城市轨道交通信号系统集成项目管理模块化组织理论的探讨

2016-05-14丁祺

中国科技纵横 2016年6期

丁祺

【摘要】模块化是一种新的组织模式，国外对这方面的研究已经相对成熟。本文通过借鉴这一新的组织模式，对国内城市轨道交通信号系统集成项目的应用，作一试水探讨，抛砖引玉，为该模式的研讨打开空间。本文主要介绍了国内城市轨道交通信号系统的特点，模块化的具体分类，以及模块化组织理论对相关管理应用的探讨。

【关键词】城市轨道交通信号项目管理

1 城市轨道交通信号系统的特点

集成项目的实施是一个复杂的系统工程，随着科学技术和建设事业的发展，项目的规模越来越大，技术性，系统性越来越强，项目的复杂程度也在与日俱增，集成项目管理的专业化，科学化，市场化管理的需求也越来越迫切。

轨道交通建设是近年来城市基础设施发展的重点，城市轨道交通在城市住宅区、交通运输中心和工作地点之间提供了一个快捷便利的连接。城市轨道交通信号集成项目，虽然其份额在整个轨道交通系统中并不很高，但是由于信号项目是直接关系到系统安全性的保证，其重要的作用也就毋庸置疑了。而信号集成项目本身也具有着专业多，系统性强，接口多的特点。

城市轨道的信号系统沿袭铁路的制式，但由于其自身的特点，与铁路的信号系统有一定的区别。

（1）具有完善的列车速度监控功能。城市轨道交通所承担的客运量巨大，对行车间隔的要求远高于铁路，最小行车间隔达90秒，甚至更小，因此对列车运行速度监控的要求极高。

（2）速度传输速率较低。城市轨道交通的列车运行速度远低于铁路干线的列车运行速度，最高运行速度通常为80km/h，所以信号系统可以采用速率较低的数据传输系统。但是，随着城市轨道交通信号自动化技术的不断发展，对信息需求越来越多，信号系统也逐步采用速率较高且独立的数据传输系统。

（3）联锁关系较简单但技术要求高。城市轨道交通的大多数车站没有配线，不设道岔，甚至也不设地面信号机，仅在少数有岔联锁站及车辆段才设置道岔和地面信号机，故联锁设备的监控对象远少于铁路车站的监控对象，联锁关系远没有铁路复杂。除折返站外全部作业仅为旅客乘降，非常简单。通常一个控制中心即可实现全线的联锁功能。

城市轨道交通信号自动控制最大的特点是把联锁关系和ATP编/发码功能结合在一起，且包含一些特殊的功能，如自动折返、自动进路、紧急关闭、扣车等，增加了技术难度。

（4）自动化水平高

由于城市轨道交通的线路长度短，站间距离短，列车种类较少，行车规律性很高，因此它的信号系统中通常包括自动排列进路和运行自动调整的功能，自动化程度高，人工介入极少。

2 行业现状和存在的问题

轨道交通信号系统的告诉发展，开始于20世纪70年代，伴随着基于数字轨道电路的准移动闭塞的ATC的兴起和成长，国外知名的数家公司引领了这一波技术创新，由于这个新技术的发展使得轨道交通的通过能力大大提高，运行的安全性和可控性也得到了改善，因此得到广泛的应用。从20世纪80年代开始，随着计算机，通信技术的进一步发展，由泰雷兹集团首创的Seltrac CBTC（基于通信的列车控制系统）技术为先导，开创了基于移动闭塞的全自动的ATC信号控制系统。

先进的信号控制系统在上个世纪几乎为国外大型企业所垄断。进入21世纪，随着国内轨道交通的蓬勃发展，国内的多家企业与国际知名信号巨头通过技术转让，联合体，或者合资公司的方式，在信号系统的各个子分专业中进行了多方面的合作。经过多年的合作和磨合，已经成成了中国国内轨道交通信号行业的一种特殊的情况，就是相关进入壁垒高，接口复杂，关系人多的特点。

由于轨道交通信号集成项目的技术性专业，关系人复杂，作为业主或者集成商，在进行项目集成管理中，往往会遇到众多复杂的问题。而信号系统又是系统安全的关键所在，因此，信号系统项目管理的成败，也决定着这个轨道交通系统能否按时，保质，保量的开通运营。

3 块化组织理论及运营中存在的问题

3.1模块化组织

模块化组织的概念最早由赫尔伯特西蒙（H.Simon，1962）提出，一直到了20世纪80年代，随着市场发展加剧了产品复杂性的增强，模块化组织的优势开始显现出来，其应用范围不断拓宽，达到了广泛的关注。根据日本学者的研究，在网络产业和汽车工业，模块化组织得到了普遍的重视。同时构件的模块化在重型设备，手表，自行车，甚至法律和信息服务中也有着一定的应用。进一步的研究发现，在服务业组织，特别是金融服务业，模块化组织发展更为迅速。总而言之，在过去30年中，模块化正作为一种新的组织模式和产业结构的新本质，日益受到人们的青睐。

3.2模块化结构的类型

青木昌彦认为，模块是指半自律的子系统，按照一定的规则与其他同样的子系统相互联系而构成的更加复杂的系统或过程。而把一种复杂的工程，按照一定规则分解成下层组织，叫做模块化。模块化是处理复杂系统的有效途径。

青木认为，模块化系统中系统要处理的信息分为两种，一种叫做“系统信息”，另一种叫做“个别信息”。前者为整个系统所共知，并包含了所有模块所必须遵守的共同设计规则，后者为各个模块自有的信息，可以保密。青木将处理系统信息的单位称为“舵手”。“舵手”的任务就是接受外来市场信息及各模块反馈的信息并创造新的系统信息。根据系统处理的途径，青木将模块化分成三种基本的类别.

3.2.1 IBM 型

在这一模式中，“舵手”在设计，生产各模块之前，事先处理系统信息并确定模块之间的联系规则。各个模块在标准信息界面约束条件下独立展开各自的活动，没有信息反馈给“舵手”。系统环境改变后，只有“舵手”有权根据需要改变系统信息，各模块在此过程中不具备影响力。

3.2.2 丰田型

和IBM型一样，“舵手”在设计，生产模块之前，事先处理系统信息并确定各个模块之间的联系规则，各模块在这些标准信息界面约束下独立开展各自的活动。但是同IBM型不同的是，即“舵手”和模块之间频繁交换不断变化的系统信息，各个模块对舵手决定规则也有一定

的影响力。因此联系规则也在不断地根据需要调整。

3.2.3 硅谷型

硅谷型的特点是多个模块主体同时反复地活动，存在多个“舵手”。由于各个模块从一开始已经根据已确定的有限的系统信息，独立处理各自信息，因而各模块发出的系统信息不一定相同。这些信息由“舵手”从他所处的系统环境角度加以解释后，再反馈到这个系统。各个子系统对这些反馈过来的异化信息进行比较，筛选。通过这些活动，模块之间的联系规则不断被筛选，从而进化发展。“舵手”通过事后对整体规则的整合，找到最合适的模块组合，形成生产系统。这个类型显著地特点就是异化和筛选整合的过程。

3.3如何利用模块化组织优化项目管理

3.3.1 模块化组织有助于企业满足市场需求和定制

在20世纪初期，由亨利福特提倡的大规模生产方式，可以获得生产上的规模经济，而且可互换的零件又能让其获得相关产品上的范围经济，这使得产品的生产成本大大降低。这两者结合的大规模生产模式使得美国经济大力发展，进而成为世界制造业的霸主。

大规模生产模式必须建立在三个基础之上，开发和制造的产品是标准的；统一的大市场；稳定的需求。

然而，从20世纪70年代以来，市场需求的快速变化使得市场消费进入了个性化消费的阶段，导致了统一市场的细分。同时多样化需求的存在，使得产品的生命周期缩短，开发周期缩短，加剧了市场的不稳定性。

结合城市轨道交通信号系统，由于各个城市的虽然都是使用类似的信号控制系统，到那时其运营需求与运营环境都不一样，每个业主都有各自的考量和需要，其多样化的需求是很明显的。大规模的生产范式没有办法满足到客户的要求，这使得各个厂商必须使用模块化的管理来定制项目的需要，结合不同的需求划分不同的模块，灵活快速的相应实现多样化和定制化。

3.3.2 模块化组织有助于业主进行接口控制和管理

从城市轨道交通信号系统业主角度，由于专业多，接口复杂，使用模块化的管理有助于业主快速定位接口责任和安全权限，从而达到对接口安全的控制。

在接口管理上，管理方可以使用丰田模型来管理不同专业之间的接口分界以及安全责任，通过反馈和沟通，明确接口文件，并落实各方的义务。

在明确了接口界限和责任之后，可以使用IBM型模块管理来管理系统级的安全等级，制定系统级总体安全等级要求，而再下管理各模块组织本身以及接口的安全能力。

以下以信号系统与屏蔽门之间的两个专业的接口管理举例，首先由双方定义各自的工作范围和分界。信号系统供应商的工作范围：

（1）提供信号系统至屏蔽门系统间的连接电缆及其安装连接附件；

（2）负责实施信号系统至屏蔽门系统间的连接电缆的敷设与连接；

（3）负责实施信号系统至屏蔽门系统间的连接电缆连接正确性测试；

（4）负责实施本接口的功能测试及联合调试；

（5）负责信号系统侧所用继电器线圈电源；

（6）负责站台端部屏蔽门状态指示灯与信号发车计时器等的物理整合，为屏蔽门状态指示灯提供安装空间。

3.3.3 屏蔽门系统供应商的工作范围，负责屏蔽门系统内部与本接口有关的接口电路的实施、连接及模拟测试