鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

廖志林，胡文斌，方立海，唐偉忠

(1.中國(guó)鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司 信息技術(shù)所，甘肅 蘭州 730000；2.中國(guó)鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司 調(diào)度所，甘肅 蘭州 730000)

鐵路調(diào)度部門作為運(yùn)輸管理和行車組織的指揮中樞，是突出把握“強(qiáng)基達(dá)標(biāo)、提質(zhì)增效”工作主題，落實(shí)“三保三增”戰(zhàn)略，全面推進(jìn)安全、質(zhì)量、人才“三大工程”的重要部門，擔(dān)負(fù)著確保運(yùn)輸安全，完成運(yùn)輸生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)任務(wù)和提高鐵路運(yùn)輸企業(yè)效益的神圣職責(zé)[1]。近年來(lái)，隨著運(yùn)輸調(diào)度相關(guān)信息系統(tǒng)的不斷升級(jí)和完善，已經(jīng)基本覆蓋了主要調(diào)度生產(chǎn)、管理崗位，主要功能初步滿足了運(yùn)輸調(diào)度指揮工作需要，對(duì)提升計(jì)劃編制質(zhì)量、整體運(yùn)輸效率和調(diào)度工作水平起到了積極作用。但是，由于系統(tǒng)初期設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，各專業(yè)著眼點(diǎn)和需求不同，造成系統(tǒng)條塊分割，互聯(lián)互通性不強(qiáng)，自動(dòng)化程度較低，數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，數(shù)據(jù)價(jià)值沒有得到有效挖掘，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)能力不強(qiáng)，信息資源綜合利用程度不高，不能充分發(fā)揮信息系統(tǒng)對(duì)運(yùn)輸組織的支撐作用[2]。因此，通過深度整合鐵路運(yùn)輸調(diào)度相關(guān)信息資源，設(shè)計(jì)鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)，將精益管理的思想滲透到調(diào)度日常運(yùn)輸生產(chǎn)的全過程，使各項(xiàng)工作布置到位、重點(diǎn)監(jiān)控到位、落實(shí)執(zhí)行到位，有效促進(jìn)調(diào)度整體工作質(zhì)量與管理水平的全面提升，更好地提高鐵路調(diào)度工作質(zhì)量和運(yùn)輸效率效益。

1 鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)目標(biāo)

以運(yùn)輸調(diào)度指揮作業(yè)為主線，以加快調(diào)度人才培養(yǎng)為目標(biāo)，以規(guī)范調(diào)度作業(yè)行為、提升人員綜合素質(zhì)為導(dǎo)向，以調(diào)度指揮作業(yè)相關(guān)規(guī)章、規(guī)范、工作流程和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以網(wǎng)絡(luò)接入為基礎(chǔ)，以信息系統(tǒng)有效集成和簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)采集手段為重點(diǎn)，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程管理，突出技術(shù)創(chuàng)新與管理創(chuàng)新、源頭控制與過程控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度指揮作業(yè)從結(jié)果檢查向過程監(jiān)控的轉(zhuǎn)變。

（1）完善調(diào)度生產(chǎn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用構(gòu)架頂層設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)與未來(lái)鐵路智能化的發(fā)展趨勢(shì)相匹配，并遵循利舊、升級(jí)和改造的基本原則，對(duì)既有的在用調(diào)度相關(guān)信息系統(tǒng)進(jìn)行深度整合與集成，減少切換操作界面、查找菜單、手工錄入等操作所耗費(fèi)的時(shí)間，提升數(shù)據(jù)共享水平，解決數(shù)據(jù)孤島問題，使調(diào)度人員專注于指揮，提高調(diào)度工作效率。

（2）提高調(diào)度工作質(zhì)量和精細(xì)化指揮水平。依托信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)運(yùn)輸效率指標(biāo)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、分析，全面評(píng)價(jià)調(diào)度員的個(gè)人能力和工作業(yè)績(jī)，提高調(diào)度工作質(zhì)量，完成運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)。

（3）規(guī)范調(diào)度作業(yè)行為。通過系統(tǒng)嚴(yán)格規(guī)范調(diào)度指揮作業(yè)的基本工作流程和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，利用信息手段促進(jìn)調(diào)度標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，夯實(shí)安全基礎(chǔ)。

（4）強(qiáng)化調(diào)度安全過程卡控。強(qiáng)化調(diào)度指揮作業(yè)過程控制監(jiān)督，由“事后分析”向“事前預(yù)防”轉(zhuǎn)變，對(duì)不合理或違反規(guī)章制度的行為進(jìn)行警示，提高調(diào)度安全管控能力和水平[3]。

（5）實(shí)現(xiàn)調(diào)度大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)計(jì)劃與實(shí)際比較分析，根據(jù)給定需求對(duì)指定內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，便于檢查調(diào)度日(班)計(jì)劃編制執(zhí)行效果、運(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)際效率以及生產(chǎn)過程中存在的問題，為解決問題和改善管理提供較好支撐。

（6）為調(diào)度決策提供科學(xué)依據(jù)。通過優(yōu)化系統(tǒng)間的信息共享和交換，提高調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和及時(shí)性，便于調(diào)度人員全面、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地掌握當(dāng)前運(yùn)輸生產(chǎn)信息，為調(diào)度決策提供科學(xué)依據(jù)。

1.2 總體架構(gòu)

為實(shí)現(xiàn)鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)目標(biāo)，考慮到鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)需要跨多平臺(tái)、多數(shù)據(jù)庫(kù)，與多個(gè)既有的在用信息系統(tǒng)進(jìn)行深度集成與協(xié)同工作，因而采用具有分布式、跨平臺(tái)、易擴(kuò)展、易維護(hù)、安全性高等特性的JavaEE技術(shù)體系進(jìn)行構(gòu)建[4]。鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 Architecture of the evaluation and decision system of the railway scheduling command

（1）表示層。該層完成各類報(bào)表模板設(shè)計(jì)、可視化圖表分析、數(shù)據(jù)人工編輯校正、數(shù)據(jù)公共查詢等服務(wù)，為管理崗位和生產(chǎn)崗位使用各功能模塊提供個(gè)性化、簡(jiǎn)潔、直觀的操作界面。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層。該層針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，依托數(shù)據(jù)層提供的服務(wù)，為用戶提供具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)主要應(yīng)用功能包括安全過程卡控、工作質(zhì)量評(píng)價(jià)、列車運(yùn)行圖輔助盯控及預(yù)測(cè)、施工組織管控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。另外，該層還將各業(yè)務(wù)對(duì)象進(jìn)行細(xì)分，構(gòu)建統(tǒng)一、規(guī)范的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，為表示層提供相關(guān)的數(shù)據(jù)分析、指標(biāo)統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)服務(wù)。

（3）數(shù)據(jù)層。該層完成鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策相關(guān)數(shù)據(jù)源的管理與共享，包括現(xiàn)有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如列車運(yùn)行圖、車站現(xiàn)在車、調(diào)度命令、施工維修計(jì)劃、調(diào)度日班計(jì)劃等，也包括需要新納入本架構(gòu)管理的數(shù)據(jù)源，如各類生產(chǎn)指標(biāo)、效率指標(biāo)等。

2 鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)功能分析

影響調(diào)度工作質(zhì)量與管理水平的關(guān)鍵因素是數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、多工種間協(xié)同性不強(qiáng)、調(diào)度員工作質(zhì)量無(wú)法準(zhǔn)確量化等，因而必須技術(shù)、管理雙管齊下，對(duì)影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的各環(huán)節(jié)實(shí)施“信息聯(lián)鎖”，保證數(shù)據(jù)一致性和完整性，建立健全調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，才能全面提升調(diào)度工作質(zhì)量和運(yùn)輸效率效益水平。

2.1 基于全局視野的安全過程卡控

（1）計(jì)劃編制崗位互控。基于計(jì)劃協(xié)同工作約束、卡控條件和優(yōu)先級(jí)，建立車流、機(jī)車機(jī)班、貨運(yùn)、施工維修等一體化的作業(yè)規(guī)范。在計(jì)劃編制過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各工種計(jì)劃編制動(dòng)態(tài)，對(duì)列車運(yùn)行線、施工、機(jī)車以及車底交路間沖突進(jìn)行預(yù)警，自動(dòng)提醒沖突內(nèi)容，向各崗位分發(fā)沖突信息，并提出建議調(diào)整方案。計(jì)劃編制完成后，對(duì)計(jì)劃和機(jī)調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和對(duì)比分析，診斷內(nèi)容缺項(xiàng)或不一致的列車計(jì)劃，有效降低人為因素導(dǎo)致的計(jì)劃內(nèi)容不完整和漏傳、錯(cuò)傳幾率，從日班計(jì)劃源頭筑牢安全防線。

（2）列車運(yùn)行速度等級(jí)安全卡控。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)編組中不符合該列車速度等級(jí)的車輛車型、車號(hào)，有效防止因編組原因產(chǎn)生的列車超速問題發(fā)生。

（3）超限列車會(huì)讓計(jì)劃的邏輯檢查。將會(huì)讓條件的人工判斷改為系統(tǒng)邏輯判斷，對(duì)違反會(huì)讓限制條件的列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃，系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供警示信息，提醒列車調(diào)度員正確調(diào)整，變結(jié)果控制為過程控制[5]。

（4）實(shí)時(shí)查詢旅客列車編組、車組、乘務(wù)、運(yùn)行明細(xì)、旅客乘降、售票信息，方便調(diào)度員快速獲取相關(guān)信息，為正確及時(shí)應(yīng)對(duì)各類非正常情況提供信息支撐。

（5）對(duì)換班登錄和下達(dá)日(班)計(jì)劃、階段計(jì)劃等作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行提醒，有效防止調(diào)度人員未及時(shí)登錄系統(tǒng)或漏發(fā)、晚發(fā)計(jì)劃問題的發(fā)生。

2.2 基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)的調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)

圍繞調(diào)度效率指標(biāo)、工作質(zhì)量、能力利用等建立面向計(jì)劃調(diào)度員、列車調(diào)度員、貨運(yùn)調(diào)度員的工作質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。采用數(shù)據(jù)、界面及功能集成3種策略對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行深度集成和大數(shù)據(jù)分析、運(yùn)用，以班組和調(diào)度臺(tái)為網(wǎng)格化單元，通過對(duì)貨物列車旅速、日(班)計(jì)劃兌現(xiàn)率、空車走行率、貨運(yùn)機(jī)車日產(chǎn)量、機(jī)車日車公里等多項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)和運(yùn)輸效率指標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、分析、排名，從而全面評(píng)價(jià)調(diào)度員的個(gè)人能力和工作業(yè)績(jī)[6]。

同時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)、數(shù)據(jù)和存在問題均以明細(xì)列表方式實(shí)時(shí)進(jìn)行公開揭示，使每名調(diào)度員均清楚自身出現(xiàn)錯(cuò)誤地方，實(shí)時(shí)進(jìn)行整改，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)“安全生產(chǎn)前置化、問題整改實(shí)時(shí)化、過程控制程序化、統(tǒng)計(jì)分析智能化、競(jìng)賽評(píng)比透明化，考核獎(jiǎng)勵(lì)陽(yáng)光化”的目標(biāo)。

計(jì)劃調(diào)度員工作質(zhì)量評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)如圖2所示。

2.3 跨區(qū)段、面向崗位的列車運(yùn)行圖輔助盯控及預(yù)測(cè)

采用矢量繪圖和臺(tái)間拼接相關(guān)技術(shù)[7]，綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘手段，突破傳統(tǒng)調(diào)度臺(tái)的限制，基于全局一張圖的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合不同崗位需對(duì)諸如旅客列車、五定班列、行包等特殊列車進(jìn)行不同側(cè)重點(diǎn)盯控的作業(yè)特點(diǎn)，對(duì)實(shí)際列車運(yùn)行圖、列車日班計(jì)劃及車流徑路系統(tǒng)進(jìn)行全面整合[8]，結(jié)合列車預(yù)確報(bào)信息，采用數(shù)據(jù)提取、清洗、篩選、組合等數(shù)據(jù)挖掘手段，實(shí)現(xiàn)了跨區(qū)段、面向不同崗位、圖形化的列車在管內(nèi)運(yùn)行軌跡的全程追蹤、輔助盯控、異常預(yù)警及相關(guān)信息查詢。列車運(yùn)行圖輔助盯控及預(yù)測(cè)如圖3所示。

2.4 施工組織可視化管控

將施工日計(jì)劃、自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行計(jì)劃、運(yùn)行揭示命令、列車運(yùn)行圖、車站平面圖、全局路網(wǎng)圖等數(shù)據(jù)進(jìn)行深度整合，以動(dòng)畫方式、全天候直觀顯示局管內(nèi)施工(含維修、慢行)整體情況和實(shí)施進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)組織關(guān)鍵流程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和異常預(yù)警，為深度優(yōu)化天窗資源配置創(chuàng)造有利條件。施工組織可視化管控如圖4所示。

2.5 面向生產(chǎn)決策的一體化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)調(diào)度相關(guān)的列車運(yùn)行圖、調(diào)度命令、車流計(jì)劃、軍特運(yùn)、預(yù)確報(bào)、現(xiàn)在車等數(shù)據(jù)資源進(jìn)行深度整合，構(gòu)建面向運(yùn)輸生產(chǎn)和管理決策的多主題的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。為生產(chǎn)崗位提供車輛實(shí)時(shí)追蹤、線路通過能力測(cè)算、局間分界口能力預(yù)警、編區(qū)站疏解能力、違編違流監(jiān)測(cè)等功能；為管理崗位提供可按日、旬、月、年進(jìn)行各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、比對(duì)的決策報(bào)表等功能。面向生產(chǎn)決策的一體化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析為調(diào)度各參與者全面把控運(yùn)輸生產(chǎn)需求、合理調(diào)配生產(chǎn)資源、科學(xué)進(jìn)行運(yùn)輸決策等提供數(shù)據(jù)保障。

圖2 計(jì)劃調(diào)度員工作質(zhì)量評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)Fig.2 Statistical table of work quality evaluation on staff of scheduling and command

圖3 列車運(yùn)行圖輔助盯控及預(yù)測(cè)Fig.3 Supporting monitoring and prediction on the train diagram

圖4 施工組織可視化管控Fig.4 Visualized management and control on construction organization

3 結(jié)束語(yǔ)

鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)以人才+項(xiàng)目為融合點(diǎn)，將業(yè)務(wù)作業(yè)流程和人員納入一體化管理，應(yīng)用大數(shù)據(jù)思維深度整合鐵路運(yùn)輸、調(diào)度、貨運(yùn)、施工、現(xiàn)車、集成平臺(tái)等鐵路局集團(tuán)公司、站段兩級(jí)信息系統(tǒng)資源，突出效率指標(biāo)的數(shù)字化定量分析，將精益管理思想滲透到調(diào)度日常運(yùn)輸生產(chǎn)的全過程，通過信息技術(shù)手段規(guī)范調(diào)度作業(yè)行為，提升人員綜合素質(zhì)，加快人才發(fā)展體制機(jī)制創(chuàng)新，為著力建設(shè)一支忠誠(chéng)干凈擔(dān)當(dāng)、數(shù)量充足、充滿活力的高素質(zhì)調(diào)度專業(yè)化人才隊(duì)伍提供了技術(shù)保障，也是提升鐵路日班計(jì)劃兌現(xiàn)能力、落實(shí)三保三增戰(zhàn)略的重要手段。此外，鐵路調(diào)度工作質(zhì)量評(píng)價(jià)及輔助決策系統(tǒng)擁有良好的開放性和擴(kuò)展性，可根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行功能配置，具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。