鐵路“智慧車務(wù)”創(chuàng)新管理與發(fā)展研究

唐 強

(中國鐵路上海局集團有限公司總師室，200071，上海//高級工程師)

當(dāng)前，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化為特征的信息化浪潮蓬勃興起，已成為經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要驅(qū)動力。鐵路車務(wù)系統(tǒng)作為鐵路運輸生產(chǎn)的主要組織者，擔(dān)負著運輸調(diào)度指揮、行車安全管控、車務(wù)專業(yè)管理等職能，因此對鐵路車務(wù)系統(tǒng)的信息化建設(shè)提出了更高的要求。新技術(shù)在車務(wù)系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展和提升管理等方面具有重要地位，發(fā)揮著重要作用?！爸腔圮噭?wù)”是“智慧鐵路”的有機組成部分，是針對當(dāng)前車務(wù)信息資源分割獨立、信息孤島依舊存在、資源獲取與可用性差、信息交換及共享較為困難的技術(shù)現(xiàn)狀，運用各種先進技術(shù)，構(gòu)建車務(wù)信息資源整合和共享平臺，提高各種先進技術(shù)在車務(wù)系統(tǒng)管理和生產(chǎn)中綜合運用的重要手段。以中國鐵路上海局集團有限公司為背景，提出構(gòu)建“智慧車務(wù)”的應(yīng)用格局，并提出保障措施，確?！爸腔圮噭?wù)”的實現(xiàn)，以便為鐵路系統(tǒng)建設(shè)“智慧車務(wù)”提供技術(shù)支撐。

1 “智慧車務(wù)”內(nèi)涵

“智慧車務(wù)”是以現(xiàn)代信息技術(shù)、運輸生產(chǎn)智能化作業(yè)、運營智能化組織、經(jīng)營決策智能化分析為重點，是現(xiàn)代車務(wù)管理現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢?！爸腔圮噭?wù)”有利于保障運輸安全，提升運輸效率效益；能夠為社會提供更優(yōu)質(zhì)的運輸服務(wù)，能夠更好地滿足社會需求?！爸腔圮噭?wù)”綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、云計算，以及互聯(lián)互通、人工智能、綜合集成等技術(shù)，依托現(xiàn)有的車務(wù)綜合信息管理共享平臺建設(shè)，通過優(yōu)化提升有線網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，綜合利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，推進內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交換，形成智能化的車務(wù)信息服務(wù)模式和智能化控制模式。以建成高效率和協(xié)同化的智慧管理、精細化和精準化的智慧作業(yè)、數(shù)字化和個性化的智慧決策為重點，2020年前逐步實現(xiàn)車務(wù)系統(tǒng)安全管理一體化、預(yù)警管理數(shù)字化、應(yīng)急指揮決策化、作業(yè)組織自動化、專業(yè)管理現(xiàn)代化，確保車務(wù)現(xiàn)場作業(yè)有序可控?！爸腔圮噭?wù)”的重要標志集中體現(xiàn)在“一個平臺”(以車務(wù)綜合平臺建設(shè)為核心)和“七化”建設(shè)(集成化、網(wǎng)絡(luò)化、實時化、專業(yè)化、可視化、智能化、決策化)，其主要特征如下：

(1) 智能感知。利用各類感知設(shè)備和智能化設(shè)備，智能識別、立體感知車務(wù)管理和作業(yè)等信息的全方位變化，對感知數(shù)據(jù)進行融合、分析和處理，并與車務(wù)業(yè)務(wù)流程智能化集成，主動做出響應(yīng)，促進車務(wù)信息系統(tǒng)和諧高效運行。

(2) 互聯(lián)互通。充分利用鐵路寬帶有線、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和社會移動通信網(wǎng)，實現(xiàn)車務(wù)系統(tǒng)中物與物、人與物、人與人的全面互聯(lián)、互通、互動，為車務(wù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)辦公、移動辦公的隨時、隨地、隨需、隨意應(yīng)用提供基礎(chǔ)條件，不斷增強信息獲取、實時反饋的智能服務(wù)能力。

(3) 智能融合。基于云計算、云平臺和大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過智能融合技術(shù)，實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的存儲、計算和分析，提升趨勢分析、風(fēng)險預(yù)警、決策支持和應(yīng)急指揮能力，并不斷提升智能融合和智慧運用水平。

(4) 可持續(xù)創(chuàng)新。從使用需求出發(fā)，注重以人為本、全員參與、整體協(xié)同，通過信息化平臺架構(gòu)的優(yōu)化和完善，為車務(wù)站段、車站(車間)等用戶提供開放性和創(chuàng)新性平臺，實現(xiàn)車務(wù)運輸生產(chǎn)和專業(yè)管理的可持續(xù)發(fā)展。

2 “智慧車務(wù)”應(yīng)用格局

2.1 信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

(1) GIS(地理信息系統(tǒng))基礎(chǔ)地理信息建設(shè)?；谥袊F路上海局集團有限公司GIS地理信息基礎(chǔ)平臺，探索、嘗試搭建車務(wù)、工務(wù)、電務(wù)等各專業(yè)共享的精確站區(qū)地理信息平臺，主要包括：建設(shè)GPS(全球定位系統(tǒng))定位差分基站，為50 km范圍內(nèi)(約22個車站)的人員、設(shè)備的精確定位提供校準數(shù)據(jù)；完成站區(qū)精確GIS地理信息地圖航測，為車務(wù)防溜鐵鞋、作業(yè)人員定位,以及為機務(wù)、供電、電務(wù)、車輛等專業(yè)精確定位數(shù)據(jù)運用奠定基礎(chǔ)；結(jié)合精確GIS地圖測繪，同步開展VR(虛擬現(xiàn)實)站場全景圖繪制，完成信息數(shù)據(jù)的加載運用，實現(xiàn)站區(qū)作業(yè)和管理數(shù)據(jù)的可視化、直觀化。

(2) 內(nèi)外網(wǎng)安全交換平臺建設(shè)。在中國鐵路上海局集團有限公司內(nèi)外網(wǎng)安全交換平臺基礎(chǔ)上，建設(shè)車務(wù)系統(tǒng)內(nèi)外網(wǎng)安全交換平臺，實現(xiàn)列尾在途定位，以及運用數(shù)據(jù)、GPS定位數(shù)據(jù)、應(yīng)急處置信息數(shù)據(jù)等作業(yè)數(shù)據(jù)的內(nèi)外網(wǎng)交換，并為拓展運用車務(wù)綜合管理平臺移動終端業(yè)務(wù)創(chuàng)造條件。

(3) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)施優(yōu)化。按照“有線為主、無線輔助”和“專網(wǎng)為主、公網(wǎng)輔助”的基本原則，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)施進行補強和優(yōu)化。對既有網(wǎng)絡(luò)傳輸通道進行提速升級，配套完成網(wǎng)絡(luò)傳輸“最后一公里”的優(yōu)化提升；結(jié)合編組站自動化集中控制(SAM)系統(tǒng)改造SAM，配套優(yōu)化相關(guān)作業(yè)傳輸網(wǎng)絡(luò)，滿足現(xiàn)場作業(yè)的大數(shù)據(jù)、高傳輸需求。

2.2 信息運用系統(tǒng)研發(fā)

(1) 車務(wù)綜合管理平臺優(yōu)化升級。一是建設(shè)車務(wù)安全大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，基于全路車務(wù)責(zé)任事故數(shù)據(jù)庫、車務(wù)安全風(fēng)險2.0系統(tǒng)和日安全信息管理系統(tǒng)，對時間、人員、空間、風(fēng)險等數(shù)據(jù)進行提取和挖掘，對風(fēng)險程度與現(xiàn)場檢查力度、現(xiàn)場檢查頻次、干部履職軌跡等的相關(guān)性進行分析，為構(gòu)建車務(wù)安全管理輔助決策系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)；二是建設(shè)調(diào)車安全大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，挖掘調(diào)動輛數(shù)、作業(yè)鉤數(shù)、作業(yè)時段、穿越正線頻次、違規(guī)信息等數(shù)據(jù)，并結(jié)合貨運工作量、階段性安全工作特點，開展調(diào)車作業(yè)安全大數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)調(diào)車安全精細化和系統(tǒng)化管理；三是推進車務(wù)職教信息化建設(shè)，研發(fā)APP職教運用軟件，實現(xiàn)教培工作的信息化、實時化和便捷化。

(2) 車務(wù)作業(yè)崗位信息系統(tǒng)建設(shè)。按照車務(wù)系統(tǒng)行車崗位臺賬簿冊電子化整體安排，試點完成管理崗位和作業(yè)崗位臺賬簿冊的電子化。結(jié)合編組站綜合自動化改造，配套完成相關(guān)管理崗位和作業(yè)崗位臺賬簿冊的電子化；完成列尾設(shè)備、減速頂?shù)溶噭?wù)自管設(shè)備設(shè)施的電子化、智能化管理，實現(xiàn)設(shè)備全生命周期信息化管理；推進智能化感知設(shè)備運用，加快信息化管理系統(tǒng)配套建設(shè)，推進數(shù)據(jù)整合和綜合利用。

(3) 車站信息平臺建設(shè)。結(jié)合編組站綜合自動化改造，配套完成車務(wù)綜合管理平臺優(yōu)化升級，完成數(shù)據(jù)資源池建設(shè)，同步開展SAM信息數(shù)據(jù)深度加工，全面打造車站信息集成平臺，直觀反映生產(chǎn)數(shù)據(jù)，直接提供車流分析、解體和編組作業(yè)情況、集結(jié)待編、列車編組出發(fā)統(tǒng)計、中停時、大點車等生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)的查詢與分析。

(4) 提升車務(wù)安全風(fēng)險綜合管控能力。分重點有步驟推進CTC3.0系統(tǒng)推廣運用，大力推進動車所集中控制系統(tǒng)(CCS)建設(shè)，強化無線調(diào)車機車信號和監(jiān)控(STP)系統(tǒng)運用管理，充分發(fā)揮設(shè)備保安全能力。

(5) 以安全大數(shù)據(jù)運用為抓手，推進車務(wù)信息化建設(shè)工作。對既有信息系統(tǒng)進行優(yōu)化整合，完善和擴充車務(wù)信息資源數(shù)據(jù)庫。加快推進安全大數(shù)據(jù)應(yīng)用，在車務(wù)系統(tǒng)安全風(fēng)險管理2.0系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，完成車務(wù)安全大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建，對安全風(fēng)險實施超前防控、預(yù)警。

2.3 綜合物防技防建設(shè)

(1) 站區(qū)管理方面：實施站場視頻監(jiān)控補強建設(shè)，完成站場作業(yè)區(qū)域視頻監(jiān)控全覆蓋，并拓展智能識別技術(shù)；與VR展示平臺結(jié)合，構(gòu)建車務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、車輛、機務(wù)等專業(yè)共享平臺，實現(xiàn)熱點快速調(diào)用、預(yù)警及時提示和信息綜合集成，形成站區(qū)管理“大物業(yè)、工廠化”的智能服務(wù)模式。

(2) 接發(fā)列車方面：推進CTC3.0系統(tǒng)建設(shè)試點，結(jié)合智能防溜鐵鞋、調(diào)車作業(yè)計劃無線傳輸?shù)认到y(tǒng)研發(fā)和運用，不斷提升CTC3.0系統(tǒng)下調(diào)車安全控制的智能化程度；按照整體安排，在國鐵區(qū)段全面建設(shè)、在合資鐵路區(qū)段補強建設(shè)接發(fā)列車遠程監(jiān)控智能分析系統(tǒng)；建設(shè)列車運行安全監(jiān)測智能預(yù)警系統(tǒng)。

(3) 駝峰調(diào)車方面：借鑒德國KB公司自動提鉤設(shè)備運用經(jīng)驗，結(jié)合駝峰作業(yè)實際情況，研發(fā)和試運用機器人提鉤系統(tǒng)，初期實現(xiàn)人機交互半智能化機器人提鉤，二期實現(xiàn)人機交互全智能化提鉤；延續(xù)提鉤平臺整治做法，對提鉤平臺進行整治，鋪設(shè)走行板，新建風(fēng)雨棚，將峰頂相關(guān)道岔轉(zhuǎn)轍機安裝方式改為下沉式，并對駝峰平臺周邊區(qū)域進行綜合治理和整體補強。

(4) 平面調(diào)車方面：一是開展智能鐵鞋試點，實現(xiàn)車輛防溜狀態(tài)的智能化管控；二是開展調(diào)車計劃無線傳輸和人員定位試點，實現(xiàn)調(diào)車作業(yè)計劃的智能化管理和作業(yè)人員的軌跡跟蹤；三是開展平面調(diào)車綜合智能控制系統(tǒng)的研發(fā)和試點，在完成調(diào)車遠程監(jiān)控系統(tǒng)、無聯(lián)鎖進路預(yù)警系統(tǒng)、調(diào)車作業(yè)計劃無線傳輸系統(tǒng)、平過道預(yù)警系統(tǒng)、盡頭線調(diào)車控制系統(tǒng)研發(fā)和運用的基礎(chǔ)上，結(jié)合調(diào)車推進作業(yè)智能識別控制系統(tǒng)的研發(fā)，整體打造平面調(diào)車綜合智能控制系統(tǒng)。

(5) 自管設(shè)備方面：完成貨車列尾設(shè)備的數(shù)字化和智能管理系統(tǒng)建設(shè)；研發(fā)和試點減速頂在線監(jiān)測智能預(yù)警系統(tǒng)，全面感知設(shè)備技術(shù)狀態(tài)，動態(tài)掌握設(shè)備性能，實時預(yù)警設(shè)備隱患，為減速頂由周期大修向狀態(tài)大修轉(zhuǎn)變創(chuàng)造條件；組織智能鐵鞋研發(fā)，推進調(diào)車計劃無線傳輸和人員定位試點，并在調(diào)車遠程監(jiān)控等既有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，推進調(diào)車推進作業(yè)智能識別控制系統(tǒng)研發(fā)；完成車務(wù)設(shè)備管家系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)自管設(shè)備的全過程、全生命周期的智能化管理。

(6) 應(yīng)急指揮方面：組織研發(fā)和試點運用應(yīng)急智能指揮平臺，構(gòu)建過程管控、資源共享、輔助決策、應(yīng)急通話、影像傳輸?shù)膽?yīng)急智能指揮平臺；圍繞打造標準化安全生產(chǎn)指揮中心目標，試點運用應(yīng)急智能指揮平臺，實現(xiàn)無線與有線、模擬和數(shù)字、專網(wǎng)和公網(wǎng)、固定電話和移動手機等設(shè)備間的互聯(lián)互通，構(gòu)建過程管控、資源共享、輔助決策、應(yīng)急通話、影像傳輸?shù)膽?yīng)急智能指揮平臺。

2.4 教育培訓(xùn)建設(shè)

建設(shè)教育培訓(xùn)基地，教育培訓(xùn)系統(tǒng)包括手機APP等系統(tǒng)。通過互聯(lián)網(wǎng)平臺的職工在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，有效解決職工工作和學(xué)習(xí)之間的矛盾，提高職工學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

(1) 教育培訓(xùn)系統(tǒng)(包括手機APP)。為方便職工業(yè)余時間也能進行學(xué)習(xí)考試，有效解決職工工作和學(xué)習(xí)之間的矛盾，同時，為了提高職工學(xué)技練功的興趣，提高職工學(xué)習(xí)的積極性和主動性，開發(fā)了一款模塊化教學(xué)考試管理系統(tǒng)；基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的職工在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，模塊化教學(xué)考試管理系統(tǒng)提供手機等移動終端的學(xué)習(xí)內(nèi)容下載服務(wù)，解決了職工只能到單位在內(nèi)網(wǎng)機器上學(xué)習(xí)、考試的局限性，緩解了站段(車間)電腦使用的壓力，讓職工學(xué)習(xí)、考試更加方便。

(2) 高鐵車站調(diào)度集中仿真模擬演練系統(tǒng)。組織行車人員每月進行一次模擬演練，每半年進行一次實作演練，主要對上道按固定線路行車、道岔扳動加鎖、掃雪除冰等項目進行演練，通過演練不斷提升高鐵行車人員的業(yè)務(wù)技能水平和應(yīng)急處置能力。

3 “智慧車務(wù)”分布實施

圍繞深化“智慧車務(wù)”應(yīng)用的需求，加快信息化相關(guān)技術(shù)和服務(wù)能力的提升，著力建設(shè)高速、移動、安全的信息基礎(chǔ)設(shè)施，推動數(shù)據(jù)資源的廣泛共享、開放和利用，加快新一代信息技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，增強網(wǎng)絡(luò)和信息安全保障能力，為“智慧車務(wù)”建設(shè)提供涵蓋技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、平臺、服務(wù)的一體化支撐體系。

(1) 2014—2015年，圍繞車務(wù)專業(yè)管理和現(xiàn)場生產(chǎn)需求，制定并完善了《車務(wù)信息化建設(shè)總體方案》，確立了在整合既有車務(wù)信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進一步完善功能劃分、數(shù)據(jù)共享、智能分析、安全關(guān)鍵控制和基礎(chǔ)管理的總體思路。

(2) 2016—2017年，重點推進車務(wù)綜合管理平臺整體框架建設(shè)，統(tǒng)一設(shè)置了車務(wù)中心服務(wù)器，采用基本信息單元、中間信息單元、高級信息單元三層結(jié)構(gòu)和自下而上的“套箱式”結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了信息的分類和分層管理，強化了數(shù)據(jù)集中管理和安全保障，為后續(xù)數(shù)據(jù)交換和信息共享奠定了基礎(chǔ)條件。

(3) 2018—2019年，重點推進車務(wù)綜合管理平臺交互性建設(shè)，實現(xiàn)車務(wù)綜合管理平臺與人力資源管理系統(tǒng)、安全質(zhì)量管理信息系統(tǒng)、現(xiàn)車管理信息系統(tǒng)、運輸調(diào)度管理系統(tǒng)(TDMS5.0)等外部系統(tǒng)的交互，實現(xiàn)平臺內(nèi)不同子系統(tǒng)、不同層次之間的信息的交互；并針對不同對象提供平臺綜合界面，既考慮了平臺劃分的合理化和系統(tǒng)化，又滿足了具體使用人員操作的便捷性。同時，按照物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、云計算等外部信息技術(shù)快速發(fā)展現(xiàn)狀，圍繞大數(shù)據(jù)建設(shè)工作部署，結(jié)合車務(wù)信息化發(fā)展規(guī)劃，提出了新的發(fā)展目標。

4 結(jié)語

面向知識社會的下一代創(chuàng)新重塑了現(xiàn)代科技以人為本的內(nèi)涵，也重新定義了創(chuàng)新用戶的角色、應(yīng)用的價值、協(xié)同的內(nèi)涵和大眾的力量?！爸腔圮噭?wù)”的創(chuàng)建工作應(yīng)注重以人為本、全員參與、整體協(xié)同的開放創(chuàng)新空間的塑造，以及公共價值和獨特價值的創(chuàng)造，從使用需求出發(fā)，通過信息化平臺架構(gòu)的優(yōu)化和完善，為站段、車間等用戶提供開放性和創(chuàng)新性平臺，匯聚全員智慧，不斷推動管理創(chuàng)新、系統(tǒng)創(chuàng)新、全員創(chuàng)新、協(xié)調(diào)創(chuàng)新和開放創(chuàng)新，以人為本實現(xiàn)車務(wù)運輸生產(chǎn)和專業(yè)管理的可持續(xù)發(fā)展。