“大數(shù)據(jù)”背景下鐵路運(yùn)輸發(fā)展策略探討

王濤

（中國鐵道科學(xué)研究院　通信信號研究所，北京　100081）

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“大數(shù)據(jù)”背景下鐵路運(yùn)輸發(fā)展策略探討

王濤

（中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所，北京100081）

在分析既有鐵路信息統(tǒng)計(jì)的現(xiàn)狀及不足的基礎(chǔ)上，從外部數(shù)據(jù)挖掘、內(nèi)部數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)展示三方面提出了大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下鐵路運(yùn)輸發(fā)展策略。通過外部數(shù)據(jù)挖掘，明確運(yùn)輸市場需求及其演變規(guī)律，從產(chǎn)品供給層面研發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)減少低需求產(chǎn)品供給；內(nèi)部數(shù)據(jù)挖掘方面，在完善客戶及市場指標(biāo)體系形成有機(jī)整體的基礎(chǔ)上，挖掘運(yùn)營數(shù)據(jù)提高作業(yè)效率，挖掘監(jiān)測數(shù)據(jù)確保運(yùn)輸安全；數(shù)據(jù)展示方面，注重?cái)?shù)據(jù)展示及人機(jī)交互，提供決策支持。本研究為大數(shù)據(jù)背景下鐵路運(yùn)輸發(fā)展提供了思路。

大數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)挖掘；鐵路運(yùn)輸；發(fā)展策略

1　引言

“大數(shù)據(jù)”一詞自2012年進(jìn)入公眾視野以來得到了廣泛關(guān)注，隨著它在商業(yè)領(lǐng)域的成功應(yīng)用并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，“大數(shù)據(jù)”已滲透到社會經(jīng)濟(jì)中，并逐漸改變?nèi)藗兊纳罘绞?。為此，我國首次從國家層面制定大?shù)據(jù)發(fā)展戰(zhàn)略，頒布“促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要”。

我國鐵路經(jīng)過近20年的信息化建設(shè)，相繼研發(fā)并投入運(yùn)用了運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（TMIS）、客票發(fā)售和預(yù)訂系統(tǒng)、列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）、調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC）、車號自動識別系統(tǒng)（ATIS）、貨運(yùn)營銷信息系統(tǒng)等，涵蓋了鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的全過程。這些系統(tǒng)在運(yùn)行中產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，在“大數(shù)據(jù)”發(fā)展背景下如何發(fā)揮鐵路內(nèi)外部數(shù)據(jù)的作用，服務(wù)于鐵路運(yùn)輸是未來發(fā)展的關(guān)鍵。

2　鐵路數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)狀及存在的問題

2.1鐵路運(yùn)輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)狀

國家鐵路運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)工作主要由鐵路總公司的計(jì)劃統(tǒng)計(jì)部完成，涉及統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)包括客車統(tǒng)計(jì)、貨車統(tǒng)計(jì)、機(jī)車統(tǒng)計(jì)、客運(yùn)統(tǒng)計(jì)、貨運(yùn)統(tǒng)計(jì)、勞動統(tǒng)計(jì)、設(shè)備統(tǒng)計(jì)、節(jié)能環(huán)保統(tǒng)計(jì)等13個專業(yè)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，以及客票系統(tǒng)、貨票系統(tǒng)、運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)等12大業(yè)務(wù)系統(tǒng)［1］。系統(tǒng)經(jīng)過多年運(yùn)行，積累了大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)。我國鐵路統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)概況如圖1所示。

圖1　我國鐵路統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)示意圖

在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)布方面，鐵路管理部門每月發(fā)布一次統(tǒng)計(jì)月報(bào)，公布鐵路客貨運(yùn)營指標(biāo)；每年發(fā)布一次統(tǒng)計(jì)公報(bào)，公布鐵路運(yùn)輸經(jīng)營、建設(shè)、科技、節(jié)能環(huán)保等指標(biāo)完成情況。同時(shí)，鐵路系統(tǒng)內(nèi)部每年發(fā)行上一年度總公司、鐵路局級別的“統(tǒng)計(jì)資料匯編”，全面匯總鐵路經(jīng)營的所有數(shù)據(jù)。

2.2鐵路運(yùn)輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)存在的問題

雖然鐵路系統(tǒng)具有完備的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系，并經(jīng)過多年運(yùn)行積累了大量寶貴數(shù)據(jù)，但從大數(shù)據(jù)的角度看，仍存在以下問題：

（1）只注重自身統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，缺乏與國民經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系及橫向?qū)Ρ取ｈF路統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，已形成一套完整的指標(biāo)體系，但這些指標(biāo)均是針對鐵路部門自身的經(jīng)營指標(biāo)，缺乏對宏觀經(jīng)濟(jì)背景的分析及與其它運(yùn)輸方式的對比。鐵路作為服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式中的一種，其運(yùn)量波動與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景十分密切，僅僅統(tǒng)計(jì)自身的指標(biāo)是不夠的。以貨物運(yùn)輸為例，近幾年鐵路貨物發(fā)送量先后經(jīng)歷了滯漲（2009年）、大幅增長（2010、2011年）、下跌（2012-2015年）的巨大波動，這與近年來全球金融危機(jī)、國家4萬億投資拉動及GDP增速放緩與經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型等發(fā)展背景是分不開的，如果單純從統(tǒng)計(jì)數(shù)值上研究鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，難免有失偏頗。此外，與其它運(yùn)輸方式橫向?qū)Ρ?，更能體現(xiàn)鐵路運(yùn)輸經(jīng)營指標(biāo)的好壞。

（2）統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)“各自為政”，缺乏有機(jī)結(jié)合。從圖1可以看出，各專業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)由基層站段到鐵路局再到總公司，形成了層層匯總的“金字塔”式結(jié)構(gòu)。而鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)是機(jī)、車、工、電、輛五個部門相互協(xié)作、共同完成，任何一個部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均以其它部門為前提條件，一個部門統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的變動會影響到其它部門。而既有統(tǒng)計(jì)信息呈現(xiàn)碎片化狀態(tài)，未能有效集成，未實(shí)現(xiàn)各部門統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合。

（3）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)無法提供有效的決策支持。既有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)經(jīng)過層層匯總，細(xì)節(jié)信息已經(jīng)丟失，未能對決策者提供足夠支持。此外，既有統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系也未形成涵蓋市場需求、運(yùn)輸經(jīng)營、決策發(fā)展的閉合回路，鐵路管理部門仍需依靠自身工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決策。由于缺乏數(shù)據(jù)支撐，其決策往往存在局限性、模糊性等問題，決策的科學(xué)性受到影響。

3　大數(shù)據(jù)背景下鐵路運(yùn)輸發(fā)展策略

在大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，數(shù)據(jù)已成為一種寶貴的資源，包含了大量有價(jià)值的信息，如何從挖掘外部市場數(shù)據(jù)和內(nèi)部經(jīng)營數(shù)據(jù)中挖掘有用的信息，更好地服務(wù)于鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展是鐵路未來發(fā)展的關(guān)鍵。

3.1挖掘外部數(shù)據(jù)，適應(yīng)市場需求

（1）通過對外合作，挖掘市場需求。未來我國高速鐵路網(wǎng)陸續(xù)建成通車后，鐵路客貨運(yùn)輸能力將得到釋放。在我國經(jīng)濟(jì)增速放緩的發(fā)展背景下，未來客貨運(yùn)輸市場將由“賣方市場”轉(zhuǎn)向“買方市場”，市場競爭更加激烈，在這種情況下，挖掘市場需求將成為未來的關(guān)鍵。鐵路運(yùn)輸企業(yè)雖然掌握大量數(shù)據(jù)，但多為自身運(yùn)營數(shù)據(jù)，對外部市場需求數(shù)據(jù)掌握較少，數(shù)據(jù)挖掘工作尚未展開。由于市場需求信息遍布整個互聯(lián)網(wǎng)，要進(jìn)行市場信息挖掘需要借助外部合作完成。而搜索引擎公司通過網(wǎng)絡(luò)蜘蛛搜集了海量互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，且每天有上億人次的檢索，因此，可以考慮與Google、百度等搜索引擎公司合作，利用其掌握的海量互聯(lián)網(wǎng)信息與檢索數(shù)據(jù)，深入挖掘運(yùn)輸市場需求及發(fā)展態(tài)勢，研究不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段下運(yùn)輸市場需求的演變規(guī)律。

（2）調(diào)整運(yùn)輸產(chǎn)品，滿足市場需求。在明確市場需求的基礎(chǔ)上，調(diào)整運(yùn)輸產(chǎn)品供給，適應(yīng)市場需求。對于市場新的運(yùn)輸需求，通過研發(fā)新產(chǎn)品滿足；而對于運(yùn)量降低的運(yùn)輸需求，則通過車次合并、減少列車開行頻率等方式減少運(yùn)輸供給，以實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。如在客運(yùn)方面，通過人口遷徙數(shù)據(jù)，調(diào)整列車開行方案；在貨運(yùn)方面，針對大宗物資運(yùn)量下降趨勢，適當(dāng)減少大宗物資列車開行數(shù)量，增加快捷貨物列車開行頻率［2］。

3.2挖掘內(nèi)部數(shù)據(jù)，提高運(yùn)營效率

（1）完善指標(biāo)體系，形成有機(jī)整體。鐵路運(yùn)輸管理部門除關(guān)注自身運(yùn)營指標(biāo)外，還需要建立并完善客戶信息、市場信息等指標(biāo)，以形成完整的數(shù)據(jù)分析指標(biāo)體系。如在貨運(yùn)客戶信息方面，增加客戶屬性等信息（如企業(yè)所屬行業(yè)、規(guī)模、產(chǎn)能、發(fā)貨時(shí)間、批量、請求車類型等），以便通過數(shù)據(jù)挖掘與分析，為貨主推薦適合的運(yùn)輸產(chǎn)品，節(jié)省貨主運(yùn)輸成本，實(shí)現(xiàn)路企雙贏。此外，還需將機(jī)、車、工、電、輛等各部門運(yùn)營數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，形成統(tǒng)一整體。

（2）挖掘運(yùn)營數(shù)據(jù)，提高作業(yè)效率。挖掘列車運(yùn)行、客運(yùn)售票、貨運(yùn)請求車、機(jī)車車輛等基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修等數(shù)據(jù)，掌握其分布規(guī)律，提高作業(yè)效率。如分析列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)分與運(yùn)行圖標(biāo)尺偏離規(guī)律，優(yōu)化運(yùn)行圖標(biāo)尺，提高列車運(yùn)行的準(zhǔn)點(diǎn)率［3］；挖掘售票數(shù)據(jù)，根據(jù)線路客流變化，優(yōu)化列車停站方案，增開或減少旅客列車；貨運(yùn)方面挖掘全路請求車監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)組織貨車排空，壓縮貨車中轉(zhuǎn)停時(shí)，提高送達(dá)速度；挖掘機(jī)車車輛養(yǎng)護(hù)維修數(shù)據(jù)，優(yōu)化維修計(jì)劃。

（3）挖掘監(jiān)測數(shù)據(jù)，確保運(yùn)輸安全。挖掘環(huán)境、列車運(yùn)行及設(shè)備監(jiān)控等監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立行車安全智能預(yù)警機(jī)制，確保鐵路運(yùn)輸安全。目前，鐵路已在全路范圍內(nèi)建立了天氣、風(fēng)速、軸溫檢測、超偏載軌道衡等多個監(jiān)測系統(tǒng)，通過多年運(yùn)行已積累大量歷史數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析［4］，掌握其分布規(guī)律，及時(shí)進(jìn)行預(yù)警，以實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸安全的全方位保障。

3.3注重?cái)?shù)據(jù)展示，提供決策支持

數(shù)據(jù)展示是對數(shù)據(jù)挖掘成果的展現(xiàn)，在大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，在龐大的數(shù)據(jù)面前進(jìn)行決策是件十分困難的事，需要通過二維或三維圖形方式將挖掘結(jié)果進(jìn)行展示［5］，突出決策焦點(diǎn)，并增強(qiáng)用戶交互性，通過數(shù)據(jù)展示幫助決策者解讀數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，清晰有效地表達(dá)數(shù)據(jù)信息，將決策人員從繁雜的數(shù)據(jù)分析工作中解脫出來，集中精力到主要矛盾上。大數(shù)據(jù)背景下的鐵路運(yùn)輸發(fā)展思路如圖2所示。

圖2　大數(shù)據(jù)背景下的鐵路運(yùn)輸發(fā)展策略

4　結(jié)論

隨著高速鐵路網(wǎng)的建成，鐵路客貨運(yùn)輸能力將得到釋放，在我國經(jīng)濟(jì)增速放緩的背景下，運(yùn)輸市場競爭將更加激烈。在大數(shù)據(jù)發(fā)展背景下，鐵路僅靠既有的統(tǒng)計(jì)分析體系已不足以支持其未來的發(fā)展，為此，需要從內(nèi)外兩方面著手，對外挖掘運(yùn)輸市場需求、經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下運(yùn)輸需求的演變規(guī)律；對內(nèi)完善鐵路統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系，挖掘運(yùn)營數(shù)據(jù)，提高運(yùn)營效率，挖掘監(jiān)測數(shù)據(jù)，確保運(yùn)輸安全；最終通過數(shù)據(jù)展示為鐵路發(fā)展提供決策支持。

［1］邵長虹，莊紅男，賈曉非.大數(shù)據(jù)環(huán)境下的鐵路統(tǒng)計(jì)信息化平臺研究［J］.中國鐵路，2015，（7）：1-9.

［2］張紅亮，楊浩，朱曉寧.高速鐵路成網(wǎng)背景下既有線貨物運(yùn)輸發(fā)展策略［J］.綜合運(yùn)輸，2013，（6）：55-59.

［3］劉巖，郭競文，羅常津，孟令云.列車運(yùn)行實(shí)績大數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用前景展望［J］.中國鐵路，2015，（6）：70-73.

［4］田銳，劉俊，賀義勇.鐵路行車安全信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討［J］.鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2015，37（5）：32-37.

［5］楊璟昭.多維數(shù)據(jù)可視化數(shù)據(jù)展示平臺研究［D］.濟(jì)南：山東大學(xué)，2012.

Discussion on Development Strategy of Railway Transportation Industry against Big Data Background

Wang Tao
（Signal Communication Research Institute， China Academy of Railway Sciences， Beijing 100081， China）

In this paper， on the basis of an analysis of the status and shortcomings of the current railway transportation informationstatistics system， we proposed the strategy for the development of the railway transportation industry in the big data era from three aspects.More specifically， through external data mining， we could clarify the demand of the transportation market as well as its evolutionary pattern，research and develop new products from the supply level and at the meantime， limit the production capacity of low- demand products； interms of internal data mining， after completing and integrating the customer and market index systems， we could mine the operational data ofthe enterprises to improve their operational efficiency and the monitoring data to ensure their transportation safety； and with regard to datadisplay， we should pay attention to user friendliness and human-machine interaction.

big data； data mining； railway transportation； development strategy

F532

A

1005-152X（2016）08-0009-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.08.003

2016-07-05

王濤，男，中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所副研究員，研究方向：交通信息工程及控制。