铁路调度工作质量评价及辅助决策系统设计研究

廖志林，胡文斌，方立海，唐伟忠

(1.中国铁路兰州局集团有限公司 信息技术所，甘肃 兰州 730000；2.中国铁路兰州局集团有限公司 调度所，甘肃 兰州 730000)

铁路调度部门作为运输管理和行车组织的指挥中枢，是突出把握“强基达标、提质增效”工作主题，落实“三保三增”战略，全面推进安全、质量、人才“三大工程”的重要部门，担负着确保运输安全，完成运输生产经营任务和提高铁路运输企业效益的神圣职责[1]。近年来，随着运输调度相关信息系统的不断升级和完善，已经基本覆盖了主要调度生产、管理岗位，主要功能初步满足了运输调度指挥工作需要，对提升计划编制质量、整体运输效率和调度工作水平起到了积极作用。但是，由于系统初期设计缺乏统筹规划，各专业着眼点和需求不同，造成系统条块分割，互联互通性不强，自动化程度较低，数据质量不高，数据价值没有得到有效挖掘，数据驱动业务能力不强，信息资源综合利用程度不高，不能充分发挥信息系统对运输组织的支撑作用[2]。因此，通过深度整合铁路运输调度相关信息资源，设计铁路调度工作质量评价及辅助决策系统，将精益管理的思想渗透到调度日常运输生产的全过程，使各项工作布置到位、重点监控到位、落实执行到位，有效促进调度整体工作质量与管理水平的全面提升，更好地提高铁路调度工作质量和运输效率效益。

1 铁路调度工作质量评价及辅助决策系统架构设计

1.1 系统目标

以运输调度指挥作业为主线，以加快调度人才培养为目标，以规范调度作业行为、提升人员综合素质为导向，以调度指挥作业相关规章、规范、工作流程和作业标准为依据，以网络接入为基础，以信息系统有效集成和简化数据采集手段为重点，强化标准化作业流程管理，突出技术创新与管理创新、源头控制与过程控制相结合，实现对调度指挥作业从结果检查向过程监控的转变。

（1）完善调度生产大数据应用构架顶层设计。系统的设计应与未来铁路智能化的发展趋势相匹配，并遵循利旧、升级和改造的基本原则，对既有的在用调度相关信息系统进行深度整合与集成，减少切换操作界面、查找菜单、手工录入等操作所耗费的时间，提升数据共享水平，解决数据孤岛问题，使调度人员专注于指挥，提高调度工作效率。

（2）提高调度工作质量和精细化指挥水平。依托信息平台实现各项运输效率指标的自动统计、分析，全面评价调度员的个人能力和工作业绩，提高调度工作质量，完成运输生产任务。

（3）规范调度作业行为。通过系统严格规范调度指挥作业的基本工作流程和作业标准，利用信息手段促进调度标准化作业，夯实安全基础。

（4）强化调度安全过程卡控。强化调度指挥作业过程控制监督，由“事后分析”向“事前预防”转变，对不合理或违反规章制度的行为进行警示，提高调度安全管控能力和水平[3]。

（5）实现调度大数据分析应用。实现计划与实际比较分析，根据给定需求对指定内容进行统计分析，便于检查调度日(班)计划编制执行效果、运输生产实际效率以及生产过程中存在的问题，为解决问题和改善管理提供较好支撑。

（6）为调度决策提供科学依据。通过优化系统间的信息共享和交换，提高调度系统数据的准确性、完整性和及时性，便于调度人员全面、动态、准确地掌握当前运输生产信息，为调度决策提供科学依据。

1.2 总体架构

为实现铁路调度工作质量评价及辅助决策系统目标，考虑到铁路调度工作质量评价及辅助决策系统需要跨多平台、多数据库，与多个既有的在用信息系统进行深度集成与协同工作，因而采用具有分布式、跨平台、易扩展、易维护、安全性高等特性的JavaEE技术体系进行构建[4]。铁路调度工作质量评价及辅助决策系统架构图如图1所示。

图1 铁路调度工作质量评价及辅助决策系统架构图Fig.1 Architecture of the evaluation and decision system of the railway scheduling command

（1）表示层。该层完成各类报表模板设计、可视化图表分析、数据人工编辑校正、数据公共查询等服务，为管理岗位和生产岗位使用各功能模块提供个性化、简洁、直观的操作界面。

（2）业务逻辑层。该层针对具体的应用场景，依托数据层提供的服务，为用户提供具体的业务应用服务。铁路调度工作质量评价及辅助决策系统主要应用功能包括安全过程卡控、工作质量评价、列车运行图辅助盯控及预测、施工组织管控、数据统计分析等多个应用场景。另外，该层还将各业务对象进行细分，构建统一、规范的数据结构，为表示层提供相关的数据分析、指标统计等数据服务。

（3）数据层。该层完成铁路调度工作质量评价及辅助决策相关数据源的管理与共享，包括现有业务数据，如列车运行图、车站现在车、调度命令、施工维修计划、调度日班计划等，也包括需要新纳入本架构管理的数据源，如各类生产指标、效率指标等。

2 铁路调度工作质量评价及辅助决策系统功能分析

影响调度工作质量与管理水平的关键因素是数据质量不高、多工种间协同性不强、调度员工作质量无法准确量化等，因而必须技术、管理双管齐下，对影响数据质量的各环节实施“信息联锁”，保证数据一致性和完整性，建立健全调度工作质量评价体系，才能全面提升调度工作质量和运输效率效益水平。

2.1 基于全局视野的安全过程卡控

（1）计划编制岗位互控。基于计划协同工作约束、卡控条件和优先级，建立车流、机车机班、货运、施工维修等一体化的作业规范。在计划编制过程中，实时监测各工种计划编制动态，对列车运行线、施工、机车以及车底交路间冲突进行预警，自动提醒冲突内容，向各岗位分发冲突信息，并提出建议调整方案。计划编制完成后，对计划和机调数据进行解析和对比分析，诊断内容缺项或不一致的列车计划，有效降低人为因素导致的计划内容不完整和漏传、错传几率，从日班计划源头筑牢安全防线。

（2）列车运行速度等级安全卡控。通过实时监测编组中不符合该列车速度等级的车辆车型、车号，有效防止因编组原因产生的列车超速问题发生。

（3）超限列车会让计划的逻辑检查。将会让条件的人工判断改为系统逻辑判断，对违反会让限制条件的列车运行调整计划，系统实时提供警示信息，提醒列车调度员正确调整，变结果控制为过程控制[5]。

（4）实时查询旅客列车编组、车组、乘务、运行明细、旅客乘降、售票信息，方便调度员快速获取相关信息，为正确及时应对各类非正常情况提供信息支撑。

（5）对换班登录和下达日(班)计划、阶段计划等作业内容进行提醒，有效防止调度人员未及时登录系统或漏发、晚发计划问题的发生。

2.2 基于大数据架构的调度工作质量评价

围绕调度效率指标、工作质量、能力利用等建立面向计划调度员、列车调度员、货运调度员的工作质量评价体系。采用数据、界面及功能集成3种策略对数据资源进行深度集成和大数据分析、运用，以班组和调度台为网格化单元，通过对货物列车旅速、日(班)计划兑现率、空车走行率、货运机车日产量、机车日车公里等多项质量指标和运输效率指标进行自动统计、分析、排名，从而全面评价调度员的个人能力和工作业绩[6]。

同时，各项指标、数据和存在问题均以明细列表方式实时进行公开揭示，使每名调度员均清楚自身出现错误地方，实时进行整改，实现了调度工作质量评价“安全生产前置化、问题整改实时化、过程控制程序化、统计分析智能化、竞赛评比透明化，考核奖励阳光化”的目标。

计划调度员工作质量评价统计如图2所示。

2.3 跨区段、面向岗位的列车运行图辅助盯控及预测

采用矢量绘图和台间拼接相关技术[7]，综合运用数据挖掘手段，突破传统调度台的限制，基于全局一张图的设计理念，结合不同岗位需对诸如旅客列车、五定班列、行包等特殊列车进行不同侧重点盯控的作业特点，对实际列车运行图、列车日班计划及车流径路系统进行全面整合[8]，结合列车预确报信息，采用数据提取、清洗、筛选、组合等数据挖掘手段，实现了跨区段、面向不同岗位、图形化的列车在管内运行轨迹的全程追踪、辅助盯控、异常预警及相关信息查询。列车运行图辅助盯控及预测如图3所示。

2.4 施工组织可视化管控

将施工日计划、自轮运转设备运行计划、运行揭示命令、列车运行图、车站平面图、全局路网图等数据进行深度整合，以动画方式、全天候直观显示局管内施工(含维修、慢行)整体情况和实施进度，实现施工作业组织关键流程的动态监控和异常预警，为深度优化天窗资源配置创造有利条件。施工组织可视化管控如图4所示。

2.5 面向生产决策的一体化数据统计分析

对调度相关的列车运行图、调度命令、车流计划、军特运、预确报、现在车等数据资源进行深度整合，构建面向运输生产和管理决策的多主题的数据仓库。为生产岗位提供车辆实时追踪、线路通过能力测算、局间分界口能力预警、编区站疏解能力、违编违流监测等功能；为管理岗位提供可按日、旬、月、年进行各类数据统计分析、比对的决策报表等功能。面向生产决策的一体化数据统计分析为调度各参与者全面把控运输生产需求、合理调配生产资源、科学进行运输决策等提供数据保障。

图2 计划调度员工作质量评价统计Fig.2 Statistical table of work quality evaluation on staff of scheduling and command

图3 列车运行图辅助盯控及预测Fig.3 Supporting monitoring and prediction on the train diagram

图4 施工组织可视化管控Fig.4 Visualized management and control on construction organization

3 结束语

铁路调度工作质量评价及辅助决策系统以人才+项目为融合点，将业务作业流程和人员纳入一体化管理，应用大数据思维深度整合铁路运输、调度、货运、施工、现车、集成平台等铁路局集团公司、站段两级信息系统资源，突出效率指标的数字化定量分析，将精益管理思想渗透到调度日常运输生产的全过程，通过信息技术手段规范调度作业行为，提升人员综合素质，加快人才发展体制机制创新，为着力建设一支忠诚干净担当、数量充足、充满活力的高素质调度专业化人才队伍提供了技术保障，也是提升铁路日班计划兑现能力、落实三保三增战略的重要手段。此外，铁路调度工作质量评价及辅助决策系统拥有良好的开放性和扩展性，可根据具体应用场景进行功能配置，具有广阔的应用前景和推广价值。