廉文彬

（中國國家鐵路集團有限公司 客運部，北京 100844）

1 研發(fā)背景

近年來，隨著我國鐵路信息化建設的不斷進步，各鐵路局集團公司不斷加強客運站信息化建設，在創(chuàng)新客運生產(chǎn)應用信息系統(tǒng)方面進行了大膽嘗試，取得了一些成績，但還存在一些問題，主要是缺乏頂層設計，各系統(tǒng)獨立存在，無法互聯(lián)互通，形成不了合力[1-5]。主要表現(xiàn)在以下方面：

一是難以互聯(lián)互通。在同一網(wǎng)絡內(nèi)，各單位根據(jù)業(yè)務分別獨立建設信息系統(tǒng)，獨立用戶管理，導致出現(xiàn)重復錄入數(shù)據(jù)，造成大量煩瑣人工分析，影響了工作效率和系統(tǒng)應用效果。在不同網(wǎng)絡內(nèi)，網(wǎng)絡之間實施物理隔離，實現(xiàn)跨網(wǎng)互聯(lián)非常困難。另外，還有大量工作仍然依靠人工傳遞，未納入信息化管理系統(tǒng)中，集成運用程度不高。

二是難以共享資源。硬件方面，站內(nèi)各類信息系統(tǒng)一般獨立設置，配屬專用的計算、存儲等硬件資源，未應用云計算技術進行統(tǒng)一管理，硬件資源利用率不高。軟件方面，客運信息各子系統(tǒng)獨立運行，往往需要使用多套軟件，且不同系統(tǒng)部署在不同網(wǎng)絡環(huán)境中，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

三是難以形成合力?？瓦\系統(tǒng)有大量旅客、列車信息，但各類信息數(shù)據(jù)相對分散，數(shù)據(jù)無法互通，更無法深度分析，大數(shù)據(jù)集合應用功能無法體現(xiàn)。

四是難以滿足客運生產(chǎn)指揮信息化發(fā)展。由于各系統(tǒng)獨立運行，沒有形成統(tǒng)一的集中管理、沒有形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成共享、沒有形成多源數(shù)據(jù)融合的集成分析，在生產(chǎn)指揮上大量工作依靠人工來完成，科技化、信息化程度不高。

五是難以滿足旅客服務信息化發(fā)展。由于各系統(tǒng)獨立運行，信息環(huán)節(jié)不完整、信息分散、數(shù)據(jù)服務能力較弱、共享手段缺乏，導致很多數(shù)據(jù)無法進行個性化的開發(fā)和應用，不能實現(xiàn)旅客出行、票務、站車服務和非正常情況信息智能化推送以及旅客服務區(qū)域、餐飲、酒店、公共交通位置引導的智能導航服務。

針對存在的問題，按照客運提質(zhì)計劃的要求，中國國家鐵路集團有限公司（簡稱國鐵集團）客運部組織各級鐵路客運部門開展鐵路客站信息化的統(tǒng)一規(guī)劃與設計工作，研制開發(fā)智能客站旅客服務與生產(chǎn)管控平臺（簡稱管控平臺）。該平臺通過整合客票、旅服、客管、調(diào)度、動車、視頻、機電設備控制等7 大系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)了旅服、客票、調(diào)度、動車和綜合視頻等系統(tǒng)專用網(wǎng)絡的安全互聯(lián)、數(shù)據(jù)全面共享、業(yè)務深度融合、資源充分復用，滿足了車站旅客服務、生產(chǎn)組織、安全卡控、應急處置、設備監(jiān)控等方面的業(yè)務需求，大幅提升客運生產(chǎn)指揮效率和旅客服務質(zhì)量。

2 系統(tǒng)設計

管控平臺在系統(tǒng)設計中主要以“集成共用”為基礎，構(gòu)建統(tǒng)一的車站數(shù)據(jù)中心，集成各應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和共用，提高數(shù)據(jù)集成度和共享度；以“系統(tǒng)智能”為引擎，通過模型化、自動化、智能化的手段對車站業(yè)務和服務進行輔助決策，實現(xiàn)客運站的運營狀況可視、作業(yè)流程可控和模型算法可學習，保障車站所有設備、設施、系統(tǒng)、人員、作業(yè)的高效運轉(zhuǎn)；以“開放平臺”為窗口，提供開放的、可擴展的API，對內(nèi)部應用提供數(shù)據(jù)及智能算法模型服務，對外提供數(shù)據(jù)共享服務，提高客運服務和生產(chǎn)的一體化協(xié)同水平；以“安全可靠”為保障，從系統(tǒng)、網(wǎng)絡、應用、管理多個角度考慮，通過統(tǒng)一的安全保障策略和系統(tǒng)運營維護方法確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運行。

2.1 建設目標

針對車站各具體應用獨立部署和運用、數(shù)據(jù)共用困難、通用智能算法不共用、數(shù)據(jù)綜合分析利用不足、數(shù)據(jù)分散展示、人員和設備割裂等問題，通過技術與業(yè)務的深度融合、智能技術的共享應用、功能的集成和整合，構(gòu)建面向車站生產(chǎn)管控和旅客服務的管控平臺，實現(xiàn)對內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲、對外數(shù)據(jù)統(tǒng)一接口、服務器資源統(tǒng)一調(diào)配、算法模型深度應用、運營狀況總體研判、作業(yè)-人員-設備統(tǒng)一指揮、賬號權限統(tǒng)一管理、業(yè)務和數(shù)據(jù)集成展示，為客運車站的智能化提供有力的平臺支撐。具體建設目標如下：

（1）構(gòu)建統(tǒng)一的客站服務和生產(chǎn)一體化支撐平臺。通過管控平臺的建設，重新梳理鐵路客運站生產(chǎn)和服務相關業(yè)務，將列車到發(fā)、車站客流、站內(nèi)環(huán)境、設備狀況等信息作為驅(qū)動中樞，打造客運生產(chǎn)指揮一體化模式，實現(xiàn)車站客運作業(yè)統(tǒng)一操控、統(tǒng)一指揮、協(xié)同聯(lián)動和輔助決策，形成支撐旅客服務、生產(chǎn)組織、安全應急、綠色節(jié)能4 個方面各模塊的智能管控與服務平臺。

（2）形成統(tǒng)一的硬軟件資源管理及數(shù)據(jù)使用規(guī)范。通過管控平臺的建設，打破客站各應用獨立部署和運用的局面，整合硬軟件資源，進行統(tǒng)一管理和動態(tài)調(diào)配，減少硬軟件資源投入，建立集成數(shù)據(jù)庫，集中存儲內(nèi)部各應用的數(shù)據(jù)，制定與內(nèi)、外部系統(tǒng)的接口規(guī)范，建設統(tǒng)一的內(nèi)、外部數(shù)據(jù)接口，統(tǒng)一由平臺為各應用提供存儲、計算、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)等資源，統(tǒng)一由平臺與外部系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的硬軟件資源管理及數(shù)據(jù)使用規(guī)范。

（3）形成統(tǒng)一的作業(yè)流程、用戶管理和界面風格標準。通過管控平臺的建設，構(gòu)建標準化的操控管理模式，實現(xiàn)操作流程、作業(yè)調(diào)度、人員排班的人性化；建立統(tǒng)一的賬號管理體系，實現(xiàn)賬號權限的統(tǒng)一管理和單點登錄；設立標準化的系統(tǒng)界面模板，實現(xiàn)各應用界面風格統(tǒng)一、不同載體顯示一致和數(shù)據(jù)的可視化集成展示。

（4）構(gòu)建站車、站地一體化聯(lián)動指揮體系。通過管控平臺的建設，打破車站與客運段、地方管理部門間的管理壁壘和數(shù)據(jù)屏蔽，搭建高效穩(wěn)定的站車、站地數(shù)據(jù)實時共享及交互通道，構(gòu)建車站與列車、地方間的實時信息交互機制， 實現(xiàn)站車、站地一體化聯(lián)動指揮。

2.2 總體架構(gòu)

管控平臺采用集中部署三級應用的總體架構(gòu)。在中國鐵路主數(shù)據(jù)中心部署國鐵集團級和鐵路局集團公司級（簡稱路局級）系統(tǒng)，在鐵路局集團公司部署必要的前置服務器，在車站配置必要的接口和邊緣計算服務器。管控平臺為國鐵集團用戶提供全路車站運營信息查詢、狀態(tài)展示及輔助決策等功能，并從多維度形成分析報告，支撐車站的智能化應用；為鐵路局集團公司用戶提供全局所轄車站的運營信息查詢、狀態(tài)展示及輔助決策等功能；為車站級用戶提供作業(yè)-人員-設備一體化協(xié)同的客運管理、調(diào)度指揮、生產(chǎn)作業(yè)、設備運維功能，對旅客服務設備提供后臺數(shù)據(jù)和服務支撐。平臺總體架構(gòu)見圖1。

圖1 智能客站旅客服務與生產(chǎn)管控平臺總體架構(gòu)

由圖1 可知，管控平臺通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)車站各類業(yè)務相關應用的數(shù)據(jù)集成存儲，同時通過數(shù)據(jù)服務平臺/集成服務平臺與客票系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)等外部相關系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)跨部門、跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。在國鐵集團設置運維終端，統(tǒng)一對全路管控平臺進行運維。在鐵路局集團公司配置前置服務器、網(wǎng)絡、終端等設備，將應用數(shù)據(jù)進行清洗加工后上傳到管控平臺進行集中存儲，同時接入綜合視頻系統(tǒng)實時視頻流數(shù)據(jù)用于集成化展示。對于鐵路局集團公司既有系統(tǒng)，建立標準化的數(shù)據(jù)通信機制，實現(xiàn)與管控平臺的數(shù)據(jù)全面共享。在車站配置接口和邊緣計算服務器、操作終端、生產(chǎn)指揮中心大屏等相關設備，接入車站部署的外部應用及信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過大屏進行集成展示。為了保證車站服務和生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性，需對作業(yè)命令下發(fā)、執(zhí)行效果反饋、消息通信等功能應用服務器進行高可用配置。

2.3 功能設計

管控平臺的功能主要由核心平臺和4 大業(yè)務板塊2 個部分構(gòu)成，具體功能框圖見圖2。

3 技術創(chuàng)新

管控平臺在技術方面的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）構(gòu)建鐵路客運領域首個信息物理系統(tǒng)（CPS）系統(tǒng)，突破計算、通信和控制技術有機融合與深度協(xié)作的技術難題，實現(xiàn)客站系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制和信息服務。系統(tǒng)更加可靠、高效和實時協(xié)同。

（2）實現(xiàn)了客運計劃一體化編制、生產(chǎn)業(yè)務一體化聯(lián)動、客運設備全生命周期管理和站車一體化應急聯(lián)動等重大創(chuàng)新。

圖2 智能客站旅客服務與生產(chǎn)管控平臺功能框圖

（3）打破客運站各應用獨立部署的局面，整合各應用的軟硬件資源需求，進行統(tǒng)一管理和動態(tài)調(diào)配。

（4）通過統(tǒng)一的接口規(guī)范與各相關信息系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，經(jīng)過平臺進行數(shù)據(jù)匯集，不僅將各系統(tǒng)及前端感知信息匯集到平臺進行統(tǒng)一管理和開放共享，并且為大數(shù)據(jù)的分析奠定了基礎[6-7]。

（5）以匯集沉淀的客運站歷史數(shù)據(jù)為基礎，利用各類智能分析算法，構(gòu)建車站運營狀況和全生產(chǎn)要素的評價模型，對車站實際的運營狀況進行實時評價，對車站的運營趨勢進行預測，自動生成響應的處置建議，形成車站客運生產(chǎn)和管理新模式。

（6）通過平臺統(tǒng)一各應用及外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)車站作業(yè)、列車、人員、設備、環(huán)境等信息實時匯集和共享，依托信息的實時流轉(zhuǎn)打破信息系統(tǒng)獨立運行造成的人員、設備各自為戰(zhàn)，實現(xiàn)人員、設備、環(huán)境的協(xié)同聯(lián)動。

4 應用實踐及效果

按照總體方案設計的要求，自2018 年10 月開始，管控平臺先后在鄭州東站和昆明南站進行了試點運行，對于鐵路客站旅客運輸組織、生產(chǎn)業(yè)務管理、面向旅客服務等業(yè)務起到了重要的支撐和推動作用，實現(xiàn)了車站客運生產(chǎn)組織有序平穩(wěn)、客運安全關鍵環(huán)節(jié)有序可控、客運應急處置過程有序規(guī)范、客運設備運行狀態(tài)有序監(jiān)測、面向旅客服務精準便捷，具體應用效果如下：

（1）計劃生成自動化。作業(yè)計劃是客運生產(chǎn)組織最基礎的技術標準，計劃信息的準確獲取和實時更新是落實標準化、規(guī)范化的前提。針對以往調(diào)度命令依靠人工解析、人工登記、人工流轉(zhuǎn)，耗時費力、差錯率高的問題，平臺以基本圖為藍本，設計“一日一圖”模塊，自動解析客調(diào)命令、提取有效數(shù)據(jù)，與行車調(diào)度日計劃進行自動比對，生成日班計劃，通過CTC 壓軌信號實時修正到發(fā)計劃，準確率大幅提升，工作效率顯著提高，每天節(jié)省人工近4 h。

（2）生產(chǎn)組織一體化。針對以往客運組織生產(chǎn)過程中信息看不清、聯(lián)控叫不應、現(xiàn)場抓不牢等痛點，以列車到發(fā)計劃為基礎，以客運組織流程為主線，依托平臺對每趟列車的作業(yè)計劃、到發(fā)時刻、乘降人數(shù)、作業(yè)標準等生產(chǎn)信息進行有效整合與分析，個性化推送給相關崗位，指導和輔助現(xiàn)場人員，按照標準完成檢票放行、乘降組織、列車上水、出站驗票等生產(chǎn)任務?，F(xiàn)場作業(yè)人員可通過手持機實現(xiàn)信息查詢、站車聯(lián)控、崗位互控，實時反饋作業(yè)完成情況。平臺通過綜控大屏，全景展示列車到發(fā)、股道占用、人員分布、標準執(zhí)行、崗位聯(lián)動等現(xiàn)場作業(yè)狀態(tài)，實現(xiàn)對客運生產(chǎn)組織的全程化掌控、可視化盯控、一體化管控，確保了各項技術、管理、作業(yè)標準的有力落實。

（3）風險管控精準化。平臺通過分析日班計劃，自動生成安全風險卡控表，注明同站臺列車交匯、上水作業(yè)臨線進車等風險項點，個性化推送至現(xiàn)場相關作業(yè)人員手持機，并在綜控大屏自動彈出相應的監(jiān)控視頻，實現(xiàn)風險精準預判，確保盯有重點、控有抓手。

（4）應急處置高效化。針對以往啟動應急基本靠電話通知、信息反饋不及時、組織效果不理想等問題，對車站各項應急預案進行流程再造，按照“處置流程化、執(zhí)行角色化、管理規(guī)范化”的設計方針，嵌入平臺應急模塊，確保應急處置準確高效。一是應急響應“一鍵啟動、四級聯(lián)動”。點擊預案啟動確認鍵，自動將“任務項點、卡控關鍵、管理標準、作業(yè)標準”個性化推送至不同層級、不同崗位?，F(xiàn)場職工按提示步驟進行標準化處置；業(yè)務干部按標準落實管理責任、加強現(xiàn)場指導和盯控；車站領導按照分工落實包保責任，結(jié)合現(xiàn)場情況進行決策部署。指揮中心通過平臺實時掌控處置進度，及時指揮糾偏。二是“無關信息不干擾、緊急信息強提醒”。通過手機APP 消息推送、手持機語音提醒等方式，向各管理和作業(yè)崗位“點對點”推送應急指示信息，各崗位人員只需掌握自身任務，排除了無用信息的干擾；緊急信息發(fā)送后3 min 內(nèi)不確認的，將通過自動撥號再次進行強制提醒。

（5）設備監(jiān)測實時化。按照“一設備一檔案”的標準化管理要求，利用平臺建立設備電子履歷，實行狀態(tài)智能監(jiān)控、維保全程追蹤，打造“用管修”一體化管理模式，力求實現(xiàn)對站管設備的規(guī)范化、全周期管理。替代以往現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)、電話報修、紙質(zhì)記錄、聯(lián)系維保、等待銷號等人工報修方式，通過平臺拓展自動巡檢、PC 端、手持機和手機APP 等4 種報修渠道，并自動記錄維修過程；通過加裝設備監(jiān)測傳感器，實現(xiàn)故障信息自動接收、維修工單自動生成、維保需求自動推送，大幅壓減工作環(huán)節(jié)，顯著提高維保效率；通過各類傳感器，對室內(nèi)溫度、環(huán)境照明、空氣質(zhì)量等進行實時監(jiān)測，與空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)實時聯(lián)動，保持環(huán)境舒適度與能源消耗的最佳平衡。

（6）信息數(shù)據(jù)集成化。針對以往各類信息碎片化分布、時效性不強，無法實時收集、分析和處理等難點，利用平臺對運輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行全面整合與開發(fā)利用，滿足多元化、多場景使用需求，為完善標準化、規(guī)范化建設提供大數(shù)據(jù)支撐。在客運組織方面，通過大數(shù)據(jù)分析運用，為優(yōu)化崗位配置、提高組織效率、形成調(diào)圖建議等提供全面、精準、可靠的數(shù)據(jù)支持。例如：綜合利用到發(fā)計劃、客票信息等數(shù)據(jù)，可提前掌握和分析客流峰值變化、每日旅客流向、列車晚點情況、換乘旅客數(shù)量與去向、崗位作業(yè)“潮汐規(guī)律”等信息，為動態(tài)調(diào)整進站通道、開設售票窗口、合理加開臨客、組織接續(xù)換乘、調(diào)配跑崗人員等提供準確參考，更加有效地指導現(xiàn)場應對各種非常情況，提高組織效率與效能[8-10]。

5 結(jié)束語

智能客站旅客服務與生產(chǎn)管控平臺依托現(xiàn)代鐵路管理、服務理念和云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人等最新信息技術，在堅持業(yè)務與技術深度融合，打破各種技術、制度、管理等壁壘的基礎上，以車站生產(chǎn)高效組織、安全實時保障、環(huán)境綠色節(jié)能環(huán)保、旅客無障礙便捷出行為目標，以信息化手段推動生產(chǎn)業(yè)務流程再造和管理模式創(chuàng)新為引擎[11-12]，建成網(wǎng)絡互通、數(shù)據(jù)融合、信息集成的客運站旅客服務與生產(chǎn)管控最強大腦，把客運相關的所有數(shù)據(jù)統(tǒng)起來、管起來、用起來，實現(xiàn)信息全面共享、全方位分析，客運車站各項工作研判能力、管理水平以面向旅客提供精準便捷服務的能力得到全面提升，最終形成鐵路客運站智能出行服務、智能生產(chǎn)組織、智能安全保障有機統(tǒng)一的新型管理與服務模式。