田宏业

(中国铁路北京局集团有限公司 调度所，北京 100045)

列车运行监控装置(LKJ)基础数据是指内置在LKJ中的关于铁路设施设备各项硬件指标、列车运行各种规章规定限制的基础性数据，其内容涉及到工务、电务、供电、机务、运输、信息等多个领域。铁路营业线施工管理系统是对铁路线路施工任务的作业内容、作业时间、作业地点、作业人员等进行统筹管理的系统。将LKJ基础数据直接引入施工管理系统，有利于提升铁路线路施工作业效率，提高施工作业的安全性，减少施工任务对运输生产的影响。目前，LKJ基础数据管理和施工管理系统维护分属不同部门，施工管理系统维护人员只有收到LKJ换装电报后，才可对施工管理系统内的基础数据进行维护，造成LKJ基础数据的变更无法及时准确地为施工管理提供信息化支撑。LKJ基础数据管理与施工管理系统维护的管理主体割裂，不仅为施工管理系统信息更新和维护带来诸多困难，增加了系统维护人员的工作强度，而且容易造成LKJ数据的不一致性，影响施工计划的制定实施和作业效果。为解决LKJ数据多头管理、更新滞后，施工管理系统维护成本高、工作量大等问题，中国铁路北京局集团有限公司(以下简称“北京局集团公司”)探索尝试将LKJ数据直接引入施工管理系统，有效提高施工管理系统中LKJ数据的更新维护效率和质量。

1 LKJ基础数据管理和营业性施工现状分析

1.1 LKJ基础数据管理现状

LKJ基础数据的准确性、可靠性，直接关系到列车运行安全。其中，基础线路数据与基础运行组织数据的变化，都与线路施工任务紧密相关。传统的LKJ数据管理中，当线路进行施工时，施工单位或相关负责单位，需要手工填写报表(Excel)，通过邮件形式向上级主管部门报告所有数据的变化情况。审核通过后，再由总工程师室进行汇总并统一发布。传统模式中，数据采集和应用涉及到铁路的工务、机务、电务、运输、信息等部门，参与人员多，数据格式约束不规范、不统一，上报过程无法充分保证不同数据源的数据一致性，且数据更新周期长、响应速度慢，在LKJ基础数据管理中留下一定的安全隐患。

北京局集团公司LKJ基础数据的产生、采集、更新与管理，主要遵循以下流程[1]：施工单位负责编制上报，由主管业务部门组织相关站段核对与现场相符后，提报科技和信息化部将LKJ基础数据变化以电报形式发布。电务部门会同机务部门利用LKJ运行记录数据文件格式处理软件进行编制、复核、模拟试验，通过后电务部发布数据及准备就绪电报。在LKJ基础数据生效前3天，运输部发布正式LKJ数据换装电报明确换装数据版本，据此机务段提报机车计划，电务段灌装数据芯片，调度所发布运行揭示调度命令[2]。施工管理办公室收到运输部下发的正式LKJ数据换装电报后，根据生效时间，组织相关专业部门通过信息所共同对施工管理系统涉及的LKJ基础数据进行维护[3]。

1.2 营业性施工现状

北京局集团公司施工管理办公室作为营业线施工的牵头组织部门，负责组织协调施工与运输的关系，编制年度施工轮廓计划、月度施工计划、施工日计划，拟写发布施工调度命令与LKJ命令，负责Ⅰ级、Ⅱ级施工现场组织协调和Ⅲ级重点施工的督导检查，做好施工质量分析考核工作。北京局集团公司地处铁路网中心位置，管辖6条繁忙干线、7条干线，重点线路多，列车运行密度大；设备升级改造和新建工程施工项目任务量大，多数施工作业都需伴随客货运输计划调整，施工项目数量和难度长期处于高位；涉及建设单位和设备部门多，人员流动性大，专业水平也参差不齐。复杂的营业线施工现状对施工管理系统提出了更高要求，迫切需要进一步提高施工管理系统的信息化水平，通过系统合理编制施工方案和施工计划，安全卡控施工冲突，进而推动施工审核的智能化发展[4]。

北京局集团公司使用的营业线施工管理系统对施工月计划、日计划、临近营业线安全监督计划、维修周计划等多个独立运行的子系统进行了一体化整合，施工月计划、日计划、命令、登销记已全部实现信息化，施工计划的提报、审批、下达等环节也能够依托施工管理系统完成。在此过程中可根据系统预植入的LKJ基础数据以及各工种间、各施工地点间、各作业项目和施工内容间、各限速及影响范围间冲突检查卡控规则，对施工计划进行预审核，自动判定提报的施工计划是否存在冲突。预审核通过后，施工管理人员结合最新LKJ基础数据和相关文件电报，人工对施工计划的科学性、合理性、安全性进行再审核。

1.3 存在问题

（1）施工组织模式适应多部门协同亟需加强。铁路运输任务的逐年增长，使运输与施工天窗的矛盾性日益加剧。近年来，北京局集团公司的运输完成量连年增高，施工作业量也任务艰巨，铁路运输生产与施工维修作业之间的时空协调问题日益突出，在坚持运输、施工兼顾的原则指导下，铁路施工维修作业推进实施“大天窗、集中修、综合用”施工组织模式，要求车、机、工、电、辆等众多部门在同一天窗内协同作战，共同完成铁路设备的大中修任务，以集中施工资源，提高施工效率和天窗综合利用率。因此，大量且众多部门参与的施工对施工管理系统的安全性要求与日俱增，也对施工管理的效率提出了更高要求。如果施工管理系统的基础数据存在瑕疵，一方面，可能造成施工方案不安全，施工计划预审核阶段系统的卡控把关出现漏洞；另一方面，影响施工管理的效率，造成人工重复审核，甚至反复审核。因此，将LKJ基础数据直接引入施工管理系统，可以提升施工计划编制效率和质量，减少LKJ数据更新滞后期，推动铁路运输高质量发展。

（2）LKJ基础数据交互技术壁垒高。在既有管理体系中，各专业部是LKJ基础数据的主管部门，按本专业的标准向科信部提报基础数据变化情况，在收到科信部的电报后，再各自维护基础数据[5]。这样造成了LKJ基础数据的多头管理；数据标准不统一，需要大量的人力进行核对甄选；各自维护基础数据，数据归整过程无法实现数据共享和比对，本专业基础数据中的其他专业数据错误现象时有发生，数据的及时性和一致性不能同步。北京局集团公司LKJ基础数据提报、确认等环节是通过电报形式进行分专业纸质管理和传播。机务段、电务段利用LKJ运行记录数据处理系统进行机车LKJ基础数据编制后，再通过IC卡写入机车[6]。而施工管理系统利用运输调度TDMS5.0系统的施工管理子系统，当LKJ基础数据发生变化，运输部门发布正式LKJ数据换装电报后，再对施工管理系统的基础数据进行手工更新修正。受现实条件和技术原因影响，由于LKJ存在基础数据管理架构和管理模式不同，在建立和发展过程中缺乏顶层设计，并未预留交互接口，直接导致施工管理系统和LKJ基础数据之间，缺乏统一互相兼容的数据标准格式。

（3）施工管理系统基础数据维护量较大。施工导致的设备变化往往涉及各个专业，施工管理系统中基础数据维护须各专业同步进行。某一专业的数据发生变化，其他各专业基础数据均需修改，工作量庞大。而基础数据维护管理仍然以专业负责为主，各专业按照自己的标准向施工管理部门提供基础数据，不同专业对于LKJ基础数据的变化互不融合，某专业的数据变化对其他专业基础数据的影响容易遭到忽略，进而产生系统数据漏洞，导致不同专业对同一地段的基础数据描述可能不一致。例如，工务平面示意图、电务逻辑示意图的设备图和供电接触网示意图之间缺乏基础数据关联信息，本专业设备图中的其他专业数据时常出现错误，给施工管理人员造成重复工作，也带来安全风险。另外，施工管理人员在审核复杂施工时，针对同一个施工，需要结合工务线路图、电务设备图和接触网供电示意图等各专业数据分别进行核对，不同的专业图示的基础数据不一致，给施工审核带来重复劳动和安全风险。

（4）施工管理系统人工维护风险高。2017年，北京局集团公司设备变化83次，其中数据换装58次，2018年此2项分别为58次和36次。大量的设备变化和数据换装给系统内LKJ基础数据的维护造成了很大压力。按照当前LKJ基础数据管理办法及历史沿袭的数据管理特殊性，各专业对于LKJ基础数据的维护还是主要采用人工提报、纸质签章确认、传真电报下发来完成，机车的LKJ基础数据可以由电务部门通过复核、模拟实验来确保其准确性，而施工管理系统中的基础数据则是简单由施工管理人员组织相关部门通过信息所人工维护，作业繁琐，维护效率低，安全风险高。

（5）LKJ基础数据导入施工管理系统存在滞后期。由于系统LKJ基础数据录入与维护，只能在每次LKJ换装电报下发后进行，而一些大型施工的施工方案制定和施工计划的编制、审批、下达通常在施工前一月甚至数月就已经制定[7]，LKJ基础数据生效时刻滞后于施工方案研究时间和施工计划编制的时间，造成施工管理单位利用基础数据变更前的数据来研究基础数据变更以后的施工项目，无法为施工方案研究提供准确的数据信息，影响施工方案的科学性，也无法为施工计划编制提供信息化安全保障，对此类施工的施工计划编制和施工命令下达造成严重的安全隐患。如何能将LKJ基础数据与TDMS5.0施工系统充分融合，确保LKJ基础数据在施工方案制定和计划审核中的及时性、准确性、可靠性，是系统后续信息化发展的主要方向。

2 LKJ基础数据直接引入施工管理系统对策

2.1 建立数据标准统一接口模块

实现LKJ数据的高效精准管理，需要明确统一的数据标准要求，并提升数据管理手段，建立数据互通互联的标准化传输接口。一方面，需要统一各专业LKJ基础数据的数据标准，摒弃纸质化管理方式，以信息化方式记录和维护基础数据，并建立基于计算机语言的标准数据格式，使工务、电务、供电、机务、运输、信息等6个专业部门的LKJ基础数据能共融共享，同时利用标准的数据模式提报、审批、发布基础数据变更情况，确保LKJ基础数据的一致性[8]。解决数据标准不统一，兼容性差的问题，为不同专业间基础数据的信息交融提供基础，也为将LKJ基础数据直接引入施工管理系统创建数据标准基础。另一方面，需要建立LKJ基础数据平台与机车运行记录数据文件格式处理软件之间的交互接口，实现信息共享，即基础数据通过集成平台维护，当基础数据变更时，机车运行记录数据文件格式处理软件直接从平台采集新的数据版本，而不是机务段、电务段根据换装电报人工修改机车IC卡。同样，在施工管理系统内建立一个模块，将施工管理系统视为“一台机车”，每次数据换装时，对系统同步换装，从而将LKJ基础数据引入施工管理系统，解决施工管理系统LKJ基础数据维护困难等问题。

2.2 构建LKJ基础数据集成平台

LKJ基础数据管理尚未实现信息化管理，未建立集成平台。施工管理系统的信息化进程中，需要大量LKJ基础数据，包含工务的线路和车站信息、电务的信号机坐标、供电的供电臂范围信息等作为基本信息点支撑。LKJ信息化建设中也存在着信息点多头管理、维护繁琐、各专业数据标准不兼容、不同专业对非管辖专业的基础数据缺失等问题。构建基于共同数据标准的LKJ基础数据集成平台，将工务、电务、供电、机务、运输、信息等部门的数据整合到集成平台中，使LKJ基础数据的上报、审核、维护均通过集成平台进行，并实现各个专业数据共享融合。例如，工务编制的线、站、股道、道岔信息和电务编制的信号机坐标信息同时展示，以解决各专业LKJ基础数据信息割裂、基础编码不统一、数据标准不健全、信息孤岛众多、信息共享困难、信息资源利用率不高的问题，为将LKJ基础数据直接引入施工管理系统创建硬件条件。

2.3 确保数据惟一性和连续性

考虑运行记录数据文件格式处理软件数据安全特殊性，对新线开通和既有线改造施工、列车运行图调整等涉及LKJ基础数据变化时，每个数据表数据的编制必须按标准化的数据格式录入，数据的改动实行专业负责、录入人负责的数据责任制度，确保数据的唯一性和一致性。同时，实行履历管理，LKJ基础数据版本采用动态生成的方式，只需选择要生成版本的时间节点及版本名称，系统将自动生成新的版本号。根据版本能够方便地查看某一时期改动的数据，到某时期为止全局的有效数据，对发布数据进行修改的数据可以查看其历史，比对不同数据版本间的差异情况。通过建立LKJ基础数据平台，实现对基础数据电子化管理后，基础数据由多头管理转向专业负责、录入人负责，杜绝不同专业信息不一致，人工维护信息风险高的隐患，实现基础数据管理的科学高效。在建立施工管理系统和LKJ基础数据平台的交互接口后，施工管理系统能直接读取最新的基础数据，有助于避免系统单独维护庞大的数据信息量，以确保数据的连续性、一致性。

2.4 构建施工要素可视化信息平台

施工要素是影响施工计划编制、调整、审核的重要因素，采用可视化手段进行施工要素展示，与传统的文字、报表展示方式相比，将更加形象、高效。因此，需要在施工管理系统中建立可视化模块，使系统能够直接提取基础数据中的施工关键要素，将施工计划的关键要素信息在可视化信息平台上显现，形象地展示出各项施工的作业地点、影响范围、施工前后基础数据变化等情况，便于施工管理人员精确地了解掌握施工的具体地点、作业过程、影响范围和冲突形式等。施工管理系统的其他使用用户，包含施工作业人员、车站人员、调度员也可以通过施工要素可视化信息平台详细了解现场作业地点、停电范围、影响范围等准确信息，提升施工审核的准确程度，提高施工组织精细化水平和作业效率，为施工的安全顺利进行创造多方面条件。

2.5 建立大型工程施工模拟环境

一些大型站场改造、新线修建等长期施工通常涉及多次的LKJ基础数据变更，施工方案研究和施工计划编制往往基于已经施工变更了的基础数据，而集成平台和施工管理系统均是现实的基础数据环境，反映的是现实现场现状的数据，二者的不一致不利于施工方案的进一步研究，也给施工计划编制埋下基础数据不准确的安全风险。集成平台中LKJ基础数据实现履历管理后，可以将施工方案研究过程中初步形成的LKJ基础数据变化和施工计划后基础数据变化预制准基础数据版本，作为施工方案研究和施工计划编制的基础。利用LKJ基础数据集成平台导入到施工管理系统进行数据预演，模拟设备变化后的施工条件，解决系统内LKJ基础数据变更滞后施工方案研究和月度施工计划编制的问题，为施工方案研究和计划编制提供信息化保障和控制。

2.6 实现LKJ基础数据闭环管理

基于统一的数据标准，建立LKJ基础数据集成平台和北京局集团公司施工维修登销记系统(以下简称“电子运统46系统”)之间的调用接口。当有涉及LKJ基础数据变化的施工时，根据电子运统46系统的登记情况，自动向LKJ基础数据集成平台提供设备预变化信息，在平台上动态提醒某时间段存在涉及LKJ基础数据变更的施工，管理人员可根据提示信息导入发生数据变化的设备并标识为待审状态(最终确认必须有一个审核流程)，审核后形成正式LKJ基础数据。待施工结束，根据电子运统46系统销记的设备变化情况反馈对LKJ基础数据的变化过程进行确认，最终实现LKJ基础数据的闭环管理。防止出现基础数据根据设备换装电报已经实现修改，但施工未按计划完成而带来的安全隐患，降低施工安全风险。

3 结束语

实现LKJ基础数据与施工管理系统的一体化管理，对于充分保证LKJ基础数据的一致性、准确性，有效降低施工管理系统的运维复杂度及运维成本，都具有积极的推动作用。未来发展中，随着铁路营业线施工管理系统逐步规划纳入中国铁道科学研究院集团有限公司的铁路大数据平台，将LKJ基础数据直接引入施工管理系统，并进一步与铁路大数据平台相结合，有助于推进“一日一图”情况下施工方案的精确分析，提高施工计划的自动审核水平，促进施工项目动态管理研究，带动施工管理系统从方案研究、计划提报到施工兑现全流程的智能化控制，实现施工安全管控最优化、科学化，进而提高施工管理的科学性、安全性和高效性。