常运行，提高对事件的反应能力和处理速度，最大限度地保证列车、乘客和工作人员的安全，提升轨道交通的服务质量和综合运营效率，同时，为实现城市轨道交通现代化运营管理提供基础信息。（如图1所示）

地铁综合监控系统项目工程的特点是系统接口十分复杂：一是子系统多，接口系统多，与全部的机电系统均存在接口；二是接口形式多样，综合监控系统与其他系统的接口或以数据接口存在，或以物理接口存在；三是接口管理难度大，综合监控系统与众多子系统的接口管理是工程实施过程中的难点之一，各子系统协议各不相同，综合监控系统需要建立一个统一的协议平台，并对各子系统进行协调，不仅仅包括技术协议上的协调，同时也需要根据工程的进度，对工程项目管理的时间进行协调。

3 集成创新接口管理分析

地铁综合监控系统接口管理工作十分复杂，按照既定的综合监控系统与各个子系统的接口关系，综合监控系统作为集成方，对各个集成子系统进行了集成化的接口设计，对互联子系统进行了互联接口设计。

1）中央互联的系统

中央综合监控系统集成和互联下列各系统，同时实现中央级系统间的联动功能：广播系统（PA）、闭路电视系统（CCTV）、乘客信息系统（PIS）、信号系统（SIG）、时钟系统（CLK）、自动售检票系统（AFC）、通信综合网管系统。

2）车站集成和互联的系统

＞＞图1 轨道交通监控系统构成示意图

车站级综合监控系统集成和互联下列各系统，同时在各系统间将实现车站的联动功能：集成系统变电所自动化系统（SCADA）、火灾报警系统（FAS）、环境与设备监控系统（BAS）、门禁系统（ACS）、屏蔽门系统（PSD）、隧道感温探测系统；互联系统、广播系统（PA）、闭路电视系统（CCTV）、乘客信息系统（PIS）、气体灭火系统。

3）控制中心大楼集成和互联的系统

控制中心大楼集成和互联的系统火灾自动报警系统（FAS）、环境与设备监控系统（BAS）、 门 禁 系 统（ACS）、安防系统。

4）车辆段/停车场集成和互联的系统

车辆段/停车场集成和互联的系统变电所自动化系统（SCADA）、火灾报警系统（FAS）、环境与设备监控系统（BAS）、门禁系统（ACS）、安防系统。（如图2所示）

3.1 地铁综合监控系统接口集成创新的成本管理

地铁综合监控系统成本控制的基本原则是：以业主需求为导向、保证质量为前提，过程控制为环节、规范操作为手段，提高资金使用效率为目的。项目经理及项目团队完成接口相关工作时，通过对相关通信协议进行评估，向业主提出合理化建议等方式，可以有效避免因通信协议开发引起的额外成本。此外，本工程系统采用集成创新的方法，使用通用的、开放的、模块化的设备和软件平台，避免了因后续线路的接入而带来的过多的设备变更和软件变更、软件开发等，有效减少了后续工程的成本；本工程还采用集成创新的手段把同类的设备和专业进行整合，减少了接口的人力成本、时间成本、设备成本等。进一步，通过与业主共同制定符合地铁的综合监控系统项目的接口管理标准，将本项目和后续线路的项目纳入统一接口管理标准下实施，以减少接入费用和运营维护费用。

如杭州地铁1号线综合监控系统接口管理数量巨大，要与67单位进行接口谈判，接口管理覆盖面广，如设计接口、施工接口、设备接口、软件接口等等，每个接口从设计到实施都要耗费大量的人力财力，故对接口的有效管理是相关成本管理的关键。

在地铁综合监控系统接口实施过程中，我们运用集成创新的手段把接口设备和专业进行了详细分类，如隧道火灾探测系统、气体灭火系统、火灾自动报警系统原来都是分别和综合监控系统接口，我们发现同为火灾报警和防范系统，我们建议先把三个专业集成到火灾报警系统再统一与综合监控系统接口，并把它们统一在一个标段招标，减少接口数量和接口的不标准性。经调研国内部分集成商具备这个能力，最终我们在杭州地铁1号线选择了这种方案，减少接口数量74项。

从业主方的角度利用集成创新的手段节约了大量成本。承包商在项目接口实施过程中也有很多可以利用集成创新的手段节约接口成本的途径。比如还需特别注意做好资金计划，节约投资，特别是针对现场设备在安装过程中会产生大量丢失、损坏的现象；在人力资源方面，要做好人员的合理安排，减少资源浪费；还应留意审查资金支付条件 、资金控制 、躲避风险，及时掌握市场原材料价格的变化，规避市场风险等等。

＞＞图2 城市轨道交通综合监控系统接口示意图

3.2 地铁综合监控系统接口集成创新的进度控制

项目接口进度控制也是接口管理中很重要的一个组成部分。进度计划和进度控制受到外部系统单位的进度、各设备供货商合同执行时间差异、项目总体进度的关键点控制以及不可预见的状况等的制约，故各阶段的实施计划、月度计划的编制以及计划的实施要做到可操作性和完全按照计划执行。

当实际结果与计划有偏差时，我们用集成创新的手段对计划作适当的修正，并对修正后的计划进行严格的控制，确保计划顺利实施。

由于接口设备合同单位多、执行时间有差异、各合同单位管理方式或管理能力参差不齐，在接口阶段的初期，汇集接口各方的实施计划，运用Microsoft Project软件把各方的进度计划体现在一个框架内，提炼出关键路径，影响关键路径的必须进行计划调整。工程执行期，利用甘特图密切追踪每个重要节点的进度完成情况，及时督促及时整改，确保计划严格执行。

在实现接口进度控制过程中我们可以采取了以下措施：第一，明确接口设计文件的深度、完整性及各专业接口实施时所应注意的问题（相关失误所对应的处罚措施）。第二，明确接口技术方案要敢于创新，敢于使用新技术、新方法。第三，明确接口测试工作多在实验室和工厂进行，充分利用实验室和工厂的良好条件，把接口问题消化在工程现场之外。第四，利用集成创新的手段，采用Project工程管理软件优化接口进度计划，根据接口的难易程度把接口进行分类，采用先易后难各个攻坚的策略，对工程项目接口进度进行有效管理。

总之，为了控制地铁综合监控系统接口进度问题，我们可以把所有的硬件接口、软件接口、施工工序接口等所有接口根据工序、时间、工程配合进行分类，采用集成创新的手段把部分工序进行合成、把时间根据接口的开展情况进行再调整，把设备进行分类采用同类设备同种接口协议、同时调试的方式节省调试时间，采用创新理念引进新技术新方法减少接口复杂程度，节省接口开发时间等等。

3.3 地铁综合监控系统接口集成创新的质量管理

地铁项目接口质量管理是地铁项目接口管理中的重中之重，项目成本控制的再好，项目进度进展的再快，质量不合格所有的努力都是徒劳。所以管理好项目接口的质量非常关键，是项目建设者和项目管理者必须关注的焦点。但是大部分项目在建设过程中或多或少都存在接口质量不过关的事情发生。

在地铁综合监控系统接口管理过程中，从设计院图纸开始严把接口质量关，通过兄弟地铁调研、厂家交流、方案征集等手段广聚资源，把收集来的资料进行分类，如可以直接应用的、需进一步研究的、需进行技术创新的等，对需要技术创新的我们在招投标、设计联络阶段就明确下来，让投标人和集成商进行技术研究，待条件成熟还需进行接口技术测试，保证到达工程现场前是安全可靠的。

下面以杭州地铁1号线综合监控系统与视频监控系统（CCTV）的接口方案为例，详细分析集成创新在接口质量管理的过程的作用。如；

1）视频监控系统分车站视频监控系统和车载视频监控系统。

2）车站视频监控系统画面要求在车站和控制中心都可以调用，而车载视频监控系统要求仅控制中心可以调用，并且运营要求综合监控系统在集中站（每个集中站管辖3个普通站）能调用普通站的视频图像。

3）经各方研究后发现通信系统的带宽不够，这时我们就接下了这个任务，但是国内地铁没有成熟的案例，为了满足运营的需求我们通过技术创新，改变了原来的综合监控系统网络架构，从双环网方案修改为单环双链路聚合方案，把网络带宽从1K兆提高到2K兆，把通信前端处理器前置调整为交换机前置。

4）为了确保新技术方案稳定可靠，确定这个新的接口技术方案后，我们引进了6σ质量管理思想，即DMAIC（确定-测试-分析-改进-控制）。如：首先，确定这个技术方案的目标是在综合监控系统上调用清晰的视频图像；第二，接口双方根据需求进行软件开发，同时在实验室搭建测试平台，浙大中控依据杭州地铁实际借来了服务器、交换机、通信前端处理器、视频服务器、摄像头等硬件设备，条件成熟双方到实验室测试；第三，第一次测试工作站CPU符号超过30%，而且调用图像是速度缓慢，经过双方共同分析发现是视频编解码软件的问题；第四，视频监控系统厂家华三对软件进行了改进，浙大中控对工作站CPU进行了升级，经再次测试CPU负荷降到20%一下，视频图像切换速度也很快了；最后，控制，即推广和实施。杭州地铁后续线路遵照此执行，很多兄弟地铁也开始关注和借鉴。

通过以上案例可以得出集成创新不仅解决了用户的需求，还为接口技术方案的改进提供了平台。

在杭州地铁1号线综合监控系统工程项目接口质量管理中，运用接口驱动检测表，对轨道交通各个专业的接口进行详细检测，并对接口测试记录进行编号，运用集成的方法完成各个接口间的检测，实现综合监控系统的互联互通，实现了系统集成管理的理念。

4 结论与展望

地铁综合监控系统接口管理是轨道交通工程项目管理中的一个重要部分，轨道交通的工程管理还涵盖了众多部分的管理内容，如施工组织管理、文档管理、计划管理、安全管理、货物管理、资金管理等等。从综合监控系统接口管理的集成创新可以对轨道交通行业内其他管理有很好的帮助和借鉴意义。

通过对地铁综合监控系统接口集成创新的项目管理的分析，对集成创新模式在实际工程管理中的作用进行了可行性、可移植性等方面的研究，证明集成创新模式在轨道交通工程管理中具有良好的效果。目前，全国近50个城市正在如火如荼进行地铁工程建设，随着国内计算机技术、自动化技术的不断发展，集成化的趋势已经日趋明朗，因此综合监控系统接口的集成创新管理将是今后轨道交通工程管理中的一个重要课题，集成创新的理念可以很好的移植到轨道交通工程项目接口管理中。建议引入集成创新方法和手段在地铁工程建设中对设计单位、监理、施工单位、供货商等进行管理。