铁路工程建设物资设备管理信息系统研发及应用

钱 进，王万齐，刘 星

（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）

铁路工程建设物资设备管理信息系统设立PC端和移动端，可在铁路建设期间对物资需求计划、采购合同、物资供应、验收检测和结算支付实现全流程管理，有效提升铁路建设涉及到的建设单位、施工单位、监理单位和供应单位的信息化管理手段。进入“十三五”，轨道交通建设的规模不断扩大，铁路工程建设物资设备管理要求随之提升，使得在建铁路项目工程参建方对于物资管理各阶段数据的准确性、规范性、时效性要求也更高，传统管理模式与管理手段的局限性愈发明显[1]。本文从实际业务出发，以电脑、手机等智能终端为载体，Internet、4G 等移动网络为媒介实现多端数据互联互通，保证了数据的即时性，以数据库技术为核心对海量数据进行处理分析，以地理信息系统（GIS）及图形处理实现数据的可视化展示[2-3]。通过将多种技术有效融合，形成了一套实时、高效、可视和智能的铁路工程建设物资设备管理信息系统，旨在提升工作效率、降低管理成本和加强质量管控[4]。

1 系统设计理念

1.1 总体目标

（1）实现物资管理标准统一化，整合业务，规范流程，在业务标准化的同时，利用信息系统电子化办公的特点和优势，精炼标准化的业务流程，减少流转时间，降低投入成本，提高工作效率。

（2）实现物资管理实时高效化，加强监控检验人员的到场情况，实现进场物资的即时管理，加强对物资的管控，提升物资管理效率，降低物资管理成本。

（3）实现物资管理记录追溯化，按照物资管理的原则，各层级单位以系统功能为载体，开展物资清单管理、需求计划提报、采购供应、发货验收、结算支付等各项业务流程的变更、审批，保证建设项目物资数据的真实准确、过程动态、记录清晰和有据可查。

（4）实现物资管理数据合理化，根据不同需要和维度的各种组合条件进行数据实时查询和统计，掌握计划及合同的执行情况，为后续的单据编制提供数据参考依据，减少编制误差。

（5）实现物资管理统计智能化，运用数字化、智能化的互联网技术对数据重新整合分析，根据实时生产数据进行数据统计，起到动态控制、实时管理、数据决策，多部门数字化协同办公的目的。

1.2 系统定位

系统定位为覆盖铁路工程建设物资设备管理全过程的专业系统，以科学的、智慧的、专业的物资管理理念为基础，结合铁路行业建设物资采购供应相关管理办法[5]、铁路建设项目甲供物资相关目录等管理文件[6]，将铁路物资管理与互联网技术进行深度融合。实现物资管理从计划、合同、供应、验收、结算和质量追溯的全流程化管理[7]。

2 系统架构设计

2.1 总体架构

系统总体架构分为用户访问层、业务应用层、网络传输层、技术实现层和数据存储层[8]，如图1所示。

2.1.1 用户访问层

图1 系统总体架构

建设单位、物代公司、施工单位、监理单位和供应单位可使用智能手机和智能电脑通过Web、移动互联等技术,以浏览器、移动客户端等多种方式对系统进行访问，确保数据的正确性、完整性和时效性。

2.1.2 业务应用层

在业务流程分析的基础上，按照物资管理流程将系统分为计划管理、采购管理、生产供应、验收使用和结算支付等模块。各业务功能间可组件式安装，供用户访问层进行应用调用。根据业务种类，合理封装Web服务、数据访问权限、数据处理机制和综合分析规则，实现物资管理的全流程管控。

2.1.3 网络传输层

采用无线传输、移动通信、无线宽带网和物联网等数据传输技术，为平台数据实时上传下达提供通道。实现各级管理者随时随地获取到数据信息。

2.1.4 技术实现层

根据业务需求分类梳理拆分系统模块，基于SpringBoot+Dubbo 实现分布式架构形式，使用Http协议或Dubbo 协议实现远程服务之间的调用，降低将各模块之间的耦合度，对于用户权限，集成Shiro实现对用户认证和授权，保证系统的使用安全严谨性。

2.1.5 数据存储层

系统对物资管理过程业务数据进行存储和管理。使用Redis作为缓存数据库，将物资管理过程业务数据上传至Mysql 数据库并同步至Solr 服务器进行存储，通过集群、网格和分布式文件系统FastDFS等技术，提供数据访问服务。

2.2 网络架构

图2 展示了铁路工程建设物资设备管理信息系统网络架构，系统部署通过nginx 代理服务器进行访问流量分发，通过防火墙与访问客户端进行数据交互。

图2 网络架构

2.3 技术架构

系统技术架构，如图3所示。

图3 技术架构

系统围绕数据安全、服务稳定、响应快速的原则，面向用户的Web前端采用Vue，后端采用SpringBoot+Dubbo 搭建基础分布式框架，构建前后端分离的开发模式，Zookeeper 搭建Master-Slave 的模式保证后端服务的高可用，提高各模块服务的横向扩展能力。

使用Redis的非关系型缓存数据库，将所有热点数据实现内存缓存，提高系统响应速度，使用SpringBoot+Shiro技术进行容器权限管理，使其可根据需求、组织结构、权限不同进行组装以适应不同的业务需求和管理模式。

系统采用Docker 容器技术进行部署，简化各个服务的环境等配置，实现开发，生产环境一致性问题，降低部署难度。

3 系统主要功能

系统满足建设单位、物代公司、施工单位、监理单位和供应单位5大用户群体的管理使用需求，实现的主要功能，如图4所示。

3.1 计划管理

（1）物资设备清单作为基础数据的录入，主要是对物资的概预算的总量和总价进行管理，后续用来进行价差的计算；（2）总需求计划和年度需求计划的录入主要是对项目整体进行计划控制，保证项目整体进度进行预估。

3.2 采购管理

（1）招标采购计划的录入可以使管理者整体把控各项目的招标情况，对后续的招标进度进行决策；（2）合同管理主要是进行合同订单的录入，以及合同电子档的上传，作为后续流程的数据源，保证物资的正常供应和结算，杜绝未采先用的情况。

3.3 生产供应

图4 系统功能

（1）季度分月计划和供应订单管理，保证现场后续的供应有序进行；（2）发货单作为基础数据录入，与后续的验收情况形成对比，监督供应商的物资质量问题，与供应订单形成对比，检查供应商物资供应情况。

3.4 验收使用

（1）在到货初验模块中，各项目的验收员可以对各个发货单中物资进行数量点验；（2）试验人员可在待检测发货单模块对发货单中的物资进行检测单的创建；（3）试验人员检测完成后可在验收检测中进行检测报告的上传；（4）在验收过程中遇到的所有问题都可进行问题创建，选择相关人员进行问题的处理。

3.5 结算支付

结算支付模块主要是结算票据的审核以及存档，结算部分无需重新进行录入物资，一切以实际发生的发货单为基础，保证数据的正确性和真实性。

3.6 基础模块

（1）物资库作为基础物资源，所有物资从该物资库中选取，统一物资出口；（2）工作流可以根据业务需求进行自定义配置，满足不同业务单据个性化需求；（3）物资追溯功能可以精准定位每一个物资所处的计划、合同、发货单以及结算单。

4 系统主要技术

4.1 智能统计预警的供应管理

系统通过智能算法，在施工单位计划的提报、物代公司供应订单的下发、供应商发货单的供应中都将实现智能预警，告知之前已下达的计划量、订单量还存在多少量未进行供应，并统计物资的累计计划数量、累计订单数量与物资合同数量形成对比校验，如累计计划数量、累计订单数量超出合同量则给予操作用户准确预警并无法提交。使其计划、订单提报更加准确合理，杜绝计划数量远超实际需求的现象，杜绝当季未执行完的计划量在下一季度又重复提报的情况，遵循确保施工、适度超前、合理库存的原则进行合理规范的供应管理。

4.2 定位技术及影像资料的现场管理

系统的验收模块通过利用移动手持终端、GPS定位技术和影像资料文件上传功能，加强现场验收检测管理，验收检测系统要求验收时经办人上传车辆号牌、物资状态、检测报告和合格证等影像资料，要求交接各方在接收地利用移动手持终端登录系统进行确认，自动定位记录交货地点信息，未参与现场交接初验和未进行见证取样均无法获取真实定位信息，一旦交接完成，验收信息无法进行修改，可以杜绝虚报到货、监理不到位、后补签章的现象。实现了对业务人员的现场管控，从而进一步的保障物资进场后的验收质量。

4.3 版本控制的数据迭代管理

系统采用Subversion（SVN）式数据管理模式，针对由外部多种不确定因素造成的数据变更进行有效的数据版本管理。管理者可通过数据版本管理清晰对历史版本进行查看和数据变更对比。

4.4 统计分析的辅助决策管理

铁路工程物资管理信息系统的信息化建设，规范数据统一管理，实现数据共享。运用数字化，智能化的互联网技术对数据重新整合分析，根据实时生产数据完成对物资管理全流程管理的决策、预警判断。

5 系统应用及效果

为做好铁路建设信息化管理工作，提高物资管理效率，按照“调研开发—培训考核—试用升级—应用指导—现场检查”的过程进行了铁路工程物资管理信息系统的建设及应用工作。目前，系统已上线运行且运营稳定良好，各单位均能按管理规定和工作安排，较好地完成物资设备管理相关工作。

5.1 提升物资管理工作效率

系统按照物资管控管理的原则，各层级单位以系统功能为载体，开展物资清单管理、需求计划提报、采购供应、发货验收和结算支付等各项业务流程的审批，各层级严格按照系统流程完成各项审批工作，保证流程有序可控。

5.2 降低物资管理工作风险

系统对总需求、批次采购计划、合同、季度分月计划、供应、结算等基础数据进行统计，将统计结果数据进行分析利用，进行错误预警，同时可为后续计划编制提供数据依据，减少编制误差。

5.3 加强物资管理质量检验

系统对进场物资质量检验严格执行，物资进场必须做到供货单位、监理单位、施工单位三方共同验收签字。对物资质量重点检验，是否达到招标合同上的质量要求、有无合格证、出厂检验报告是否齐全；检验外观、质量抽检或送检，认真填写验收记录，对不合格物资单独存放，做好标识，填写进场物资检验不合格记录，及时联系处理。加强监控检验人员的到场情况，实现进场物资的即时管理，加强对物资的管控，有效的提升物资管理效率，降低对物资的管理成本。

5.4 促进物资管理标准统一

系统按照现行铁路建设物资管理办法和现有铁路建设物资管理主要流程，将日常手工作业流程转换至信息系统内进行，使数据从开始纵向流转至后续各个阶段，避免人为录入失误，保证建设项目物资数据的真实准确、过程动态、记录清晰、有据可查。大幅度提升了物资管理过程的标准统一。

6 结束语

本文分析了铁路建设物资设备管理信息系统对铁路建设物资管理的意义，结合铁路建设物资管理办法，采用MySQL 数据库查询对系统数据进行统计分析，实现数据智能分析统计预警，解决计划需求不合理、供应情况难掌握、缺乏分析难决策的问题；针对现场情况难管控的问题，提出了基于移动办公定位技术及影像资料的现场管理方案；通过对数据采用SVN 式管理模式，对由外部多种不确定因素造成的数据变更进行有效的数据版本管理，解决变更记录难追溯的问题；系统利用互联网的透明、共享、互联互通的特性，使得多部门、多项目可以跨时间、跨地域、跨项目的协同办公；以数据支撑决策，进行实时管理，达到提效降本的最终目的，实现多方共赢。

本文中铁路建设物资设备管理信息系统主要针对的是甲方供应物资及重要自购物资，对非重要自购物资缺少管控；从建设单位的管理角度出发，为施工单位物资监管提供的帮助有限。下一步将从施工单位管理角度出发，研究施工单位重要自购物资、非重要自购物资的管理难点，采用信息化手段，辅助增强施工单位重要自购物资、非重要自购物资的管理。