摘  要： 基于南京地铁二号线 SCADA 系统的调试经验，从组织架构搭建、前期培训、功能成本探讨、价值计算和运用情况介绍等五个方面介绍了 VE 在 SCADA 系统调试工作中的运用情况，并分析了实践中存在的部分问题。为 VE 在地铁运营领域的应用积累了经验。

关键词： 地铁；SCADA；调试；价值工程（VE）

 

      地铁 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统负责对分布于地铁沿线的所有变电所进行数据采集、监视以及控制。作为地铁设备系统的一个子系统，SCADA系统的设计、建设、调试以及运营维护紧密联系为一个有机整体，可以视为一个系统工程。SCADA 系统调试工作是联系设备建设和系统运营的纽带，是完善系统功能使其适合运营需要的必要步骤，其调试步骤分为单系统调试、系统总联调和试运营三个阶段。由于地铁系统的施工进度、运营日程安排以及外部的政治环境等多方面因素的影响，实际工作中设备系统调试工期被压缩，呈现出时间短、任务重、资源集中的特点，这为价值工程（VE）在调试工作中的应用提供了使用空间。

      本文以南京地铁二号线 SCADA 系统为例，对 VE 在其调试工作中的运用进行经验总结和分析。

 

      价值工程已经与限额设计并列成为国内城市轨道交通项目管理和设计咨询工作中最有效的两个管理工具^[1]。目前 VE 在地铁的筹备、设计和建设领域运用较多，这一方面是由于设计和建设阶段对工程造价的影响程度达80%以上^[2]，VE 的使用空间较大，另一方面也是由于这些领域相对于运营领域拥有较多的 VE 人才和 VE 运用经验。

      1.1 以运营为主导的 SCADA 调试工作组织架构搭建 随着我国城市轨道交通事业的发展，运营系统在整个轨道交通事业中的比重日渐增大。地铁项目的建设是为了后期的运营，运营系统的固化需求对于标准的制定、设备选型和安装、系统调试方案以及应急预案的制定等都起到了直接的纲领性领导作用，因此地铁设施、设备系统的管理首先需要解决的就是运营需求的固化和统一[3]。

      良好的组织架构可以更高质量地保证项目目标的实现。开通目标的达成和运营需求的实现是设备系统调试的总目标，为此需要组建以运营为主导的调试工作力量。南京地铁运营分公司组建了以新线办为牵头的总联调项目部，全面负责二号线系统总联调项目。总联调项目部集合了二号线设备系统调试所有相关成员，在各专业之间搭建网状组织架构，以获得调试信息和调试资源的充分共享。SCADA 系统调试 VE 工作组在总联调项目组中的位置分布如图 1 所示（图中实心圆点表示相关专业在调试工作中有合作关系）。从图 1 中可以看出，与 SCADA 系统调试相关的专业有电力调度、SCADA 专业、通信专业、IMS（International Information Management System）专业、厂家人员以及建设及其他人员。

      在 SCADA 系统调试过程中，需要运营人员在对SCADA 系统的功能进行普遍性验证的同时对运营相关的重要环节进行着重分析并重点分配调试力量，以期获得设备系统由建设到运营的良性过度。VE 工作组的工作目标就是通过运用价值工程管理方法对 SCADA 系统进行功能、成本和价值的分析对比，在调试工作前期就迅速找到运营方对 SCADA 系统的关注重点，发现调试价值更高的调试环节，进而优质、合理地引导和调配调试工作的物质资源和人力资源，使调试工作获得更大成效。

      1.2 VE 应用前期培训的必要性 近年来 VE 的应用处于低谷期^[4]，在 VE 实践应用减少的同时，VE 理论的社会培训力度也相对降低。针对调试人员 VE 基础知识较为薄弱的情况，本案例中 VE 工作组把价值工程理论方法的培训融合到南京地铁员工职业化培训体系中。通过“师带徒”、专业特色培训、“同心共保”^[5]等多种培训学习手段相结合，使参与调试人员在了解 SCADA 设备系统的同时掌握 VE 的基础理论知识，熟悉 VE 基本操作方法和步骤。地铁调试工期时间紧，针对调试工作的企业内部培训时间也相对较少，VE 知识的培训以适合调试工作为原则，力求在既定时间内使得调试人员掌握调试工作中所要使用到的工具和方法。

      由于参与调试的人员对 VE 的掌握水平各不同。为了让每个调试人员都能够灵活使用 VE 工具，在选用 VE 管理工具时只能使用较为简单和容易被理解的一部分分析工具，例如 0-1 两两对比法，经验法等。这些方法精度较低，一定程度上限制了 VE 对调试工作的精确指导。本案例中如果前期能够对调试人员进行更深入的培训，VE 的应用可以得到更好的效果。

      1.3 关于调试设备成本的探讨 地铁前期建设投资巨大，在调试工作开展之前大多数设备已经安装到位。从经济角度来说，新安装设备在调试阶段并未真正投入使用，其使用价值并未实现，所以合同价仍然是构成其经济成本的重要组成部分。但是系统调试目标是验证系统的稳定性和功能完善性，以及是否适用于运营需求。在一定的历史背景和技术条件下设备系统的功能总需求在短期内不会产生很大变化，因此设备合同成本的变化并不会改变运营方对设备系统的功能需求和定位，进而不会对调试工作方案的选择和调试工作成果的获得造成很大影响。对于调试工作项目管理来说，大多数设备的购置和安装成本产生于调试工作之前，可以视为沉没成本而不加入到调试成本研究之中。

      调试的目的是为了使设备运行状态更适合于运营需要。本案例中为了体现运营方的需求对调试工作的主导作用，在以提高调试工作效果为主要目的的 VE 研究工作中舍弃了前期投入的建设成本，把后期运营的成本作为对象的功能成本。在这样的指导原则下，某些功能的价值系数计算结果会出现远大于 1 的情况。这并不说明这项功能的成本真的很低或功能过剩，而是由于我们没有把建设成本考虑在内。这时出现的价值系数小于 1 的功能就必然属于功能不足或成本过高的功能，有必要进行相应的改进。这种成本计算方法虽然会产生价值系数的偏离，但是有助于我们发现不利于运营的欠缺功能并重点关注，为调试工作节省时间和精力。

      综上所述，在调试工作中考虑设备功能的成本时，应更多考虑运营后期的消耗和人力、物力的持续性投入情况，从运营的角度对调试方案进行思考和设计。

      1.4 功能定义和评分方法的运用 地铁 SCADA 系统负责对地铁供电系统的运行数据进行采集、保护、传输以及处理。从自动化系统数据管理的角度运用 FAST 图解法可以分析得到 SCADA 系统的功能系统图，如图 2 所示。

      由于调试时间和调试资源等多种客观环境的限制，我们仅对 SCADA 系统的功能进行了三级分解。继续运用FAST 图解法细分系统功能所消耗的调试工作人力资源和时间资源过大，可以采用更经济价值管理工具。在实际调试过程中，地铁既有线路工作人员参与了调试工作并运用经验法对 SCADA 系统进一步功能分解和价值认定，这为调试工作的节约了大量时间和资源。

      随调试目标的变化，SCADA 系统各功能模块发挥不同的调试作用。因此在每一个调试阶段，都需要 VE 工作组成员针对不同的调试目标运用对象选择方法对 SCADA系统全部功能进行功能重要度和成本重要度计算和评分，然后确定出各功能的价值系数，最后根据评分结果综合确定出价值工程的研究对象。考虑到地铁调试工作的客观条件，在进行功能成本评分时我们选用 0-1 两两对比法对SCADA 系统各功能模块进行评分。

      1.5 价值的计算方式 地铁 SCADA 系统调试在不同的调试阶段具有不同的阶段性目标。单系统调试阶段要求SCADA 系统通过独立调试使得自身稳定运行，由于各相关专业不具备相互配合调试能力，无法调试的功能不列入功能价值评估；总联调阶段大多数专业自身调试结束，具备配合调试能力，SCADA 系统要求在与其他系统的联合运行中处于稳定状态；试运营阶段 SCADA 系统能够基本稳定运行但仍然存在的部分缺陷与隐患，调试的主要目标应关注于已暴露出缺陷的项目，对于已处于稳定状态的功能可以不评估。

      在每个调试阶段 SCADA 调试 VE 工作组针对不同的阶段性调试目标组织相关专业人员参与 SCADA 系统的功能价值评估活动，并结合各专业在 SCADA 系统调试工作中的重要程度给予其不同的重要度权值。在调试的不同阶段，各专业在 SCADA 系统功能成本评分中所占的权值如表 1 所示。

      在系统功能价值评时，参与评估的每个人员都需要单独对 SCADA 系统功能进行价值成本评分，然后对所有人员的评分进行综合计算。每个专业对单项功能的评分计算为：

      式中：F_ij=第 j 专业对第 i 项功能得分；

     

      F_ijk=第 j 专业的第 k 位工作人员对第 i 项功能的评分；

      m=第 j 专业参与价值工程研究的人数；

      a_j=第 j 专业所占权值。

      单项功能最终得分为：