地方铁路机车车辆检修质量验收管理信息系统设计与应用.pdf

2023 年 8 月（总第 442 期）19第 51 卷Vol.51第 8 期No.8铁 道 技 术 监 督RAILWAY QUALITY CONTROL检验与认证INSPECTION AND CERTIFICATION收稿日期：2022-11-23作者简介：李志伟，工程师1现状分析铁路机车车辆是指在铁路营业线上运行的货车、机车及自轮运转特种设备。现行的地方铁路机车车辆验收管理模式已不能适应地方铁路质量管理现状和发展趋势，与地方铁路信息化发展的需求不相匹配。以国能铁路装备有限责任公司（以下简称“铁路装备公司”）铁路机车车辆检修质量验收管理现状为例，存在的主要问题有：一是铁路货车、机车、自轮运转设备的维修资质申请，质量检查标准制定与印发都是以流转纸质文件方式完成，浪费时间，效率低；二是驻国能铁路装备有限责任公司各分公司（以下简称“分公司”）的验收员作业时，利用粉笔在配件实物上做标记，并将故障信息手工抄录在质检工作记录簿上，速度慢，容易出差错；三是无法实现铁路机车车辆质量验收作业过程检查、卡控，无法掌握故障处理过程是否满足作业指导书要求，容易出现漏检；四是缺少数据积累，对出现的问题难以开展分析，无法及时发现维修、质检工作中的不足和厂家配件的缺陷，给地方铁路机车车辆安全运行带来隐患。因此，迫切需要建立地方铁路机车车辆检修质量验收管理信息系统（以下简称“质量验收系统”）。2质量验收系统建设目标和功能需求以“强化铁路机车车辆造修质量，构建数字化监督，现场智能监测，深化精细管理”为建设地方铁路机车车辆检修质量验收管理信息系统设计与应用李志伟（国能铁路装备有限责任公司，北京 100011）摘要：由于现行的地方铁路机车车辆验收管理模式不能完全满足地方铁路工作需要和信息化发展要求，构建铁地方铁路机车车辆检修质量验收管理信息系统。分析现状，确定系统功能目标。详细阐述系统组成、功能、应用架构、技术架构、网络接入和数据接口等。以验收管理、资质管理等功能模块为例，说明检修质量验收管理信息系统的应用。检修质量验收管理信息系统已在国能铁路装备有限责任公司以及分公司应用，应用效果表明，该系统可以实现对地方铁路机车车辆检修质量验收过程的管理，并与铁路货车技术管理信息系统、铁路货车“状态修”健康状态诊断模型及状态监测维修系统的数据信息交互和共享。关键词：地方铁路；机车车辆；检修质量；验收；管理信息系统中图分类号：U269-39文献标识码：A文章编号：1006-9178（2023）08-0019-06Abstract：The existing inspection and acceptance mode of rolling stock in local railway can no longer fully meet theneeds of work,and does not meet the requirements of information development,the inspection and acceptance management information system of rolling stock maintenance quality in local railway is constructed.By analyzing the present situation,the functional objectives of the system are determined.The composition,function,application architecture,technical architecture,network access,data interface of the system are elaborated in detail.The application of thesystem is illustrated by taking the functional modules such as inspection and acceptance management and qualification management as examples.The application effect of the system in China Energy Railway Equipment Co.,Ltd.andits branches shows that the system can realize the management of the process of inspection and acceptance management of rolling stock maintenance quality in local railway,and exchange and share the data information with the railway freight car technical management information system,the railway freight car condition repair health state diagnosis model and condition monitoring and maintenance system.Keywords：Local Railway;Rolling Stock;Maintenance Quality;Inspection and Acceptance;Management Information System20地方铁路机车车辆检修质量验收管理信息系统设计与应用检验与认证重点，整合既有系统，构建信息共享平台，拓展综合应用功能，适应地方铁路机车车辆发展的需要，建设结构合理、功能完善、管理科学、生产高效的质量验收系统。质量验收系统建设目标是，推动全员参与质量管理，加强质量监督，提高产品检修和工作质量，建立集约化验收保障体系，全面提升质量管理水平。质量验收系统应能涵盖铁路机车车辆检修质量验收全过程，能够实现以下功能。（1）验收管理。管理机车、车辆和自轮运转特种设备的配件质量、重要检修过程、整车质量的验收过程。（2）资质管理。建立维修单位、维修品种资质，验收员资质，供应商资质，以及设备年检合格证、设备质量报告等资质库。同时，具备维修资质申请、延期审核、到期提醒功能。（3）文件管理。管理质量管理文件。（4）质检管理。管理机车、车辆和自轮运转特种设备的配件质量、重要检修过程、整车质量的质检，汇总质检问题，形成台账。（5）设备评价鉴定管理。根据行业相关规定，每年对自轮运转特种设备进行 1 次检查及鉴定工作。对设备年检、鉴定全过程管理，包括办理设备合格证申请、审核及发放。根据设备完好条件、报废标准，以及运用检修记录，鉴定和评价铁路机车车辆技术状态，给出继续使用或报废的结论。（6）人员管理。管理铁路机车车辆验收队伍，主要包括验收人员选用、岗位监督和评价、岗位轮换、技能竞赛、验收室岗位交流、外部学习及月度培训考试等。（7）检验联席会议管理。检验联席会议是铁路装备公司质量验收中心与分公司贯彻政策法规、上级要求，以及有计划、有针对性地研究解决重大、惯性或批量性的质量问题的重要途径。质量验收系统应具有发放会议通知、会议纪要，制订会议提案，监督、跟踪验证提案所涉及质量问题整改等功能。（8）首辆（首件）鉴定管理。新技术首次运用、新车型首次检修、车辆配件及新产品批量生产前，验收人员参加铁路装备公司或分公司组织的首辆、首件鉴定工作。通过质量验收系统实现首辆（首件）鉴定全过程管理，以提早发现问题，及时处理，以便在鉴定合格后批量检修、生产。（9）验收室评价管理。实现强化验收队伍建设，创新验收方法，规范验收行为，突出过程监督，严控质量源头，提升工作标准的功能。（10）机车车辆产品质量管理。对铁路装备公司或分公司及委外单位质量管理体系运行的符合性、有效性、适宜性监督检查，对发现的问题调研分析，对体系运行情况评估管理；对铁路机车车辆检修、配件制造、配件大修质量保证能力综合评价。（11）产品质量监督检查管理。依据国家标准、行业标准和有关技术规范等对各类铁路机车、车辆、自轮运转特种设备及重要零部件按年度进行监督抽查，对抽查过程进行管理。（12）数据分析。综合分析质量验收数据，如一次性交验合格率、百辆故障率、现车故障对比等。（13）移动设备图像采集。实现对质量验收作业过程的检查、卡控及数据采集。3质量验收系统组成及功能3.1硬件质量验收系统硬件由 CD55 型手持机、智能便携式移动监控装置、服务器、路由器和 PC 终端等组成。其中，手持机支持二维码扫描和摄像等功能，智能便携式移动监控装置具有视频、图像采集、对讲送话、定位等功能。3.2软件质量验收系统软件主要包括数据库、客户端、服务器端等部分软件。软件基于 Java 语言开发，开发工具为 IDEA。数据库软件用于管理与铁路货车技术管理信息系统（HMIS）、铁路货车“状态修”健康状态诊断模型及状态监测维修系统（HCCBM）等系统有关的各类基础信息、查询统计信息，为客户端应用系统提供高效的数据管理接口。客户端软件提供符合业务操作习惯的良好用户界面（UI），UI 基于 Web 页面设计。客户端由验收管理、质量检查管理、年检合格证和质量评估管理、基础数据、系统管理和综合管理等子系统组成，包括 13 个主要功能模块。服务器端软件提供必要的基础保障服务，包括Web 服务、与外部其他系统的接口服务、安全保障服务、系统配置服务等。21铁道技术监督第 51 卷第 8 期4总体架构4.1应用架构质量验收系统基于既有硬件、网络资源，单独构建数据库服务器、数据总线服务器、接口服务器、汇总分析服务器及应用服务器。采用 B/S 结构，这种结构分布性强，客户端零维护，只要有网络、浏览器，就可以随时随地进行查询、浏览等业务，实现“应用分散，管理集中”。采用模块化开发，业务扩展简单方便。采用主流通用技术开发，具有可持续、可扩展性，能适应业务发展需要。质量验收系统从逻辑上分为展现层、应用层、服务层、数据层和基础层。质量验收系统应用架构如图 1 所示。图 1质量验收系统应用架构4.2技术架构质量验收系统采用基于 B/S 的前后端分离开发技术。质量验收系统技术架构如下。（1）前端主要使用 BootstrapVue 框架。（2）应用服务层采用基于 JavaWeb 的 SpringBoot 框架。Java 安全框架为 Shiro，缓冲框架为Ehcache，使用 Maven 构建和打包，表格导入导出框架为 EasyExcel，结构化文件解析采用 dom4j，Api 接口文档生成工具为 Swagger2。（3）数据库大部分业务数据存储在 MySQL中，搭配使用 Redis 作为缓存。（4）中间件使用 Nginx 作为负载均衡，将代理服务器 Tomcat 和 Weblogic 作为应用服务器。质量验收系统技术架构如图 2 所示。图 2质量验收系统技术架构4.3网络接入质量验收系统依托铁路装备公司生产网，部署在主数据中心，铁路装备公司或分公司用户通过生产网访问系统。质量验收系统通过生产网，从HMIS 和 HCCBM 提供的验收过程数据接口读取数据。分公司验收人员的手持机、便携式现场交验影像装置，通过检修车间生产网无线热点或 VPN卡与质量验收系统服务器交互数据，生产网 PC 终端通过检修车间有线生产网与系统服务器交互数据。质量验收系统网络接入如图 3 所示。22地方铁路机车车辆检修质量验收管理信息系统设计与应用检验与认证HMIS接口服务器公司网络分公司网络验收管理信息系统服务器移动应用验收室 PC 应用移动应用验收室 PC 应用移动应用验收室 PC 应用移动应用验收室 PC 应用分公司 2接入路由器分公司 4接入路由器分公司 3接入路由器分公司 1接入路由器生产网生产网生产网生产网防火墙核心路由器HCCBM接口服务器机车技术管理信息系统接口服务器图 3质量验收系统网络接入4.4数据接口质量验收系统数据接口设计遵循高内聚、低耦合、精分解的原则，以减少各系统间、系统内各模块间的耦合度，降低操作复杂度，保证系统的通用性，提高系统的重用性和扩展性。所有数据接口设计遵循 ITSS 标准及行业接口规范，技术上采用 SOA 组件化设计思想，实现系统间的松耦合；考虑所涉及系统的应用扩展，数据接口支撑需求变化；保证接口数据在接口所涉及的各个系统间的一致性；在数据交互过程中，具有传送和接收的确认过程。这使质量验收系统达到使用简单、快捷，通用性好，可靠性高的目的。5质量验收系统应用验收人员在现场佩戴便携式移动监控装置，利用手持机，打开质量验收系统 APP，输入账号密码登录系统。以验收管理、资质管理、文件管理、质检管理和数据分析等功能模块为例，说明质量验收系统的应用。5.1验收管理（1）根据业务需要，选择车辆厂修、段修、临修，车辆零部件抽验，状态修 Z1，Z2，Z3，Z4 等验收项目。利用 APP，采用超文本传输协议（http），从数据库获取待验收检修日计划车辆车号、车型、修程、股道、台位、质检状态、质检员等信息，通过调用 Android 系统插件，播放待验收检修日计划车辆信息语音提示音频。（2）通过“车辆落成验收功能”页面，进入“日计划验收车辆”列表页面，点击某辆车的数据，开始处理业务，确认关键工序开完工及自检、互检、专检和验收作业记录流转。检修质量验收流程如图 4 所示。数据填报和业务场景数字化及业务流程采用B/S 架构处理，审批流程使用 Activiti 流程引擎处理。数据分析采用数据仓库和大数据处理分析技术，以及 http 接口，以.json 为数据传输格式，提交验收结果。若某辆车在验收时发现故障，点击该辆车数据，选择一般故障、重点故障、重大质量问题、重大质量缺陷等故障类型，录入故障描述，如下旁承老化、轮对内侧距超限等，也可以上传语音及图片，通过 http 将验收结果提交服务器。（3）在 PC 终端登录系统，选择“验收管理/车辆验收/验收日计划”，系统通过 http 接口，以.json23铁道技术监督第 51 卷第 8 期图 4检修质量验收流程检修员工班长质检员验收员开始检修是否重点故障填写重点故障汇报自检自检是否通过是否通过互检/抽检互检/抽检质检整改专检是否通过专检是否重点故障填写重点故障汇报验收是否通过验收指纹确认和签章“检修车辆竣工验收移交记录”验收整改结束是是是是否是否否否是否否为数据传输格式，从 HCCBM 和 HMIS 提供的接口，查询检修日计划车辆检修编号、车型、车号、修程、检修单位、检修时间、批次、股道、台位、检修状态、质检人员、质检完成时间、落成工长、验收结果、验收员等信息。系统通过 Java 连接数据库，将检修日计划车辆信息数据存入数据库保存。通过“验收日计划”查询页面，展示检修日计划车辆信息。（4）选择“验收管理模块/车辆验收/缺陷管理”可以查询故障数据。录入整改措施后，故障状态更新为“待复验”。现场检修人员完成故障整改后，验收人员进入手持机 APP 中的“车辆落成验收”模块，可查看故障类型、故障描述、整改措施、整改人等详情，选择合格，完成车辆复验。（5）在 PC 终端“质量验收系统验收管理”模块，可以统计、分析并展示车辆落成及零部件的验收结果。5.2资质管理通过“资质管理”模块可查询某个分公司维修资质、修程、车型/配件类型、发证时间、有效期，并可下载电子证书，对资质即将到期或已到期的车辆办理延期申请。管理在用自轮运转特种设备的年检合格证。台账的数据来源为年检合格证发放信息，可通过模板导入。当合格证有效期即将结束或已经结束时，以不同的背景颜色标识数据行。管理分公司零部件及原材料供应商资质，以及验收员资质证书和质量管理体系认证证书的新增、修改、删除和查询。5.3文件管理通过文件管理模块可以上传业务交流文件、作业指导书等。通过 http 协议，将数据传输到服务器保存，可实现下载、在线浏览等。在文件管理模块首页，可将某些重要文件置顶管理，方便相关人员重点关注。在“业务交流”页面，可打开实时交流窗口，实现在线“你问我答”实时交流，解决纸质文档流转缓慢，信息沟通不及时的问题。5.4质检管理通过质检管理模块可以录入质检情况。使用ajax，通过 http 协议，将质检数据传输到服务器并保存。可批量上传文件，解决质检人员利用粉笔在配件实物上做标记，在质检工作记录簿手工记录故障，信息流转不及时的问题。对质检记录实施统一管理，方便相关人员实时查看质检过程中发现的问题。在 PC 终端质检管理界面输入质检员姓名作为查询条件，对筛选出的信息，可实现新增、修改及删除，对验收回修通知单状态进行处理。24地方铁路机车车辆检修质量验收管理信息系统设计与应用检验与认证5.5数据分析在系统“智能分析”界面，可自动弹出上月故障数、百辆故障率等数据，并进行同比、环比分析，以及时发现维修、质检工作中的不足和厂家配件的缺陷，便于后续质量管理。“一次交验合格率”用于统计指定时间范围内各验收室修车数量和回修通知单数量，由系统自动计算月份一次交验合格率环比，并以柱状图或折线图方式展示。“百辆故障率”用于统计各验收室在指定时间范围内的修车数量和一般故障数量，由系统自动计算月份百辆故障率环比，并以柱状图或折线图方式展示。“故障汇总统计分析”用于展示各验收室在指定时间范围内发现的零部件故障的时间、车型、车号、修程、内容、发现时间、发现人、整改情况及备注信息，便于分析。“物资复验不合格品查询”用于统计各验收室在指定时间范围内复验物资中发现的不合格物资情况，并根据物资类型、供应商、汇总数量排序。各验收室可共享不合格品记录信息，避免相同物资发生漏验。“物资复验合格品查询”用于查询各验收室在指定时间范围内的物资复验合格记录。质量验收系统可以全面收集、集中管理质量管理活动和相关业务系统的质量数据。通过汇总统计数据，形成质量验收数据看板。数据看板显示当月重点工作、系统公告、验收任务、当日数据简报、故障数量和物资复验不合格品等信息，协助评价、分析质量运行整体水平，为决策提供依据。6应用效果目前，质量验收系统已在铁路装备公司得到推广应用，可以完成车辆、机车、自轮运转设备的验收、物资复验。利用手持机 APP 实现日常验收工作相关功能的操作和数据录入，人员、资质、检验联席会议、文件管理等功能，历史数据的录入与展示正在试用。在使用过程中，质量验收系统各项功能正常，改变了数据纸质传输等效率低下的问题，提升了现场作业效率，实现了对验收工作的闭环管理，有效杜绝漏检漏修等问题。目前，质量验收系统共收集 21 000 余条铁路机车车辆现场验收数据，1 160 余条故障信息，资质、文件等质量管理数据 1 000 余条。通过数据接口可以读取 HMIS 和 HCCBM 系统中的日完成检修车辆、检修车辆装车零部件、检修零部件、车辆运用故障和车辆预检故障等信息数据。以 C80型铝合金运煤敞车为例，经综合分析，某月度车辆检修故障最多的是轮轴故障，占比达到 59.95%，运用故障最多的是车轮故障，占比达到 37.91%，系统将反馈分析结果传给验收员，验收员以此为参考，指导下阶段重点验收检查内容。质量验收系统初步达到了系统建设的目标和要求。7结语研究质量验收系统需求，建立设计和技术架构，分析其应用效果，构建以验收管理、质量检查管理为核心的整合模式，实现铁路机车车辆质量管理的“数据整合”“功能整合”“系统整合”三位一体；实现与现有 HMIS 系统和 HCCBM 系统的数据信息交互及关键信息共享。利用质量验收系统实现了对铁路机车车辆验收项目过程监督和管控，能及时掌握验收过程中发现的缺陷、问题、重大不符合项等信息，追踪问题整改。系统具有验收工作闭环管理、防范漏检漏修、防止批量故障等各类风险发生的功能。采用智能设备实时采集数据，减少工人录入工作量。实现数据智能分析和可视化展示。同时，质量验收系统能全面整合铁路机车车辆验收、质量检查信息，实现铁路机车车辆造修基础数据、生产过程数据、质量控制数据、故障反馈跟踪数据、统计分析数据的信息共享及综合应用。质量验收系统的研发是不断改进铁路机车车辆质量验收管理的积极探索和尝试，在铁路行业质量管理信息系统开发研究方面具有一定借鉴意义。参考文献1 苑希儒CNR（DL D）公司质量管理信息系统构建研究D 大连：大连理工大学，20152 尹洪志关于铁路行业质量管理信息系统开发的分析与思考J 铁路通信信号工程技术，2019（5）：85-883 李雯基于过程和批次追溯的机车质量管理系统研究 D 大连：大连理工大学，20134 约瑟夫M朱兰，约瑟夫A德费欧朱兰质量手册：通向卓越绩效的全面指南 M 焦叔斌，苏强，杨坤，等译6 版北京：中国人民大学出版社，2014，24-285 张毅Y 企业质量追溯信息系统研究D 广州：广东财经大学，20106 李红利投融资改革新形势下铁路移动装备采购管理研究J 铁路采购与物流，2023，18（3）：34-36（编辑牛建利）