田宏業(yè)

(中國鐵路北京局集團有限公司 調度所，北京 100045)

列車運行監(jiān)控裝置(LKJ)基礎數(shù)據(jù)是指內置在LKJ中的關于鐵路設施設備各項硬件指標、列車運行各種規(guī)章規(guī)定限制的基礎性數(shù)據(jù)，其內容涉及到工務、電務、供電、機務、運輸、信息等多個領域。鐵路營業(yè)線施工管理系統(tǒng)是對鐵路線路施工任務的作業(yè)內容、作業(yè)時間、作業(yè)地點、作業(yè)人員等進行統(tǒng)籌管理的系統(tǒng)。將LKJ基礎數(shù)據(jù)直接引入施工管理系統(tǒng)，有利于提升鐵路線路施工作業(yè)效率，提高施工作業(yè)的安全性，減少施工任務對運輸生產(chǎn)的影響。目前，LKJ基礎數(shù)據(jù)管理和施工管理系統(tǒng)維護分屬不同部門，施工管理系統(tǒng)維護人員只有收到LKJ換裝電報后，才可對施工管理系統(tǒng)內的基礎數(shù)據(jù)進行維護，造成LKJ基礎數(shù)據(jù)的變更無法及時準確地為施工管理提供信息化支撐。LKJ基礎數(shù)據(jù)管理與施工管理系統(tǒng)維護的管理主體割裂，不僅為施工管理系統(tǒng)信息更新和維護帶來諸多困難，增加了系統(tǒng)維護人員的工作強度，而且容易造成LKJ數(shù)據(jù)的不一致性，影響施工計劃的制定實施和作業(yè)效果。為解決LKJ數(shù)據(jù)多頭管理、更新滯后，施工管理系統(tǒng)維護成本高、工作量大等問題，中國鐵路北京局集團有限公司(以下簡稱“北京局集團公司”)探索嘗試將LKJ數(shù)據(jù)直接引入施工管理系統(tǒng)，有效提高施工管理系統(tǒng)中LKJ數(shù)據(jù)的更新維護效率和質量。

1 LKJ基礎數(shù)據(jù)管理和營業(yè)性施工現(xiàn)狀分析

1.1 LKJ基礎數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀

LKJ基礎數(shù)據(jù)的準確性、可靠性，直接關系到列車運行安全。其中，基礎線路數(shù)據(jù)與基礎運行組織數(shù)據(jù)的變化，都與線路施工任務緊密相關。傳統(tǒng)的LKJ數(shù)據(jù)管理中，當線路進行施工時，施工單位或相關負責單位，需要手工填寫報表(Excel)，通過郵件形式向上級主管部門報告所有數(shù)據(jù)的變化情況。審核通過后，再由總工程師室進行匯總并統(tǒng)一發(fā)布。傳統(tǒng)模式中，數(shù)據(jù)采集和應用涉及到鐵路的工務、機務、電務、運輸、信息等部門，參與人員多，數(shù)據(jù)格式約束不規(guī)范、不統(tǒng)一，上報過程無法充分保證不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)一致性，且數(shù)據(jù)更新周期長、響應速度慢，在LKJ基礎數(shù)據(jù)管理中留下一定的安全隱患。

北京局集團公司LKJ基礎數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、采集、更新與管理，主要遵循以下流程[1]：施工單位負責編制上報，由主管業(yè)務部門組織相關站段核對與現(xiàn)場相符后，提報科技和信息化部將LKJ基礎數(shù)據(jù)變化以電報形式發(fā)布。電務部門會同機務部門利用LKJ運行記錄數(shù)據(jù)文件格式處理軟件進行編制、復核、模擬試驗，通過后電務部發(fā)布數(shù)據(jù)及準備就緒電報。在LKJ基礎數(shù)據(jù)生效前3天，運輸部發(fā)布正式LKJ數(shù)據(jù)換裝電報明確換裝數(shù)據(jù)版本，據(jù)此機務段提報機車計劃，電務段灌裝數(shù)據(jù)芯片，調度所發(fā)布運行揭示調度命令[2]。施工管理辦公室收到運輸部下發(fā)的正式LKJ數(shù)據(jù)換裝電報后，根據(jù)生效時間，組織相關專業(yè)部門通過信息所共同對施工管理系統(tǒng)涉及的LKJ基礎數(shù)據(jù)進行維護[3]。

1.2 營業(yè)性施工現(xiàn)狀

北京局集團公司施工管理辦公室作為營業(yè)線施工的牽頭組織部門，負責組織協(xié)調施工與運輸?shù)年P系，編制年度施工輪廓計劃、月度施工計劃、施工日計劃，擬寫發(fā)布施工調度命令與LKJ命令，負責Ⅰ級、Ⅱ級施工現(xiàn)場組織協(xié)調和Ⅲ級重點施工的督導檢查，做好施工質量分析考核工作。北京局集團公司地處鐵路網(wǎng)中心位置，管轄6條繁忙干線、7條干線，重點線路多，列車運行密度大；設備升級改造和新建工程施工項目任務量大，多數(shù)施工作業(yè)都需伴隨客貨運輸計劃調整，施工項目數(shù)量和難度長期處于高位；涉及建設單位和設備部門多，人員流動性大，專業(yè)水平也參差不齊。復雜的營業(yè)線施工現(xiàn)狀對施工管理系統(tǒng)提出了更高要求，迫切需要進一步提高施工管理系統(tǒng)的信息化水平，通過系統(tǒng)合理編制施工方案和施工計劃，安全卡控施工沖突，進而推動施工審核的智能化發(fā)展[4]。

北京局集團公司使用的營業(yè)線施工管理系統(tǒng)對施工月計劃、日計劃、臨近營業(yè)線安全監(jiān)督計劃、維修周計劃等多個獨立運行的子系統(tǒng)進行了一體化整合，施工月計劃、日計劃、命令、登銷記已全部實現(xiàn)信息化，施工計劃的提報、審批、下達等環(huán)節(jié)也能夠依托施工管理系統(tǒng)完成。在此過程中可根據(jù)系統(tǒng)預植入的LKJ基礎數(shù)據(jù)以及各工種間、各施工地點間、各作業(yè)項目和施工內容間、各限速及影響范圍間沖突檢查卡控規(guī)則，對施工計劃進行預審核，自動判定提報的施工計劃是否存在沖突。預審核通過后，施工管理人員結合最新LKJ基礎數(shù)據(jù)和相關文件電報，人工對施工計劃的科學性、合理性、安全性進行再審核。

1.3 存在問題

（1）施工組織模式適應多部門協(xié)同亟需加強。鐵路運輸任務的逐年增長，使運輸與施工天窗的矛盾性日益加劇。近年來，北京局集團公司的運輸完成量連年增高，施工作業(yè)量也任務艱巨，鐵路運輸生產(chǎn)與施工維修作業(yè)之間的時空協(xié)調問題日益突出，在堅持運輸、施工兼顧的原則指導下，鐵路施工維修作業(yè)推進實施“大天窗、集中修、綜合用”施工組織模式，要求車、機、工、電、輛等眾多部門在同一天窗內協(xié)同作戰(zhàn)，共同完成鐵路設備的大中修任務，以集中施工資源，提高施工效率和天窗綜合利用率。因此，大量且眾多部門參與的施工對施工管理系統(tǒng)的安全性要求與日俱增，也對施工管理的效率提出了更高要求。如果施工管理系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)存在瑕疵，一方面，可能造成施工方案不安全，施工計劃預審核階段系統(tǒng)的卡控把關出現(xiàn)漏洞；另一方面，影響施工管理的效率，造成人工重復審核，甚至反復審核。因此，將LKJ基礎數(shù)據(jù)直接引入施工管理系統(tǒng)，可以提升施工計劃編制效率和質量，減少LKJ數(shù)據(jù)更新滯后期，推動鐵路運輸高質量發(fā)展。

（2）LKJ基礎數(shù)據(jù)交互技術壁壘高。在既有管理體系中，各專業(yè)部是LKJ基礎數(shù)據(jù)的主管部門，按本專業(yè)的標準向科信部提報基礎數(shù)據(jù)變化情況，在收到科信部的電報后，再各自維護基礎數(shù)據(jù)[5]。這樣造成了LKJ基礎數(shù)據(jù)的多頭管理；數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一，需要大量的人力進行核對甄選；各自維護基礎數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)歸整過程無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和比對，本專業(yè)基礎數(shù)據(jù)中的其他專業(yè)數(shù)據(jù)錯誤現(xiàn)象時有發(fā)生，數(shù)據(jù)的及時性和一致性不能同步。北京局集團公司LKJ基礎數(shù)據(jù)提報、確認等環(huán)節(jié)是通過電報形式進行分專業(yè)紙質管理和傳播。機務段、電務段利用LKJ運行記錄數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行機車LKJ基礎數(shù)據(jù)編制后，再通過IC卡寫入機車[6]。而施工管理系統(tǒng)利用運輸調度TDMS5.0系統(tǒng)的施工管理子系統(tǒng)，當LKJ基礎數(shù)據(jù)發(fā)生變化，運輸部門發(fā)布正式LKJ數(shù)據(jù)換裝電報后，再對施工管理系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)進行手工更新修正。受現(xiàn)實條件和技術原因影響，由于LKJ存在基礎數(shù)據(jù)管理架構和管理模式不同，在建立和發(fā)展過程中缺乏頂層設計，并未預留交互接口，直接導致施工管理系統(tǒng)和LKJ基礎數(shù)據(jù)之間，缺乏統(tǒng)一互相兼容的數(shù)據(jù)標準格式。

（3）施工管理系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)維護量較大。施工導致的設備變化往往涉及各個專業(yè)，施工管理系統(tǒng)中基礎數(shù)據(jù)維護須各專業(yè)同步進行。某一專業(yè)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化，其他各專業(yè)基礎數(shù)據(jù)均需修改，工作量龐大。而基礎數(shù)據(jù)維護管理仍然以專業(yè)負責為主，各專業(yè)按照自己的標準向施工管理部門提供基礎數(shù)據(jù)，不同專業(yè)對于LKJ基礎數(shù)據(jù)的變化互不融合，某專業(yè)的數(shù)據(jù)變化對其他專業(yè)基礎數(shù)據(jù)的影響容易遭到忽略，進而產(chǎn)生系統(tǒng)數(shù)據(jù)漏洞，導致不同專業(yè)對同一地段的基礎數(shù)據(jù)描述可能不一致。例如，工務平面示意圖、電務邏輯示意圖的設備圖和供電接觸網(wǎng)示意圖之間缺乏基礎數(shù)據(jù)關聯(lián)信息，本專業(yè)設備圖中的其他專業(yè)數(shù)據(jù)時常出現(xiàn)錯誤，給施工管理人員造成重復工作，也帶來安全風險。另外，施工管理人員在審核復雜施工時，針對同一個施工，需要結合工務線路圖、電務設備圖和接觸網(wǎng)供電示意圖等各專業(yè)數(shù)據(jù)分別進行核對，不同的專業(yè)圖示的基礎數(shù)據(jù)不一致，給施工審核帶來重復勞動和安全風險。

（4）施工管理系統(tǒng)人工維護風險高。2017年，北京局集團公司設備變化83次，其中數(shù)據(jù)換裝58次，2018年此2項分別為58次和36次。大量的設備變化和數(shù)據(jù)換裝給系統(tǒng)內LKJ基礎數(shù)據(jù)的維護造成了很大壓力。按照當前LKJ基礎數(shù)據(jù)管理辦法及歷史沿襲的數(shù)據(jù)管理特殊性，各專業(yè)對于LKJ基礎數(shù)據(jù)的維護還是主要采用人工提報、紙質簽章確認、傳真電報下發(fā)來完成，機車的LKJ基礎數(shù)據(jù)可以由電務部門通過復核、模擬實驗來確保其準確性，而施工管理系統(tǒng)中的基礎數(shù)據(jù)則是簡單由施工管理人員組織相關部門通過信息所人工維護，作業(yè)繁瑣，維護效率低，安全風險高。

（5）LKJ基礎數(shù)據(jù)導入施工管理系統(tǒng)存在滯后期。由于系統(tǒng)LKJ基礎數(shù)據(jù)錄入與維護，只能在每次LKJ換裝電報下發(fā)后進行，而一些大型施工的施工方案制定和施工計劃的編制、審批、下達通常在施工前一月甚至數(shù)月就已經(jīng)制定[7]，LKJ基礎數(shù)據(jù)生效時刻滯后于施工方案研究時間和施工計劃編制的時間，造成施工管理單位利用基礎數(shù)據(jù)變更前的數(shù)據(jù)來研究基礎數(shù)據(jù)變更以后的施工項目，無法為施工方案研究提供準確的數(shù)據(jù)信息，影響施工方案的科學性，也無法為施工計劃編制提供信息化安全保障，對此類施工的施工計劃編制和施工命令下達造成嚴重的安全隱患。如何能將LKJ基礎數(shù)據(jù)與TDMS5.0施工系統(tǒng)充分融合，確保LKJ基礎數(shù)據(jù)在施工方案制定和計劃審核中的及時性、準確性、可靠性，是系統(tǒng)后續(xù)信息化發(fā)展的主要方向。

2 LKJ基礎數(shù)據(jù)直接引入施工管理系統(tǒng)對策

2.1 建立數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一接口模塊

實現(xiàn)LKJ數(shù)據(jù)的高效精準管理，需要明確統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準要求，并提升數(shù)據(jù)管理手段，建立數(shù)據(jù)互通互聯(lián)的標準化傳輸接口。一方面，需要統(tǒng)一各專業(yè)LKJ基礎數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)標準，摒棄紙質化管理方式，以信息化方式記錄和維護基礎數(shù)據(jù)，并建立基于計算機語言的標準數(shù)據(jù)格式，使工務、電務、供電、機務、運輸、信息等6個專業(yè)部門的LKJ基礎數(shù)據(jù)能共融共享，同時利用標準的數(shù)據(jù)模式提報、審批、發(fā)布基礎數(shù)據(jù)變更情況，確保LKJ基礎數(shù)據(jù)的一致性[8]。解決數(shù)據(jù)標準不統(tǒng)一，兼容性差的問題，為不同專業(yè)間基礎數(shù)據(jù)的信息交融提供基礎，也為將LKJ基礎數(shù)據(jù)直接引入施工管理系統(tǒng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)標準基礎。另一方面，需要建立LKJ基礎數(shù)據(jù)平臺與機車運行記錄數(shù)據(jù)文件格式處理軟件之間的交互接口，實現(xiàn)信息共享，即基礎數(shù)據(jù)通過集成平臺維護，當基礎數(shù)據(jù)變更時，機車運行記錄數(shù)據(jù)文件格式處理軟件直接從平臺采集新的數(shù)據(jù)版本，而不是機務段、電務段根據(jù)換裝電報人工修改機車IC卡。同樣，在施工管理系統(tǒng)內建立一個模塊，將施工管理系統(tǒng)視為“一臺機車”，每次數(shù)據(jù)換裝時，對系統(tǒng)同步換裝，從而將LKJ基礎數(shù)據(jù)引入施工管理系統(tǒng)，解決施工管理系統(tǒng)LKJ基礎數(shù)據(jù)維護困難等問題。

2.2 構建LKJ基礎數(shù)據(jù)集成平臺

LKJ基礎數(shù)據(jù)管理尚未實現(xiàn)信息化管理，未建立集成平臺。施工管理系統(tǒng)的信息化進程中，需要大量LKJ基礎數(shù)據(jù)，包含工務的線路和車站信息、電務的信號機坐標、供電的供電臂范圍信息等作為基本信息點支撐。LKJ信息化建設中也存在著信息點多頭管理、維護繁瑣、各專業(yè)數(shù)據(jù)標準不兼容、不同專業(yè)對非管轄專業(yè)的基礎數(shù)據(jù)缺失等問題。構建基于共同數(shù)據(jù)標準的LKJ基礎數(shù)據(jù)集成平臺，將工務、電務、供電、機務、運輸、信息等部門的數(shù)據(jù)整合到集成平臺中，使LKJ基礎數(shù)據(jù)的上報、審核、維護均通過集成平臺進行，并實現(xiàn)各個專業(yè)數(shù)據(jù)共享融合。例如，工務編制的線、站、股道、道岔信息和電務編制的信號機坐標信息同時展示，以解決各專業(yè)LKJ基礎數(shù)據(jù)信息割裂、基礎編碼不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)標準不健全、信息孤島眾多、信息共享困難、信息資源利用率不高的問題，為將LKJ基礎數(shù)據(jù)直接引入施工管理系統(tǒng)創(chuàng)建硬件條件。

2.3 確保數(shù)據(jù)惟一性和連續(xù)性

考慮運行記錄數(shù)據(jù)文件格式處理軟件數(shù)據(jù)安全特殊性，對新線開通和既有線改造施工、列車運行圖調整等涉及LKJ基礎數(shù)據(jù)變化時，每個數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)的編制必須按標準化的數(shù)據(jù)格式錄入，數(shù)據(jù)的改動實行專業(yè)負責、錄入人負責的數(shù)據(jù)責任制度，確保數(shù)據(jù)的唯一性和一致性。同時，實行履歷管理，LKJ基礎數(shù)據(jù)版本采用動態(tài)生成的方式，只需選擇要生成版本的時間節(jié)點及版本名稱，系統(tǒng)將自動生成新的版本號。根據(jù)版本能夠方便地查看某一時期改動的數(shù)據(jù)，到某時期為止全局的有效數(shù)據(jù)，對發(fā)布數(shù)據(jù)進行修改的數(shù)據(jù)可以查看其歷史，比對不同數(shù)據(jù)版本間的差異情況。通過建立LKJ基礎數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)對基礎數(shù)據(jù)電子化管理后，基礎數(shù)據(jù)由多頭管理轉向專業(yè)負責、錄入人負責，杜絕不同專業(yè)信息不一致，人工維護信息風險高的隱患，實現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)管理的科學高效。在建立施工管理系統(tǒng)和LKJ基礎數(shù)據(jù)平臺的交互接口后，施工管理系統(tǒng)能直接讀取最新的基礎數(shù)據(jù)，有助于避免系統(tǒng)單獨維護龐大的數(shù)據(jù)信息量，以確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性、一致性。

2.4 構建施工要素可視化信息平臺

施工要素是影響施工計劃編制、調整、審核的重要因素，采用可視化手段進行施工要素展示，與傳統(tǒng)的文字、報表展示方式相比，將更加形象、高效。因此，需要在施工管理系統(tǒng)中建立可視化模塊，使系統(tǒng)能夠直接提取基礎數(shù)據(jù)中的施工關鍵要素，將施工計劃的關鍵要素信息在可視化信息平臺上顯現(xiàn)，形象地展示出各項施工的作業(yè)地點、影響范圍、施工前后基礎數(shù)據(jù)變化等情況，便于施工管理人員精確地了解掌握施工的具體地點、作業(yè)過程、影響范圍和沖突形式等。施工管理系統(tǒng)的其他使用用戶，包含施工作業(yè)人員、車站人員、調度員也可以通過施工要素可視化信息平臺詳細了解現(xiàn)場作業(yè)地點、停電范圍、影響范圍等準確信息，提升施工審核的準確程度，提高施工組織精細化水平和作業(yè)效率，為施工的安全順利進行創(chuàng)造多方面條件。

2.5 建立大型工程施工模擬環(huán)境

一些大型站場改造、新線修建等長期施工通常涉及多次的LKJ基礎數(shù)據(jù)變更，施工方案研究和施工計劃編制往往基于已經(jīng)施工變更了的基礎數(shù)據(jù)，而集成平臺和施工管理系統(tǒng)均是現(xiàn)實的基礎數(shù)據(jù)環(huán)境，反映的是現(xiàn)實現(xiàn)場現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)，二者的不一致不利于施工方案的進一步研究，也給施工計劃編制埋下基礎數(shù)據(jù)不準確的安全風險。集成平臺中LKJ基礎數(shù)據(jù)實現(xiàn)履歷管理后，可以將施工方案研究過程中初步形成的LKJ基礎數(shù)據(jù)變化和施工計劃后基礎數(shù)據(jù)變化預制準基礎數(shù)據(jù)版本，作為施工方案研究和施工計劃編制的基礎。利用LKJ基礎數(shù)據(jù)集成平臺導入到施工管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)預演，模擬設備變化后的施工條件，解決系統(tǒng)內LKJ基礎數(shù)據(jù)變更滯后施工方案研究和月度施工計劃編制的問題，為施工方案研究和計劃編制提供信息化保障和控制。

2.6 實現(xiàn)LKJ基礎數(shù)據(jù)閉環(huán)管理

基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，建立LKJ基礎數(shù)據(jù)集成平臺和北京局集團公司施工維修登銷記系統(tǒng)(以下簡稱“電子運統(tǒng)46系統(tǒng)”)之間的調用接口。當有涉及LKJ基礎數(shù)據(jù)變化的施工時，根據(jù)電子運統(tǒng)46系統(tǒng)的登記情況，自動向LKJ基礎數(shù)據(jù)集成平臺提供設備預變化信息，在平臺上動態(tài)提醒某時間段存在涉及LKJ基礎數(shù)據(jù)變更的施工，管理人員可根據(jù)提示信息導入發(fā)生數(shù)據(jù)變化的設備并標識為待審狀態(tài)(最終確認必須有一個審核流程)，審核后形成正式LKJ基礎數(shù)據(jù)。待施工結束，根據(jù)電子運統(tǒng)46系統(tǒng)銷記的設備變化情況反饋對LKJ基礎數(shù)據(jù)的變化過程進行確認，最終實現(xiàn)LKJ基礎數(shù)據(jù)的閉環(huán)管理。防止出現(xiàn)基礎數(shù)據(jù)根據(jù)設備換裝電報已經(jīng)實現(xiàn)修改，但施工未按計劃完成而帶來的安全隱患，降低施工安全風險。

3 結束語

實現(xiàn)LKJ基礎數(shù)據(jù)與施工管理系統(tǒng)的一體化管理，對于充分保證LKJ基礎數(shù)據(jù)的一致性、準確性，有效降低施工管理系統(tǒng)的運維復雜度及運維成本，都具有積極的推動作用。未來發(fā)展中，隨著鐵路營業(yè)線施工管理系統(tǒng)逐步規(guī)劃納入中國鐵道科學研究院集團有限公司的鐵路大數(shù)據(jù)平臺，將LKJ基礎數(shù)據(jù)直接引入施工管理系統(tǒng)，并進一步與鐵路大數(shù)據(jù)平臺相結合，有助于推進“一日一圖”情況下施工方案的精確分析，提高施工計劃的自動審核水平，促進施工項目動態(tài)管理研究，帶動施工管理系統(tǒng)從方案研究、計劃提報到施工兌現(xiàn)全流程的智能化控制，實現(xiàn)施工安全管控最優(yōu)化、科學化，進而提高施工管理的科學性、安全性和高效性。