城市轨道交通项目生产统筹管理系统的设计与实现

马映登

(轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院),西安 710043)

近年来，随着经济发展，城市轨道交通发展迅猛。城市轨道交通建设是一项非常复杂的系统工程，具有投资大、建设规模大、参建单位众多、涉及的专业繁杂等特点[1]，并且工程建设的各个方面、各个环节、各个系统之间都相互关联，有大量人员、图纸、各类信息需要互相传递。随着城市轨道交通项目的日益增多，对于勘察设计单位，传统铁路项目管理中采用的远程技术支持、周报(半月报)式进度管理、分散式设计人员管理等模式已经很难满足单位的质量管理体系要求和精细化管理要求，出现与工程现场不能有效协同、与业主及施工单位的沟通协调容易出现纰漏、项目远程技术支持力度不够、面临日益严峻的电子文件保密等问题，同时项目进度控制与工作效率也亟待改进。

根据城市轨道交通项目的管理需求和工程实际，一些高校、建设单位、勘察设计单位、施工单位、监理单位从不同角度、不同方法体系、不同维度对城市轨道交通项目信息化管理进行了研究，如，基于CIC的轨道交通建设工程集成管理研究[2]、上海城市轨道交通信息集成平台研究与设计[3]、城市轨道交通协同工作平台的设计与实现[4]、太原轨道交通前期项目信息化管理系统的构建[5]、基于地理信息系统(GIS)的轨道交通综合信息管理系统功能研究[6]、城市轨道交通运维APP开发与应用[7]、城市轨道交通建设项目管理信息系统概念性设计[8]、地铁工程建设项目集成化管理研究[9]、深圳地铁一体化工程项目管理系统设计实践[10]等。以上研究形成一种共识，即需要通过信息化手段来解决城市轨道交通项目管理中出现的问题，从城市轨道交通项目的生产组织管理、项目管理、技术管理、设计成果归档管理、科技管理等方面构建系统[11]，以此实现项目建立、人员配置、设计文件从设计、复核、审核、审定到会签、外审、会审的标准化流程控制，实现设计信息与设计成果的共享，从而提升管理效能，满足精细化管理要求。

1 核心业务的管理需求分析

对于勘察设计单位，参与的设计阶段主要有前期项目建议书编制、可行性研究、总体设计、初步设计、施工招标图设计、施工图设计、施工配合等7个阶段[12]。其中初步设计、施工招标图设计、施工图设计和施工配合阶段技术管理难度较大，需要重点把控， 具体管理流程如图1所示。主要包括三个方面：一是设计阶段的技术管理，前置条件是新建项目，并根据项目情况设定各项目组人员角色与职责，包括设计输入与输出资料的管理、设计过程、设计文件的审核、会签意见以及设计文件外审；二是施工阶段的技术管理，具体包括交底文件管理、图纸会审、配合施工日志记录、设计变更、现场问题会诊、会议纪要管理等，其中现场问题会诊流程如图2所示；三是设计成果管理，包括各阶段设计文件登记与成果归档。具体管理内容与要求见表1。

图1 技术管理流程

图2 现场问题会诊流程

表1 技术管理内容与要求

2 系统设计与实现

2.1 系统开发目标

根据城市轨道交通项目核心业务管理需求，结合项目工作特点与流程，城市轨道交通项目生产统筹管理系统的开发目标如下。

(1)实现轨道交通项目从计划调度到项目建立、人员配置、进度控制、设计阶段与施工阶段的技术管理(基础资料、设计任务、设计文件从设计、复核、审核、审定到会签、外审、施工阶段的交底文件、图纸会审、配合施工日志、现场问题、现场要求、现场会议纪要、变更任务)、设计成果归档的全过程管理。

(2)实现涵盖标准图、规范、专利、科研项目、软件开发项目、科技进步奖、优秀设计、优秀QC、论文等的科技管理。

(3)实现公告与人员任务的推送、人员及权限的统一管理。

2.2 系统架构设计

城市轨道交通项目生产统筹管理系统是一个综合业务管理平台，功能涵盖生产组织、项目人员与进度控制、技术管理、成果管理、科技管理等内容，其中以技术管理为重点[13]。城市轨道交通项目生产统筹管理系统采用分层设计，其体系结构见图3。

图3 系统的体系结构

(1)系统支撑层：包括数据库、文件存储与数据加密传输，对系统提供永久数据支持，系统采用SQL Server 2008作为数据库系统，存储本系统的信息[14]。对于文件存储，根据业务逻辑进行了有效分类，具体包括设计文件库、科技文件库、项目基础资料库、现场问题库、成果文件库、会签外审库、会审文件库、交底文件库。通过对文件库进行有效分类，高效地实现资源共享。

(2)基础组件层：主要包括流程引擎、规则定义、报表设计器、流程设计器、文档服务等，通过总线服务进行系统的整合与管理，是整个系统架构设计的基础部分，基于基础组件，可以快速实现相关的业务功能模块。

(3)业务管理层：主要对应系统的各个核心业务功能模块，包括项目管理、生产组织管理、设计阶段技术管理、施工阶段技术管理、设计成果管理、科技管理、系统管理和组织权限管理模块等。

(4)表示层：系统应用功能将通过门户方式进行展现，根据权限设置，不同人员通过登录可以实现对不同模块和不同数据的访问。

此外，系统的建设必须严格遵照标准体系建设规范，根据项目实际需求，以安全保障体系与运营维护体系对项目进行合理的保障。通过相关标准的制定、安全架构的保障以及管理规范的建设，可以保障整个系统的设计、搭建、运维等全流程性工作。

2.3 系统功能设计

城市轨道交通项目生产统筹管理系统有生产组织管理、项目管理、技术管理、设计成果管理、科技管理、权限管理、个人自助、系统管理等模块组成，系统组成如图4所示。

图4 城市轨道交通项目生产统筹管理系统组成

系统的主要功能包括如下内容。(1)生产组织管理：实现调度计划、通知(会议、出差、现场办公、重要通知)、人员位置信息的管理。(2)轨道交通项目管理：实现轨道交通项目的基本信息、项目人员配置、项目进度、非组织内人员、资源申请的管理。(3)设计阶段技术管理：实现设计阶段的基础资料、设计任务、设计过程、设计文件版本、任务提醒、会签意见、外审意见的管理。(4)施工阶段技术管理：实现施工阶段的交底文件、图纸会审、配合施工日志、现场问题、现场要求、现场会议纪要、变更任务、督办管理。(5)科技管理：实现标准图、规范、专利、科研项目、软件开发项目、科技进步奖、优秀设计、优秀QC、论文等的管理。(6)系统管理：实现公告中心、处内公告、项目公告、科技公告、任务中心、个人信息、文档管理、角色与权限管理等。

2.4 系统实现的关键技术

系统基于BeX5中间件，采用JavaScrip语言开发，部分后端程序采用Java，数据库采用SQL Server 2008设计。BeX5中间件采用“业务模型驱动(BMD)”方法，根据业务和管理的现实，通过业务建模工具，设计并构建出相关业务模块[15]。一般一个业务模块包含本体模块、数据模块、逻辑模块和流程模块，其中逻辑模块一般包括动作模块、代码模块和函数模块3个子模块。业务模型构建完成后，通过各种组件，建立界面模型，从而完成整个系统的搭建。业务模块的开发包括数据建模、流程建模、界面建模。

(1)数据建模：主要内容是概念数据建模与物理数据建模，数据模型如图5所示；概念数据建模包括创建本体、创建概念、创建关系，作用是屏蔽不同支撑数据库之间的差异性；物理数据建模的主要目的是在概念数据与各种数据库之间建立一一映射关系，包括概念与数据库表字段的映射设置、创建数据库表和读写操作设置[16]。

(2)流程建模：实现业务逻辑与处理流程。

(3)界面建模：实现数据展现、人机交互等功能。

图5 数据模型示意

3 城市轨道交通项目生产统筹管理系统的主要特点

城市轨道交通项目生产统筹管理系统的核心功能是生产组织管理与全过程的技术管理，具有以下特点。

(1)覆盖城市轨道交通项目技术管理全过程，实现从计划调度到项目建立、人员分配、进度控制、设计阶段与施工阶段的技术管理(基础资料、设计任务、设计文件从设计、复核、审核、审定到会签、外审、施工阶段的交底文件、图纸会审、配合施工日志、现场问题、现场要求、现场会议纪要、变更任务)、设计成果归档全过程管理。

(2)基于BeX5快速开发平台的工作流，全面支持生产组织管理、科技管理、项目管理、技术管理等各类工作流需求。

(3)灵活的权限体系，支持数据权限、功能权限、按钮权限、数据权限视图及分级组织管理权限灵活设置。

城市轨道交通项目生产统筹管理系统于2018年12月正式上线，先后在西安地铁4号线、地铁5号线二期、地铁临潼线、地铁8号线等项目中应用，系统结构设计合理，功能实用，操作简单，满足轨道交通项目各业务模块的管理要求，覆盖了轨道交通项目从设计阶段到施工阶段的技术管理，实现了设计信息与科技成果的标准化与共享，规范了管理流程，提高了管理效率。

4 结语

以信息化技术手段处理城市轨道交通项目全过程问题，实现城市轨道交通项目中项目建立、人员统筹、进度监控、问题协调、事件督办、设计阶段与施工阶段的技术管理、设计成果的全过程管理，以此实现生产组织的流程化、技术管理的数字化、业务流程的标准化，最终解决传统项目管理模式中的诸多不适应问题，满足精细化管理的要求。城市轨道交通项目生产统筹管理系统基于BeX5中间件技术研发，采用“业务模型驱动(BMD)”方法形成统一的系统架构，建立了轨道交通项目综合性的业务管理平台。通过在多条城市轨道交通项目中的应用，表明该系统满足城市轨道交通项目的管理需求，系统结构设计合理、业务处理流程清晰，能够有效提高工作效率。