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琚倩茜;骆汉宾
【摘 要】地铁设备系统涉及车辆、轨道、通信、信号、供电、综合监控等众多子系统，各子系统之间的功能联动技术复杂、自动化水平高、接口数量巨大，设备系统联合调试的绩效直接决定了整体工程是否能够按时保质开通运营。然而，国内联合调试通常依靠上万页各类接口文件+纸质联调记录表格+接口协调会，技术落后、效率低、易出错。本文提出了设备联调信息化的实现框架，设计开发了地铁设备系统联合调试平台，有效协助业主构建复杂物理接口体系并集成相关接口参数、关联联调子过程与对应的接口信息、实时追踪接口状态、自动统计联调进度，并基于接口冲突协同机制为各参与方提供了一个联调接口冲突实时修复-接口信息的平台。案例分析结果证明，该平台可以有效提高联调效率，改善接口管理绩效，促进整体工程按时、保质验收。%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 sub systems 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.
【期刊名称】《土木工程与管理学报》
【年(卷),期】2016(033)005
粤东门户
藏羌锅庄【总页数】7页(P91-97)
【关键词】地铁设备系统;接口;设备联调;工程管理平台
【作 者】琚倩茜;骆汉宾
【作者单位】华中科技大学 土木工程与力学学院，湖北 武汉 430074;华中科技大学 土木工程与力学学院，湖北 武汉 430074
【正文语种】中 文逸明中学
【中图分类】U455.1;TP399电力监测
地铁设备系统涉及车辆、轨道、通信、信号、供电、照明、环控等众多专业[1]。随着城市地铁设备系统自动化程度的大幅度提升，各集成类控制系统如综合监控系统(ISCS)、环境与设备监控系统(BAS)、火灾报警系统(FAS)等被普遍运用于中国新建地铁项目，大大增强了城市地铁系统整体联动功能和运行效率。与此同时，子系统之间的信息传递逻辑、功能联动等各项协作关系越发复杂，物理接口数量呈指数增长。各子系统的功能、性能各项指
标的实现是在整体系统环境良好且各个子系统能够进行良好的信息传递及功能联动基础之上的。反之，各子系统如果不能相互配合就有可能大大增加运营期的系统维护、维修费用，甚至造成车辆和设备不能正常运营或发生事故，给城市地铁的安全、稳定运营带来巨大的隐患[2]。地铁设备系统联合调试(设备联调)是指在各设备子系统完成内部调试的基础上开展的接口功能及性能测试，以检验各子系统是否达到设计要求的协同运作能力。设备联调属于设计验证阶段，是地铁工程由建设阶段向运营服务转变的标志，可确保整体系统的最优匹配，是连接城市轨道交通工程建设阶段和运营阶段的关键环节，其成功与否直接决定了整体工程能否按时保质完成开通运营的总目标。近年来，设备联调越来越受到国内外城市轨道交通工程业界的高度重视，部分城市将其作为一个独立环节单独招标，如深圳地铁1号线和南京地铁1号线。
然而，国内地铁设备联调通常依靠手工调试+上万页接口技术文件+纸质联调记录表格，技术落后、效率低、易出错，已经无法适应现代自动化地铁设备系统的管理需求，业主方联调管理难度巨大：(1)接口信息复杂、信息量巨大：设备子系统之间接口数量众多，类型多样化[3, 4]，单一子系统就有上千个不同类型的物理接口和上万个关联功能点。(2)接口信息分散：联调阶段需要调用的大量设备系统接口数据来自不同参建方、不同子系统、不同建
设阶段，分散在各类技术文档或会议纪要中[5]，不同类型接口信息之间的关联需要人工识别，难以沟通交互；(3)接口双方信息不一致、更新不同步：在没有统一联调信息管理平台的条件下，具备接口关系的相关设备子系统依照各自的内部标准分别管理接口信息，同一个物理接口两侧子系统的接口数据内容常常不一致，更难以随着工程的实施进行同步更新，引发了许多不必要的错误和返工；(4)接口沟通方式效率低：当前联调过程中接口信息和接口冲突沟通主要依靠接口协调会、纸质或电子文档、电话和传真等方式，信息沟通路径长、效率低、易出错[6]；(5)各参与方工程目标冲突、责任重叠：联调过程中涉及业主方、设计方、子系统承包商、设备供货商、监理方、咨询方、运营方等众多参与方，各方工程目标不一致、利益冲突、信息沟通不畅、合同责任界定不明确，时间、空间、责任与义务均存在大量重叠区域甚至是冲突点[7～11]，业主方接口协调难度大。(6)联调文件内容遗漏或错误：传统联调大纲及联调细则由相关人员根据工程经验粗略编制，没有统一规范化的指导思想与方法，导致在联调过程中时常出现设备点表的遗漏与信息传递的错误。(7)难以掌控实时联调进度：受总工期的严格限制、土建部分工期的影响，联调工期时常被压缩，对进度控制要求高。
因此，如何利用工程管理信息化手段构建联调接口层次化信息体系、记录更新关联接口信
息、动态追踪物理接口状态、控制联调进度并高效协同各参与方之间的联调接口冲突，是理论层面上亟待解决的问题，当前尚未有相关研究能够系统化地解决以上问题。在应用层面上，业主/项目经理更是迫切需要一套科学有效的方法或工具协同管理复杂接口信息[12]，进一步提升设备联调效率。本文提出了设备联调信息化的实现框架，设计并开发了以接口管理(IM)为核心的地铁设备系统联合调试平台，科学构建并维护地铁设备工程物理接口体系，集成责任接口信息和接口技术参数，重点将标准化的联调子过程与所需调用的接口信息关联，实时更新记录最新接口状态，并基于接口冲突协同机制为各参与方提供了接口信息平台，提高了联合调试效率，降低了接口管理风险，有助于整体工程按时保质验收。
远华特大走私案GB 50722-2011《城市轨道交通项目建设管理规范》将设备联调定义为“轨道交通工程单专业系统调试基础上,两个专业及以上的多专业系统联合调试工作”[13]。具体是指在调试好所有子系统的基础上，启动各子系统，使它们在类似运营的条件下带负荷运行，以检验各子系统间的接口关系是否正确、性能是否达到设计要求、运作是否协调,以及能力是否满足各种可能出现的设计预定情况和运营要求,并从整体上检验城市轨道交通大系统运作的可用性、稳定性、安全性[6]。从GBT 21562-2008《轨道交通可靠性、可用性、可维修性和安
全性规范及示例》中轨道交通范围内相应系统生命周期图(图1)[14]可以看到，设备联调属于系统确认阶段，是所有城市轨道交通开通运营前的必经阶段，是建设期的最后一个关键环节。
基于IM和信息化相关理论，本文提出了设备联调信息化的实现框架(图2)，并在此基础上设计开发了地铁设备联调平台。框架的核心思想是分别从接口管理和联合调试过程控制两个纵向维度出发，系统化地构建地铁设备系统接口信息体系和联合调试过程信息体系，并关联两个纵向维度的信息，促使联合调试过程中的各参与方能够随着工程进展高效同步调用、分析、沟通、存储和更新所需要的各类接口信息，及时在线协调并修复接口冲突，降低业主方联调协同管理的工作难度，全面提升联调效率，避免项目后期不必要的错误和返工。
将接口管理和信息化理论系统性地应用于地铁设备系统联合调试协同管理中，有助于优化传统联调管理方式、提高联调效率、避免不必要的错误和返工。设备联调信息化包括联调接口信息体系的构建、联调标准过程模块的构建、信息关联的识别与构建、接口状态定义与统计以及接口冲突协同/信息更新机制的构建等内容。设备联调信息化在地铁设备联调平台中的具体实现路径如图2所述。
2.1 物理接口体系构建与维护
物理接口是各类接口信息的载体。业主通过联调平台同时进行多项目、多子系统的物理接口体系构建。通过项目库、子系统库和接口库三个层次进行接口体系的划分：项目库包括项目名称、项目位置、项目概况等基本项目信息，系统自动进行项目编码；子系统库存储了当前国内已建地铁项目的二十多个集成子系统的中英文名称、编号、系统描述等基本属性，用户可以依据具体项目子系统的分布情况关联项目编码与子系统编号(图3)；业主和设计单位在设备系统的初步设计阶段进行物理接口的识别和接口体系的构建，将物理接口与项目、子系统编号进行关联，同时所有物理接口都关联相关参与方的接口责任(图4)，包括硬件责任、功能责任和联调过程责任。对物理接口体系的构建和维护有效保证了多项目、多子系统接口体系的结构化、层次性与完整性(图5)。相关责任方在合同签订之后，依据合同初始责任划分和系统提供的责任接口框架对众多子系统之间的责任接口进行初始定义，并建立与合同条款编号的关联，以此作为联调过程中接口责任纠纷的处理依据。
2.2 物理接口技术参数同步
平台用户在接口深化设计阶段，依据系统提供的接口技术结构框架对物理接口的技术参数
信息进行构建，并随着接口的实施过程，清晰记录接口技术参数的变更过程，包括变更内容、变更原因、相关责任方等。用户依据不同的检索字段对任意两个子系统之间的最新技术接口进行实时查询，如物理接口编号、接口位置、接口功能等。因此，同一项目的众多参与方如子系统承包商、供货商、业主代表等，尤其是同一物理接口两侧的承包商能够在同一个平台上在线共享、共同确认最新的接口技术信息，避免了由于接口技术文件版本管理混乱、接口信息散乱引发的接口双方信息不同步、不对称。此外，模块支持权限用户以pdf、word、excel等常用数据格式下载接口信息列表，作为最新版本的接口技术文件。
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