铁路运输统计三级一体信息化构建研究

贺晓玲，张锦超，刘承亮

（中国铁道科学研究院 电子计算技术研究所，北京 100081）

随着铁路建设的发展，对统计分析系统的要求越来越高，因此有必要对各种铁路运输统计分析系统进行梳理，根据系统工程的理论与方法，从整体的角度对功能结构进行整合，打破以往统计分析系统的设计模式，通过系统结构优化、统计过程优化和统计指标体系优化，构建铁道部、铁路局、站段三级一体化统计分析系统，实现铁路各级管理部门日常运输生产和经营信息统计完全自动化，为铁路发展提供及时、准确、可靠的辅助决策信息，为铁路挖潜提效提供可靠保证。

1 国外铁路运输统计现状

世界各国铁路的经营模式不同，美国、日本等发达国家铁路大部分实行公司管理制，这些铁路公司通常经营某些范围、某条或某几条铁路的运营，铁路运输统计工作主要集中在各公司管理部门，在公司管理层设置单独的统计部门负责公司所属范围的铁路统计工作，在必要时向国家有关部门提供统计数据。

许多发达国家的铁路统计工作已经基本实现自动化。随着计算机和网络技术的应用，各国都利用计算机将铁路运输生产系统的各子系统进行统一管理，构成一个铁路运输综合自动化系统，其中包括统计分析信息系统。统计分析信息系统一般从各级基础信息系统中自动采集数据，实现自动化统计，形成统计信息化平台，为铁路运输生产组织、客货营销和经营管理提供信息服务与决策支持。

20世纪60年代中期，美国南太平洋铁路公司(SP)研制建立了综合运营管理信息系统 (Total Operations Processing System，TOPS)，获得很大成功，使之成为铁路运输管理系统中应用计算机进行自动综合管理的典范。北美铁路和英国铁路公司等十余家企业也纷纷引进 TOPS 技术，结合本国情况加以改造和二次开发，建立自己的铁路运营管理信息系统。西欧许多国家和日本等技术比较先进的国家也随之建立了类似的管理系统[1-2]。

（1）美国、加拿大和英国。美国 1978年投入使用的“运输管理信息系统”、加拿大在 20世纪 60年代末投入使用的“运输报告管理系统(TRACS)”、英国在 20 世纪末投入使用的“铁路综合运营管理系统 (BRTOPS)”，都实现了集中管理，处理机车、车辆、列车运行和运行状况的实时信息，进行统计分析以指导运营等功能。

（2）法国。法国在20世纪70年代投入使用的“货物运输集中管理系统 (GCTM)”，实现了集中统计，生成各级统计报表等功能。

（3）德国。德国在 1984年投入使用的“综合运输管理系统”，实现了实时统计，可实时产生各种统计报表。

（4）日本。日本在 1994年投入使用的“货物信息网络系统”，实现了自动生成各种统计报表。

先进的计算机管理技术给这些国家的铁路运输带来了巨大的变化，使铁路运输管理包括铁路统计的方式和模式发生了深刻的变化。

2 我国铁路运输统计管理体制现状

我国铁路运输统计涉及车、机、工、电、辆各个部门，统计业务非常复杂。一般由铁道部统一制定相关统计法规，以及统计指标体系和报表模式，各铁路局、站段根据自身业务特点通常还设有诸多统计指标，各级有关部门根据这些指标体系提供统计信息。提供铁路统计信息的部门遍布全路所有独立核算单位，以及大量路外建设单位、地方铁路管理部门等。统计工作分为铁道部、铁路局、站段三级进行，在铁道部设有统计中心和综合部，专门负责全路统计信息的归口管理，铁路局级也设有相应的统计机构，负责本单位的统计信息归口管理，以及铁路运输统计信息的收集、整理、加工、传输、存储、查询、分析、编辑、发布、上报、提供等各项工作。基层站段统计人员负责收集基层车站的指标数据，并将数据反映到铁路局。铁路统计报告制度有十八点上报制度，旬报、月报和年报等方式。在铁道部及铁路局还设有统计监察，定期或不定期地对各级统计部门的工作进行监督检查。 我国铁路运输统计管理体制如图1所示。

我国铁路运输统计工作经过几十年的发展，在业务组织、管理机构和信息化建设方面取得了很大成就，但也还存在着一些问题，如运输统计管理体制不统一，统计信息分散不透明，统计手段落后和统计指标体系不完善，以及运输统计监督职能不健全等。铁路各级统计部门的业务信息量大、信息处理任务繁重，传统的统计模式、手段和方法已不能满足铁路发展的需求。

铁路作为一个业务种类繁多的大联动机，要求业务系统间经常交换信息，以便协同工作。因此，有必要深入分析各相关统计系统，对基础信息、运输统计业务、信息共享平台、铁路门户进行详细分析，构建铁路运输统计三级一体化的信息系统。

3 铁路运输统计三级一体化目标

（1）整合现有各级运输统计分析系统，构建铁道部、铁路局、站段三级一体化统计分析系统。

（2）实现从十八点统计向实时统计过渡，提升铁路运输统计分析水平。

（3）适应铁路统计信息化建设水平的提高，促进铁路运输日常统计指标体系改革，适应生产力布局调整和运输体制改革不断深化的需求。

图1 我国铁路运输统计管理体制示意图

（4）把握运输动态，应用先进的数据挖掘技术和理念，深挖数据内涵，建立为运输生产组织和经营管理服务的决策支持系统。

（5）推进铁路统计方式改革，优化统计人员组织结构和任务分工，实现铁路运输日常统计原始信息采集手段自动化，建立一个及时、准确、完整的统计分析系统。

4 铁路三级一体化统计分析系统设计

4.1 系统结构

基于目前铁路运输统计各级系统的应用现状，对各级统计系统进行整合，打破原有设计模式，进行系统结构、功能、统计过程优化，通过建立时间、区间和车辆的三维立体数据信息库，实现基础信息资源的充分共享和利用，构建满足全路各级各部门统计需求的铁路三级一体化统计分析系统。

铁路三级一体化统计分析系统通过与“货物运输管理系统”、“列车调度指挥系统”、“车号自动识别系统”、“行车组织策划系统”中各种相关基础信息实现共享，取得丰富完整的基础数据源，将这些信息处理整合之后形成功能强大的统计分析管理基础信息系统。改变原来数据库分散放置，不能相互充分共享的缺点，在铁道部或铁路局构建统一的数据库，使统计数据集中、共享，实时更新车站的车辆出入信息、运非状态转化信息、装卸作业信息等，结合铁路局调度信息系统的运行图信息，铁道部或铁路局选取相应时间点，进行集中统一的统计指标编制，生成各种统计报表，并将有关统计结果反馈给基层站段。该系统的体系结构如图2所示。

图2 铁路三级一体化统计分析系统体系结构示意图

4.2 系统功能

铁路三级一体化统计分析系统在铁路局一级可以实时按照车辆别、单位别等生成铁路局、车务段、车站报表。系统强大的信息发布功能可以实时将有关统计信息发布到基层站段客户端，同时发送到铁道部及相关管理部门，可以提取车站、车务段、铁路局任意时间段的指标进行分析，以图形化的模式直观地展示给用户，可以实时了解各部门运输生产业务完成情况。该系统在铁道部、铁路局、站段的三级功能如下。

（1）铁道部。系统主要功能：接收、审核各铁路局报表，生成铁道部指标，查询、分析下属单位指标，对外发布铁道部指标，发布下属单位指标，铁道部运输生产状况分析。

（2）铁路局。系统主要功能：接收、审核站段原始信息，读取车辆在途信息，生成铁路局所有指标，查询、分析站段指标，发布站段指标，铁路局生产状况分析。

（3）站段。系统主要功能：货车出入确认，运非转变登记，装卸作业确认，生成站段指标，接收生产指标，站段生产状况分析。

4.3 功能分析

（1）运输统计全面集中。铁路运输统计工作集中在铁路局，基层站段不再进行统计工作，铁路局通过自动采集各车站原始数据，得到各基层站段及铁路局统计数据，从而彻底改变自下而上的统计方式，铁路局能直接控制统计工作过程。同时，铁路局相关统计部门将实时发布各基层站段的运输生产指标，基层站段可以接收到本单位各种生产报表数据，实现铁路运输日常统计原始信息采集手段自动化，形成及时、准确、完整、独立的统计报告方式。铁路三级集中式统计管理体制如图3所示。

（2）实时统计、实时发布。通过对现有各级统计系统进行整合，构建铁路运输日常统计综合平台，逐步实现向实时统计过渡。将车辆的基本信息和在车站停留信息，以及性质转换状态与列车运行图结合起来，可以得到一个由车辆、时间和空间信息组成的三维结构体系的车辆状态信息数据库。使铁路统计由静态的某时某点的统计过渡到任意时间、任意地点和任意车辆的动态统计。

根据运输分析工作需要，建立运输统计历史数据库，存储全部运输统计历史数据。发布模块可以实时发布运输统计指标和报表，通过铁路内部办公网将系统生成的各站段统计指标定时发布给各站段，将各铁路局指标或交接指标发布给各铁路局的相关部门，将全路指标发布给铁道部。

（3）运输指标体系自动制定。由于系统整合后原始基础数据大量集中，可以更方便地开发更多、更细的统计指标。在铁路三级一体化系统中统一制定统计指标体系，有效减少各种中间指标的设定，并且采用计算机自动定制指标，可以彻底改变由于统计指标及统计口径发生变化，需要大规模调整各级报表和重新印制纸质报表的资源浪费现象。

图3 铁路三级集中式统计管理体制示意图

（4）运输监督评价自动完成。运输监督评价包括运输生产质量和效率、内部清算指标和统计质量、运输指标和成本控制。根据监督的目的，设计监控指标体系，并进行实时维护。从基础设施系统中自动采集各基层站段监控指标数据，根据TMIS、ATIS、DMIS 中提供的列车编组信息、分界站列车车次、运输时点等信息实现自动监控各部门指标完成情况，将各种原始信息进行统计、核对，最后以图形化的界面直观地显示给用户。

4.4 关键技术分析

（1）构建车辆与时间、空间信息统一的三维结构数据库，有效支持实时统计模式。实现铁路运输统计由静态的某时点统计过渡到任意时间、地点和车辆的动态统计，必须将车辆的基本信息与在车站停留信息，以及性质转换状态与列车运行图结合起来。这些多源异构数据的结合需要进行合理规划，采用先进的技术和高效的算法，从而形成一个由车辆、时间和空间信息组成的三维结构体系的货车状态信息数据库，如图4所示。

图4 货车状态信息的三维数据结构示意图

（2）构建全路范围的集中式数据库结构，形成集中式统计模式。集中式数据库是保证铁路运输统计集中的基础，全路集中数据库必须解决海量数据存储和用户分散使用的问题，采用数据仓库存储技术，在铁道部或铁路局构建一个或多个车辆信息存储节点，存储全路车辆的各种信息，并在数据节点构建数据集市存储历史数据。同时，根据制订的各种运输生产计划，应用多种分析方法对运输任务的完成情况进行检测与分析，对存储的历史数据进行数据挖掘，为运输生产提供强大的辅助决策信息。

（3）实现基础数据的自动提取、校验。铁路统计分析系统的基础数据来源主要依赖于其他系统。车站级的统计信息，如车辆的出入、结存、重空、运非状态；铁路局级的在途列车统计、列车运行分析、货车动态掌握、客货列车正晚点统计、接运吨公里统计等。为了实现全路统计分析系统的整合，需要对现有的信息共享机制进行整合优化，这将对铁路系统的统计分析能力有很大程度的提升。

5 结束语

随着计算机技术的广泛应用，沿用多年的手工统计方式将逐步向计算机自动化统计方式过渡，改变过去的分散统计方式，构建基于车辆、时间和空间三维结构的实时统计分析体系结构，分析各部分的统计功能和结构，研究各级统计分析系统的关系及协调机制，搭建统一的统计信息平台，构建全路范围的数据集中式数据库，实现车辆、时间、空间等信息的统一协调，应用先进的技术和理念，构建为铁路统计分析决策服务的数据仓库和数据集市，建立为铁路发展的监督评价体系，从而建立一套完整的体系结构。

在铁路统计信息化快速发展的今天，运输统计也必定朝着高度整合、完全自动化的方向发展。实践证明，铁路的发展最终取决于现代化。因此，铁路统计工作要与时俱进，顺应时代发展的潮流，对各方面的统计工作进行创新，抓住机遇，迎接挑战，迅速跟上铁路改革发展的步伐。

[1]赵吉斌. 借鉴美国铁路之所长推进中国铁路改革发展[J].铁道经济研究，2001(6)：1-4.

[2]宋 刚，夏得春. 欧洲铁路运输管理系统在德国铁路的运用[J]. 世界铁路，2003(11)：57-59.