鐵路貨運(yùn)車流預(yù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

鄭亞蘭

（鄭州鐵路局 運(yùn)輸處，鄭州 450052）

車流組織是鐵路行車組織的一項(xiàng)重要工作。經(jīng)濟(jì)合理的組織車流，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)化指揮的重要內(nèi)容。只有不斷優(yōu)化車流徑路，按貨物列車編組計(jì)劃編車，按列車運(yùn)行圖行車，按運(yùn)輸生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃組織運(yùn)輸，按《車站行車工作細(xì)則》組織作業(yè)，才能充分發(fā)揮運(yùn)輸設(shè)備效能，大力節(jié)約運(yùn)輸成本，提高運(yùn)輸效率和效益。經(jīng)濟(jì)合理的組織車流，是實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的必然要求。

1 系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用擴(kuò)展的B/S架構(gòu)，使用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)集成現(xiàn)有電子確報(bào)、預(yù)確報(bào)、車號(hào)識(shí)別以及貨運(yùn)精密統(tǒng)計(jì)4類數(shù)據(jù)庫(kù)作為本系統(tǒng)數(shù)據(jù)來(lái)源，向用戶提供一個(gè)可以支持運(yùn)輸及統(tǒng)計(jì)需要的靈活的數(shù)據(jù)報(bào)表生成、展示、分析平臺(tái)。本系統(tǒng)架構(gòu)如圖1。

這5個(gè)層分別用于支持用戶交互處理（采用瀏覽器交互）、支持后臺(tái)業(yè)務(wù)邏輯處理（能夠支持業(yè)務(wù)處理的Web應(yīng)用服務(wù)）、支持集成的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)使用（使用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)集成數(shù)據(jù)）、支持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)抽取轉(zhuǎn)換加載工作，以及支持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。車流分析系統(tǒng)管理平臺(tái)和報(bào)表平臺(tái)在Web應(yīng)用服務(wù)層和用戶交互層實(shí)現(xiàn)，是系統(tǒng)的核心展示部分。

1.1 數(shù)據(jù)加工處理流程

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)加工處理流程如圖2。

數(shù)據(jù)加工處理服務(wù)器定期把電子確報(bào)數(shù)據(jù)、預(yù)確報(bào)數(shù)據(jù)、車號(hào)識(shí)別數(shù)據(jù)和貨運(yùn)精密統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按照系統(tǒng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的需要進(jìn)行抽取、加工，將加載到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，從而支持應(yīng)用服務(wù)器端對(duì)終端用戶數(shù)據(jù)分析、挖掘工作。其工作原理是：以調(diào)度器為控制中心，按照調(diào)度配置信息，調(diào)度數(shù)據(jù)抽取封裝、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)清洗轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)匯總計(jì)算、徑路分析計(jì)算、數(shù)據(jù)加載封裝6個(gè)模塊完成數(shù)據(jù)抽取、審核、清洗轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)匯總、徑路計(jì)算、數(shù)據(jù)加載等工作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)加工處理器所要求的功能。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 數(shù)據(jù)加工處理流程

1.2 車流模型設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)服務(wù)器通過(guò)使用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)以數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)的方式，集成電子確報(bào)、預(yù)確報(bào)、車號(hào)識(shí)別和貨運(yùn)精密等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，供相關(guān)人員對(duì)該4類系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種應(yīng)用。

本系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)主要包括3個(gè)分析維度：時(shí)間維度、監(jiān)測(cè)點(diǎn)維度和車輛維度。系統(tǒng)依據(jù)這3個(gè)維度對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘如圖3。

圖3 車流數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

1.3 應(yīng)用服務(wù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

應(yīng)用服務(wù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4，應(yīng)用服務(wù)用于支持業(yè)務(wù)應(yīng)用的邏輯處理部分，是聯(lián)系數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和前端應(yīng)用展示的中間層。

應(yīng)用服務(wù)器能夠從客戶端UI接收用戶請(qǐng)求，能夠從數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中獲取業(yè)務(wù)請(qǐng)求所需的數(shù)據(jù)，能夠支持系統(tǒng)管理員進(jìn)行隨需數(shù)據(jù)報(bào)表的定制，能夠支持對(duì)系統(tǒng)的用戶進(jìn)行管理，能夠支持對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行指定維度和方式的挖掘分析，能夠?qū)⑸鲜鰳I(yè)務(wù)處理功能的處理結(jié)果正確的反饋給客戶端UI。

圖4 應(yīng)用服務(wù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)，集成多系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)鐵路貨物運(yùn)輸車流分析。

（2）支持對(duì)各種實(shí)際車流的多維度分析和靈活展示。

（3）核心車流徑路計(jì)算模塊既支持單機(jī)版的運(yùn)行，又可以通過(guò)接口被其它擴(kuò)展應(yīng)用使用。

（4）根據(jù)鐵路部特定徑路文件，采用類自然語(yǔ)言表述方式，及時(shí)生成所需車流徑路。

2 系統(tǒng)功能

鐵路貨物運(yùn)輸是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，需要從車流調(diào)度關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，才能真正實(shí)現(xiàn)鐵路貨物運(yùn)輸預(yù)控。通過(guò)減少 “無(wú)令”車流的接交和運(yùn)輸，“實(shí)時(shí)”地進(jìn)行車流監(jiān)測(cè)，以減少漏報(bào)情況，來(lái)保障鐵路貨物運(yùn)輸?shù)脑鍪展?jié)支；通過(guò)提高可視化分析方法，為貨運(yùn)挖潛增效提供有效手段；通過(guò)優(yōu)化車流徑路的調(diào)整，不斷在運(yùn)輸組織方面進(jìn)行創(chuàng)新。建立完善車流分析模型，做到事前查堵、事后分析，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）車流預(yù)控查堵。

（2）車流全程監(jiān)測(cè)追蹤，做到“實(shí)時(shí)”分析監(jiān)測(cè)。

（3）建立車流徑路標(biāo)定分析模型，做到事前查堵、事后分析。

經(jīng)過(guò)對(duì)接入本局車流及時(shí)查堵，能夠做到違流有令，杜絕無(wú)令車流，加強(qiáng)本局車流接入/交出運(yùn)輸指揮管理，提高全局的運(yùn)輸生產(chǎn)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

鐵路貨運(yùn)車流預(yù)控系統(tǒng)已于2011年在鄭州局正式投入試運(yùn)行。實(shí)踐證明，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行穩(wěn)定、良好，系統(tǒng)作用和價(jià)值已逐漸在實(shí)際的運(yùn)輸、統(tǒng)計(jì)工作中得到體現(xiàn)。綜上所述，系統(tǒng)有著廣闊的推廣應(yīng)用前景。

[1]鐵道部運(yùn)輸局. 鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)[M]. 北京：中國(guó)鐵道出版社 ，2006.

[2]李曉海. 鐵路運(yùn)輸調(diào)度車流推算輔助決策系統(tǒng)[J]. 北京： 中國(guó)鐵路，2011，1.

[3]（美）Ef rem G.Mal lach . 決策支持與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng) [M]. 李昭智，李昭勇，等.北京：電子工業(yè)出版社，2001，4.