动车组技术变更项目信息管理系统设计与实现

韩子威

（中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081）

我国动车组车型种类多、技术含量高、运输组织规模大、修程修制及工艺流程复杂[1]，其运用和检修方式与既有机车、车辆存在较大差异[2]。随着动车组信息管理规范化水平的不断提高，对动车组技术变更项目流程规范提出了更高要求。动车组技术变更项目方案技术含量高、信息量大、类别类型多，其各部分内容相互引用关联[3]。当前，我国动车组对于源头质量等技术变更项目技术信息仍沿用传统的非结构化文件方式编制，中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）通过集中会议的方式组织造修企业、相关铁路局以及监理验收单位共同制定各类技术变更相关方案，整个过程中文件编写成本高、维护更新困难、沟通协调不畅。目前缺少一个统一的沟通协作平台，实现对编辑、校对、审核、发布各项任务的协同管理。

并且，各铁路局单位和造修企业，均有长年从事动车组技术变更项目管理，具备丰富工作经验的技术和管理人员，但是未能将技术平台宝贵的经验积累下来。铁路局出现问题时，经常需要造修企业参与解决。技术工作紧迫繁重，需要大量时间处理问题，以保障动车组的安全运营。因此，需要建立统一的技术信息共享平台，作为全路最权威的技术信息发布出口，并且与路内各种信息系统实现数据共享和业务集成。

设计和开发一套动车组技术变更项目信息管理系统，实现对动车组源头质量、加装改造等项目从认定、整治申请到最终评价审核的全生命周期信息化管控。从而达到规范过程控制、提高作业效率、服务现场管理的目标。

1 系统总体架构

1.1 系统架构设计

动车组技术变更项目管理系统针对国铁集团—动车组技术中心—造修企业—铁路局四级管理体系，实现动车组技术变更项目全流程体系的信息化管控。总体架构，如图1所示。

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系统在开发逻辑架构上共划分为四层，分别是基础设施层，数据层，应用中间件层和系统应用层[4]。逻辑架构，如图2所示。

图2 系统逻辑架构

（1）基础设施层：包括网络、硬件设备、操作系统及相关系统软件。

（2）数据持久层：包括集中数据库、本地相关信息化系统和数据接口、外部相关信息系统的数据接口，以及提供信息共享和交换的处理机制。

（3）业务逻辑层：提供支持上层应用的领域框架、工作流引擎、基础类库、通用模版等。

（4）系统应用层：提供动车组技术变更业务管理相关的应用功能、辅助应用系统配置与管理的相关功能。同时，该层提供系统应用服务接口，通过该接口可以为其他信息系统提供业务数据。

1.2 系统流程设计

动车组技术变更项目信息管理系统业务流程需求，如图3所示。

图3 系统业务流程需求

1.2.1 认定单流程管理

认定单流程管理包括铁路局及造修企业提交认定单两部分内容。针对铁路局车辆部门提交的确认单，由造修企业签字确认，由铁路局车辆处处长签批。由铁路局车辆部门录入信息管理系统，并向造修企业和其他铁路局、动车组技术中心、监造验收部门推送通知。针对造修企业提交的确认单，由造修企业主管领导签批，并录入信息管理系统。并向铁路局、技术中心、监造验收部门推送通知。认定单流程管理流程，如图4所示。

1.2.2 申请单流程管理

申请单流程管理是指根据认定单由造修企业进行申请，并将整治申请单录入信息管理系统。授权造修企业总工、主管售后的副总签批权限。申请单中的所属系统、故障部件按照功能分类进行选择；车型可多选；整治范围为标准车号；一类技术变更是评审，二类技术变更是备案。在申请单中需明确填写故障属性（影响运营安全、影响运营秩序、影响运用效率）、变更类别（I、II类）、变更类型（结构类、软件类，可多选）等关键信息。申请单提报之后，10个工作日内由技术中心完成评审或核备，其中需要评审的，由技术中心上传专家评审意见。

图4 认定单流程管理流程图

1.2.3 源头质量整治流程管理

各配属铁路局在源头质量问题通知下发后的7个工作日内完成整治计划录入。每列动车组整改完成日期由造修企业在整改工作完成后3个工作日内录入系统，铁路局在之后3个工作日内确认。其中，高级修车组由造修企业按交付日期录入完成时间。

1.2.4 源头质量整治完成管理

源头质量整治完成后，需填写整治效果评价，由各铁路局分别录入，每3个月汇总评价一次。如有再次发生故障的情况，应3个工作日内录入评价结果。对于经动车组技术中心确认整治效果不良的，应返回源头质量问题申请流程重新开始。对于整治效果符合要求的，由动车组技术中心根据各铁路局整治效果评价结果进行关闭，整治完成。

1.2.5 源头质量设计优化建议

对于整治完成的项点，由动车组技术中心提出设计优化建议，并纳入后续动车组采购技术条件。系统中设置“设计优化建议”和“是否纳入采购技术条件”两个功能，由技术中心在整治完成后1个月内填写完毕。

2 系统应用和实现

2.1 系统功能实现

动车组技术变更项目信息管理系统功能划分多级用户，分别为国铁集团、动车组技术中心、铁路局、造修企业和监造、验收部门。其中，动车组技术中心、铁路局、造修企业又分为经办人和签批人2种角色。在系统登录页面中输入用户名和密码后进行登录。主要角色权限描述，如表1所示。

表1 各级用户权限

（1）行政管理员：行政管理员主要针对国铁集团及监造、验收部门的相关用户使用。该类用户为技术变更项目的监督主体。行政管理员拥有查询和下载附件的权限，可以查询下载所有相关单据的详细信息，但不具有编辑及审核等操作权限。行政管理员对技术变更项目整体流程监督。并且可以使用系统中流程跟踪、统计分析和信息发布等公用模块。

（2）经办人：经办人主要针对造修企业、铁路局及技术中心用户使用。该类用户主要操作为填写单据相关信息，并上报给签批人。该类用户为技术变更项目的实施主体。其中，铁路局经办人需填写技术变更项目认定单、编制整治实施计划、确认整治完成情况、评价动车组整治效果等信息。造修企业经办人需填写技术变更项目认定单回填部分、技术变更项目整治申请单、提交上线试验、运用考核报告、填写整治完成日期等信息。技术中心经办人需填写整治申请评审意见，填写上线试验、运用考核通知单、整治通知单、评价整治效果、确认是否纳入后期采购技术条件等信息。

（3）签批人：经办人主要针对造修企业、铁路局及技术中心用户使用。该类用户主要操作为审核经办人填写的相关信息对其进行确认并提交至下一个业务流程。该类用户为技术变更项目的责任主体。其中，铁路局签批人主要需审批项目认定情况等信息。造修企业签批人需对整治申请单中的相关信息进行审批。技术中心签批人需对进行裁定的认定单进行审批，并对整治通知单进行审批。

（4）系统管理员：对系统整体进行研发、实施及日常运行维护。并负责对用户进行注册。

目前，动车组技术变更信息管理系统已经在国铁集团、动车组技术中心、各铁路局、造修企业推广使用。系统性能满足用户使用需求。

2.2 车载软件版本号管理应用

动车组技术变更项目变更类型分为结构类及软件类2种类型。对于软件类变更，信息管理系统可以对其变更的车载软件版本进行管理。

管理分为2部分，（1）整车软件版本号管理；（2）车载关键软件版本号管理。软件版本管理功能可以管理车型的大版本软件号以及每个车型中关键车载软件的版本名。

在整车软件版本号管理中，当用户勾选软件类技术变更项目后，需选择是否为整车升级，若为是，则需根据车型批次填写整车版本号，系统会自动显示上一次整车版本号。在车载关键软件版本号管理中，无论是否为整车升级，都需根据车型批次勾选软件版本清单。系统中建立“车型-系统-设备-板卡”四级结构树，作为软件清单字典表，用户根据结构树勾选升级的软件清单，填写对应的软件名。系统会自动显示上一次该软件的软件版本名。软件版本管理可以设置约束条件，根据软件版本的约束条件，辅助判断是否可以进行重连等。有效的降低软件版本管理成本。

2.3 动车组整治实施计划预测应用

信息系统中，整治项目分为结合运用修和结合高级修两种类型进行实施。结合运用修进行的实施工作由造修企业在提交整治申请时分车型按不同铁路局给出整治周期，在整治计划管理模块中以整治通知下发时间为开始，由系统自动获取整治周期，推算实施结束时间；结合高级修进行的实施工作，在整治计划管理模块中由系统通过数据接口自动获取相关车组高级修计划信息，推算实施计划结束时间。

2.4 用户管理

动车组技术变更项目总体分为源头质量项目及加装改造项目两部分。在各级用户中，可能存在单独管理需求。信息系统根据两类项目进行划分。使用一套用户名可以对两类项目分别验证是否存在使用权限。

3 关键技术

3.1 技术变更项目信息共享平台交互技术

动车组技术变更项目实行集中管理原则，国铁集团及动车组技术中心是数据的集中点。当技术变更项目审批通过后，进入计划实施阶段，造修企业及铁路段、所需要获得相关任务信息并制定计划开始实施。实施完成后，需要将实绩回填至系统中，完成整个项目闭环管理。对于技术变更项目涉及变更的信息需要同步更新至履历系统中，保证履历系统中信息的准确性。

数据使用WebService进行数据接口传输，数据返回值使用JSON序列化对象进行传输交互，使用统一的JSON数据规范，JSON序列化对象结构，如图5所示。

图5 JSON序列化对象结构

在动车组技术变更信息管理系统中，数据共享与交互有2种方式：

（1）应用数据库触发器直接在数据库之间进行数据交互传输；

（2）通过WebService服务获取其他动车组管理信息系统的数据。

对于格式比较固定、实时性要求不高的数据，应用数据库触发器进行交互传输。如：车型车组信息、车组配属信息等，由EMIS系统同步到动车组技术变更信息管理系统；

对于业务需求比较灵活、实时性要求很高的数据，应用WebService服务方式交互传输。如：动车组技术变更项目字典的综合展示查询等。

信息安全主要研究建立完善的权限管理模型、建立人员权限管理流程规范及制度、实行统一权限认证、实施IP地址绑定及硬件地址绑定、加强密码策略等方面。按照用户属性定义的需求，分别建立统一的用户权限信息库，对每个用户进行详细定义，实现基于角色的权限管理。

3.2 业务流程快速配置技术

结合Windows Workflow Foundation快速勾线工作流的编程模型思想，动车组技术变更信息管理系统通过创建相关配置表，具体包括用户信息表，权限分类表，角色操作表，流程分类表，状态字典表等实现对自定义流程实例的个性定制、快速配置、闭环处理。工作流系统中的数据主要分为业务数据和流程数据两部分内容，根据流程数据产生的时间轴可以动态、直观的生成该业务流程的历史操作轨迹，并对未处理环节的操作信息进行展示。

4 系统实施

目前，动车组技术变更信息管理系统已在全路上线实施。截止2018年11月底，系统平稳运行，共计注册用户539名，纳入系统管理认定单464项、申请单451项、整治通知单295项，并对历年源头质量问题项目进行了集中补录547项，共涉及整治车组18.4万列/项。系统已将全路所有上线动车组源头质量问题纳入系统统一管控，并提供了多维度的统计查询功能。

5 结束语

动车组技术变更管理信息系统是对动车组造修企业的产品设计和造修质量等源头质量问题进行全流程管理的信息系统，是动车组技术管理体系重要的组成部分，对动车组全生命周期管理具有重要意义。但当前系统仍处于初期阶段，对于加装改造类技术变更项目管理体系仍不完善。后续将持续开展动车组技术变更信息管理系统建设，优化既有功能模块，保证系统的稳定运行；增加完善的统计查询功能，提供更全面的数据支撑；并且加快与动车组管理信息系统各级应用系统的接口互连工作，提高系统的完整性。