鐵路編組站運(yùn)輸組織大數(shù)據(jù)分析研究

劉 合

（中國鐵路南寧局集團(tuán)有限公司柳州南車站，助理工程師 廣西 柳州 545007）

我國鐵路統(tǒng)計(jì)信息化建設(shè)雖然有較完善的統(tǒng)計(jì)制度、統(tǒng)計(jì)流程與產(chǎn)品，然而鐵路各統(tǒng)計(jì)專業(yè)相對獨(dú)立統(tǒng)計(jì)模式較為單一，數(shù)據(jù)采集分散固化，導(dǎo)致信息應(yīng)用系統(tǒng)壁壘嚴(yán)重、信息孤島較多、信息共享困難，同時(shí)數(shù)據(jù)整合處理能力較弱，綜合指標(biāo)、運(yùn)輸生產(chǎn)預(yù)測、即時(shí)分析等方面需求難以滿足，無法適應(yīng)新體制下的運(yùn)輸生產(chǎn)、經(jīng)營管理和決策支持的需要。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代的背景下，為有力促進(jìn)信息資源共享化，提升大數(shù)據(jù)分析決策效能，提供決策科學(xué)化和生產(chǎn)分析智能化有力保障，開展南寧局集團(tuán)公司柳州南車站運(yùn)輸組織大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)建設(shè)勢在必行。

1 柳州南車站簡介及需求分析

1.1 柳州南車站簡況 柳州南車站作為南寧局集團(tuán)公司唯一特等編組站，擔(dān)負(fù)衡陽、貴陽、懷化、黎塘四個(gè)方向車流解編任務(wù)，是南寧局集團(tuán)公司鐵路運(yùn)輸“心臟”。目前車站上、下行兩個(gè)系統(tǒng)到發(fā)線共51條，編組場調(diào)車分類線共60條，共配備調(diào)機(jī)9臺(tái)，其中駝峰調(diào)機(jī)4臺(tái)，編尾調(diào)機(jī)4臺(tái)，貨場調(diào)機(jī)1臺(tái)，承擔(dān)著列車到達(dá)、解體、集結(jié)、編組、出發(fā)等“流水式”技術(shù)作業(yè)任務(wù)。車站采用編組站綜合自動(dòng)化控制（SAM）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)將編組站管理信息系統(tǒng)和信號(hào)控制系統(tǒng)綜合集成的編組站管理與控制技術(shù)功能。新場開場以來，車站一直致力于探尋新的運(yùn)輸組織模式適應(yīng)新設(shè)備，提高車站整體運(yùn)輸效率，最大限度發(fā)揮運(yùn)輸潛能，重現(xiàn)鐵路運(yùn)輸優(yōu)勢。

1.2 車站統(tǒng)計(jì)需求分析 反映編組站運(yùn)輸效率的指標(biāo)主要為“中時(shí)”、“停時(shí)”，即中轉(zhuǎn)車和作業(yè)車在車站的平均停留時(shí)間。中停時(shí)的壓縮有利于加快車輛周轉(zhuǎn)，壓縮貨物運(yùn)到時(shí)限。中停時(shí)指標(biāo)主要受車流組織和作業(yè)組織影響，隨著南寧局集團(tuán)公司線上通過能力大幅提升，辦理量不斷增大，車站中停時(shí)指標(biāo)也逐年上升。利用常規(guī)的固定報(bào)表統(tǒng)計(jì)模式和數(shù)據(jù)采集方式得到的“冰冷”數(shù)字，無法提供全方位、多元化的分析應(yīng)用。為適應(yīng)運(yùn)輸組織不斷優(yōu)化，統(tǒng)計(jì)應(yīng)用需實(shí)現(xiàn)以下功能：

1）數(shù)據(jù)資源自動(dòng)、準(zhǔn)確獲取，建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)篩選、轉(zhuǎn)換。強(qiáng)化數(shù)據(jù)修訂能力，減少數(shù)據(jù)誤差，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2）全面梳理既有信息資源現(xiàn)狀及數(shù)據(jù)交換需求，將各系統(tǒng)間共享數(shù)據(jù)抽取整合，促進(jìn)信息資源綜合利用。

3）建立完整、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖，實(shí)現(xiàn)信息統(tǒng)一、集中體現(xiàn)，以滿足生產(chǎn)情況和業(yè)務(wù)管理的整體大局觀察。

4）深度挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，通過統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘等大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，深度挖掘日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)價(jià)值，尋求規(guī)律，對生產(chǎn)過程中的“疑難雜癥”對癥下藥，為制定和調(diào)整管理決策提供可靠依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)來源

2.1 既有的綜合報(bào)表及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 該部分?jǐn)?shù)據(jù)主要涉及十八點(diǎn)統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)、鐵路貨運(yùn)列車編組信息系統(tǒng)等。

2.2 分散系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù) 該部分?jǐn)?shù)據(jù)主要涉及運(yùn)輸信息集成平臺(tái)、車站綜合管理信息系統(tǒng)、柳州南車站合署辦公系統(tǒng)、運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)等。

2.3 視頻及控制系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù) 該部分?jǐn)?shù)據(jù)主要通過鐵路貨車裝載視頻監(jiān)視設(shè)備系統(tǒng)、車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、編組站綜自動(dòng)化控制（SAM）系統(tǒng)、4G無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

3 大數(shù)據(jù)分析開發(fā)與應(yīng)用

柳州南車站運(yùn)輸組織大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)采用“1+5+N”模式，即1個(gè)公共大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，5個(gè)業(yè)務(wù)功能，接入N個(gè)系統(tǒng)資源。其中5個(gè)業(yè)務(wù)功能包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)組織、質(zhì)量管理、過程監(jiān)控和綜合分析，平臺(tái)構(gòu)建總體方案圖（見圖1）。

圖1 柳州南車站運(yùn)輸組織大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)總體方案

柳州南車站運(yùn)輸組織大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)通過采集生產(chǎn)與管理過程中的大量數(shù)據(jù)資源，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，以服務(wù)車站各崗位、專業(yè)工作的開展。其功能模塊大致如下：

3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)主要在既有的報(bào)表統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，對現(xiàn)場日常作業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，為運(yùn)輸組織分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，其主要構(gòu)成如下：

1）日生產(chǎn)數(shù)據(jù)概況統(tǒng)計(jì)。既有的“交班表數(shù)據(jù)”為18點(diǎn)統(tǒng)計(jì)匯總，數(shù)據(jù)過于單一，無法反映各時(shí)段生產(chǎn)過程。平臺(tái)設(shè)計(jì)細(xì)化數(shù)據(jù)采集，按3小時(shí)階段計(jì)劃劃分，將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與技術(shù)作業(yè)大表交互統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而反映全日生產(chǎn)情況（見圖2）。

圖2 柳州南車站上下行系統(tǒng)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比圖

2）車流數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。車流數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)主要針對車站到達(dá)車流的車次、車流量、發(fā)站、到站、車種、車號(hào)、品名、結(jié)存進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。其影響柳州南站中時(shí)的車流方面因素主要為折角車流和鷓鴣江車流，用戶可通過平臺(tái)查詢車站整點(diǎn)到達(dá)車流組成和結(jié)存車情況，實(shí)時(shí)了解車站運(yùn)輸組織生產(chǎn)環(huán)境，為生產(chǎn)組織分析提供詳盡信息。

3）固定設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。通過對車站到發(fā)線、牽出線、咽喉道岔等站場設(shè)備占用和列尾、超偏載等關(guān)鍵設(shè)備使用情況進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為車站能力查定和設(shè)備利用情況分析提供數(shù)據(jù)支持。

3.2 生產(chǎn)組織 生產(chǎn)組織分為車流組織和作業(yè)組織兩方面，功能模塊下：

1）車流組織。依托運(yùn)輸組織大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的車流大數(shù)據(jù)處理，可顯示車站不同類別中轉(zhuǎn)車在到達(dá)、解體、集結(jié)、編組、出發(fā)技術(shù)作業(yè)中的動(dòng)態(tài)過程。將車流組織變化的關(guān)鍵影響因素辨識(shí)與分類，探尋辦理量與影響因素之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則與聯(lián)動(dòng)規(guī)律，提高車流變化預(yù)測的準(zhǔn)確性，為車站作業(yè)調(diào)整提供數(shù)據(jù)參考。

2）作業(yè)組織。作業(yè)組織涉及車站技檢作業(yè)、解體編組、接發(fā)列車、作業(yè)車取送、本務(wù)機(jī)叫班等各項(xiàng)技術(shù)作業(yè)組織。平臺(tái)通過設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間定額，采集各班生產(chǎn)各環(huán)節(jié)技術(shù)作業(yè)時(shí)間及超時(shí)情況。并利用數(shù)據(jù)間交互關(guān)聯(lián)性，計(jì)算各技術(shù)作業(yè)間交叉干擾時(shí)間，并按種類匯總供查詢統(tǒng)計(jì)。

3.3 質(zhì)量管理 質(zhì)量管理主要針對調(diào)機(jī)運(yùn)用、編組質(zhì)量、運(yùn)行圖、運(yùn)輸組織效率進(jìn)行管理考核，其功能模板劃分如下：

1）調(diào)機(jī)運(yùn)用管理。利用現(xiàn)有的調(diào)車作業(yè)計(jì)件統(tǒng)計(jì)模式，按班組、調(diào)別統(tǒng)計(jì)分析調(diào)車機(jī)工作量和工作效率，并提供日、月、季度、年的數(shù)據(jù)查詢與對比分析，進(jìn)而直觀高效的掌握了解車站調(diào)機(jī)運(yùn)用情況。

2）編組質(zhì)量管理。對車站出發(fā)貨物列車編組內(nèi)容進(jìn)行檢測，對各方向出發(fā)列車噸位、換長進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而反映全站編組質(zhì)量情況。

3）運(yùn)行圖管理。參照南寧局集團(tuán)公司列車運(yùn)行圖管理工作的相關(guān)要求，規(guī)范運(yùn)行圖編制和日常管理，提高運(yùn)行圖質(zhì)量。收集運(yùn)行圖調(diào)整變化對運(yùn)輸組織的影響，統(tǒng)計(jì)貨物列車正晚點(diǎn)開行情況，全面掌握列車運(yùn)行圖實(shí)施情況。

4）運(yùn)輸組織效率考核。參照車站運(yùn)輸組織考核辦法相關(guān)要求，對每月運(yùn)輸組織突出的進(jìn)行評定獎(jiǎng)勵(lì)。擴(kuò)充評定項(xiàng)目，設(shè)定評定基準(zhǔn)，公布獎(jiǎng)勵(lì)款項(xiàng)及排行榜，做到公平、公正、公開，進(jìn)而有效提高職工積極性。

3.4 過程監(jiān)控 系統(tǒng)自動(dòng)檢測貨物列車實(shí)時(shí)編組內(nèi)容，對包含違反編組內(nèi)容、車流徑路、欠軸、超長、代號(hào)隔離不符等情況的列車報(bào)警提醒，對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行整改，對已出發(fā)的違編列車定責(zé)考核，進(jìn)而從源頭上提高列車開行質(zhì)量。

3.5 綜合分析 根據(jù)運(yùn)輸組織和生產(chǎn)管理需要，大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)對分散的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、搭建分析模型，即時(shí)分析運(yùn)輸生產(chǎn)情況。通過智能分析，對大量的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，產(chǎn)生用戶所需的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，并通過交互平臺(tái)展現(xiàn)出來。利用數(shù)據(jù)可視化分析技術(shù)，如數(shù)據(jù)、表格、線條、柱狀圖、分布地圖等進(jìn)行指標(biāo)的展現(xiàn)（如用柱狀圖反映各班生產(chǎn)指標(biāo)情況及對比情況），進(jìn)而以更加豐富、形象、直觀、動(dòng)態(tài)、個(gè)性化地向用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。綜合分析內(nèi)容主要有：

1）車輛動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分析。了解掌握空分布情況、重車去向情況，結(jié)合站場設(shè)備利用、調(diào)機(jī)運(yùn)用等信息資源，為領(lǐng)導(dǎo)和調(diào)度計(jì)劃人員提供決策依據(jù)。

2）車流數(shù)據(jù)分析。通過對批車、裝車、品類、發(fā)貨單位、裝車去向、結(jié)存的數(shù)據(jù)分析，車站可及時(shí)了解站內(nèi)車流變化情況（例如充分掌握折角車流和鷓鴣江車流在站內(nèi)的來源情況和車流構(gòu)成），有利于車站向集團(tuán)公司上報(bào)車流信息，以供集團(tuán)公司提前調(diào)整裝卸車組織，進(jìn)而緩解車站擁堵壓力，提高運(yùn)輸效率。

3）中停時(shí)專題分析。按指定時(shí)段對車站中轉(zhuǎn)車、作業(yè)車進(jìn)行指標(biāo)輸出，并結(jié)合車站車流數(shù)據(jù)及生產(chǎn)組織過程對超過指定指標(biāo)的項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對影響較大的因素進(jìn)行專題分析，進(jìn)而得出指定時(shí)間內(nèi)影響車站中停時(shí)指標(biāo)的主要因素，以制定對應(yīng)的優(yōu)化措施。

4）生產(chǎn)指標(biāo)分析。針對到達(dá)、出發(fā)、通過、解體、編組、出車比、批快、遠(yuǎn)程技術(shù)直達(dá)等生產(chǎn)指標(biāo)，按班組和指定時(shí)間段輸出圖表，如：各班組和全站各階段指標(biāo)完成情況，同比和環(huán)比對比圖，如圖3所示。

圖5 柳州南車站生產(chǎn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析圖

5）常規(guī)運(yùn)輸組織分析。按集團(tuán)公司和車站日常分析需求進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理，自動(dòng)生成相關(guān)文本材料，如：柳州南車站日運(yùn)輸生產(chǎn)簡報(bào)、周運(yùn)輸生產(chǎn)分析報(bào)告、生產(chǎn)運(yùn)輸效率月度分析、運(yùn)輸生產(chǎn)季度分析、全年運(yùn)輸情況分析等。

6）決策及措施應(yīng)用效果對比分析。通過圖形化顯示決策或措施前后對車站運(yùn)輸組織的影響（如施工項(xiàng)目批復(fù)對運(yùn)輸組織的影響），以及作業(yè)組織調(diào)整對車站技術(shù)作業(yè)時(shí)間的影響。

4 結(jié)束語

通過逐步創(chuàng)建、完善運(yùn)輸組織大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，并應(yīng)用到計(jì)劃組織、合署辦公、施工維修組織等多個(gè)方面，各項(xiàng)工作質(zhì)量均有提升。2017年車站日均辦理車數(shù)達(dá)14234輛，較上年增幅10.1%，并創(chuàng)柳州南車站年日均辦理車數(shù)新記錄；日均解體列數(shù)達(dá)104.1列，較上年增幅7.9%；日均編組列數(shù)達(dá)96.5列，較上年增幅12.6%。