蔣元華，姚宇峰

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所，北京 100081）

綜合自動(dòng)化技術(shù)條件下提高編組站作業(yè)信息質(zhì)量的探討

蔣元華，姚宇峰

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所，北京 100081）

在編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，信息質(zhì)量的好壞不僅關(guān)系著管理者的決策質(zhì)量，而且也直接關(guān)系到控制系統(tǒng)在作業(yè)過程中的控制質(zhì)量。本文分析了綜合自動(dòng)化技術(shù)條件下，編組站作業(yè)信息質(zhì)量的重要性以及提高信息質(zhì)量的難點(diǎn)，提出了提高編組站作業(yè)信息質(zhì)量的主要手段與途徑。

鐵路編組站；綜合自動(dòng)化；信息質(zhì)量

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng)）是一個(gè)集信息管理與過程控制于一體的大型復(fù)雜電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)處理的對(duì)象是以電子數(shù)據(jù)形式存在于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息，信息質(zhì)量的好壞不僅關(guān)系著管理者的決策質(zhì)量，而且也直接關(guān)系到控制系統(tǒng)在作業(yè)過程中的控制質(zhì)量及整個(gè)編組站作業(yè)的效率與安全。因此，采取各種措施努力提高作業(yè)過程中的信息質(zhì)量，無疑成為提高綜合自動(dòng)化技術(shù)效能最為直接、有效的手段之一。

1 信息質(zhì)量是系統(tǒng)高效平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的核心是信息共享與集成，通過信息共享有效地克服時(shí)空障礙,實(shí)現(xiàn)組織與組織、人員與設(shè)備的高效協(xié)作；通過信息共享與集成擴(kuò)充決策信息來源，提高決策質(zhì)量和效率,快速響應(yīng)環(huán)境和任務(wù)的變化。在網(wǎng)絡(luò)信息共享環(huán)境條件下，客觀、完整、及時(shí)、準(zhǔn)確、系統(tǒng)地提供高質(zhì)量信息和反饋服務(wù)，將成為提高管理工作有效性、減少?zèng)Q策失誤和提高信息效用價(jià)值的先決條件[1]。編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息共享，并以共享信息作為自動(dòng)化控制的輸入條件，信息質(zhì)量將直接影響到作業(yè)過程控制的精確性、實(shí)效性以及安全性，因此應(yīng)具有更高的要求。其主要的信息質(zhì)量需求如下：

（1）準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)獲得作業(yè)計(jì)劃中列車、機(jī)車、車輛的運(yùn)行位置、方向、速度信息是實(shí)現(xiàn)相關(guān)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)執(zhí)行的前提條件。

（2）列車屬性、列車等級(jí)、超限等級(jí)等信息的準(zhǔn)確與否，關(guān)系到列車的行車安全。

（3）行車計(jì)劃、到發(fā)線路運(yùn)用計(jì)劃、站間接發(fā)預(yù)告等信息的實(shí)時(shí)發(fā)布，有利于提高行車作業(yè)自動(dòng)執(zhí)行的效率。

（4）實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握待解車列的現(xiàn)車信息，能夠提高駝峰溜放控制精度，防止違規(guī)溜放事故。

（5）實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握車輛狀態(tài)信息，能夠避免車輛狀態(tài)異常造成作業(yè)無效與虛耗。

（6）作業(yè)過程跟蹤報(bào)點(diǎn)、作業(yè)異常報(bào)警信息的實(shí)時(shí)反饋，有利于作業(yè)應(yīng)急處理以及后續(xù)作業(yè)計(jì)劃與方案及時(shí)調(diào)整。

（7）調(diào)車作業(yè)計(jì)劃、調(diào)機(jī)運(yùn)用計(jì)劃、調(diào)車機(jī)車位置等信息的實(shí)時(shí)發(fā)布，有利于提高調(diào)車作業(yè)自動(dòng)執(zhí)行的效率，有利于實(shí)現(xiàn)調(diào)度、機(jī)車、調(diào)車組之間的協(xié)同配合。

（8）及時(shí)獲知機(jī)車派班計(jì)劃、機(jī)車交路信息是自動(dòng)生成本務(wù)機(jī)車站內(nèi)走行路徑方案的前提條件。

2 提高系統(tǒng)信息質(zhì)量的難點(diǎn)

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)需要接口的外部系統(tǒng)包括各種生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)（TMIS、TDCS、ATIS、HMIS、車輛段管理系統(tǒng)、機(jī)務(wù)段管理系統(tǒng)、電務(wù)段信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等）和作業(yè)過程控制系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、駝峰自動(dòng)化、停車器控制、調(diào)機(jī)作業(yè)自動(dòng)化等），由于涉及外部系統(tǒng)較多，分屬鐵路局、相關(guān)站段，因此在控制與提高系統(tǒng)內(nèi)作業(yè)信息質(zhì)量方面具有較大的難度。

（1）由于接口的各系統(tǒng)特點(diǎn)不同，造成系統(tǒng)內(nèi)流通信息格式多樣，結(jié)構(gòu)化信息、半結(jié)構(gòu)化信息和非結(jié)構(gòu)化信息共存,信息的語(yǔ)法異構(gòu)、語(yǔ)義異構(gòu)問題嚴(yán)重，增加了信息共享、集成與利用的難度。

（2）系統(tǒng)的信息源在地理上是分布的，在管理上分屬不同的組織或部門，各信息源自治程度很高，信息共享方式、形式與內(nèi)容隨時(shí)可能出現(xiàn)變更，從而增加了保證共享信息質(zhì)量的難度。

（3）系統(tǒng)各信息來源單位信息能力差別較大,對(duì)信息質(zhì)量的要求參差不齊，信息共享操作水平不一，造成信息可直接利用率較低，需要消耗較多的時(shí)間與資源用于信息校核與再加工，從而影響整體的信息利用效能。

（4）編組站是7×24 h不間斷運(yùn)行的流程工業(yè)企業(yè)，對(duì)信息的需求處于動(dòng)態(tài)變化的過程中，且對(duì)一些涉及控制安全的關(guān)鍵信息的質(zhì)量有著苛刻的要求，這無形中增加了信息質(zhì)量維護(hù)的難度。

（5）編組站作業(yè)人員作為與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)交互的實(shí)體，其本身技術(shù)素質(zhì)的高低對(duì)信息質(zhì)量具有重大的影響。

（6）鐵路行業(yè)生產(chǎn)組織信息管理設(shè)施與制度的相對(duì)落后，制約了編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)信息質(zhì)量管理的整體水平層次。

綜上所述，影響編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)信息質(zhì)量的因素涉及到行業(yè)特點(diǎn)、歷史繼承、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)流程、技術(shù)設(shè)施與人員素質(zhì)等多個(gè)方面，具有綜合、復(fù)雜的特性。

3 提高系統(tǒng)信息質(zhì)量的主要手段與途徑

隨著信息時(shí)代的到來，信息作為事關(guān)社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步的重要因素，已從當(dāng)初的IT 附屬產(chǎn)品上升到作為支持人類社會(huì)活動(dòng)再繼續(xù)與決策的一種重要的戰(zhàn)略資源，如何提高信息質(zhì)量已經(jīng)引起社會(huì)廣泛關(guān)注，并由此引發(fā)人們對(duì)信息質(zhì)量進(jìn)行廣泛、深入的研究。

目前國(guó)內(nèi)外信息質(zhì)量研究方面最有影響力的機(jī)構(gòu)主要包括MIT的TDQM研究項(xiàng)目小組以及Information Impact International公司的Larry P. English 所進(jìn)行的應(yīng)用研究與推廣[2]。其中，MIT的TDQM計(jì)劃主要由3方面組成：信息質(zhì)量的定義與測(cè)量、信息質(zhì)量的分析與評(píng)價(jià)、信息質(zhì)量的改進(jìn)與提高，通過信息管理質(zhì)量評(píng)價(jià)AIMQ（包括IQ模型、IQ Analysis工具和IQ的差異分析技術(shù)），最終形成信息產(chǎn)品TDQM框架。

而Larry研究小組則從企業(yè)管理的角度出發(fā),把質(zhì)量管理理念、原則和方法融入企業(yè)文化中，建立TQDM方法框架,如圖1所示。通過信息質(zhì)量的控制來降低由于不良信息所產(chǎn)生的業(yè)務(wù)和系統(tǒng)成本，最終達(dá)到改善企業(yè)信息質(zhì)量的目的。

對(duì)于編組站綜合自動(dòng)化這種類似于流程工業(yè)過程自動(dòng)化系統(tǒng)來說，由于集監(jiān)督控制、在線優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、企業(yè)管理、經(jīng)營(yíng)決策等功能于一體，因此需建立既具備聯(lián)機(jī)事務(wù)處理（OLTP）能力，又具備聯(lián)機(jī)分析處理（OLAP）能力的綜合信息集成平臺(tái)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、監(jiān)控、控制各層級(jí)的信息聯(lián)網(wǎng)交互。就其信息質(zhì)量管理來說，需采取的手段、措施和途徑也應(yīng)該是全面的、綜合的。在結(jié)合MIT的TDQM框架與Larry的TQDM框架的基礎(chǔ)上，提出針對(duì)編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的信息質(zhì)量管理框架，如圖2所示。

圖2 編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的信息質(zhì)量管理框架

3.1 信息結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的定義

信息結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的定義是最為基礎(chǔ)性的過程。在這一過程中，需要進(jìn)行以下幾項(xiàng)工作：

（1）確定信息質(zhì)量模型的具體形式, 探討如何將信息質(zhì)量模型轉(zhuǎn)換成信息質(zhì)量的評(píng)價(jià)模型。

（2）確定系統(tǒng)信息應(yīng)該包含的基本結(jié)構(gòu)要素以及這些要素的具體形式、規(guī)范表達(dá)等。

（3）確定基礎(chǔ)信息每一維度的量化方法，以及由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)衍生數(shù)據(jù)的計(jì)算數(shù)學(xué)公式等。

3.2 構(gòu)建信息質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

信息質(zhì)量指標(biāo)體系的構(gòu)建是實(shí)施全面的信息質(zhì)量管理的前提與關(guān)鍵環(huán)節(jié)。信息質(zhì)量指標(biāo)體系應(yīng)該涵蓋信息本體、信息集合、信息系統(tǒng)、信息用戶等各個(gè)方面的評(píng)價(jià)需求，目前比較權(quán)威的信息質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是WANG R.Y與STRONG D.M.在文獻(xiàn)[3]中提出。具體如表1所示。

表1 信息質(zhì)量4大范疇及其包含的維度

根據(jù)需要，可以將指標(biāo)分類、合并、簡(jiǎn)略，或者進(jìn)一步細(xì)化出2、3級(jí)指標(biāo)，為后續(xù)的信息質(zhì)量評(píng)估和分析打下基礎(chǔ)。

3.3 信息質(zhì)量評(píng)估

通過對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的信息質(zhì)量狀況給出合理的評(píng)價(jià)，有助于用戶了解系統(tǒng)的信息質(zhì)量水平，并采取相應(yīng)的措施來約束和改善信息質(zhì)量。

信息質(zhì)量評(píng)估基于信息質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系來構(gòu)建，由于信息是通過數(shù)據(jù)的形式來表達(dá)的，因此對(duì)信息質(zhì)量的評(píng)估實(shí)際上就轉(zhuǎn)化為對(duì)信息所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集質(zhì)量的評(píng)估，一般意義上的評(píng)估模型如下：

M= ＜D, I, R, W, S＞

M — Model,評(píng)估模型；

D — Dataset,評(píng)估客體數(shù)據(jù)集；

I — Indicator,數(shù)據(jù)集D上需要進(jìn)行評(píng)估的指標(biāo)；R — Rule,與評(píng)估指標(biāo)相對(duì)應(yīng)的規(guī)則；

W — Weight,賦予規(guī)則R的權(quán)值（0＜Wi＜1）；表述該規(guī)則在所有規(guī)則中所占比重；

S — Score，數(shù)據(jù)集D上規(guī)則R上的評(píng)估得分。

由于質(zhì)量評(píng)估需求的不同，一個(gè)數(shù)據(jù)集可以對(duì)應(yīng)多個(gè)質(zhì)量評(píng)估模型。在一個(gè)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估模型中，一個(gè)數(shù)據(jù)集可以對(duì)應(yīng)多個(gè)評(píng)估指標(biāo)，一個(gè)評(píng)估指標(biāo)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)規(guī)則。

3.4 信息質(zhì)量分析

信息質(zhì)量分析的任務(wù)是尋找系統(tǒng)信息質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因和“臟”數(shù)據(jù)的來源，并提出建設(shè)性改進(jìn)意見。正確和有效的信息質(zhì)量分析，需要深刻理解業(yè)務(wù)需求和業(yè)務(wù)邏輯模型，基于給定的分析指標(biāo)，對(duì)目標(biāo)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試和跟蹤，找出問題發(fā)生的原因與源頭，最后就每個(gè)質(zhì)量問題提出改進(jìn)建議。

3.5 信息前向性約束與控制

信息前向性約束與控制指的是通過管理的手段和技術(shù)性措施，限制外部輸入的“劣質(zhì)”信息直接進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部的信息共享平臺(tái)，從源頭上堵住信息噪聲的 “泛濫”與“污染”。在管控一體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)環(huán)境下，信息前向性約束與控制有著更加突出的重要性,相對(duì)被動(dòng)的、結(jié)果反饋式的事后管理，提前的、主動(dòng)式的事前約束與控制更有利于預(yù)防事故發(fā)生，保障系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。前向性信息質(zhì)量約束與控制可從以下方面進(jìn)行：

（1）建立完善的外部信息質(zhì)量控制制度， 強(qiáng)化橫向協(xié)調(diào)，弱化條塊分割的行政束縛，使質(zhì)量約束機(jī)制成為維系信息共享成員良性互動(dòng)的重要紐帶。

（2）建立完善的內(nèi)部信息質(zhì)量控制制度，強(qiáng)化人員信息素質(zhì)的培育，信息質(zhì)量意識(shí)的提高，實(shí)現(xiàn)自我質(zhì)量約束管理。

（3）在信息共享成員間建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的接口協(xié)議、統(tǒng)一的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，從整體上提高信息共享水平，從根本上解決信息產(chǎn)生、傳輸、發(fā)布各環(huán)節(jié)的劣質(zhì)化問題。

（4）在信息共享平臺(tái)前端建立輸入信息數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，基于信息融合、數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析等技術(shù)手段自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并報(bào)告問題，通過自動(dòng)與人工校核相結(jié)合的辦法對(duì)問題數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，保證源頭數(shù)據(jù)的質(zhì)量。信息數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)框架如圖3所示。

圖3 信息數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)框架

3.6 信息后向性清洗與改善

信息后向性清洗與改善針對(duì)的是系統(tǒng)內(nèi)部的共享數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)異常后應(yīng)該及時(shí)報(bào)警，通知數(shù)據(jù)維護(hù)人員對(duì)問題數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)、甑別、清洗，縮小影響范圍，消除隱患與后果。信息后向性清洗與改善包括以下幾個(gè)方面：

（1）缺失數(shù)據(jù)的判斷與修復(fù)。由于設(shè)備故障等因素造成采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失而影響連續(xù)過程狀態(tài)的判別時(shí)，需要人工核實(shí)現(xiàn)場(chǎng)情況，恢復(fù)數(shù)據(jù)有效性。

（2）異常數(shù)據(jù)的識(shí)別與校正。由于采集設(shè)備故障等因素造成數(shù)據(jù)明顯偏離合理的值域，系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)識(shí)別并報(bào)警，必要時(shí)還須向數(shù)據(jù)維護(hù)人員提供相關(guān)的參考數(shù)據(jù)或同種異源數(shù)據(jù)。

（3）冗余過時(shí)數(shù)據(jù)的清理。通過數(shù)據(jù)綜合分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)冗余的、過時(shí)的數(shù)據(jù)，提示數(shù)據(jù)維護(hù)者或數(shù)據(jù)消費(fèi)者及時(shí)清理，預(yù)防系統(tǒng)基于冗余過時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作而引發(fā)安全事故。

3.7 全程的信息質(zhì)量環(huán)境建設(shè)

從宏觀層面進(jìn)行規(guī)劃部署，制定技術(shù)規(guī)章與管理制度, 應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù), 以信息管理與質(zhì)量控制部門為核心，引導(dǎo)全員全程共同參與提高信息質(zhì)量的系列活動(dòng)，從系統(tǒng)管理和文化建設(shè)等方面著手建立維持信息質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)的內(nèi)外部環(huán)境。

3.8 信息質(zhì)量管理過程的迭代改進(jìn)

通過對(duì)信息質(zhì)量管理過程的持續(xù)跟蹤與分析，發(fā)現(xiàn)缺陷與不足，從管理與技術(shù)2個(gè)層面進(jìn)行彌補(bǔ)、優(yōu)化與加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)信息質(zhì)量管理過程的迭代改進(jìn)，最終達(dá)到信息質(zhì)量不斷提高的目的。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)綜合自動(dòng)化技術(shù)條件下如何提高編組站作業(yè)信息質(zhì)量問題進(jìn)行了探討，分析了綜合自動(dòng)化技術(shù)條件下編組站作業(yè)信息質(zhì)量的重要性以及提高信息質(zhì)量的難點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了提高編組站作業(yè)信息質(zhì)量的主要手段與途徑，為后續(xù)編組站作業(yè)信息質(zhì)量管理控制方面的深入研究提供參考。

[1]宋立榮，褚軍亮.網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境下信息質(zhì)量管理的初步認(rèn)識(shí)[J]. 現(xiàn)代情報(bào)，2009（10）：53-56.

[2]王侃昌， 高建民，高志勇，等. 企業(yè)信息質(zhì)量研究現(xiàn)狀及研究趨勢(shì)分析[J]. 中國(guó)制造業(yè)信息化，2006，35（5）：1-5.

[3] WANG R.Y,STRONG D.M. Beyond accuracy: What data quality means to data consumers [J]. Journal of Management Information Systems ( JMIS), 1996,12(4): 5-341.

責(zé)任編輯 方 圓

How to enhance information quality for marshalling station operation under condition of integrated automatic technology

JIANG Yuanhua, YAO Yufeng
( Signal and Communication Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China )

In Railway Marshalling Station Integrated Automatic System, the information quality was not only related to the quality of decision making of managers, but also directly related to the quality of control systems in operation. This paper analyzed the importance of the information quality for marshalling station operation and the diff i cult point of improving information quality under the technology condition of integrated automation, proposed the main means to improve the information quality.

railway marshalling station; integrated automation; information quality

U291.4∶TP39

A

1005-8451（2015）10-0032-04

2015-02-08

蔣元華，工程師；姚宇峰，助理研究員。