張伯駒

（中國鐵路總公司 信息化部，北京 100844）

新一代鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)研究與實(shí)踐

張伯駒

（中國鐵路總公司 信息化部，北京 100844）

為進(jìn)一步適應(yīng)鐵路轉(zhuǎn)企后的運(yùn)輸組織改革，突出提高鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)效率和全力保證運(yùn)輸生產(chǎn)安全的重點(diǎn)方向，著力解決調(diào)度決策智能化、生產(chǎn)組織精準(zhǔn)化、運(yùn)力調(diào)配精益化、應(yīng)急處置科學(xué)化等問題，需要大力研究和建設(shè)智能化的新一代鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)。以“一列車一條線”為標(biāo)志和實(shí)現(xiàn)列車全生命周期管理為階段目標(biāo)，中國鐵路總公司先行推動(dòng)了鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)（TDMS）5.0的研發(fā)試驗(yàn)和推廣實(shí)施，部分實(shí)現(xiàn)了“輔助決策、高效調(diào)度、動(dòng)態(tài)配能、精準(zhǔn)運(yùn)輸”的調(diào)度指揮目標(biāo)，取得了良好的應(yīng)用效果。

運(yùn)輸組織改革；調(diào)度指揮；運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)

1 概述

鐵路運(yùn)輸調(diào)度是鐵路日常運(yùn)輸組織和生產(chǎn)指揮的樞紐機(jī)構(gòu)，實(shí)行分級(jí)管理、集中統(tǒng)一的指揮原則。調(diào)度計(jì)劃以保障運(yùn)輸目標(biāo)實(shí)現(xiàn)為目的，體現(xiàn)了運(yùn)輸資源的有效配置，是調(diào)度指揮主要手段之一。鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)（TDMS）以支撐實(shí)現(xiàn)調(diào)度計(jì)劃協(xié)同編制為核心功能，經(jīng)過4次大的升級(jí)改造，已實(shí)現(xiàn)鐵路局調(diào)度工種專業(yè)間協(xié)同編制調(diào)度日（班）計(jì)劃及按列調(diào)臺(tái)輸出每日計(jì)劃圖，即“一日一圖”。為進(jìn)一步適應(yīng)鐵路轉(zhuǎn)企后的運(yùn)輸組織改革，圍繞“輔助決策、高效調(diào)度、動(dòng)態(tài)配能、精準(zhǔn)運(yùn)輸”的調(diào)度指揮目標(biāo)，以提高鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)效率和全力保證運(yùn)輸生產(chǎn)安全為重點(diǎn)，解決調(diào)度決策智能化、生產(chǎn)組織精準(zhǔn)化、運(yùn)力調(diào)配精益化、應(yīng)急處置科學(xué)化等問題，需要研究和建設(shè)智能化的新一代鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)。

以“一列車一條線”為標(biāo)志和實(shí)現(xiàn)列車全生命周期管理為階段目標(biāo)，中國鐵路總公司（簡(jiǎn)稱總公司）先行推動(dòng)了TDMS5.0的研發(fā)和試驗(yàn)。沈陽鐵路局率先突破，基于運(yùn)輸信息集成平臺(tái)的數(shù)據(jù)支撐，提出和運(yùn)用“長(zhǎng)計(jì)劃、短安排”的策略，優(yōu)化鐵路局調(diào)度日（班）計(jì)劃編制流程，研制出新型鐵路局級(jí)調(diào)度計(jì)劃協(xié)同編制平臺(tái)；支撐實(shí)現(xiàn)了局管內(nèi)列車工作計(jì)劃按“一列車一條線”集中編制，機(jī)車工作計(jì)劃與列車工作計(jì)劃同步編制，列車工作計(jì)劃與貨運(yùn)工作計(jì)劃按階段結(jié)合；使得按計(jì)劃行車實(shí)現(xiàn)率大幅提高，應(yīng)用效果提升顯著。

隨后，總公司正式立項(xiàng)，啟動(dòng)TDMS5.0全路升級(jí)工作[1]，分2個(gè)階段實(shí)現(xiàn)：

第一階段：升級(jí)鐵路局既有TDMS系統(tǒng)，在沈陽鐵路局、廣州鐵路（集團(tuán)）公司前期研發(fā)成果的基礎(chǔ)上，基于鐵路運(yùn)輸信息集成平臺(tái)，研發(fā)新版鐵路局計(jì)劃協(xié)同編制平臺(tái)，涵蓋貨運(yùn)、列車、機(jī)車、施工等工作計(jì)劃編制全過程，增加“工種及臺(tái)間計(jì)劃透明、車流來源透明、能力與車流精確匹配、計(jì)劃線自動(dòng)調(diào)整”等功能，支持調(diào)度工種間及各調(diào)度臺(tái)間調(diào)度計(jì)劃的全面協(xié)同編制，提高計(jì)劃編制質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)列車開行計(jì)劃的高水平兌現(xiàn)。新建總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)，按全路“一列車一條線”存儲(chǔ)和管理列車計(jì)劃和實(shí)績(jī)，支撐總公司與鐵路局間、鐵路局與鐵路局間調(diào)度計(jì)劃的有機(jī)銜接和協(xié)同編制，實(shí)現(xiàn)全路貨運(yùn)、列車、機(jī)車工作計(jì)劃的協(xié)調(diào)一致。通過進(jìn)一步有機(jī)結(jié)合總公司、鐵路局兩級(jí)計(jì)劃平臺(tái)，聯(lián)動(dòng)統(tǒng)一支撐總公司、鐵路局、站段三級(jí)調(diào)度協(xié)同指揮，真正發(fā)揮計(jì)劃對(duì)運(yùn)輸組織工作的整體牽動(dòng)作用。

第二階段：進(jìn)一步提高運(yùn)輸信息集成平臺(tái)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和完整性，開展調(diào)度大數(shù)據(jù)應(yīng)用。完成總公司、鐵路局兩級(jí)運(yùn)輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步、信息共享和不同工種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯總，開展全程運(yùn)到期限分析，實(shí)現(xiàn)貨物全程實(shí)時(shí)追蹤；基于運(yùn)輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行車流推算，實(shí)現(xiàn)分界口和限制區(qū)段的通過車流預(yù)測(cè)預(yù)警，實(shí)現(xiàn)車站預(yù)計(jì)到達(dá)、預(yù)計(jì)到卸車流的自動(dòng)預(yù)測(cè)和大車流集中到達(dá)預(yù)報(bào)預(yù)警；努力實(shí)現(xiàn)調(diào)度日（班）計(jì)劃、階段計(jì)劃的一體化編制和計(jì)劃自動(dòng)調(diào)整，促進(jìn)鐵路調(diào)度指揮由“人工分析型”逐步向“輔助決策型”轉(zhuǎn)變。

2 建設(shè)原則

遵循“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一資源、統(tǒng)一管理”的“五統(tǒng)一”建設(shè)原則[2]，充分考慮運(yùn)輸調(diào)度管理的業(yè)務(wù)特點(diǎn)以及應(yīng)用系統(tǒng)的集成，本著“信息充分共享、避免重復(fù)開發(fā)、面向集成應(yīng)用”的要求，提出建設(shè)運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)應(yīng)遵循的具體原則：

（1）保持路網(wǎng)的完整性。運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)統(tǒng)一和一個(gè)系統(tǒng)全覆蓋。有利于發(fā)揮路網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)和各通道的運(yùn)輸能力，根據(jù)旅客、貨物流量、線路狀況、設(shè)備狀況、環(huán)境因素等各種復(fù)雜情況，集中統(tǒng)一調(diào)配路網(wǎng)運(yùn)力資源，滿足運(yùn)輸需求，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)規(guī)模效益。

（2）保持調(diào)度指揮的統(tǒng)一性。運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)在指揮。面向市場(chǎng)需求，以基本計(jì)劃為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)全路在線協(xié)同編制統(tǒng)一的調(diào)度日（班）計(jì)劃；對(duì)運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)實(shí)行集中統(tǒng)一管理，隨時(shí)掌握各線列車運(yùn)行情況，以及各種資源運(yùn)用狀態(tài)與備用情況，并能在特殊情況下及時(shí)調(diào)度各種資源，應(yīng)對(duì)各類突發(fā)事件。

（3）統(tǒng)一規(guī)劃，分步建設(shè)。以調(diào)度系統(tǒng)為統(tǒng)籌“后廠”的核心，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上堅(jiān)持頂層設(shè)計(jì)、統(tǒng)一規(guī)劃的原則，在實(shí)施上根據(jù)需要分步建設(shè)。

（4）構(gòu)建完整系統(tǒng)。在總公司與鐵路局兩級(jí)采用統(tǒng)一的技術(shù)平臺(tái)，通過高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將總公司、鐵路局、站段構(gòu)成一個(gè)完整的有機(jī)整體，在數(shù)據(jù)、功能、界面、架構(gòu)、系統(tǒng)軟硬件等各層次上實(shí)現(xiàn)高度統(tǒng)一與協(xié)調(diào)。

（5）以計(jì)劃為核心的一元化管理。建立統(tǒng)一的數(shù)字化運(yùn)輸調(diào)度模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種計(jì)劃結(jié)構(gòu)化描述與一元化管理，方便信息共享、互聯(lián)互通。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 業(yè)務(wù)模型

從調(diào)度工作的整體性著眼和調(diào)度工作特征分析，調(diào)度指揮工作主要集中在總公司、鐵路局兩級(jí)，站段級(jí)調(diào)度參與和輔助計(jì)劃編制并主要負(fù)責(zé)計(jì)劃執(zhí)行和出現(xiàn)偏差的應(yīng)對(duì)。由此可以歸納出調(diào)度的3類主要工作內(nèi)容和職能：一是數(shù)據(jù)的采集和報(bào)表匯總，體現(xiàn)調(diào)度員的統(tǒng)計(jì)和分析職能；二是調(diào)度命令和調(diào)度工作計(jì)劃的編制和下達(dá)，體現(xiàn)調(diào)度員的指揮職能；三是快速查詢和重點(diǎn)追蹤，體現(xiàn)調(diào)度員的監(jiān)督與監(jiān)控職能。根據(jù)這3類工作職能，可抽象出調(diào)度指揮行為業(yè)務(wù)模型（見圖1）。

3.2 總體架構(gòu)

與鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮管理體制相適應(yīng)，鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)是一個(gè)從縱向到橫向、從業(yè)務(wù)覆蓋到技術(shù)實(shí)現(xiàn)都很復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化特大型應(yīng)用系統(tǒng)。采用“大平臺(tái)、微應(yīng)用”技術(shù)路線和平臺(tái)化的技術(shù)架構(gòu)[3]，提出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)（見圖2）。

圖1 調(diào)度指揮行為業(yè)務(wù)模型

圖2 運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

總公司、鐵路局兩級(jí)按照業(yè)務(wù)場(chǎng)景分類建立業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)，兩級(jí)系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)成聯(lián)動(dòng)的有機(jī)整體。與原有TDMS系統(tǒng)架構(gòu)相比，有3個(gè)突出變化：

（1）建立鐵路局、總公司兩級(jí)運(yùn)輸信息集成平臺(tái)，總公司級(jí)運(yùn)輸信息平臺(tái)匯集各鐵路局運(yùn)輸信息平臺(tái)全部數(shù)據(jù)，且兩級(jí)平臺(tái)數(shù)據(jù)保持實(shí)時(shí)同步，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)透明?？偣菊{(diào)度可直接依托總公司運(yùn)輸信息集成平臺(tái)，查詢?nèi)愤\(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)況。

（2）總公司新建計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)、車流推算平臺(tái)，生成和管理跨局“一列車一條線”，匯集全路“一列車一條線”計(jì)劃和實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)。支撐實(shí)現(xiàn)對(duì)客運(yùn)組織與指揮、貨運(yùn)組織與指揮、車流組織與調(diào)整、機(jī)車/機(jī)班管理指揮、施工組織與指揮等工作統(tǒng)籌，鐵路局業(yè)務(wù)工種調(diào)度依托鐵路局、總公司兩級(jí)系統(tǒng)平臺(tái)支撐，與總公司及相鄰鐵路局相關(guān)調(diào)度協(xié)作和協(xié)同完成調(diào)度計(jì)劃編制和指揮協(xié)調(diào)工作。

（3）總公司調(diào)度通過計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)和運(yùn)輸信息集成平臺(tái)可以直接掌握全路列車開行計(jì)劃與實(shí)績(jī)、現(xiàn)在車分布與車流預(yù)測(cè)等信息，逐步替代原有依賴鐵路局調(diào)度分階段報(bào)告的匯總數(shù)進(jìn)行調(diào)度指揮的現(xiàn)狀。

3.3 應(yīng)用架構(gòu)

在建立開放和“平臺(tái)化”運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)思路指導(dǎo)下，分析調(diào)度指揮管理模式和業(yè)務(wù)活動(dòng)，歸納出事前“計(jì)劃編制”、事中“計(jì)劃執(zhí)行”、事后“統(tǒng)計(jì)分析”3類業(yè)務(wù)場(chǎng)景，由于調(diào)度命令作用獨(dú)特且同時(shí)存在于計(jì)劃編制和計(jì)劃執(zhí)行兩類場(chǎng)景，將調(diào)度命令獨(dú)立為一類業(yè)務(wù)場(chǎng)景。據(jù)此，分場(chǎng)景建立“調(diào)度計(jì)劃、生產(chǎn)指揮、統(tǒng)計(jì)分析、調(diào)度命令”4個(gè)應(yīng)用平臺(tái)[4]。

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，運(yùn)用SOA技術(shù)理念及其“松耦合、互操作、可重用、可組合”的架構(gòu)方法，采用業(yè)界主流的分層設(shè)計(jì)模式，在一個(gè)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)模型和技術(shù)平臺(tái)上，構(gòu)建在界面、功能、數(shù)據(jù)和流程等各層次上高度統(tǒng)一、有機(jī)集成的完整系統(tǒng)，形成運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)（見圖3）。

整個(gè)架構(gòu)從上至下劃分為3個(gè)大的層次：

（1）應(yīng)用交互層（界面集成）：面向系統(tǒng)最終用戶，按照業(yè)務(wù)人員的崗位要求，通過裝配業(yè)務(wù)功能和流程交付復(fù)合的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

（2）業(yè)務(wù)平臺(tái)層（服務(wù)集成）：按照松耦合、可重用的功能組織方式，在一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)之上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全部業(yè)務(wù)功能的服務(wù)化。

（3）數(shù)據(jù)資源層（數(shù)據(jù)集成）：整合鐵路現(xiàn)有和未來各種IT應(yīng)用和信息資源，提供各種合適的服務(wù)和信息給上層業(yè)務(wù)應(yīng)用。

其中，最為復(fù)雜且核心的業(yè)務(wù)平臺(tái)層又分為多個(gè)子層，包括：

接入層：實(shí)現(xiàn)用戶使用的操作界面（UI），使用共享的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)服務(wù)，提供統(tǒng)一的、個(gè)性化的訪問入口。

圖3 運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

服務(wù)層：提供服務(wù)管理、注冊(cè)和發(fā)現(xiàn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的注冊(cè)發(fā)現(xiàn)、消息路由、服務(wù)組合、服務(wù)安全和運(yùn)行管理等功能，提供上層業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用調(diào)用業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)入口，促進(jìn)業(yè)務(wù)功能和通用功能的服務(wù)化和復(fù)用。

功能層：實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)核心的、離散的業(yè)務(wù)功能服務(wù)。根據(jù)功能域和顆粒度的不同，業(yè)務(wù)功能服務(wù)層又分為不同域。功能層通過分布式組件和Web服務(wù)等技術(shù)，使功能服務(wù)在接口、語義和使用等層面上都能標(biāo)準(zhǔn)化，促進(jìn)服務(wù)最大程度的重用，使業(yè)務(wù)功能的冗余變得減少甚至消除。

數(shù)據(jù)訪問層：提供對(duì)分散、異構(gòu)數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一訪問入口，將數(shù)據(jù)封裝成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)，從而解耦數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)消費(fèi)者。每一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)代表一個(gè)或一類業(yè)務(wù)實(shí)體，如計(jì)劃、資源、事件和規(guī)則等。對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)體采用單一、一致且標(biāo)準(zhǔn)的表現(xiàn)形式，相對(duì)于采用各種各樣特定的表現(xiàn)形式，可大大避免冗余，促進(jìn)信息共享，并提升對(duì)業(yè)務(wù)模型變化的適應(yīng)性。

對(duì)外接口層：將系統(tǒng)相關(guān)的內(nèi)外部應(yīng)用功能和信息封裝成標(biāo)準(zhǔn)的、可共享的業(yè)務(wù)服務(wù)，使服務(wù)能夠在一個(gè)被管理的環(huán)境中被多個(gè)消費(fèi)者使用，從而屏蔽層間或應(yīng)用間采用不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通差異，消除點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，使得信息能夠在各應(yīng)用間自由流動(dòng)。

3.4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

打破原有按工種分類數(shù)據(jù)的做法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整體規(guī)劃，按業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分類，有利于支撐實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、提升應(yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展性和靈活性。運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)將數(shù)據(jù)重新分類為資源、計(jì)劃、實(shí)際、評(píng)價(jià)、規(guī)則、事件和措施7個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)域（見圖4）。

圖4 運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型

資源數(shù)據(jù)域：主要包含對(duì)調(diào)度使用資源的定義，可理解為統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型，其中包括車站站場(chǎng)、物理線路、信號(hào)設(shè)備、動(dòng)車組（機(jī)車車輛）、作業(yè)人員等的描述。

計(jì)劃數(shù)據(jù)域：主要包含各類調(diào)度計(jì)劃的定義，如列車運(yùn)行計(jì)劃、動(dòng)車交路計(jì)劃、綜合維修計(jì)劃、供電計(jì)劃、貨運(yùn)計(jì)劃等。

實(shí)際數(shù)據(jù)域：主要包含對(duì)調(diào)度各類業(yè)務(wù)實(shí)績(jī)的定義，如列車運(yùn)行實(shí)績(jī)、動(dòng)車運(yùn)用實(shí)績(jī)、維修執(zhí)行實(shí)績(jī)、供電執(zhí)行實(shí)績(jī)、貨運(yùn)執(zhí)行實(shí)績(jī)等。

評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)域：主要包含對(duì)調(diào)度效果評(píng)價(jià)的定義，包括評(píng)價(jià)結(jié)果和評(píng)價(jià)依據(jù)等。

規(guī)則數(shù)據(jù)域：主要包含調(diào)度使用規(guī)則的定義，是調(diào)度人員對(duì)于業(yè)務(wù)情況處理時(shí)所應(yīng)用的業(yè)務(wù)規(guī)則。

事件數(shù)據(jù)域：主要包含對(duì)調(diào)度各類運(yùn)輸事件、狀態(tài)報(bào)告和突發(fā)事件的定義，如列車事件數(shù)據(jù)（包括列車始發(fā)、到達(dá)、交接等）和動(dòng)車事件數(shù)據(jù)（包括動(dòng)車出、入段，備用車，檢修車等）。

措施數(shù)據(jù)域：主要包含調(diào)度人員為處理運(yùn)輸生產(chǎn)過程中各類事件而采取措施的定義，包括下達(dá)命令、通知相關(guān)人員等。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 基于運(yùn)輸信息集成平臺(tái)

調(diào)度編制計(jì)劃的準(zhǔn)確性與其是否能夠及時(shí)掌握列車、車流、機(jī)車、司機(jī)等動(dòng)態(tài)，以及車流預(yù)測(cè)和車流推算等有直接關(guān)系。由于各鐵路局站段級(jí)的信息化水平參差不齊，在缺乏生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)支撐的情況下，部分鐵路局TDMS仍存在列車開行計(jì)劃準(zhǔn)確性不高、列車與貨運(yùn)及機(jī)車工作計(jì)劃結(jié)合不緊、列車到達(dá)信息不完整、統(tǒng)計(jì)考核不完善、崗位間人工方式交互信息較多、重復(fù)作業(yè)現(xiàn)象突出等問題。

運(yùn)輸信息集成平臺(tái)致力于運(yùn)輸生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息的數(shù)據(jù)集中，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)列車、車輛、貨物、機(jī)車、機(jī)車乘務(wù)員位置和狀態(tài)的實(shí)時(shí)掌握與動(dòng)態(tài)追蹤，及其變化趨勢(shì)的推算與預(yù)測(cè)。基于運(yùn)輸信息集成平臺(tái)可以有效解決現(xiàn)有運(yùn)輸組織和調(diào)度指揮工作通過“逐級(jí)匯總上報(bào)”方式獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顆粒度粗、時(shí)效性差、準(zhǔn)確度低等問題，支撐調(diào)度能夠全面、準(zhǔn)確、超前掌握運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)第一手信息，并助力支撐實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸調(diào)度的透明化指揮與精細(xì)化管理。

4.2 “一列車一條線”實(shí)現(xiàn)機(jī)制

“一列車一條線”是指按全生命周期管理列車計(jì)劃和實(shí)際運(yùn)行線，涵蓋從計(jì)劃編制階段到計(jì)劃執(zhí)行階段全過程，運(yùn)行線信息包括列車車次、種類、等級(jí)以及由始發(fā)站到終到站全部經(jīng)由站和時(shí)刻；同時(shí)以列車運(yùn)行線為主鍵關(guān)聯(lián)與列車相關(guān)的編組、機(jī)車、機(jī)班等信息。列車數(shù)據(jù)按“一列車一條線”方式在全路范圍內(nèi)數(shù)據(jù)共享，鐵路局存儲(chǔ)管理局管內(nèi)運(yùn)行線數(shù)據(jù)，總公司存儲(chǔ)管理全部運(yùn)行線全程數(shù)據(jù)，總公司與鐵路局兩級(jí)列車運(yùn)行線數(shù)據(jù)統(tǒng)一、實(shí)時(shí)同步。列車可分為貨運(yùn)列車、客運(yùn)列車和內(nèi)部非運(yùn)營(yíng)列車3類，分別制定與其特征相適應(yīng)的“一列車一條線”實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

貨運(yùn)列車“一列車一條線”采用“分布式協(xié)同機(jī)制”實(shí)現(xiàn)，分為編制生成計(jì)劃運(yùn)行線、分發(fā)交換計(jì)劃運(yùn)行線、協(xié)同調(diào)整計(jì)劃運(yùn)行線、發(fā)布“一列車一條線”4個(gè)環(huán)節(jié)：（1）編制次日計(jì)劃時(shí)，由始發(fā)局計(jì)劃臺(tái)調(diào)度鋪畫生成始發(fā)列車，依托鐵路局計(jì)劃平臺(tái)生成全路唯一的列車ID及計(jì)劃運(yùn)行線，提交到總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)。（2）總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)自動(dòng)核對(duì)形成全路“一列車一條線”，根據(jù)是否跨局向經(jīng)由的通過局、終到局分發(fā)“一列車一條線”計(jì)劃。（3）始發(fā)局、通過局、終到局基于始發(fā)局觸發(fā)生成的“一列車一條線”計(jì)劃，按照列車交出、接入順序滾動(dòng)調(diào)整和協(xié)同編制，調(diào)整結(jié)果即時(shí)提交總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)。（4）總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)實(shí)時(shí)匯總鐵路局互動(dòng)調(diào)整計(jì)劃運(yùn)行線的結(jié)果，保持全路“一列車一條線”數(shù)據(jù)與鐵路局管內(nèi)數(shù)據(jù)同步更新，經(jīng)過始發(fā)局、通過局、終到局共同確認(rèn)后發(fā)布執(zhí)行。

客運(yùn)列車“一列車一條線”采用“集中式協(xié)同機(jī)制”實(shí)現(xiàn)，分為集中生成和分發(fā)計(jì)劃運(yùn)行線、調(diào)整計(jì)劃運(yùn)行線、發(fā)布“一列車一條線”3個(gè)環(huán)節(jié)：（1）由始發(fā)局客運(yùn)計(jì)劃調(diào)度使用集中式客運(yùn)計(jì)劃編制系統(tǒng)和總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)，批量生成全路“一列車一條線”，并及時(shí)向相關(guān)鐵路局分發(fā)。（2）總公司、鐵路局客運(yùn)調(diào)度依據(jù)調(diào)度命令完成列車加開、停運(yùn)、變化等調(diào)整，即時(shí)生成全路“一列車一條線”；編制次日計(jì)劃時(shí)，始發(fā)局、通過局、終到局按照列車交出、接入順序滾動(dòng)調(diào)整和協(xié)同編制，調(diào)整結(jié)果即時(shí)提交總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)。（3）總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)實(shí)時(shí)匯總鐵路局互動(dòng)調(diào)整計(jì)劃運(yùn)行線的結(jié)果，保持全路“一列車一條線”數(shù)據(jù)與鐵路局管內(nèi)數(shù)據(jù)同步更新，經(jīng)過始發(fā)局、通過局、終到局共同確認(rèn)后發(fā)布執(zhí)行。

非運(yùn)營(yíng)列車“一列車一條線”實(shí)現(xiàn)機(jī)制與貨運(yùn)列車“一列車一條線”實(shí)現(xiàn)機(jī)制基本一致。納入交路的動(dòng)檢車、車底回送等采用客運(yùn)列車“一列車一條線”實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

4.3 平臺(tái)化技術(shù)

隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的發(fā)展，“大平臺(tái)＋微應(yīng)用”已成為企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)軟件架構(gòu)的新模式和主流技術(shù)路線。平臺(tái)化有助于按業(yè)務(wù)場(chǎng)景建立工作環(huán)境的生態(tài)，正確識(shí)別和建立與業(yè)務(wù)場(chǎng)景相匹配的應(yīng)用平臺(tái)是大型復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵之一[5]。運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)通過梳理業(yè)務(wù)場(chǎng)景設(shè)計(jì)了“調(diào)度計(jì)劃、生產(chǎn)指揮、統(tǒng)計(jì)分析、調(diào)度命令”4個(gè)應(yīng)用平臺(tái)，分別對(duì)應(yīng)和支撐事前“計(jì)劃”、事中“執(zhí)行計(jì)劃和應(yīng)對(duì)調(diào)整”、事后“基于實(shí)績(jī)的統(tǒng)計(jì)分析”和“命令的擬、簽、發(fā)流程”4個(gè)工作場(chǎng)景和生態(tài)。在調(diào)度指揮實(shí)際工作中，4個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景是同時(shí)并存的，同一調(diào)度崗位可能會(huì)并發(fā)參與和處理4個(gè)場(chǎng)景的業(yè)務(wù)活動(dòng)。平臺(tái)化技術(shù)的應(yīng)用，站在業(yè)務(wù)視角，支撐實(shí)現(xiàn)了流程化集成業(yè)務(wù)活動(dòng)；站在崗位視角，支撐實(shí)現(xiàn)了工作交互界面的解耦和切換。應(yīng)用平臺(tái)之間可通過“事件驅(qū)動(dòng)”機(jī)制實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)活動(dòng)的串接和并發(fā)。

4.4 計(jì)劃協(xié)同編制

鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)由于受到貨源變化、客流波動(dòng)、車流調(diào)整、線路施工、設(shè)備維修、惡劣氣候、自然災(zāi)害等各種因素影響，導(dǎo)致必須對(duì)每日列車開行進(jìn)行調(diào)整。早期TDMS系統(tǒng)模擬手工作業(yè)條件下的調(diào)度日（班）計(jì)劃編制過程，以計(jì)劃調(diào)度為中樞節(jié)點(diǎn)，建立的鐵路局級(jí)計(jì)劃協(xié)同編制平臺(tái)主要支撐調(diào)度崗位間的信息共享，由各業(yè)務(wù)工種調(diào)度按照規(guī)定的時(shí)序，各自收集信息和借助經(jīng)驗(yàn)編制所負(fù)責(zé)的專項(xiàng)計(jì)劃，主要由計(jì)劃調(diào)度在編制列車工作計(jì)劃時(shí)發(fā)現(xiàn)和消解各專項(xiàng)計(jì)劃間的沖突。該協(xié)作模式為星型結(jié)構(gòu)，在有限時(shí)間內(nèi)對(duì)專項(xiàng)工作計(jì)劃的匹配往往難以達(dá)到預(yù)期，調(diào)度計(jì)劃在實(shí)際執(zhí)行過程中仍需要調(diào)整。

從全路整體視角看，存在3類調(diào)度計(jì)劃編制的協(xié)作或協(xié)同：一是總公司調(diào)度與鐵路局調(diào)度的協(xié)同以及相鄰鐵路局調(diào)度間的協(xié)作，二是鐵路局內(nèi)部各業(yè)務(wù)調(diào)度工種間的協(xié)同以及崗位間的協(xié)作，三是鐵路局調(diào)度與站段調(diào)度崗位間的協(xié)作。新一代調(diào)度管理系統(tǒng)擬通過建立總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)，支持總公司與鐵路局間、鐵路局與鐵路局間調(diào)度計(jì)劃的統(tǒng)籌、有機(jī)銜接及協(xié)同編制。擬通過改造升級(jí)鐵路局計(jì)劃協(xié)同編制平臺(tái)，增加基于計(jì)劃運(yùn)行圖的沖突預(yù)判機(jī)制，支撐實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)調(diào)度工種間的協(xié)同；建立基于消息的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，支撐鐵路局調(diào)度崗位間以及與站段調(diào)度崗位間的實(shí)時(shí)協(xié)作。

5 結(jié)束語

經(jīng)過近3年的實(shí)施，已基本完成了18個(gè)鐵路局（公司）TDMS5.0系統(tǒng)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了新一代運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)的部分建設(shè)目標(biāo)，進(jìn)一步提高了鐵路局調(diào)度計(jì)劃的編制質(zhì)量，促進(jìn)了整體運(yùn)輸效率的提升。但目前，離實(shí)現(xiàn)全路“一列車一條線”的目標(biāo)尚有差距，受到了一些客觀情況的制約和影響：一是行車站名等關(guān)鍵的統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字典日常維護(hù)機(jī)制未能真正建立起來，各相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)也尚未真正使用；二是總公司計(jì)劃運(yùn)行圖平臺(tái)、車流推算平臺(tái)尚未正式投產(chǎn)使用。

TDMS5.0以實(shí)現(xiàn)全路“一列車一條線”為目標(biāo)，一體化設(shè)計(jì)總公司、鐵路局兩級(jí)系統(tǒng)，通過兩級(jí)系統(tǒng)平臺(tái)的互動(dòng)構(gòu)成有機(jī)整體，基本實(shí)現(xiàn)了“兩級(jí)部署、三級(jí)應(yīng)用”。TDMS5.0是全路第一次大范圍按照“平臺(tái)化”理念設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)、研發(fā)和實(shí)施所積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)需要建立行業(yè)統(tǒng)一的大型應(yīng)用系統(tǒng)有較強(qiáng)的借鑒意義。下一步，將繼續(xù)推動(dòng)以智能化為目標(biāo)的新一代運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)研究和建設(shè)，擬分為2個(gè)階段持續(xù)開展工作：一是建立運(yùn)輸指揮車流優(yōu)化模型，初步實(shí)現(xiàn)車流推算智能化；開發(fā)鐵路日常運(yùn)輸生產(chǎn)總體態(tài)勢(shì)推演和應(yīng)急處置輔助決策應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)針對(duì)目標(biāo)策略的評(píng)估和調(diào)控，精準(zhǔn)掌控運(yùn)輸生產(chǎn)規(guī)律，為突發(fā)情況下快速恢復(fù)運(yùn)輸生產(chǎn)提供科學(xué)決策依據(jù)。二是綜合分析全網(wǎng)需求和運(yùn)力，優(yōu)化全網(wǎng)資源配置，從實(shí)時(shí)到日、月、年等不同時(shí)間標(biāo)尺優(yōu)化調(diào)度與控制決策，提高全局態(tài)勢(shì)感知、快速精確分析和全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度決策能力[6]。建立基于全網(wǎng)的調(diào)度指揮仿真平臺(tái)，對(duì)運(yùn)輸解決方案、運(yùn)輸能力擴(kuò)充、新增新建線路及場(chǎng)站設(shè)計(jì)方案合理性進(jìn)行模擬驗(yàn)證，從而促進(jìn)鐵路調(diào)度指揮逐步從“輔助決策型”向“智能調(diào)度型”轉(zhuǎn)變。

[1] 李寶旭，劉洋，杜劍．鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng) （TDMS5.0）升級(jí)的實(shí)踐與體會(huì)[J]．中國鐵路， 2015(7)：31-34.

[2] 吳彬，蔣耀東．鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)在移動(dòng)平臺(tái)上 的信息共享方案[J]．中國鐵路，2015(6)：30-32.

[3] 于瀟．基于SOA的鐵路運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)的研究[J]. 鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì), 2016(3)：41-45.

[4] 中華人民共和國鐵道部運(yùn)輸局．鐵路運(yùn)輸調(diào)度規(guī)則[M]. 北京：中國鐵道出版社，2008.

[5] 中國鐵路總公司．鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)TDMS5.0 總體技術(shù)方案[R]．北京，2014.

[6] 余紅梅，張雄．鐵路調(diào)度集中系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通道故障 診斷方法研究[J]．中國鐵路, 2013(11)：27-30.

Research and Practice on New Generation o f Railway Transport Dispatching Management System

ZHANG Boju
（In formationization Department，CHINA RAILWAY，Beijing 100844，China）

To adapt to reform on traffic organization after the transforming from ministry to enterprise, to improve transport efficiency and to guarantee transport safety, the new generation of intelligent transport dispatching management system(TDMS) needs to be researched and constructed, so as to solve the problems such as intelligent dispatching decision, precise transport organization, lean management over transport resource allocation and scientific emergency response. For the stage objective as realizing entire life-cycle management marked as "one train for one line", CHINA RAILWAY promotes the R&D, test and application of TDMS 5.0 version, which partially realizes the target of "auxiliary decision-making, highly-efficient dispatching, dynamic capacity allocation and precise transport" and achieves good results.

reform on traffic organization；dispatching & command；TDMS

U29

A

1001-683X（2017）09-0026-07

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.09.026

中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016X006-D）

張伯駒（1968—），男，高級(jí)工程師。E-mail：zhangboju@126.com

責(zé)任編輯 盧敏

2017-07-09