城市軌道交通智能乘務(wù)派班管理系統(tǒng)研究與應(yīng)用

任旭平　任光濤　龍桂祥　李廣鳳

摘 要：乘務(wù)派班管理是城市軌道交通智慧運(yùn)營(yíng)的一個(gè)重要的部分，派班管理的合理與否直接影響運(yùn)營(yíng)效率、列車運(yùn)行安全性等，乘務(wù)派班管理主要包括時(shí)刻表管理、交路表管理、排班管理、考試管理、公寓管理、審批管理、安全管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)管理等功能模塊。目前，在我國(guó)城市軌道交通中，乘務(wù)派班管理的實(shí)現(xiàn)主要依靠人工進(jìn)行，工作原始且繁瑣、量大，耗時(shí)耗力。因此，智能乘務(wù)派班管理系統(tǒng)的應(yīng)用，有效提升了乘務(wù)專業(yè)的信息化水平，優(yōu)化了運(yùn)營(yíng)效率和管理水平，助力運(yùn)營(yíng)企業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)“智慧運(yùn)營(yíng)”的發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 智能乘務(wù)派班管理系統(tǒng) 智能排班 自動(dòng)叫班

地鐵作為城市交通的重要組成部分，其運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量對(duì)于滿足城市交通需求、緩解交通壓力、提高城市居民出行體驗(yàn)等方面都具有重要的意義?！俺藙?wù)自動(dòng)派班管理系統(tǒng)”是地鐵智能運(yùn)營(yíng)中重要的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，其合理性和科學(xué)性直接關(guān)系到地鐵列車的安全運(yùn)行和乘客的出行體驗(yàn)。隨著南寧地鐵線路的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)，乘務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)面臨著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。一方面，地鐵列車的運(yùn)行頻率和線路不斷增加，對(duì)乘務(wù)人員的需求也在不斷增加；另一方面，乘客對(duì)地鐵服務(wù)的質(zhì)量和效率要求也越來(lái)越高。因此，如何科學(xué)合理地安排乘務(wù)人員的派班計(jì)劃，提高地鐵運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量，成為了地鐵運(yùn)營(yíng)管理面臨的重要問(wèn)題。近年南寧地鐵線路成網(wǎng)運(yùn)營(yíng)，3號(hào)線試點(diǎn)引入智慧乘務(wù)派班管理系統(tǒng)。由此，關(guān)于地鐵乘務(wù)派班管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，對(duì)于提高地鐵運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 智能乘務(wù)派班管理系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)采用了分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，主要由數(shù)據(jù)采集層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層和用戶交互界面層組成。數(shù)據(jù)采集層負(fù)責(zé)從地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中收集實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)邏輯層處理數(shù)據(jù)，運(yùn)用智能算法生成排班計(jì)劃；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)；用戶交互界面為管理人員提供了友好的操作界面。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

為了確保系統(tǒng)的高效運(yùn)行和精準(zhǔn)排班，采用了以下關(guān)鍵技術(shù)：

——大數(shù)據(jù)分析技術(shù)用于分析歷史排班數(shù)據(jù)和客流變化趨勢(shì)；

——機(jī)器學(xué)習(xí)算法用于預(yù)測(cè)乘務(wù)員的可用性和工作負(fù)荷；

——遺傳算法等智能優(yōu)化算法用于在滿足服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和人員工作限制條件下優(yōu)化排班結(jié)果。

1.3 功能模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)集成與處理：整合地鐵運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和歷史排班記錄，為排班提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

規(guī)則驅(qū)動(dòng)排班：根據(jù)預(yù)設(shè)的相關(guān)規(guī)則和條件自動(dòng)化生成排班表，規(guī)則可以包括工作時(shí)間、工作地點(diǎn)、工作班次、休息時(shí)間、節(jié)假日等因素，也可以包括司機(jī)的技能、偏好、考勤記錄等因素。規(guī)則驅(qū)動(dòng)排班的優(yōu)點(diǎn)是可以快速、準(zhǔn)確地生成排班表，避免了人為因素的干擾和錯(cuò)誤。同時(shí)，規(guī)則驅(qū)動(dòng)排班還可以考慮到司機(jī)的技能特點(diǎn)和需求偏好，提高了司機(jī)的工作滿意度和忠誠(chéng)度。規(guī)則主要包括以下內(nèi)容：（1）工作時(shí)間：規(guī)定每天的運(yùn)營(yíng)時(shí)間和月度工作天數(shù)；（2）工作班次：規(guī)定每個(gè)班次的工作時(shí)間、班次間隔、班次人數(shù)等。（3）休息時(shí)間：規(guī)定司機(jī)換乘折返休息時(shí)間和時(shí)長(zhǎng)（包括用餐時(shí)間）、公寓備班時(shí)間，保證員工的休息時(shí)間充足；（4）節(jié)假日：規(guī)定節(jié)假日的排班方式，保證員工能夠享受到節(jié)假日的福利待遇；（5）員工需求：考慮到司機(jī)的技能、偏好、考勤記錄等因素，盡可能滿足員工的需求；（6）優(yōu)先級(jí)：為不同員工或不同班次設(shè)置優(yōu)先級(jí)，保證排班公平合理。

預(yù)測(cè)與優(yōu)化：運(yùn)用智能算法預(yù)測(cè)未來(lái)客流并生成最優(yōu)的乘務(wù)司機(jī)排班表。

實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)整：實(shí)時(shí)監(jiān)控客流變化和乘務(wù)司機(jī)狀態(tài)，并根據(jù)需要調(diào)整排班計(jì)劃。

報(bào)表與反饋：生成排班報(bào)表供管理人員審核和調(diào)整，同時(shí)收集用戶反饋以改進(jìn)系統(tǒng)性能。

1.4 業(yè)務(wù)流程

業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

2 智能乘務(wù)派班管理系統(tǒng)的基本功能和特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理員可以創(chuàng)建、修改和刪除用戶賬戶，分配不同的權(quán)限和角色，確保每個(gè)用戶只能訪問(wèn)其被授權(quán)的信息和功能。根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)置，如排班規(guī)則、叫班方式、出勤管控流程等，以滿足不同軌道交通公司的運(yùn)營(yíng)需求。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常時(shí)，管理員需要及時(shí)介入處理，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。定期備份數(shù)據(jù)，以防止數(shù)據(jù)丟失或損壞。定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行更新和維護(hù)，確保系統(tǒng)始終保持最新的功能和最佳的性能。

2.2 計(jì)劃管理

指對(duì)整個(gè)乘務(wù)工作計(jì)劃的管理和調(diào)度，包括乘務(wù)任務(wù)的生成、計(jì)劃的編制、調(diào)整和優(yōu)化等。乘務(wù)交路計(jì)劃是根據(jù)列車運(yùn)行時(shí)刻表和相關(guān)約束條件生成的乘務(wù)司機(jī)值乘交路合集，這些交路合集包括乘務(wù)任務(wù)、司機(jī)數(shù)量、工作地點(diǎn)、工作時(shí)間等詳細(xì)信息，并據(jù)此結(jié)合輪班規(guī)則和倒班規(guī)律編制司機(jī)月度班表。通過(guò)有效的計(jì)劃管理，乘務(wù)派班系統(tǒng)可以確保乘務(wù)工作的有序進(jìn)行，提高運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)，系統(tǒng)還可以根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整計(jì)劃，應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況，保證軌道交通的正常運(yùn)營(yíng)。

2.3 數(shù)據(jù)信息管理和統(tǒng)計(jì)

通過(guò)銘牌管理了解司機(jī)的個(gè)人信息，包括司機(jī)代碼、職級(jí)、姓名、出生年月、聯(lián)系方式以及所屬車隊(duì)等，動(dòng)態(tài)掌握司機(jī)的工作狀態(tài)，通過(guò)司機(jī)銘牌的摘掛實(shí)現(xiàn)司機(jī)的請(qǐng)銷假管理。工具信息管理涉及工具類型、編號(hào)、所屬列車等信息，司機(jī)在出退勤時(shí)需要借還行車備品，比如400M對(duì)講機(jī)、800M手持電臺(tái)、車鑰匙、時(shí)刻表等，都需要進(jìn)行登記管理。執(zhí)行出退勤指紋打卡人臉?shù)浵裾J(rèn)證、行車備品借還登記、測(cè)酒、身體狀況確認(rèn)等環(huán)節(jié)，確保司機(jī)滿足電客車值乘條件。記錄司機(jī)的出勤情況，包括遲到、早退、請(qǐng)假等信息，并據(jù)此對(duì)派班進(jìn)行調(diào)整。請(qǐng)銷假流程審批，鏈接工時(shí)記錄，動(dòng)態(tài)監(jiān)控工時(shí)超缺，實(shí)現(xiàn)年度工時(shí)管控目標(biāo)。同時(shí)電客車司機(jī)安全行車公里數(shù)的累積記錄，直觀體現(xiàn)個(gè)人職業(yè)安全行車?yán)锍獭＝Y(jié)合各班組現(xiàn)場(chǎng)管理和各級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)檢查情況，將檢查到的問(wèn)題錄制成考核記錄，通過(guò)月度、年度列表統(tǒng)計(jì)開(kāi)展績(jī)效考核管理。實(shí)時(shí)查詢和處理人員信息，維護(hù)管理安全事件，對(duì)原始故障進(jìn)行記錄和分割，以圖表形式展現(xiàn)數(shù)據(jù)，以供直觀分析，查找原因，以便采取正確的處置措施。采用出退勤一體機(jī)/服務(wù)器/PC投屏端體系結(jié)構(gòu)，發(fā)布和收集乘務(wù)運(yùn)營(yíng)信息，如列車運(yùn)行狀況、司機(jī)工作狀態(tài)、突發(fā)事件等，以便管理層及時(shí)獲取運(yùn)營(yíng)動(dòng)態(tài)，做出相應(yīng)決策。

2.4 公寓管理

根據(jù)司機(jī)的出勤點(diǎn)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)公寓住宿房間安排和提前叫班功能，確保司機(jī)能夠按出車順序準(zhǔn)時(shí)出勤，契合現(xiàn)階段各地鐵公司降本增效運(yùn)營(yíng)理念，減輕人力成本，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

2.5 業(yè)務(wù)管理

將電客車司機(jī)應(yīng)知應(yīng)會(huì)題庫(kù)導(dǎo)入系統(tǒng)生成試題，每次出勤前完成一定題量的練習(xí)，達(dá)到點(diǎn)滴教育提升業(yè)務(wù)的目的。上傳行車指示抄寫，日常培訓(xùn)材料、文件傳達(dá)學(xué)習(xí)簽名，打通生產(chǎn)信息傳遞路徑。

3 智能乘務(wù)派班管理系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果和問(wèn)題

3.1 應(yīng)用效果

3.1.1 工作效率提升

通過(guò)自動(dòng)化和智能化的排班功能，乘務(wù)派班系統(tǒng)可以大大縮短排班時(shí)間，減少人工操作，從而提高了工作效率。同時(shí)取消了紙質(zhì)臺(tái)賬登記填寫，實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化辦公，減少了辦公用品消耗，減輕了工作量，降低了出錯(cuò)率，提高了出退勤效率。

3.1.2 優(yōu)化人力資源配置

系統(tǒng)可以根據(jù)乘務(wù)司機(jī)的能力、經(jīng)驗(yàn)和需求，自動(dòng)優(yōu)化排班計(jì)劃，有效提高了乘務(wù)司機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率和服務(wù)質(zhì)量，節(jié)約了人力資源，實(shí)現(xiàn)司機(jī)最小人工成本，確保人力資源的合理配置和使用。

3.1.3 提高服務(wù)質(zhì)量

通過(guò)自動(dòng)叫班功能，確保了司機(jī)的準(zhǔn)時(shí)出勤。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度功能，系統(tǒng)可以確保乘務(wù)司機(jī)的工作狀態(tài)和服務(wù)質(zhì)量，提升乘客滿意度。

3.1.4 數(shù)據(jù)支持

系統(tǒng)手機(jī)并分析乘務(wù)司機(jī)的工作數(shù)據(jù)，為管理人員提供決策支持，幫助優(yōu)化運(yùn)營(yíng)策略。

3.2可能存在的問(wèn)題

3.2.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性

系統(tǒng)的排班和調(diào)度功能依賴準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)輸入，如果數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤或不完整，可能導(dǎo)致排班計(jì)劃的不合理。

3.2.2 技術(shù)難題

乘務(wù)派班系統(tǒng)的實(shí)施可能面臨技術(shù)上的挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)、系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠性。

3.2.3 員工適應(yīng)性問(wèn)題

新系統(tǒng)的引入可能導(dǎo)致員工需要一定的時(shí)間來(lái)適應(yīng)新的工作流程和操作方式。

3.2.4 系統(tǒng)更新和維護(hù)

隨著運(yùn)營(yíng)需求的變化和發(fā)展，系統(tǒng)可能需要不斷更新和維護(hù)，以確保其可持續(xù)有效和適應(yīng)性。

4 智能乘務(wù)派班管理系統(tǒng)的改進(jìn)建議

針對(duì)地鐵乘務(wù)派班系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題，本文提出了以下改進(jìn)建議：

4.1 提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

加強(qiáng)對(duì)原始數(shù)據(jù)的審核和校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性；同時(shí)，采用更先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)，提高系統(tǒng)的智能化水平。

4.2 增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性

優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)和算法設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；同時(shí)，加強(qiáng)系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)工作，確保在高峰時(shí)段或突發(fā)情況下能夠正常運(yùn)行。

4.3 拓展系統(tǒng)功能

根據(jù)實(shí)際需求和發(fā)展趨勢(shì)，不斷拓展系統(tǒng)的功能和應(yīng)用范圍；如增加乘務(wù)人員的培訓(xùn)管理、績(jī)效考核等功能模塊，提高系統(tǒng)的綜合管理能力。同時(shí)要充分考慮系統(tǒng)的通用性，不能局限于單條線，應(yīng)該考慮多條線聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用，以達(dá)到智慧運(yùn)營(yíng)功能最大化。

4.4 系統(tǒng)集成

與其他相關(guān)系統(tǒng)（如人力資源管理系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)等）進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和流程協(xié)同。引入移動(dòng)應(yīng)用，使乘務(wù)司機(jī)和管理人員能夠隨時(shí)隨地查看和更新排班信息。

5 結(jié)語(yǔ)

地鐵乘務(wù)自動(dòng)派班系統(tǒng)的建設(shè)符合運(yùn)營(yíng)公司乘務(wù)管理業(yè)務(wù)發(fā)展需要，符合未來(lái)大線網(wǎng)的管理要求，具備前瞻性、可擴(kuò)展性、適用性及可落地性，能夠有效提高地鐵運(yùn)營(yíng)效率和服務(wù)質(zhì)量。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)也存在一些問(wèn)題和不足。因此，需要不斷加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的研究和改進(jìn)工作，提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，拓展系統(tǒng)的功能和應(yīng)用范圍，以更好地滿足地鐵運(yùn)營(yíng)管理的實(shí)際需求和發(fā)展趨勢(shì)。

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