南京地鐵數字化轉型探索與實踐

佘才高 楊 旭 易危香 呼雨欣 付 婷

(南京地鐵集團有限公司,210008,南京)

0 引言

城市軌道交通企業數字化轉型的本質是以價值創新為目的、用數字技術驅動業務變革的企業戰略舉措,因此,其數字化轉型應遵循“戰略驅動、價值導向”原則。不同企業在業務發展階段、區域環境特性、數字化成熟度等方面存在差異,面臨的痛點問題不同,因此其數字化轉型的突破點和路徑選擇也有所不同。北京地鐵提出“133”數字化賦能工程[3],全面打造“數字京投”,基于沉淀的數據資產優勢重點突破數據資產價值。上海地鐵從“數字底座、數字管理新模式、數字生態”三個方面推動數字化轉型,在落地方面積極推進智慧維保和智慧運營。廣州地鐵提出“打造數智地鐵,連接美好生活,引領產業發展”數字化轉型愿景[4],重點強化一體化優勢,將地鐵線網建設看作為一個對外交付的整體解決方案,對產業鏈上下游重新進行能力定義以及價值分配。因此,城市軌道交通企業在推進數字化轉型的過程中,需重視方法和工具,立足自身優勢和問題開展規劃設計,避免盲目照抄照搬。

2021年,南京地鐵開展數字化建設規劃與探索,提出“打造標桿數字地鐵,賦能美好都市圈”數字化轉型愿景,在實踐過程中堅持“以客戶為中心”開展服務數字化轉型,并科學運用指標評價、旅程地圖等工具繪制轉型藍圖。本文主要介紹南京地鐵數字化轉型頂層設計方法和總體規劃架構,南京地鐵數字化轉型探索和實踐成果可為其他城市軌道交通企業及相關學者提供借鑒和參考。

1 數字化轉型頂層設計

數字化轉型頂層設計遵循科學、合理、嚴謹的方法,按照洞察與差距分析、愿景和目標規劃、架構規劃、實施路徑規劃4個階段開展。

1.1 理現狀——洞察與差距分析

分析企業外部環境及內部條件。外部環境分析著眼于政策環境、行業趨勢、技術發展3個方面,內部條件分析立足企業自身“十四五”發展規劃。通過對企業外部環境及內部條件進行分析,理解企業發展戰略在核心競爭力、組織結構、市場、企業文化等方面的定位,找準企業數字化轉型的方向。

面向企業領導層、管理層、核心業務執行層,以及IT架構和數據,自上而下開展調研訪談。對齊戰略目標,逐級分解各業務子領域的關鍵任務和戰略價值,了解管理層對數字化的認識、對企業未來業務發展的設想,廣泛收集企業的數字化訴求清單?；诔鞘熊壍澜煌ㄆ髽I信息化水平指標體系(見表1),對企業“十三五”數字化水平做出科學合理的總結評價,通過與行業標桿、行業平均水平、相同發展階段企業進行橫向對比,識別機遇與挑戰,甄別優勢與問題,對存在的問題提出建設性解決方案。

表1 城市軌道交通企業信息化水平指標評價

1.2 立愿景——愿景和目標規劃

明確企業數字化轉型的愿景和目標,圍繞乘客、決策者和管理者、一線生產員工3類關鍵客戶,構建滿足客戶需求的產品和服務能力?？梢栽诮梃b同類技術已成功落地案例進行遷移或適配的基礎上,結合企業自身業務場景特點和現狀條件,通過旅程地圖分析進行量體裁衣,制定初步的數字化場景解決方案。

以“客戶為中心”,構建滿足客戶需求的產品和服務能力,從而提升企業的核心競爭力。旅程地圖可以將選定用戶場景的特定體驗經歷,沿時間軸進行可視化。橫向,以拉通價值鏈視角,識別業務流程斷點和數據壁壘;縱向,以職能或專業視角,識別數字技術對效率和體驗提升的機會點。從而從業務和技術兩個層面提出初步解決方案構想。以面向乘客出行服務場景為例分析的旅程地圖如圖1所示。

圖1 旅程地圖分析模板及示例

1.3 架藍圖——架構規劃

基于數字化場景解決方案,識別關鍵業務對象和業務數據,規劃設計數據架構。結合既有數據中心整體運行環境,分析新線網絡應用需求、骨干節點的選擇原則、帶寬需求、終端接入等要求,規劃設計網絡架構。

在設計過程中,通過構建技術雷達評估數字技術的發展成熟度及在城市軌道交通行業應用情況,將行動策略劃分為積極采納、跟蹤和評估、持續關注和暫緩4類(見圖2)。企業應首選行業內已落地驗證的成熟技術,結合自身場景需求進行試點,然后再逐步推廣擴大效益。

注:BIM—建筑信息模型。

1.4 計劃——實施路徑規劃

分析數字化應用的成熟度及所面臨的挑戰,定義規劃設計的數字化項目,明確數字化項目的實施優先順序,制定實施計劃,同時估算資源投入,提出建設與實施的關鍵策略。

企業在面對數字化建設新需求時,需謹慎處理與既有信息系統之間的關系,最大化保護企業既有投資,在保障企業日常運作的前提下平滑升級。通過對既有信息系統從業務價值、技術水平兩個維度進行四象限評估,從而相應采取優化升級、集成、替換和淘汰策略,如圖3所示。

圖3 既有信息系統處置策略評估模型

2 數字化轉型規劃

2.1 總體架構

以“客戶為中心”理念,聚焦面向乘客的幸福出行服務、面向決策者和管理者的數智決策服務、面向員工的數字化協作的服務數字化場景,總體上按照數字化底座、數字化應用層、數字化服務層、安全防護體系、IT治理與管理體系5大部分繪制南京地鐵數字化建設藍圖,如圖4所示。

2.2 數字化底座層

2.2.1 構建適度超前、安全可靠、可持續發展的數字化基礎設施

基礎設施為上層應用提供最基礎的計算、存儲、網絡、安全等資源。按照“頂層規劃、分域建設、統一納管”的建設模式,生產網云平臺、管理網云平臺和服務網云平臺分別由各網域運管平臺進行管理和運維,實現資源快速部署和集中監控,提升云平臺管理和運維效率,支持混合異構部署、統一管理與調度,支持搭建統一的運管平臺,滿足未來“一云多芯、多芯協同”數字化基礎設施體系發展架構。

生產網與管理網物理隔離,通過網閘數據“擺渡”的方式進行單向數據傳遞;管理網與服務網邏輯隔離,通過防火墻根據業務需求和監管要求設置相應數據傳輸策略進行數據交換。從而在保障各域網絡間安全隔離的前提下,實現各類數據資源的有機整合。

2.2.2 沉淀平臺能力、創新敏捷模式的數字化賦能平臺

整合并強化基礎、共性技術能力,構建企業級的數字化服務,包括主數據、低代碼開發、集成服務、移動應用服務、RPA服務、GIS+BIM服務、云平臺和大數據平臺等。面向業務應用,實現基于能力組裝式的應用快速配置,避免重復構建、管理分散等問題,從而提升應用研發和業務需求響應效率,降低應用建設成本。面向數據,拉通“三域”數據,落實數據治理體系,規范全生命周期數據融合共享分析,推進各層級業務決策由經驗主導向數據驅動轉變。

2.3 數字化應用層

2.3.1 建設業務——構建“模式融合、數據貫通、高效協同”工程建設一體化平臺

在整體價值鏈層面,關注保質保量按時完成建設業務的同時,將視角轉向產品全生命周期的規劃設計、采購、施工、運營和經營管理。以GIS+BIM平臺為載體,基于對象數字化對車站、隧道、列車等對象進行3D建模,打造線網級數字孿生模型,賦能工程協同設計、施工方案模擬、造價計算、建筑性能分析、緊急疏散模擬、經營空間規劃等場景,提升建設效率和整體經營效益。

在項目管理層面,強化基于線路和標段視角的數據聯通和工程監控,智能分析在建線路的計劃、進度、質量、安全、合同、資金監控等業務指標情況,實現核心數據可視可管、關鍵數據逐層下鉆,提升管理決策的質量與效率。

在現場執行層面,借助IoT(物聯網)技術,以“人機料法環”為抓手,強化現場智能感知、實時監控,包括作業人員行為合規性監督、大型設備運行狀態監控、鋼筋材料自動分析記錄、無人機巡檢、揚塵及噪聲監測等場景,通過人機聯動提升工程現場質量和安全監管效能。

2.3.2 運營業務——打造“精細化、流程化、數字化”的智能網絡運營體系

以“客流”為中心,基于精準客流預測,實現運力與運量智能匹配和運輸計劃動態調整,以滿足多樣化的行車組織方式。結合列車自動運行、多元化購票、智能客服、安檢票檢一體化等智慧場景,優化客運組織模式,優化人員配置,降低勞動強度,進而降低運營成本并提升運營組織透明度和靈活性。

以“設備”為中心,建立各類設備設施的健康管理數據標準、故障知識庫和分析模型,基于設備狀態實時感知和分析,推進從傳統計劃修、故障修模式向更科學精準的狀態修模式轉變,提升資源利用率,合理降低檢修成本。打通檢修工單計劃、備品備件定額及工器具領用、施工計劃、出勤人員身份驗證和請銷點等一體化流程和數據,基于智能手持終端推送工序級的精細化檢修作業指導,并及時記錄物料、工時成本,實現作業流程閉環。利用積累的大數據持續優化建模、深度學習和分析驗證,進一步優化檢修規程和備品備件采購策略。

以“作戰指揮”為中心,構建線網級統一調度指揮的智能調度體系。對于既有線路,通過云平臺進一步融合OCC(運營控制中心)、大型車站和線間共用的供電、環控、消防等設備監測數據;對于新線,則嘗試基于生產云平臺建設,使所有系統入云,實現完全意義的線網調度指揮功能。從而優化線路間的信息共享、資源配置和協作,提高決策效率和響應速度。

2.3.3 資源經營業務——建立基于乘客畫像、流量經濟的會員經營服務體系

建立會員營銷體系,以用戶為中心,構建多端用戶體系(官方APP、微信公眾號、微信小程序),通過線上線下互相引流,使客流有效轉化為商流?；诠俜紸PP擴展商業服務、生活增值服務等,與大數據平臺互聯,打造基于乘客畫像、流量經濟的會員經營應用,構建地鐵生活增值平臺。

2.3.4 職能支撐——推進集約化、精細化的集團“三層次”管控架構

從傳統的垂直型職能管控向橫向賦能型平臺轉變,形成集團“三層次”管控架構,支撐企業高質量發展。

1) 戰略管控層。以全面預算為抓手,拉通從戰略到計劃、預算、績效的全閉環管理,加強以企業戰略目標為導向的資源配置和重點經營活動執行監督,促進集團戰略目標達成。

2) 資源共享層。對于人財物核心運營資源,推進以效率為導向的共享模式,提升資源使用效益。加速推進場景以代替人工重復作業,提升業務自動化的運營效率?；跇I務在線化產生的大量數據,推動數據中心建設。通過數據中心,提供更全面、實時的展現公司經營全貌的視角,挖掘數據背后的驅動因素和趨勢,為推動業績增長、降低成本、強化風險管控提供更及時的洞察。

3) 產業協同層。構建以用戶需求為導向的內外部協同機制。以員工為中心,打造一站式辦公體系,提升辦公效率和用戶體驗;以客戶為中心,打通規劃、設計、供應商等上下游產業價值鏈,實現協同創新,實現價值共生、共享,推動“智慧城軌”建設。

2.4 數字化服務層

1) 精準主動的線上線下乘客服務。通過乘客軌跡全過程的數字化感知,建立以乘客為中心的扁平化信息發布與交互模式,將出行資訊與增值服務通過線上、線下全渠道及時、精準地推送給乘客,實現出行服務從標準化向個性化轉變,優化每個人的出行體驗。

2) 面向各層級管理者的數智決策服務。搭建數字化決策分析平臺,有針對性梳理和分析管理決策數據需求和專題場景,開展數據治理工作,支持準確、及時的決策分析。

3) “一站式”員工數字化協作及服務。聚焦移動化、自助化的辦公協作和服務體驗,實現各級員工自身權限范圍內的信息查詢和更改、業務申請和辦理等操作,提高員工的人事工作參與度以及對公司的滿意度。

2.5 安全防護體系

網絡安全防護建設是循序漸進的過程,城市軌道交通企業的網絡安全防護建設可以分以下三步走:

1) 安全合規。確保網絡安全防護建設符合相關法律法規,符合安全等級保護要求。

2) 持續監控。逐步完善安全管理體系、安全技術體系和安全運維體系,實現內部持續安全檢測和分析感知、外部威脅檢測和網絡安全事件全面監控,從而滿足企業發展日益復雜的業務需求對信息系統的機密性、完整性和可用性要求。

3) 主動防御。搭建支持可視化攻防場景模型的態勢感知系統,逐步從被動防御向主動防御轉變,做到事前預警、事中監控、事后分析以及快速響應,全面提升企業網絡安全防護與運維水平和應急響應能力。

2.6 IT治理與管理體系

面對“智慧城軌”的一個“城軌云”與大數據平臺的建設要求,越來越多的企業選擇向統分結合模式轉變,例如南京地鐵、青島地鐵、南通軌道交通等。統分結合模式,可以強化集團在規劃管控、建設規范、數據標準、資源統籌、信息安全等方面的管控協調能力,對業務單位授權則可以更高效推進數字化場景建設。

3 實施策略

1) 數字化建設時序策略。一是總體上抓住新線加快發展良好機遇,加大數字化建設力度;二是把工作前移,在新線工程可行性研究階段提出數字化建設內容和要求;三是在項目建設時序上,對符合業務需求緊迫、收益與風險比值高,以及基礎性平臺和成熟技術應用等的項目先行進行建設,同時要與“十四五”線路建設規劃、數字化底座的建設進度相匹配。

2) 數字化應用建設策略。在實施模式上,采用“業務咨詢+系統實施”的模式,確保項目成功實施落地;在操作體驗上,借鑒互聯網企業思維,實現業務與數字化技術融合;在資源利用上,采用內外部資源結合策略,充分利用本地或行業共享平臺/資源;在新舊線關系上,優先在新線中試點建設、驗證和總結,根據應用效果選擇性進行線網推廣及既有線路改造。

4 結語

在國內城市軌道交通行業,南京地鐵是較早以數字化為主題進行專題探索的地鐵公司。南京地鐵在數字化規劃和建設方面的成果,一方面可以加快南京地鐵數字化建設與轉型進程,另一方面可為城市軌道交通同行單位及相關學者提供良好借鑒和參考。