2021 年12 月3 日,中老昆万铁路(昆明—万象,以下简称“中老铁路”)全线正式开通运营。中老铁路是“一带一路”面向南亚、东南亚建设基础设施互联互通的重要项目,是首条以中方为主投资建设、全线采用中国技术标准、使用中国装备并与中国铁路网直接连通的国际铁路。在分析中俄、中哈、中蒙、中越等铁路国际联运中国境内铁路运输组织的基础上,结合中老铁路的运营管理特点,研究重点面向全线的中老铁路运输组织与生产需求,聚焦运输生产一体化、跨国铁路运输品牌打造、国际化运输服务3 大目标,从运输生产全过程管理建设方面,进行专项研究与技术攻关,并形成跨国运输组织策略、构建跨国运输生产一体化平台,实现从境内外调研、技术研发、实施到成果转化的无缝衔接,进一步提升中老铁路国际联运效率和运输生产管理水平。
作为泛亚铁路的重要组成部分,中老铁路开通运营,大大缩短中国与东南亚国家的时空差,有利于实现整个东南亚地区的互利共赢,为满足老挝与中国、东盟国家进出口贸易增长带来的运输需求,当前迫切需要对中老铁路运输组织进行精细化、动态化、科学化管理[1],利用信息化、数字化手段,驱动中老铁路跨国运输生产组织的创新发展,提升中老铁路国际联运能力[2],发挥中老铁路国际物流通道作用。
中老铁路中国境内玉磨段(玉溪—磨憨)共8个货运站、1 个口岸站、11 个客运站,老挝境内磨万段(磨丁—万象南)共7 个货运站、1 个口岸站、10 个客运站。玉磨段运输管理相关业务由中国铁路昆明局集团有限公司(以下简称“昆明局集团公司”),按照国内铁路既有模式运营管理。磨万段由老中铁路有限公司委托昆明局集团公司提供运营管理技术和业务服务,共同完成运营管理[3]。利用有限的投入实现更加高效的运营管理,发挥示范效应是中老铁路面临的首要问题,因而针对运输生产模式和相关应用软件的研究不可或缺,相关需求概括为以下4 个方面。
(1)运输生产岗位精简设置。中老铁路包含货运、信号、调度、车务、客运、机务、车辆、供电、工务、国际联运等多个专业领域,如果按照国铁传统线路进行岗位配置,每个岗位均需要配置多名业务员才能保障运输生产有效运转,但会出现部分岗位工作量不饱满的现象,需要对运输岗位进行精简设置。同时,关键业务运输生产岗位业务人员需要使用信息系统开展工作,故需要设计支持铁路运输生产和岗位融合的信息系统,支撑中老铁路运营。
(2)跨国货运班列全程协同运输。跨国货物运输包含货物报关、货物集结、车站生产、运输、国境站交接、货物通关、进出境检查、信息传递等多个环节。中老铁路跨国运输的效率提升,需要中老两国共同促进,研发跨国货物运输班列和管理模式,开展跨国全程运输组织协作,同时保证中老双方的运输组织高效运转。
(3)跨国互联互通数据交换。中老铁路的建设实现中老两国轨道上的联通,对于出境和入境列车均实行两地两检政策,对于跨国货物运输,在货物列车入境后才能拿到纸质的国际联运单据,需要通过手工录入的方式将货物、车辆、集装箱、收发货人、列车编组等信息录入生产系统中才能开展铁路运输,导致国境站工作量繁重,跨国货物列车需在国境站等待。为了提升跨国货物运输组织效率、缩短跨国货物列车运输时间,需要开展中老跨国互联互通数据交换。
(4)调度中心与各车站协同联动。运输效率提升离不开调度中心计划和车站作业实际的紧密结合,只有在运输计划符合车站工作实际,同时车站有序开展工作、积极促进计划兑现的情况下,才能发挥出线路效能。调度中心与各车站协同联动是提升运输效率的关键,调度中心与车站地理位置分散,无法通过人员集中实现协调联动,而信息系统不受地理位置的影响,借助信息化手段实现车站作业与调度计划的互联互通互控,完成业务的协调联动。
中老铁路车流相对较小,车站业务量不繁重,可以按照运输计划与管理集中、岗位上移、车站合并相似和相关生产业务岗位的原则,进行岗位精简设置。
万象调度中心负责磨万段整体调度计划编制调整、日常调度指挥、基本图的编制调整、调车作业计划编制指挥等工作。将传统的计划调度、施工调度、值班主任岗位职责合并,由值班主任岗位统一负责,在编制列车运行计划时可以同步考虑施工计划,在审批施工申请时便于综合调整计划,在提高计划准确性的同时减少不同岗位间的工作流转和审批。将传统客运调度、货运调度、统计岗位职责合并,由客货统调度岗位统一负责,综合岗位在分析统计数据的同时掌握全线各站生产作业情况、客货运量、运输需求,以及车辆、机车、集装箱等运力资源情况,有利于开展集装箱调配、空车调配、客车加开停运调整等工作,提升计划的兑现率、减少计划落空数量。将传统机车调度、车辆调度、岗位职责合并,由机辆调度岗位统一负责,可以进行机车、车辆的统筹安排,提升机车和车辆的利用率,减少空载距离。
将传统货运站货运内勤运输货物交接岗位、制票岗位、收款岗位、统计岗位合并为综合货运岗位,统一开展实货确认、装卸计划、制票、收费、统计、货物交付等工作,便于货运员统筹全站货运工作,提升生产效率,同时减少货运站人员数量。将传统技术作业站每个车站的站调岗位进行区域集中、岗位上移,取消车站站调岗位,在万象调度中心设置中心站调岗位,负责全线调车作业计划的编制和指挥,有利于调机的合理安排,充分利用,减少各站调车作业等待时间、提升调机运用效率。
创新的岗位设置不仅能够使磨万段有序开展运输生产业务,还可以达到减少业务流程环节、降低用工成本的目标,是降本增效的一个重要体现。
铁路联合境内外海关设计中老铁路出入境快速通关模式,开发铁路快通跨国运输货运班列产品,并在铁路货场设置海关检查站,铁路货检与海关可以在货物发站进行联合查验共同施封,查验通过后可以转为车站日需求,调度安排运输计划,车站组织装卸,按照铁路快通班列要求编组、发车,货物到达国境站后,车站货运与海关进行交接,办理通关出境业务,进出口企业可以在班列还未入境邻国前提前在海关办理“快速通关”手续,班列入境后无须停留口岸另行申报办理转关手续,国境站可以按照快通班列要求直接进行编组、安排机车挂运,组织货物运输至到站进行卸车,中途各站优先安排快通班列的运行与中转,在到站收货人与海关办理清关手续后方可领货。通过境内外全程协作,极大地缩短班列运行时间,提高铁路进出口货物运输效率和便利化水平,实现跨国运输货运班列高效运转,进一步发挥中老国际物流大通道优势。
以铁路货运、调度、车辆等专业领域的跨国协同共享为目标,实现中老铁路国联运单、车辆交接单、货物交接单、货运保险、列车编组、计划、铁路车辆运行安全监控等数据在中老铁路间的信息共享、提前交换。国境站在接收到入境列车的编组顺序表和列车编组通知单后,可以按照预报信息提前准备接车作业,接收到国联运单、货物车辆交接单后,提前开展制票准备、海关查验等工作,减少货物列车在国境站停留时间。调度所在接收到邻国的计划后,可以参照计划安排本国的列车运行计划,列车出境时间避开邻国施工时间。
通过中老铁路货运、调度、车辆等专业领域数据交换,有利于双边国家之间预先掌握国际联运相关内容,协调组织本国国境站做好货物接运准备;方便提前调配运输运力资源,以最优最快的运输方案完成本国境内国际联运承运工作;极大提高国际联运业务在中老两国之间的运输效率,优化运力分配的效益。
针对中老铁路运输组织特点、运营机构设置,利用信息化手段,统筹车站生产组织与调度中心,通过运输生产一体化平台,调度中心可以随时获取现场生产数据,掌控全线运输需求、装卸进度和车流动态,可以统一编制调车计划并监控计划执行,以便统筹全线生产组织,提高运输效率;车站可以实时获取列车运行计划与运行实际为作业依据,方便车站作业组织,合理规划车站作业,紧密衔接各运输环节;实现调度指挥、运输管理与车站作业的一体化协同。
通过综合岗位设置、境内外全程协作、跨国互联互通数据交换、调度中心与车站协同联动等策略模式促进中老铁路跨国运输,均离不开信息化应用平台的支撑。因此,构建中老铁路跨国运输生产一体化平台,实现运营精细化管理,是提升中老铁路运输效率和运力资源利用率、降低运输成本的重要支撑。
立足中老铁路实际,以铁路联通、客货贯通、信息互通、全线畅通、口岸直通为目标,以业务需求为导向,突破传统运营管理模式限制,创新管理方式,以一体化跨国货物运输为主线,以整体、智能、稳定、规范、安全、灵活和实用为原则,以信息充分共享为前提[4],采取“总体规划、分工合作、分步实施”策略,设计基于“货-流-线-机-辆一体化全程运输”的中老铁路跨国运输生产一体化平台总体架构如图1 所示。
图1 中老铁路跨国运输生产一体化平台总体架构Fig.1 Overall framework of the transnational transport production integration platform of China-Laos Railway
通过货运业务、车务业务、调度业务、国际联运业务的深度融合,建立以运输需求为驱动、以运输计划为指导、以作业标准化为原则、以运输效率提升为方向、以安全风险管控为底线的中老铁路运输生产一体化平台。该平台是中老铁路运输组织和生产作业的核心系统,承担中老铁路货运的主要任务,对内支撑运输生产作业。平台采用云平台架构、集中部署的方案,将服务器统一部署,进行统一管理和维护,车站只保留终端及接入层网络,大大降低运维难度,减少运维成本;采用能力开放共享架构,可以提供快速引入新应用的服务,高效、可靠地创建和管理丰富多样的协同业务,提升用户体验,为铁路运输数字化转型赋能。
通过一体化平台创新的运输组织流程设计,将货运生产与运力资源管理紧密结合,将生产业务与站内资源管理紧密衔接,将货运作业与运输调度作业深入融合,建立以运输管控为主线贯穿铁路货运生产作业、列车日班计划、货运计划与调车计划的业务流程,将运输管理信息作为驱动中枢,打造运输组织与生产一体化模式,实现业务应用综合集中,提升计划编制与生产的贴合度,提高一线作业效率;对外支撑客户的运输需求、进出货、客户服务、办理进度等业务,提升铁路货运对外开放服务水平。对于国际联运业务,通过跨国互联互通国际联运平台,实现中老两国运输生产数据的交换传递,实现货运、调度、机车、车辆等领域业务数据在中老双边铁路之间的标准化、电子化提前交换,提升国际联运货物到达邻国后的跨国运输效率。
基于微服务、容器化部署等各类技术的成功应用经验[5],借鉴业务中台、技术中台建设思想,针对运输生产一体化平台,采用开放共享架构,基于未来信息系统建设蓝图,灵活应对市场变化、快速试错、快速构建新业务及新模式,以便于企业IT 服务能力的无限拓展。基于共享基础平台,构建共享数据中心和共享服务中心,形成运输生产一体化平台的“核心业务能力与核心技术能力”,支撑各类业务的自由组织,形成“平台+组件”框架,支撑货运、调度、车务组织等核心生产业务,并支撑后续的对外数据共享与新业务快速接入。运输生产一体化平台系统架构如图2 所示。
图2 运输生产一体化平台系统架构Fig.2 System architecture of integrated transportation production platform
平台底层构建于基础设施之上,将服务器和相关存储设备进行虚拟化,实现硬件设备对上层服务的相对隔离。基础设施服务平台负责为应用提供底层技术支撑,包含服务器资源、虚拟化平台、微服务应用运行平台、微服务技术平台、数据资源、网络资源、网络安全防护等。
应用部分包括数据处理中心、服务体系、核心业务和多端应用4 部分。其中一体化服务是为应用、服务和数据之间建立并提供规范化的处理机制和标准化的平台逻辑。基于开源微服务架构,实现运输生产一体化平台整体业务支撑[6],整合通用性业务,分类构建如货票计费、集装箱生产作业、国际联运等业务流程实现服务的组件化,构建面向应用的服务。服务能力中心提供独立于应用的通用领域服务,包括对外部系统的数据交换服务、对内部应用的数据集成入库服务和数据访问服务,以及实现运输生产领域最核心功能的业务逻辑服务。针对核心业务,设计数据库与表结构,并进行算法与计算资源的封装[7],实现数据业务化和业务数据化的统一,共同为不同应用场景提供服务与数据的支撑。
3.3.1 运输生产全过程服务的平台功能设计
运输生产一体化平台包括五大专业模块,即货运生产与综合服务模块、调度计划与指挥模块、车务技术作业与管理模块、国际联运综合业务模块和跨国互联互通数据交换模块,这些模块均是运输生产组织的核心,实现了各站货源货流数据自动汇集,车流货流趋势预测研判,施工计划与列车工作计划共同编制与自动调整,机车机班推算与自动分配,调机跨站作业计划编制,车站作业信息共享、作业进度实时展示,货运装卸生产组织一体化,货运车务作业计划一体化,货-票-车-列-线多环节一体化校验,国际联运列车货物出入境管理,跨国货物列车数据交换等。平台涵盖跨国运输关键环节的主要功能,综合支撑跨国货运的协同运输。
3.3.2 岗位融合业务自主划分的平台功能设计
通过运输业务模块化分解,精心规划设计,建立多个微小的业务服务,以国际联运高质、高效、可控为目标,经过服务按需组合,实现多工种、多运输方式、各环节间协同、互控,支持岗位融合设置与人员灵活调用。
(1)货运场站业务融合,支撑货运岗位融合。对整车和集装箱日常生产业务进行分解归类,集中设计作业流程,实现货场进出门、装卸作业计划、作业实施、货场资源管理、作业统计应用融合,完成整车和集装箱的一体化作业和场站资源的高效利用。利用数字化手段提高设备运用效率、提升劳动生产率,实现货运精细化管理;综合货运员可以同步在平台中完成货运生产作业和场站的综合管理。车站可以根据运输需求、装车计划、调车作业计划等信息对货区货位、箱区箱位进行提前规划,在货物进门前安排货物、集装箱放置位置,货物进门后,货运员无需切换系统即可开展后续的制票、装车等作业。
(2)列车到发技术作业综合管理,简化现场操作。提供集成到/发列车技术作业管理界面,在单一界面中实现列车计划监控、列车转现车、现车核对、扣修、货运票据交接、编成报点、现车转出发等功能。车站值班员不切换界面即可完成日常生产工作,无需人工操作即可通过后台自动处理完成货运票据交接、报点等业务,每个关键环节均有自动校验功能,出现异常弹出提醒消息,便于及时处理,平台功能有助于简化现场操作,提高作业效率与准确率。
(3)区域一体化现车展示与调车计划编制,支撑岗位上移。将全线现车集中到一屏展示,屏幕主体部分展示主要技术站现车动态,边缘部分展示其他站的现车统计信息,并可以便捷地将统计信息展开为现车动态,以便于区域管理。在区域一体化现车展示的基础上,实现跨站调车计划编制,可以在一个计划中编制多站的调车计划,并自动推算现场车辆变化,进行安全卡控,只需在调度中心设置一个中心站调岗位,即可顺利完成全线的调车作业计划编制与管理,便于推进中老铁路的集中作业方式,提高工作效率和安全保障能力。
3.3.3 调度中心与车站一体化的平台功能设计
(1)调度指挥与车站作业基于一套数据,各项数据互融互通互控。车站作业数据可以实时反映在调度中心应用功能中,调度中心可以在系统中查看车站作业状态、股道现场状态、调车作业情况、编组情况、装卸状态等信息;在车站发车作业生成发报的同时,确报自动与运行线进行匹配绑定,编组信息立刻体现在列车运行线的车流中。
(2)通过一体化的数据体系,实现装卸作业推算,为调度计划编制提供依据。将客户装车需求、到站车数、装卸作业进度等信息作为基础数据[8],以车站作业能力最大化为目标,车站装卸能力和调机作业能力为约束条件,建立基于图的邻接矩阵数据结构,计算调机运用和股道装卸间的最短等待时间,推算出装卸作业计划、出入线计划和配空需求。推算结果可以共同指导调度员和车站货运员编制后续计划、开展生产作业。例如,货运站根据推算的装卸作业计划和出入线计划,做出4 h 内、4 ~ 8 h、8 ~ 12 h 的轮廓装车计划和卸车计划,有助于促进现场进行卸车后及时装车、出线,减少车辆在货物线上的停留时间,提高货场生产作业效率。
(3)利用调度中心与车站一体化,实现车流到达预测。利用列车运行实际、运统1 数据形成的准确车流信息,实现精准的区域6/12/18 小时车流推算和到达预计,根据车流预测针对拥堵线路及时制定车流调整策略[9],车站提前做好准备,为优化车站作业计划功能提供数据基础。
3.3.4 调度一体化的平台功能设计
(1)运行计划自动调整。运行计划自动调整功能基于强大的统筹计算能力,设计调度生产领域全生命周期的一条线、一张图管理。运行线从开车或接入计划初始,一次性贯通管理至终到计划或交出计划收尾,也从开车或接入实际开始,一次性贯通管理至终到实际或交出实际结束[10]。打破时间限制实现不同班次的计划统一调整,打破空间限制实现不同台别的计划统一调整,打破级别限制实现中心和车站的计划方案统一调整,采用统一策略标准推算计划并滚动转实际,用标准化催生效率化,真正实现调度一体化。
(2)机车机班推算。平台汇集机车周转图、列车与机车运行实际数据,同时获取机务运安数据,收集和掌握全线机车机班运用情况,按照机车、机车乘务交路规律,对列车开行计划推算机车机班安排,提出单机安排和列车接续建议,采纳确认后可自动上图,有助于提升调度员工作效率。
中老铁路的开通使跨国物流运输体系更加系统化,也为我国跨国物流发展带来新机遇。中老铁路创新的运输组织策略和运输生产一体化平台相辅相成,共同支撑中老铁路开展运输经营。运输生产一体化平台服务于中老铁路运营的各个业务流程,实现数据采集、数据交互、业务流程控制优化、运输业务信息化兼容服务,利用数字化手段实现中老铁路运力资源运用效率提高、劳动生产率提升,发挥跨国物流国际联运的品牌优势和规模优势,更好地满足国际联运需求,保障跨国物流运输效率,增强中老铁路国际联运影响力[11]。