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文章來源：《鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)》編輯部

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李軍，中國國家鐵路集團(tuán)有限公司運(yùn)輸調(diào)度指揮中心

趙世超，北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院

王斌，中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司電子計(jì)算技術(shù)研究所

李少峰，中國國家鐵路集團(tuán)有限公司運(yùn)輸調(diào)度指揮中心

作為鐵路運(yùn)輸組織的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鐵路運(yùn)輸調(diào)度擔(dān)負(fù)著組織貨物運(yùn)輸、保障運(yùn)輸安全的重要任務(wù)。我國鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)的發(fā)展由純手工到電子化、自動(dòng)化、信息化，目前正朝向智能化方向邁進(jìn)。

智能綜合調(diào)度系統(tǒng)面向鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)全過程，根據(jù)客貨運(yùn)輸需求，協(xié)同編制運(yùn)輸計(jì)劃，優(yōu)化鐵路調(diào)度指揮工作，自動(dòng)控制、動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)度工作，從而實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸調(diào)度工作的智能化。該系統(tǒng)覆蓋中國國家鐵路集團(tuán)有限公司(以下簡稱“國鐵集團(tuán)”)、鐵路局集團(tuán)公司、站段三級(jí)調(diào)度指揮，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度部門和專業(yè)處室間、調(diào)度所內(nèi)部各工種間、調(diào)度所內(nèi)同工種各崗位間3個(gè)層級(jí)的橫向?qū)I(yè)協(xié)同，以及國鐵集團(tuán)和鐵路局集團(tuán)公司間、鐵路局集團(tuán)公司和站段間的2級(jí)縱向協(xié)同。

1.鐵路運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1?既有調(diào)度系統(tǒng)功能分析

鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮過程重點(diǎn)通過計(jì)劃編制、執(zhí)行、調(diào)整和反饋來實(shí)現(xiàn)，既有運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)采用了國鐵集團(tuán)、鐵路局集團(tuán)公司兩級(jí)架構(gòu)，支撐國鐵集團(tuán)、鐵路局集團(tuán)公司和站段三級(jí)運(yùn)輸調(diào)度應(yīng)用。

既有調(diào)度系統(tǒng)以鐵路局集團(tuán)公司級(jí)為核心，涵蓋值班主任、客調(diào)、貨調(diào)、計(jì)劃調(diào)、機(jī)調(diào)、動(dòng)調(diào)、軍特調(diào)、施工調(diào)等所有工種應(yīng)用。國鐵集團(tuán)系統(tǒng)主要基于運(yùn)輸信息集成平臺(tái)、十八點(diǎn)統(tǒng)計(jì)和鐵路局集團(tuán)公司系統(tǒng)上報(bào)數(shù)據(jù)等，匯總形成全路運(yùn)輸生產(chǎn)信息，支撐調(diào)度人員把握全路整體運(yùn)輸情況、做出運(yùn)輸方案決策、跟蹤生產(chǎn)實(shí)際，并提供相關(guān)信息查詢服務(wù)。站段則負(fù)責(zé)具體作業(yè)的執(zhí)行。

1.2?存在問題

（1）信息采集手段落后、難以交互融合。缺乏面向運(yùn)輸全過程的信息架構(gòu)頂層設(shè)計(jì)，大量工作需人工錄入；缺乏面向運(yùn)輸全過程資源的統(tǒng)一定義，難以實(shí)現(xiàn)信息的有效融合。

（2）計(jì)劃編制與質(zhì)量管控未實(shí)現(xiàn)一體化。各專業(yè)依托各自系統(tǒng)編制計(jì)劃，崗位彼此之間無制約、卡控關(guān)系和優(yōu)先級(jí)；相關(guān)參數(shù)長時(shí)間未進(jìn)行復(fù)測和修正，未與實(shí)際工作情況進(jìn)行對比分析，基本運(yùn)行圖編制的可兌現(xiàn)性受限；計(jì)劃執(zhí)行階段，各層級(jí)計(jì)劃未貫通；缺乏審核和輔助決策手段，無法在短時(shí)間評(píng)價(jià)編制質(zhì)量。

（3）自動(dòng)化程度較低。缺乏信息自動(dòng)感知、智能診斷和主動(dòng)學(xué)習(xí)等技術(shù)手段，導(dǎo)致調(diào)度人員作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大。

（4）系統(tǒng)架構(gòu)老舊、缺乏新技術(shù)支撐，制約了應(yīng)用功能的提升和實(shí)現(xiàn)。

2.智能調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)思路

2.1?智能調(diào)度系統(tǒng)建設(shè)的必要性

（1）支撐覆蓋需求獲取、計(jì)劃編制、執(zhí)行管控、分析評(píng)價(jià)的運(yùn)輸生產(chǎn)全過程調(diào)度指揮。

（2）通過對運(yùn)輸生產(chǎn)資源的統(tǒng)一數(shù)據(jù)描述，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的高度融合，為調(diào)度決策提供真實(shí)可靠的信息，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)指揮。

（3）運(yùn)用信息自動(dòng)感知、智能診斷和主動(dòng)學(xué)習(xí)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)全過程智能化。

2.2?系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)功能

智能綜合調(diào)度系統(tǒng)是以滿足客貨運(yùn)輸需求和運(yùn)力資源的合理運(yùn)用為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)需求獲取、計(jì)劃編制、執(zhí)行管控、分析評(píng)價(jià)的運(yùn)輸計(jì)劃全過程管理；構(gòu)建一體化計(jì)劃編制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)客貨運(yùn)輸計(jì)劃以及機(jī)輛運(yùn)用、施工維修和生產(chǎn)作業(yè)等支撐計(jì)劃一體化編制與調(diào)整；實(shí)現(xiàn)計(jì)劃在運(yùn)輸生產(chǎn)全過程各環(huán)節(jié)的自動(dòng)下達(dá)和執(zhí)行管控。

2.3?系統(tǒng)的技術(shù)支撐

2.3.1 平臺(tái)化技術(shù)

平臺(tái)化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在業(yè)務(wù)場景的基礎(chǔ)上搭建工作環(huán)境，為構(gòu)建大型復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

2.3.2 智能化技術(shù)

（1）大數(shù)據(jù)資源湖對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化識(shí)別、分析和處理，并將多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行全面整合。

（2）大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為智能決策提供有力的數(shù)據(jù)計(jì)算支撐。

（3）智能計(jì)算技術(shù)為智能決策階段的智能計(jì)算提供了有力支撐。

（4）大數(shù)據(jù)可視化使數(shù)據(jù)表達(dá)清晰有效，有助于調(diào)度人員高效理解和使用。

3 智能調(diào)度系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

3.1?實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)全過程管理

（1）通過運(yùn)輸計(jì)劃閉環(huán)管理、專業(yè)作業(yè)協(xié)同互聯(lián)、運(yùn)輸生產(chǎn)信息互融，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)全過程管理。覆蓋包括基本計(jì)劃、動(dòng)態(tài)需求、開行方案、工作計(jì)劃、作業(yè)計(jì)劃、基本計(jì)劃等方面的運(yùn)輸生產(chǎn)全過程，以計(jì)劃為核心，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸計(jì)劃閉環(huán)管理。如下圖所示。

（2）列車開行計(jì)劃統(tǒng)領(lǐng)施工維修計(jì)劃、機(jī)車車輛交路計(jì)劃、車站作業(yè)計(jì)劃、客貨運(yùn)計(jì)劃，形成有機(jī)整體，并通過信息化支撐實(shí)現(xiàn)工作協(xié)同。如下圖所示。

（3）通過各專業(yè)信息互融，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)、機(jī)車、車輛、工電供(工務(wù)管理系統(tǒng)、電務(wù)管理系統(tǒng)、供電管理系統(tǒng))、貨運(yùn)、客運(yùn)等系統(tǒng)作業(yè)的信息融合，在該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)客貨運(yùn)需求、車輛運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)用檢修狀態(tài)、固定設(shè)施狀態(tài)、站段作業(yè)進(jìn)度、運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)、綜合視頻等信息的自動(dòng)獲取。如下圖所示。

3.2?搭建一體化計(jì)劃編制平臺(tái)

建成一體化計(jì)劃編制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的計(jì)劃編制與執(zhí)行，支撐運(yùn)輸生產(chǎn)全過程管理，為構(gòu)建智能化綜合調(diào)度系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。如下圖所示。

3.3?構(gòu)建智能化綜合調(diào)度系統(tǒng)

通過運(yùn)輸生產(chǎn)全過程管理、運(yùn)輸生產(chǎn)計(jì)劃一體化協(xié)同編制，最終實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮全過程的智能感知、智能決策、智能操控、智能評(píng)價(jià)。

（1）智能感知。對客貨運(yùn)市場需求、運(yùn)輸生產(chǎn)資源運(yùn)用狀態(tài)、資源利用程度、運(yùn)輸生產(chǎn)動(dòng)態(tài)作業(yè)過程信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)與準(zhǔn)確獲取。

（2）智能決策。對未來運(yùn)輸需求變化情況自動(dòng)預(yù)計(jì)，通過對未來運(yùn)輸態(tài)勢(包括正常和非正常狀態(tài)下)、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)預(yù)測，智能制定運(yùn)輸決策方案，進(jìn)而自動(dòng)形成運(yùn)輸計(jì)劃和調(diào)整計(jì)劃。

（3）智能操控。運(yùn)輸調(diào)度指揮全過程各環(huán)節(jié)作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作和控制，包括調(diào)度命令、列車運(yùn)行圖和計(jì)劃的自動(dòng)生成、下達(dá)與執(zhí)行，列車運(yùn)行晩點(diǎn)、乘務(wù)擔(dān)當(dāng)超時(shí)、貨物運(yùn)到時(shí)限超時(shí)、各運(yùn)輸生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)作業(yè)超時(shí)等自動(dòng)預(yù)警，應(yīng)急事件處置過程的自動(dòng)化以及調(diào)度電話撥打的自動(dòng)化等。

（4）智能評(píng)價(jià)。對運(yùn)輸組織過程的自動(dòng)評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)相關(guān)指標(biāo)的自動(dòng)計(jì)算和自動(dòng)評(píng)價(jià)，自動(dòng)給出客貨運(yùn)需求，以及完成對實(shí)績、工作車保有量、干線能力利用和分界口交接、車站裝卸作業(yè)等變化趨勢的自動(dòng)分析等。

3.4?設(shè)計(jì)智能綜合調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)

在實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)全過程管理、搭建一體化計(jì)劃編制平臺(tái)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)面向運(yùn)輸生產(chǎn)全過程的智能綜合調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)示意圖如下圖所示。

系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖如下圖所示。

在技術(shù)架構(gòu)中，智能交互層負(fù)責(zé)與外界相關(guān)系統(tǒng)的交互，通過各類智能傳感器，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)輸需求以及設(shè)備資源狀態(tài)的智能感知與獲取，完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集工作，以及對設(shè)備設(shè)施、作業(yè)任務(wù)的自動(dòng)控制；智能傳輸層借助先進(jìn)的高速通訊技術(shù)進(jìn)行信息及命令的及時(shí)傳達(dá)；數(shù)據(jù)資源層負(fù)責(zé)匯集、存儲(chǔ)及整合運(yùn)輸調(diào)度指揮需要的各種數(shù)據(jù)和生成的調(diào)度命令；智能決策分析層作為系統(tǒng)核心，支持智能決策和智能評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸計(jì)劃一體化編制和自動(dòng)調(diào)整、車流預(yù)測與推算、作業(yè)進(jìn)度趨勢預(yù)測與分析等智能決策功能；智能應(yīng)用層借助多種可視化技術(shù)，將智能決策層提供的分析結(jié)果應(yīng)用于調(diào)度決策支持平臺(tái)、調(diào)度指揮控制平臺(tái)、調(diào)度數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，以便管理人員和調(diào)度工作人員及時(shí)準(zhǔn)確掌握運(yùn)輸態(tài)勢，進(jìn)行科學(xué)決策。

4. 結(jié)束語

鐵路運(yùn)輸調(diào)度優(yōu)化是提高鐵路運(yùn)輸效率和提升鐵路運(yùn)輸質(zhì)量的關(guān)鍵，通過運(yùn)輸計(jì)劃閉環(huán)管理、專業(yè)作業(yè)協(xié)同互聯(lián)、運(yùn)輸生產(chǎn)信息互融，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)全過程管理，構(gòu)建一體化計(jì)劃編制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)計(jì)劃協(xié)同編制，最終構(gòu)建智能綜合調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮全過程的智能感知、智能決策、智能操控、智能評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)為鐵路經(jīng)營管理進(jìn)入智能化提供了重要保障，對于支撐更高效、更安全、更便捷、更環(huán)保地完成鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)任務(wù)，促進(jìn)鐵路高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。