琚倩茜，駱漢賓

(華中科技大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430074)

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地鐵設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試平臺(tái)

琚倩茜，駱漢賓

(華中科技大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430074)

地鐵設(shè)備系統(tǒng)涉及車輛、軌道、通信、信號(hào)、供電、綜合監(jiān)控等眾多子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間的功能聯(lián)動(dòng)技術(shù)復(fù)雜、自動(dòng)化水平高、接口數(shù)量巨大，設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試的績效直接決定了整體工程是否能夠按時(shí)保質(zhì)開通運(yùn)營。然而，國內(nèi)聯(lián)合調(diào)試通常依靠上萬頁各類接口文件+紙質(zhì)聯(lián)調(diào)記錄表格+接口協(xié)調(diào)會(huì)，技術(shù)落后、效率低、易出錯(cuò)。本文提出了設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化的實(shí)現(xiàn)框架，設(shè)計(jì)開發(fā)了地鐵設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試平臺(tái)，有效協(xié)助業(yè)主構(gòu)建復(fù)雜物理接口體系并集成相關(guān)接口參數(shù)、關(guān)聯(lián)聯(lián)調(diào)子過程與對(duì)應(yīng)的接口信息、實(shí)時(shí)追蹤接口狀態(tài)、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)聯(lián)調(diào)進(jìn)度，并基于接口沖突協(xié)同機(jī)制為各參與方提供了一個(gè)聯(lián)調(diào)接口沖突實(shí)時(shí)修復(fù)-接口信息在線溝通的平臺(tái)。案例分析結(jié)果證明，該平臺(tái)可以有效提高聯(lián)調(diào)效率，改善接口管理績效，促進(jìn)整體工程按時(shí)、保質(zhì)驗(yàn)收。

地鐵設(shè)備系統(tǒng)； 接口； 設(shè)備聯(lián)調(diào)； 工程管理平臺(tái)

地鐵設(shè)備系統(tǒng)涉及車輛、軌道、通信、信號(hào)、供電、照明、環(huán)控等眾多專業(yè)[1]。隨著城市地鐵設(shè)備系統(tǒng)自動(dòng)化程度的大幅度提升，各集成類控制系統(tǒng)如綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)等被普遍運(yùn)用于中國新建地鐵項(xiàng)目，大大增強(qiáng)了城市地鐵系統(tǒng)整體聯(lián)動(dòng)功能和運(yùn)行效率。與此同時(shí)，子系統(tǒng)之間的信息傳遞邏輯、功能聯(lián)動(dòng)等各項(xiàng)協(xié)作關(guān)系越發(fā)復(fù)雜，物理接口數(shù)量呈指數(shù)增長。各子系統(tǒng)的功能、性能各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是在整體系統(tǒng)環(huán)境良好且各個(gè)子系統(tǒng)能夠進(jìn)行良好的信息傳遞及功能聯(lián)動(dòng)基礎(chǔ)之上的。反之，各子系統(tǒng)如果不能相互配合就有可能大大增加運(yùn)營期的系統(tǒng)維護(hù)、維修費(fèi)用，甚至造成車輛和設(shè)備不能正常運(yùn)營或發(fā)生事故，給城市地鐵的安全、穩(wěn)定運(yùn)營帶來巨大的隱患[2]。地鐵設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試(設(shè)備聯(lián)調(diào))是指在各設(shè)備子系統(tǒng)完成內(nèi)部調(diào)試的基礎(chǔ)上開展的接口功能及性能測(cè)試，以檢驗(yàn)各子系統(tǒng)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的協(xié)同運(yùn)作能力。設(shè)備聯(lián)調(diào)屬于設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段，是地鐵工程由建設(shè)階段向運(yùn)營服務(wù)轉(zhuǎn)變的標(biāo)志，可確保整體系統(tǒng)的最優(yōu)匹配，是連接城市軌道交通工程建設(shè)階段和運(yùn)營階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其成功與否直接決定了整體工程能否按時(shí)保質(zhì)完成開通運(yùn)營的總目標(biāo)。近年來，設(shè)備聯(lián)調(diào)越來越受到國內(nèi)外城市軌道交通工程業(yè)界的高度重視，部分城市將其作為一個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)單獨(dú)招標(biāo)，如深圳地鐵1號(hào)線和南京地鐵1號(hào)線。

然而，國內(nèi)地鐵設(shè)備聯(lián)調(diào)通常依靠手工調(diào)試+上萬頁接口技術(shù)文件+紙質(zhì)聯(lián)調(diào)記錄表格，技術(shù)落后、效率低、易出錯(cuò)，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化地鐵設(shè)備系統(tǒng)的管理需求，業(yè)主方聯(lián)調(diào)管理難度巨大：(1)接口信息復(fù)雜、信息量巨大：設(shè)備子系統(tǒng)之間接口數(shù)量眾多，類型多樣化[3, 4]，單一子系統(tǒng)就有上千個(gè)不同類型的物理接口和上萬個(gè)關(guān)聯(lián)功能點(diǎn)。(2)接口信息分散：聯(lián)調(diào)階段需要調(diào)用的大量設(shè)備系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)來自不同參建方、不同子系統(tǒng)、不同建設(shè)階段，分散在各類技術(shù)文檔或會(huì)議紀(jì)要中[5]，不同類型接口信息之間的關(guān)聯(lián)需要人工識(shí)別，難以溝通交互；(3)接口雙方信息不一致、更新不同步：在沒有統(tǒng)一聯(lián)調(diào)信息管理平臺(tái)的條件下，具備接口關(guān)系的相關(guān)設(shè)備子系統(tǒng)依照各自的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)分別管理接口信息，同一個(gè)物理接口兩側(cè)子系統(tǒng)的接口數(shù)據(jù)內(nèi)容常常不一致，更難以隨著工程的實(shí)施進(jìn)行同步更新，引發(fā)了許多不必要的錯(cuò)誤和返工；(4)接口溝通方式效率低：當(dāng)前聯(lián)調(diào)過程中接口信息和接口沖突溝通主要依靠接口協(xié)調(diào)會(huì)、紙質(zhì)或電子文檔、電話和傳真等方式，信息溝通路徑長、效率低、易出錯(cuò)[6]；(5)各參與方工程目標(biāo)沖突、責(zé)任重疊：聯(lián)調(diào)過程中涉及業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、子系統(tǒng)承包商、設(shè)備供貨商、監(jiān)理方、咨詢方、運(yùn)營方等眾多參與方，各方工程目標(biāo)不一致、利益沖突、信息溝通不暢、合同責(zé)任界定不明確，時(shí)間、空間、責(zé)任與義務(wù)均存在大量重疊區(qū)域甚至是沖突點(diǎn)[7～11]，業(yè)主方接口協(xié)調(diào)難度大。(6)聯(lián)調(diào)文件內(nèi)容遺漏或錯(cuò)誤：傳統(tǒng)聯(lián)調(diào)大綱及聯(lián)調(diào)細(xì)則由相關(guān)人員根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)粗略編制，沒有統(tǒng)一規(guī)范化的指導(dǎo)思想與方法，導(dǎo)致在聯(lián)調(diào)過程中時(shí)常出現(xiàn)設(shè)備點(diǎn)表的遺漏與信息傳遞的錯(cuò)誤。(7)難以掌控實(shí)時(shí)聯(lián)調(diào)進(jìn)度：受總工期的嚴(yán)格限制、土建部分工期的影響，聯(lián)調(diào)工期時(shí)常被壓縮，對(duì)進(jìn)度控制要求高。

因此，如何利用工程管理信息化手段構(gòu)建聯(lián)調(diào)接口層次化信息體系、記錄更新關(guān)聯(lián)接口信息、動(dòng)態(tài)追蹤物理接口狀態(tài)、控制聯(lián)調(diào)進(jìn)度并高效協(xié)同各參與方之間的聯(lián)調(diào)接口沖突，是理論層面上亟待解決的問題，當(dāng)前尚未有相關(guān)研究能夠系統(tǒng)化地解決以上問題。在應(yīng)用層面上，業(yè)主/項(xiàng)目經(jīng)理更是迫切需要一套科學(xué)有效的方法或工具協(xié)同管理復(fù)雜接口信息[12]，進(jìn)一步提升設(shè)備聯(lián)調(diào)效率。本文提出了設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化的實(shí)現(xiàn)框架，設(shè)計(jì)并開發(fā)了以接口管理(IM)為核心的地鐵設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試平臺(tái)，科學(xué)構(gòu)建并維護(hù)地鐵設(shè)備工程物理接口體系，集成責(zé)任接口信息和接口技術(shù)參數(shù)，重點(diǎn)將標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)調(diào)子過程與所需調(diào)用的接口信息關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)更新記錄最新接口狀態(tài)，并基于接口沖突協(xié)同機(jī)制為各參與方提供了接口信息在線溝通平臺(tái)，提高了聯(lián)合調(diào)試效率，降低了接口管理風(fēng)險(xiǎn)，有助于整體工程按時(shí)保質(zhì)驗(yàn)收。

1 設(shè)備聯(lián)調(diào)平臺(tái)構(gòu)建技術(shù)路線

GB 50722-2011《城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)管理規(guī)范》將設(shè)備聯(lián)調(diào)定義為“軌道交通工程單專業(yè)系統(tǒng)調(diào)試基礎(chǔ)上,兩個(gè)專業(yè)及以上的多專業(yè)系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試工作”[13]。具體是指在調(diào)試好所有子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)各子系統(tǒng)，使它們?cè)陬愃七\(yùn)營的條件下帶負(fù)荷運(yùn)行，以檢驗(yàn)各子系統(tǒng)間的接口關(guān)系是否正確、性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求、運(yùn)作是否協(xié)調(diào),以及能力是否滿足各種可能出現(xiàn)的設(shè)計(jì)預(yù)定情況和運(yùn)營要求,并從整體上檢驗(yàn)城市軌道交通大系統(tǒng)運(yùn)作的可用性、穩(wěn)定性、安全性[6]。從GBT 21562-2008《軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例》中軌道交通范圍內(nèi)相應(yīng)系統(tǒng)生命周期圖(圖1)[14]可以看到，設(shè)備聯(lián)調(diào)屬于系統(tǒng)確認(rèn)階段，是所有城市軌道交通開通運(yùn)營前的必經(jīng)階段，是建設(shè)期的最后一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖1 軌道交通系統(tǒng)生命周期

基于IM和信息化相關(guān)理論，本文提出了設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化的實(shí)現(xiàn)框架(圖2)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了地鐵設(shè)備聯(lián)調(diào)平臺(tái)?？蚣艿暮诵乃枷胧欠謩e從接口管理和聯(lián)合調(diào)試過程控制兩個(gè)縱向維度出發(fā)，系統(tǒng)化地構(gòu)建地鐵設(shè)備系統(tǒng)接口信息體系和聯(lián)合調(diào)試過程信息體系，并關(guān)聯(lián)兩個(gè)縱向維度的信息，促使聯(lián)合調(diào)試過程中的各參與方能夠隨著工程進(jìn)展高效同步調(diào)用、分析、溝通、存儲(chǔ)和更新所需要的各類接口信息，及時(shí)在線協(xié)調(diào)并修復(fù)接口沖突，降低業(yè)主方聯(lián)調(diào)協(xié)同管理的工作難度，全面提升聯(lián)調(diào)效率，避免項(xiàng)目后期不必要的錯(cuò)誤和返工。

2 設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化實(shí)現(xiàn)途徑

將接口管理和信息化理論系統(tǒng)性地應(yīng)用于地鐵設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試協(xié)同管理中，有助于優(yōu)化傳統(tǒng)聯(lián)調(diào)管理方式、提高聯(lián)調(diào)效率、避免不必要的錯(cuò)誤和返工。設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化包括聯(lián)調(diào)接口信息體系的構(gòu)建、聯(lián)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)過程模塊的構(gòu)建、信息關(guān)聯(lián)的識(shí)別與構(gòu)建、接口狀態(tài)定義與統(tǒng)計(jì)以及接口沖突協(xié)同/信息更新機(jī)制的構(gòu)建等內(nèi)容。設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化在地鐵設(shè)備聯(lián)調(diào)平臺(tái)中的具體實(shí)現(xiàn)路徑如圖2所述。

圖2 設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化的實(shí)現(xiàn)框架

2.1 物理接口體系構(gòu)建與維護(hù)

物理接口是各類接口信息的載體。業(yè)主通過聯(lián)調(diào)平臺(tái)同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)目、多子系統(tǒng)的物理接口體系構(gòu)建。通過項(xiàng)目庫、子系統(tǒng)庫和接口庫三個(gè)層次進(jìn)行接口體系的劃分：項(xiàng)目庫包括項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目位置、項(xiàng)目概況等基本項(xiàng)目信息，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行項(xiàng)目編碼；子系統(tǒng)庫存儲(chǔ)了當(dāng)前國內(nèi)已建地鐵項(xiàng)目的二十多個(gè)集成子系統(tǒng)的中英文名稱、編號(hào)、系統(tǒng)描述等基本屬性，用戶可以依據(jù)具體項(xiàng)目子系統(tǒng)的分布情況關(guān)聯(lián)項(xiàng)目編碼與子系統(tǒng)編號(hào)(圖3)；業(yè)主和設(shè)計(jì)單位在設(shè)備系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)階段進(jìn)行物理接口的識(shí)別和接口體系的構(gòu)建，將物理接口與項(xiàng)目、子系統(tǒng)編號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)所有物理接口都關(guān)聯(lián)相關(guān)參與方的接口責(zé)任(圖4)，包括硬件責(zé)任、功能責(zé)任和聯(lián)調(diào)過程責(zé)任。對(duì)物理接口體系的構(gòu)建和維護(hù)有效保證了多項(xiàng)目、多子系統(tǒng)接口體系的結(jié)構(gòu)化、層次性與完整性(圖5)。相關(guān)責(zé)任方在合同簽訂之后，依據(jù)合同初始責(zé)任劃分和系統(tǒng)提供的責(zé)任接口框架對(duì)眾多子系統(tǒng)之間的責(zé)任接口進(jìn)行初始定義，并建立與合同條款編號(hào)的關(guān)聯(lián)，以此作為聯(lián)調(diào)過程中接口責(zé)任糾紛的處理依據(jù)。

圖3 子系統(tǒng)庫

圖4 物理接口庫

圖5 聯(lián)調(diào)平臺(tái)數(shù)據(jù)層次與關(guān)聯(lián)

2.2 物理接口技術(shù)參數(shù)同步

平臺(tái)用戶在接口深化設(shè)計(jì)階段，依據(jù)系統(tǒng)提供的接口技術(shù)結(jié)構(gòu)框架對(duì)物理接口的技術(shù)參數(shù)信息進(jìn)行構(gòu)建，并隨著接口的實(shí)施過程，清晰記錄接口技術(shù)參數(shù)的變更過程，包括變更內(nèi)容、變更原因、相關(guān)責(zé)任方等。用戶依據(jù)不同的檢索字段對(duì)任意兩個(gè)子系統(tǒng)之間的最新技術(shù)接口進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢，如物理接口編號(hào)、接口位置、接口功能等。因此，同一項(xiàng)目的眾多參與方如子系統(tǒng)承包商、供貨商、業(yè)主代表等，尤其是同一物理接口兩側(cè)的承包商能夠在同一個(gè)平臺(tái)上在線共享、共同確認(rèn)最新的接口技術(shù)信息，避免了由于接口技術(shù)文件版本管理混亂、接口信息散亂引發(fā)的接口雙方信息不同步、不對(duì)稱。此外，模塊支持權(quán)限用戶以pdf、word、excel等常用數(shù)據(jù)格式下載接口信息列表，作為最新版本的接口技術(shù)文件。

此外，每一次相關(guān)權(quán)限用戶對(duì)技術(shù)接口信息庫中的接口信息進(jìn)行變更操作如添加、修改、刪除等，系統(tǒng)自動(dòng)記錄變更過程并發(fā)送通知給對(duì)應(yīng)接口相關(guān)責(zé)任方及業(yè)主，避免了接口實(shí)施后期由于雙方接口多次變更，接口信息不對(duì)稱引發(fā)的接口責(zé)任糾紛。

2.3 接口狀態(tài)驗(yàn)收和聯(lián)調(diào)進(jìn)度控制

平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了基于聯(lián)調(diào)過程控制的接口狀態(tài)驗(yàn)收。接口狀態(tài)驗(yàn)收是通過系統(tǒng)的接口測(cè)試實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)提供了聯(lián)合調(diào)試的標(biāo)準(zhǔn)過程控制模板，各子系統(tǒng)用戶在此模板基礎(chǔ)上修改完成本項(xiàng)目的聯(lián)調(diào)實(shí)施計(jì)劃(圖6)，并在聯(lián)調(diào)子過程上關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)的物理接口和聯(lián)調(diào)測(cè)試用例，隨著聯(lián)調(diào)的進(jìn)行，高效檢索、調(diào)用物理接口對(duì)應(yīng)的技術(shù)參數(shù)信息、接口責(zé)任信息，作為聯(lián)合調(diào)試的技術(shù)支持。

圖6 聯(lián)調(diào)流程模塊

此外，平臺(tái)預(yù)定義了4個(gè)接口狀態(tài)：調(diào)試前、調(diào)試中、調(diào)試失敗、調(diào)試完成(表1)。隨著聯(lián)調(diào)的進(jìn)行，由聯(lián)調(diào)子過程的主要責(zé)任方負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)更新接口狀態(tài)，相關(guān)參與方和業(yè)主可以在本模塊實(shí)時(shí)查看接口列表中接口驗(yàn)收的最新狀態(tài)。同時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)依據(jù)搜集的實(shí)時(shí)接口狀態(tài)統(tǒng)計(jì)各子系統(tǒng)和車站當(dāng)前聯(lián)調(diào)進(jìn)度(圖7)。

表1 接口實(shí)時(shí)狀態(tài)表

圖7 ISCS聯(lián)調(diào)進(jìn)度示例

2.4 聯(lián)調(diào)接口沖突協(xié)同

聯(lián)合調(diào)試階段是接口沖突的高發(fā)階段。一旦產(chǎn)生接口沖突，接口責(zé)任的鑒別、接口沖突的修復(fù)方案以及接口信息的更新都需要相關(guān)接口責(zé)任方盡快溝通、協(xié)調(diào)與確認(rèn)。平臺(tái)為接口沖突提供了一個(gè)多參與方實(shí)時(shí)溝通的工具，用戶可以依據(jù)系統(tǒng)提供的接口沖突處理邏輯(圖8)，在線溝通協(xié)調(diào)接口問題，迅速、高效地處理接口糾紛。部分接口沖突可能引發(fā)一系列的接口信息變更，平臺(tái)能夠完整、清晰記錄每一次接口沖突引發(fā)的接口信息變更過程，通過物理接口與技術(shù)參數(shù)信息、接口責(zé)任信息和聯(lián)調(diào)子過程的聯(lián)動(dòng)功能，迅速及時(shí)更新接口信息，保證了聯(lián)調(diào)過程中接口信息的一致性。

圖8 接口沖突協(xié)同機(jī)制

3 平臺(tái)應(yīng)用過程及效果驗(yàn)證

3.1 案例背景

某地鐵項(xiàng)目總長22.262 km，設(shè)備工程共有22個(gè)子系統(tǒng)，包括車輛系統(tǒng)、軌道系統(tǒng)、遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、屏蔽門系統(tǒng)、安全門系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、電扶梯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)等。與國內(nèi)地鐵設(shè)備工程集成度水平一致，除了少量出于行車安全考慮獨(dú)立控制運(yùn)行的子系統(tǒng)如車輛、軌道和信號(hào)等，作為整個(gè)設(shè)備工程的集成化數(shù)據(jù)監(jiān)控中心平臺(tái)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)與大部分設(shè)備子系統(tǒng)存在工程接口(圖9)。

圖9 綜合監(jiān)控系統(tǒng)接口體系

ISCS和其他相關(guān)子系統(tǒng)之間的數(shù)千個(gè)物理接口是聯(lián)合調(diào)試的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在建設(shè)過程中，由于缺乏必要的接口管理經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)域知識(shí)，多子系統(tǒng)之間的復(fù)雜接口信息增加了業(yè)主方的聯(lián)調(diào)管理工作難度，聯(lián)調(diào)過程中出現(xiàn)的接口問題可能會(huì)導(dǎo)致不必要的成本損失和浪費(fèi)。因此，在業(yè)主的協(xié)調(diào)下，ISCS的承包商和它的其余12個(gè)子系統(tǒng)接口方共同加入聯(lián)合調(diào)試平臺(tái)的試運(yùn)行工作中，以更好地協(xié)同業(yè)主進(jìn)行聯(lián)調(diào)管理活動(dòng)。

3.2 平臺(tái)應(yīng)用過程

傳統(tǒng)設(shè)備聯(lián)調(diào)過程中，來自于設(shè)備工程各參建方、各子系統(tǒng)、各建設(shè)階段的大量接口信息以“信息碎片”的形式分散于各類技術(shù)文檔和會(huì)議紀(jì)要中，難以及時(shí)準(zhǔn)確獲取特定信息、建立信息關(guān)聯(lián)并以工程知識(shí)的形式指導(dǎo)工程實(shí)踐和決策過程。 Lin Yucheng提出了工程項(xiàng)目層-子系統(tǒng)層-接口層的“三層接口體系架構(gòu)”[15]。

首先，在項(xiàng)目層，業(yè)主錄入基本項(xiàng)目信息(項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目位置和項(xiàng)目描述等)。而后，平臺(tái)自動(dòng)賦予一個(gè)唯一的項(xiàng)目編號(hào)。對(duì)于子系統(tǒng)層，平臺(tái)提供了一個(gè)包含基于國內(nèi)已建地鐵項(xiàng)目知識(shí)構(gòu)建而成的標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫。新建地鐵項(xiàng)目業(yè)主可以參照數(shù)據(jù)庫勾選子系統(tǒng)信息，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行個(gè)性化編輯。業(yè)主將13個(gè)子系統(tǒng)編碼與唯一的項(xiàng)目編碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫初始化完畢，平臺(tái)提供13個(gè)子系統(tǒng)承包商用戶接口和13個(gè)子系統(tǒng)監(jiān)理方用戶接口?；陧?xiàng)目層和子系統(tǒng)層信息，綜合監(jiān)控承包商和其他12個(gè)接口子系統(tǒng)的承包商分別從各自的用戶入口，基于設(shè)計(jì)文件識(shí)別并構(gòu)建物理接口列表，最終完成平臺(tái)接口體系的初始化。截止至平臺(tái)試運(yùn)行工作結(jié)束，ISCS子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫里總共有2867個(gè)物理接口。平臺(tái)的應(yīng)用使所有接口信息都能被正確關(guān)聯(lián)到相關(guān)子系統(tǒng)和項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫中，保證了整個(gè)建設(shè)期工程接口體系的完整性和層次性。為了協(xié)同子系統(tǒng)承包商識(shí)別物理接口關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，平臺(tái)提供統(tǒng)一格式的技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)并允許用戶針對(duì)某些特定參數(shù)補(bǔ)充上傳相關(guān)技術(shù)參數(shù)文件或圖紙，如子系統(tǒng)協(xié)議文件和子系統(tǒng)設(shè)備點(diǎn)表文件等。針對(duì)責(zé)任接口信息，相關(guān)接口責(zé)任方將物理接口對(duì)應(yīng)的硬件責(zé)任和聯(lián)調(diào)責(zé)任與物理接口編號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，最終系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)建完成集成完整技術(shù)參數(shù)和接口責(zé)任信息的物理接口體系，為接口信息標(biāo)準(zhǔn)化、共享交互和聯(lián)調(diào)過程控制提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，各參與方依據(jù)系統(tǒng)嵌入的聯(lián)調(diào)接口沖突協(xié)調(diào)機(jī)制及時(shí)在線溝通修復(fù)聯(lián)調(diào)中失效的物理接口(圖10)，并隨著聯(lián)合調(diào)試的進(jìn)行，更新物理接口狀態(tài)，平臺(tái)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)生成分別以子系統(tǒng)和車站為單位的聯(lián)調(diào)進(jìn)度報(bào)告(圖11)，以百分比表示完成度(0～100%)，使業(yè)主能夠第一時(shí)間清晰直觀地掌控當(dāng)前項(xiàng)目聯(lián)調(diào)接口總體狀態(tài)。

圖11 分子系統(tǒng)與分車站聯(lián)調(diào)進(jìn)度報(bào)告

3.3 應(yīng)用效果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證聯(lián)調(diào)平臺(tái)是否正確執(zhí)行了預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)功能，并保證其系統(tǒng)質(zhì)量和可靠性，我們?cè)谠囘\(yùn)行階段結(jié)束之后，進(jìn)行了軟件檢驗(yàn)與確認(rèn)測(cè)試(V&V TEST)。在測(cè)試期間，平臺(tái)全程部署于業(yè)主方服務(wù)器。

檢驗(yàn)測(cè)試是驗(yàn)證軟件是否滿足早期設(shè)定的用戶需求，而確認(rèn)測(cè)試是在系統(tǒng)開發(fā)結(jié)束之后評(píng)估系統(tǒng)有用性的過程[12]。對(duì)于確認(rèn)測(cè)試，在軟件開發(fā)的整個(gè)周期中實(shí)施了測(cè)試計(jì)劃，逐步將系統(tǒng)功能點(diǎn)與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比，識(shí)別缺陷并及時(shí)修復(fù)失效點(diǎn)，盡可能降低開發(fā)成本。在檢驗(yàn)測(cè)試中，選取了平臺(tái)用戶中的21人，他們都有至少3年的工程經(jīng)驗(yàn)，其中包括2個(gè)業(yè)主方工程師，2個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)工程師，1個(gè)綜合監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)理方，12個(gè)綜合監(jiān)控接口方子系統(tǒng)承包商工程師以及4個(gè)監(jiān)理工程師(負(fù)責(zé)12個(gè)接口子系統(tǒng))。從早期基礎(chǔ)接口數(shù)據(jù)錄入開始，所有用戶連續(xù)使用設(shè)備聯(lián)調(diào)平臺(tái)共計(jì)4個(gè)月。我們?cè)O(shè)計(jì)了檢驗(yàn)測(cè)試調(diào)查問卷， 由21個(gè)調(diào)查對(duì)象匿名填寫并提交，將回收的21份有效調(diào)查問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果作為V&V測(cè)試評(píng)估的依據(jù)。為了定量分析用戶滿意度，問卷采用里克特量表設(shè)計(jì)了五級(jí)定量滿意度體系，被調(diào)查者依據(jù)實(shí)際使用效果從1(完全不同意)到5(完全同意)遞增的滿意度選項(xiàng)中做出評(píng)分。系統(tǒng)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括系統(tǒng)易用性、系統(tǒng)功能性和系統(tǒng)性能三個(gè)方面，每個(gè)方面設(shè)有對(duì)應(yīng)的具體評(píng)價(jià)指標(biāo)，被調(diào)查用戶通過對(duì)比傳統(tǒng)IM模式下的聯(lián)調(diào)效果和聯(lián)調(diào)平臺(tái)的應(yīng)用效果為每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)打分(表2)。

表2 聯(lián)調(diào)平臺(tái)應(yīng)用效果

調(diào)查結(jié)果顯示，從系統(tǒng)的易用性、功能性和系統(tǒng)性能三個(gè)方面綜合評(píng)估，設(shè)備聯(lián)調(diào)平臺(tái)基本滿足了設(shè)計(jì)要求和用戶需求，聯(lián)調(diào)平臺(tái)的應(yīng)用提升了聯(lián)調(diào)效率，且越來越多的項(xiàng)目參與方開始逐漸意識(shí)到接口信息管理在聯(lián)調(diào)中的重要意義。此外，對(duì)比分析不同工程角色上的被調(diào)查用戶滿意度發(fā)現(xiàn)：業(yè)主、ISCS承包商和其他接口子系統(tǒng)承包商對(duì)平臺(tái)的態(tài)度有所不同。與其他子系統(tǒng)承包商相比，業(yè)主和ISCS承包商對(duì)平臺(tái)的滿意度顯然更高。其原因可能是ISCS與12個(gè)子系統(tǒng)都存在工程接口，聯(lián)調(diào)管理績效與ISCS子系統(tǒng)本身功能的實(shí)現(xiàn)密切相關(guān)，因此，ISCS子系統(tǒng)承包商的聯(lián)調(diào)管理目標(biāo)與業(yè)主趨于一致(業(yè)主需要考慮所有具備接口關(guān)系的子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性以保證整體地鐵設(shè)備系統(tǒng)的功能和性能的完備性)。而部分子系統(tǒng)功能相對(duì)獨(dú)立，與其他子系統(tǒng)之間的接口較少，接口管理和設(shè)備聯(lián)調(diào)的績效對(duì)其子系統(tǒng)本身的影響力較為有限。可見，接口沖突的本質(zhì)上源于各方工程目標(biāo)的不一致性。因此，除ISCS之外的其他子系統(tǒng)承包商的配合度對(duì)平臺(tái)的運(yùn)行效果和整體工程的總聯(lián)調(diào)效率起著關(guān)鍵性的影響。

此外，在調(diào)查問卷中搜集整理了用戶對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用的反饋與建議：(1)聯(lián)調(diào)平臺(tái)的高效實(shí)施需要地鐵設(shè)備工程涉及的所有子系統(tǒng)共同參與，但是平臺(tái)試運(yùn)行階段尚未涵蓋幾個(gè)涉及安全運(yùn)行的核心子系統(tǒng)，如車輛系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)。(2)平臺(tái)現(xiàn)階段尚處于半自動(dòng)化狀態(tài)，前期人工數(shù)據(jù)輸入工作量較大。(3)部分接口關(guān)系較為獨(dú)立的子系統(tǒng)承包商內(nèi)部工程目標(biāo)與項(xiàng)目整體目標(biāo)不一致，只關(guān)注內(nèi)部接口，不重視與其他子系統(tǒng)的接口協(xié)調(diào)和聯(lián)調(diào)配合。然而，這部分接口協(xié)調(diào)工作往往是整個(gè)接口管理的薄弱環(huán)節(jié)，直接關(guān)系總體聯(lián)調(diào)效率。(4)平臺(tái)應(yīng)用中的部分工作流程與用戶原有的部分傳統(tǒng)工作流程沖突。例如，項(xiàng)目參與方原本是通過各類技術(shù)文件管理聯(lián)調(diào)過程和相關(guān)接口信息，且每個(gè)參與方的管理標(biāo)準(zhǔn)都不一致。不調(diào)整原有的工作流程，新應(yīng)用的系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生冗余工作量。(5)設(shè)備聯(lián)調(diào)平臺(tái)沒有與其他項(xiàng)目管理軟件聯(lián)合應(yīng)用的接口，然而，聯(lián)調(diào)中所需要調(diào)用的接口信息與項(xiàng)目管理其他管理要素緊密關(guān)聯(lián)，例如項(xiàng)目計(jì)劃、合同管理和文檔管理等。因此，有必要將聯(lián)調(diào)與其他項(xiàng)目管理要素進(jìn)行概念集成、工作流集成以至于平臺(tái)集成，設(shè)立與其他項(xiàng)目管理類軟件的接口，方便用戶同時(shí)操作和應(yīng)用，以綜合提升整體項(xiàng)目管理績效。

4 結(jié) 論

本文將接口管理和信息化理論系統(tǒng)性地應(yīng)用于地鐵設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試協(xié)同管理中，初步實(shí)現(xiàn)了地鐵設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化管控。在理論層面上，創(chuàng)新性地將接口管理基本理論和信息化理論相結(jié)合，提出了設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化的實(shí)現(xiàn)框架，包括聯(lián)調(diào)接口信息體系的構(gòu)建、聯(lián)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)過程模塊的構(gòu)建、信息關(guān)聯(lián)的識(shí)別與構(gòu)建、接口狀態(tài)定義與統(tǒng)計(jì)以及接口沖突協(xié)同/信息更新機(jī)制的構(gòu)建等內(nèi)容，豐富了接口管理及聯(lián)合調(diào)試的理論體系；在應(yīng)用層面上，通過地鐵設(shè)備聯(lián)調(diào)平臺(tái)的設(shè)計(jì)和開發(fā)驗(yàn)證了設(shè)備聯(lián)調(diào)信息化實(shí)現(xiàn)框架的可行性和應(yīng)用效果。地鐵設(shè)備聯(lián)調(diào)平臺(tái)能夠協(xié)助業(yè)主和各參建方構(gòu)建設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜物理接口體系，基于復(fù)雜聯(lián)合調(diào)試過程標(biāo)準(zhǔn)化的流程框架構(gòu)建設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試計(jì)劃(聯(lián)調(diào)細(xì)則)，并基于聯(lián)合調(diào)試與接口管理的內(nèi)在聯(lián)系，將聯(lián)調(diào)過程中需要調(diào)用的結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的物理接口及其附加接口信息與聯(lián)合調(diào)試子過程相互關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)記錄接口狀態(tài)、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)聯(lián)調(diào)進(jìn)度，并高效協(xié)同修復(fù)聯(lián)調(diào)過程中產(chǎn)生的接口沖突。聯(lián)調(diào)平臺(tái)在案例中的應(yīng)用效果證明，該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了地鐵設(shè)備系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試過程中的技術(shù)指導(dǎo)、信息共享與決策支持，加強(qiáng)了聯(lián)合調(diào)試的過程控制，有效避免了聯(lián)調(diào)中不必要的錯(cuò)誤和返工，強(qiáng)化了各參建方對(duì)接口管理的重視程度，促進(jìn)了整體工程按時(shí)、保質(zhì)驗(yàn)收。

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Integrated Testing Management System of Metro Equipment Engineering

JUQian-qian,LUOHan-bin

(School of Civil Engineering and Mechanics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)

Metro equipment engineering consists of multiple subsystems like Vehicle system, Rail system, Telecommunication system, Signal system, Power system, Integrated supervisory control system etc. The improvement of automation in metro equipment systems has led to the complexity of functional linkages of multiple subsystems and increasing number of physical interfaces. Integrated testing plays an important role in the system final acceptance. However, traditional integrated testing approaches include scattered interface documents, large amount of testing records in paper and frequent interface meetings which result in low efficiency and unnecessary failures. This paper develops an interface-based integrated testing management system, helps the owner to establish the complex physical interface framework and integrate related interface attributes. It links the sub-processes of integrated testing with relating interface information, tracks real-time interface status and reveals integrated testing schedules. Besides, the system also provides an interface conflicts coordination mechanism for the multi-discipline participants. The result of pilot test proves that the system can improve efficiency of integrated testing as well as the performance of interface management and further promotes the quality of system final acceptance.

metro equipment engineering; interface; integrated testing; project management system

2015-12-29

2016-03-13

琚倩茜(1987-)，女，河南鄭州人，博士研究生，研究方向?yàn)榈罔F設(shè)備系統(tǒng)接口管理及聯(lián)合調(diào)試(Email: juqianqian800@126.com)

U455.1; TP399

A

2095-0985(2016)05-0091-07