地方控股合资铁路设施设备管理数智化转型新实践

New Practice in Digital and Intelligent Transformation of Facility and Equipment Management for Local Holding Joint-Venture Railways

摘要

设施设备的科学管理是合资铁路公司管理的重点和难点。江苏省铁路集团有限公司引入数字科技手段，开展了其控股合资铁路设施设备管理数智化转型研究及实践，在数字江苏铁路运营管理平台的基础上，建立了设施设备资产管理系统。系统整体采用B/S架构，前端采用VUE框架，支持HTML5前端展现技术；后端JAVA开发，采用Spring boot框架实现各种复杂逻辑。系统包括设备综合管理、运维资产管理、设施设备运维管理、水电费管理等核心模块，在电脑端的基础上还补充设计了移动APP端。实践表明，该系统打造了地方控股合资铁路数字资产底座，打通了设施设备全寿命周期管理的业务流程，有效提高了管理和响应效率，助力了降本增效。同时，这套成熟的设施设备管理系统和体系，为行业内其他合资铁路提供了极具价值的实践样本。

Abstract

The scientific management of facilities and equipment is a key and difficult point in the management of joint venture railway companies. The Jiangsu Railway Group introduced digital technology to carry out research and practice on the digital and intelligent transformation of facility and equipment management for its holding joint-venture railways. Based on the digital Jiangsu railway operation management platform, an asset management system for facilities and equipment was established. The system adopted a B/S architecture. The front-end used the VUE framework to support HTML5 front-end display technology. The back-end was developed in JAVA, and the Spring boot framework was employed to implement various complex logics. The system comprised several core modules, including comprehensive equipment management, operation and maintenance asset management, facility and equipment operation and maintenance management, and water and electricity fee management. In addition to the computer terminal, a mobile APP terminal was also designed. Practice shows that this system has established a digital asset foundation for local holding joint-venture railways, unblocked the business processes of the full life cycle management of facilities and equipment, effectively improved management and response efficiency, and contributed to cost reduction and efficiency enhancement. Meanwhile, this mature facility and equipment management system provides a highly valuable practical model for other joint-venture railways in the industry.

Graphical abstract

关键词

地方控股合资铁路 / 设施设备 / 数智化 / 全寿命周期 / 数字资产

Key words

Local Holding Joint Venture Railway / Facility and Equipment / Digitalization and Intelligence / Full Life Cycle / Digital Asset

0　引言

随着客运和货运需求的不断增长，铁路发挥着越来越重要的作用^[1]。铁路是一个集成度高、各专业强耦合关联、结构高度复杂的庞大系统^[2]，具有安全要求高、维护成本高、管理复杂等特点，铁路设施设备是铁路运输安全有序的基础保障^[3]。在全球新一轮科技革命和产业变革深入演进的背景下，以5G、物联网、大数据、人工智能为核心的数智化技术正深刻重塑着铁路行业的发展格局。铁路向数字化转型是对铁路行业面临严峻挑战的有效应对，是铁路发展的全球必然趋势^[4]。为此，中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)在《数字铁路规划》中也明确提出夯实铁路数字基础设施和数据资源体系“两大基础”，加强数字铁路建设整体布局。对于地方控股铁路公司而言，随着地方铁路网络不断延伸、设施设备的规模与管理复杂度同步攀升，依赖传统人工纸质台账、经验决策的管理模式已渐显乏力。同时，随着国内铁路行业数字化、智能化进程的加速推进，地方控股铁路公司若不进行数智化转型，将逐渐落后于行业发展步伐。因此，利用数字化手段赋能地方控股铁路设施设备管理成为时代之需。

国铁集团下属铁路局集团公司、站段设施设备管理采用“车、机、工、电、辆”专业站段分治模式，系统建设开发主体不同，存在数据壁垒，且系统侧重运维与技术履历管理，而合资铁路公司设施设备管理多为一个部门管理，侧重于设备的技改大修履历和投入产出效益，所以分专业站段建立的系统不能完全适应合资铁路的管理需求。因此，部分国铁集团控股的合资铁路公司开始自主探索设施设备管理数字化转型。京沪高速铁路股份有限公司构建了资产管理数据平台^[5-6]，京张城际铁路有限公司利用BIM+GIS技术实现了京张高速铁路(北京北—张家口)设备设施可视化及电子化管理^[7-8]。值得注意的是，上述数智化探索集中在铁路局集团公司专业站段或者国铁集团控股的合资铁路，网络环境也大多基于国铁集团内网，受系统数据产权、网络安全、信息保密以及路省双方利益博弈的影响，国铁集团体系下建立的系统和数据很难应用到地方控股的合资铁路公司。同时，地方控股的合资铁路公司还要满足国资、审计、监督等地方部门的管理规范，其管理模式和前者也存在明显的差异。

综上，地方控股合资铁路公司独立自主地开展数智化转型是提升自身竞争力，顺应时代发展的必然选择。

1　铁路改革下的地方合资铁路设施设备管理现状及数智化转型意义

1.1　铁路改革背景下的地方控股合资铁路设施设备管理模式

国铁集团及其前身中国铁路总公司自2017年起以“分类投资建设和分层管理”为指导，推进干支线股权置换与省级区域合资公司重组整合改革，核心是干线股权向国铁集团集中、支线股权向地方集中，后者即“一省一公司”改革。改革使地方承接更多亏损补贴责任，面临出资、融资付息及亏损线路补贴等多重压力。在国内铁路运营“一张网”的模式下，国铁集团、各铁路局集团公司掌握绝大多数合资铁路的调度运营权。各省铁路集团接收原国铁集团控股部分支线资产后，普遍又委托给各铁路局集团公司等铁路运输企业管理，目前国内地方控股合资铁路公司尤其是合资高速铁路公司普遍采用这种委托运输管理模式^[9-11]。需强调的是，受托方负责经营和安全，不承担铁路设施设备日常运维、技改、大修等费用，相关费用仍需从合资铁路公司列支。因此，委托管理并不意味着地方控股合资铁路公司可以“一委了之”，仍需采取有效措施加强铁路设施设备管理以降低运维成本。

1.2　地方控股合资铁路设施设备管理痛点及数智化转型的意义

近几年的改革实践表明，地方控股合资铁路设施设备管理普遍存在着四大痛点。一是资产数据分散、未共享。如有关数据零散分布在个人电脑、档案室、CAD图纸、纸质文件中，难以有效共享和继承。二是台账数据管理不标准。如设施设备信息仍使用纸质单、EXCEL表格存储管理，数据标准、数据源无法统一。三是资产数据获取和统计分析效率低。核心数据依赖委托铁路局集团公司、站段提供，准确性和时效性无法保证，部分数据统计分析还停留在手工统计，效率低下。四是技改大修生产计划与实际执行不透明。生产计划不能及时有效关联作业对象，主要靠人工线下沟通、现场查勘，统筹投入资源难度大。

因此，从解决现实痛点来看，开展地方控股合资铁路设施设备管理数智化转型有助于实现铁路设施设备的精细化管理，具有重要意义。数智化转型能够通过构建统一的数据管理平台，整合分散的资产数据，确保数据的准确性和完整性，有效解决数据管理方面的难题。利用标准化的数据管理体系和智能化的分析工具，可提升数据获取和统计分析的效率与质量，为决策提供可靠依据。通过对设备技改大修数据的深度分析，数智化系统能优化设备的维修计划和资源配置，提高资源统筹调配能力，降低维修成本，实现全过程的透明化管理。

江苏省铁路集团有限公司(以下简称“江苏省铁路集团”)顺应技术发展趋势，进行了设施设备管理方面的数智化转型研究，在数字江苏运营管理平台的基础上设计并开发了设施设备资产管理系统，取得了良好的应用效果。

2　系统功能设计

2.1　系统总体设计

为有效解决地方控股合资铁路设施设备管理普遍存在的痛点，江苏省铁路集团建设的设施设备管理系统按照“1+2+12+35”(1套资产管理体系、2本资产台账、12个功能模块、35个应用)的总体思路进行设计和实施，具体包括线站档案管理、运输资产管理、非运输资产管理、固定资产管理、LKJ基础数据管理、设施设备运维、水电费管理等12个功能模块，一线一档、一站一档、车务台账管理、工务台账管理、电务台账管理、供电台账管理、机车车辆管理、土地资产管理、客站重点设备管理、停车场管理、水费管理、电费管理等35个应用，基本覆盖地方控股合资铁路设施设备管理全方位的业务场景。

2.2　系统主要功能设计

2.2.1　线站档案管理

目前江苏省铁路集团控股徐连高速铁路(徐州东—连云港)、盐通高速铁路(盐城—南通西)、沪宁沿江高速铁路(南京南—太仓)3条速度350 km/h高速铁路，徐盐客运专线(徐州东—盐城)、连镇客运专线(董集—丹徒)2条速度250 km/h高速铁路，宁启(南京—启东)、连盐(连云港—盐城)2条速度200 km/h客货混跑铁路，另外还控股新长(新沂—长兴南)、海洋(海安—洋口港)2条普速铁路，控股总铁路里程约2 574 km。“一线一档”模块为控股线路的每条线路建立独立的档案，存储和展示线路名称、设计时速、营业里程、车站数、起止里程、起止站所、开通运营时间、车站等信息，用户可以从线路的角度了解集团控股线路的基本情况。

目前江苏省铁路集团控股客运站47个，货运站26个，“一站一档”模块为控股线路的每个车站建立一个独立的档案，存储和展示车站基本股道、配线图、客流量、列车经停对数等车站关键信息，一站一档如图1所示。该模块的建立有利于合资铁路公司“优排图、多开车、开好车”，提高设施设备的使用效率，增加运营清算收入。

2.2.2　运输资产管理

运输资产管理模块涵盖车务、工务、电务、供电、机车车辆、房建等设施设备的管理，支持不同种类设施设备的查询、统计功能。设施设备台账具备关联固资台账功能，在固资模块和本模块可以相互展示。该模块还支持设施设备履历自动归集功能、在线编辑功能、数据导入和导出等功能。通过精心设计，该模块的设计与建设，有效解决了地方控股合资铁路设施设备数据分散且不全不准、未共享、台账数据管理不标准、资产数据获取和统计分析效率低等痛点问题。

2.2.3　非运输资产管理

非运输经营性资产是指非直接用于铁路运输的可产生经营或转让收益的资产，包括但不限于铁路沿线综合开发用地，生产生活配套设施用地，闲置的划拨用地，住宅、办公、商业房产，铁路沿线闲置货场及其周边配套设施，车站商业设施，车站停车场，站内及铁路沿线户外广告位等。该模块对以上非运输资产进行了清单式的数字化管理，具备非运输资产的查询、统计、履历归集等功能，可展示和统计非运输资产的经营状况。

2.2.4　列车运行监控装置(LKJ)数据管理

LKJ数据是指支撑列车运行监控装置，实现安全防护功能的线路参数、列车参数及控制逻辑数据的总称，该模块对这些数据进行了线上化的管理。该模块涵盖工务类、电务类、供电类、机务类、信息类、运输类LKJ基础数据的管理，为列车安全运行提供关键参数，为设施设备精确管理提供有力的数据支撑。

2.2.5　设施设备运维管理

设施设备运维管理模块包括日常运维、技术改造、设施设备大修、防洪复旧管理等应用。其中，日常运维管理方面，本次建设以委托管理费中直接生产费的形式体现。技改、大修等项目的全流程管理主要包括基本信息、审批流程、关联的合同信息、验工计价材料、项目后评价等环节，涉及“路方—合资公司—地方铁路集团”的审批，该模块实现了以上内容的全过程数字化管理，技改大修管理如图2所示。在本模块中，技改大修项目可以和具体设施设备相关联，项目精准匹配作业对象，便于统筹投入资源，实现了技改大修的精细化管理。同时，技改大修的全线上化管理使得技改大修生产计划与实际执行不透明的问题得到有效控制。

2.2.6　水电费管理

水电费管理模块是设施设备管理系统的重要组成部分。水电管理人员可以通过此模块录入水费、电费、水量、电量等数据，该模块通过数据表格和图形相结合的形式清晰展示每个用户水电费的每月变化情况，并能够根据提前设定的阈值进行颜色区分显示，为实时发现“跑冒滴漏”的情形提供详实的数据支持，助力水源、能源的高效利用。

2.2.7　其他功能

为支撑上述核心模块的正常运转以及增强本系统的可维护性，本期项目还设计了政策规章、报表及统计、资产管理驾驶舱、系统管理等模块。政策规章整合数百个相关政策规章文件形成数据库，对非公开文件加密限制下载以确保安全；报表及统计分析模块自动归集数据，自动生成各类年度报告；资产管理驾驶舱整合多类数据实时展示，精准推算每列车给合资铁路公司带来的清算收入，实现“一车一账”，资产管理驾驶舱(列车)如图3所示；系统管理模块，包含用户管理、数据权限、菜单管理、日志管理等应用。

2.2.8　办公移动化

本期项目建设为主要业务功能模块同步设计并开发了移动APP。为确保一次登录即可自动跳转至该系统，移动APP与江苏省铁路集团综管平台进行了集成设计，提高了用户体验，支持安卓(Android)、苹果(IOS)、鸿蒙(HarmonyOS)等主流手机操作系统。移动APP是PC端系统功能的完善和补充，与PC端系统功能紧密相连，助力合资铁路公司设施设备管理的移动化，移动APP如图4所示。

3　总体技术架构

为维持设施设备资产管理系统的科学性、先进性和可靠性，本系统采用松散的架构设计。从整体上(自上而下)分为应用层、控制层、业务处理层和数据交换层，系统技术架构如图5所示。系统采用B/S架构，前端采用VUE框架支持HTML5前端展现技术，后端JAVA开发采用Spring boot框架实现各种复杂逻辑。根据《信息安全技术网络安全等级保护定级指南》，本次系统建设按照等保2.0建设要求采取了相应措施，如规范机房管理，提高硬件的安全性，对软件代码开展第三方的安全测评评估，系统存储不少于6个月的日志等。此外，运营管理平台已经建设了客运、货运、清算等五大系统，本系统的建成成为其六大组成部分之一，原平台的客货运系统的部分数据作为一站一档、管理驾驶舱的基础数据，登录账号、密码、角色权限等和既有平台共用，增强了用户登录该系统的便捷性。

3.1　应用层

应用层面向用户提供服务，向用户提供交互界面，负责信息展示与操作响应，通过数据分析系统为其提供包含统计分析、数据展示、业务操作等在内的各项功能。该层通过Element-UI的UI框架，实现页面的统一布局展示，运用Echarts强大的绘图功能增强图表的可视化。该层提供WEB、移动端APP等可视化界面，还支持用户输入与反馈等功能。

3.2　控制层

控制层一方面向客户端提供标准数据访问API接口，使其能够调用系统业务逻辑处理部分达到业务目标，另外一方面通过网关(Gateway)的方式借助令牌(token)鉴权机制完成控制客户端、用户的访问过程，避免非法的数据请求和超越权限范围的访问。

3.3　业务处理层

业务处理层是系统的核心执行单元，其主要作用是接收并处理客户发起的各种业务请求，通过与业务数据库进行实时数据交互，进行数据的增、删、改、查等操作，完成业务处理。该层大量使用POI等工具对常见办公文档进行解析、处理和信息提取，实现业务流程高效运转。

3.4　数据交换层

数据交换层基于超文本传输协议(HTTP)的常规方式，依托现有的数据交换平台，通过HTTP请求实现与各个外部机构之间的数据交换，并对接收到的数据进行加工和存储。为了能够使系统便捷、高效地应用通过交换和处理得到的数据，在数据交换层增加提取、转换、加载(ETL)数据处理层，将有效业务数据抽取至数据库。

4　系统关键技术及应用效果

本次设施设备管理系统建设以设施设备全寿命周期管理理念为指导，以地方控股合资铁路设施设备管理精益化为核心，实现了地方控股合资铁路设施设备管理的四大关键技术突破。一是首创江苏省域地方控股合资铁路设施设备数据采集标准；二是首建江苏省域地方控股合资铁路设施设备数字化台账；三是首提江苏省域地方控股合资铁路技术台账与财务台账二合一“一本账”建设；四是首推江苏省域地方控股合资铁路客站重点设备可视化场景建设。同时，建立了包括技术台账、固资台账、技改大修台账3类台账，最终建成了“实用”“好用”“管用”，统一集成、互联互通的设施设备管理系统，系统关键技术突破如图6所示。

4.1　首推江苏省域地方控股合资铁路设施设备全专业的数据采集标准

为解决台账数据标准不统一的问题，提高数据的可比性，提高数据质量，充分吸收借鉴国铁集团相关数据标准，结合地方控股铁路自身的管理要求和特色，首次制定了江苏省域地方控股合资铁路设备数据采集标准。通过统一规范的数据收集，确保了数据的标准化，为后续规范的设施设备台账管理以及高效的数据分析和利用提供基础。

4.2　首提江苏省域地方控股合资铁路设施设备二合一“一本账”管理体系

设施设备的技术管理和价值管理在管理主体、统计口径、管理重点等方面存在较大差异，项目建设期间，项目团队整合了车、机、工、电、辆等全专业铁路人才队伍，并邀请财务固资管理人员参与建设，按照业财一体化的思路首次提出江苏省域地方控股合资铁路设施设备技术履历台账与财务资产台账一体化管理体系，设计并开发了技术台账和财务台账匹配关联的功能，为后续技术履历台账和财务价值台账融合为设施设备资产一本账奠定坚实基础。

4.3　首建江苏省域地方控股合资铁路全专业设施设备数字化台账

在铁路设施设备类型多样、结构复杂、规模庞大、分布广泛且全部采取委托运输管理以及路省双方数据共享机制并未打通的困难条件下，本期项目首次运用多源数据采集策略建立了一套完整的江苏省域地方控股合资铁路设施设备数字台账，该台账存储于本系统运输资产管理模块，业务人员实时对数据进行更新，确保了数据的可靠性，靶向回应了国资、审计等地方部门提出的“有资产无台账”的管理漏洞。

4.4　首次运用“WEB+VR”技术建成江苏省域地方控股合资铁路客站可视化场景

铁路客运车站作为重要的交通枢纽，旅客发送量日益增加，其安全风险不断上升^[12-14]。同时，消防设备、信号设备、通信设备等多数情况下也都集中安置在客站的设备房内。因此，客站的设施设备安全稳定是铁路安全运营的重要基石。本次项目建设期间，经与中国铁路上海局集团有限公司各站段充分协调沟通，项目组选派专业团队在车站尚未营业的时间段对控股车站进行了航拍以及VR拍摄，既降低了对铁路正常生产的影响，又规避了乘客数据隐私泄露问题，这是首次运用“WEB+VR”技术将车站的全貌以及重要设备房进行“全景复示”，为设施设备管理人员提供了全方位、沉浸式的管理体验。

4.5　应用效果

目前，本系统已经在江苏省铁路集团及其所属二级单位进行了广泛应用，用户主要涉及集团公司运营管理部、投资发展部、财务管理部，江苏高速铁路有限公司安全设备部、财务管理部，新长铁路有限责任公司资产经营部、运营管理部、财务管理部，江苏南沿江城际铁路有限公司运营管理部、投资管理部、财务管理部等部门。项目应用至今，集团所属高铁公司、新长公司等二级单位共录入设施设备台账48万余条，全专业设施设备数字化台账基本建成；填报水电费应用数据1 000余条、有效减少了水电的跑冒滴漏现象，助力2025年节约水电费约140万元；839项/20亿元的技改大修项目在本系统中完成流转，赋能技改大修费用核减4亿余元，目前系统运营稳定，运转良好。本次数智化转型实践首次探索并实现了设施设备的数字资产的创建、技改大修履历的自动归集、设备状态变化的全过程管理，有效支撑了江苏省铁路集团及其控股的合资铁路“技改大修一档案”“资产管控一本账”的管控需求，缓解了合资铁路公司人员少而管理设施设备多的突出矛盾，为地方控股合资铁路的高质量、可持续发展提供了有力的保障。

5　结束语

合资铁路公司近年来数量显著增加^[15]，面向合资铁路复杂的设施设备管理场景和数字化转型需求，介绍了江苏省铁路集团作为全国首家“一省一公司”改革落地的省方铁路集团开展的设施设备管理数字化转型研究与实践。通过探索，江苏省铁路集团通过从标准建立、业务管控到数字化平台搭建的系统性规划与建设，设计并建成了地方控股合资铁路设施设备管理系统，涵盖了其控股的合资铁路设施设备管理全方位的业务场景、实现了其设施设备的全寿命周期数字化管控以及技改大修全流程线上化管控，降低了水电等能源消耗，是合资铁路尤其是地方控股的合资铁路设施设备管理方面一次成功的数智化转型新实践。

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