祁苗苗，蔣 薈，王華偉，史曉磊

（中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081）

鐵路貨車運用維修（簡稱：貨車運用）工作是確保鐵路運輸安全和暢通的重要環(huán)節(jié)，是鐵路運輸?shù)闹匾M成部分[1-3]。多年來，鐵路車輛部門建設(shè)推廣了一系列與貨車運用相關(guān)的信息系統(tǒng)，主要包括：鐵路貨車技術(shù)管理信息系統(tǒng)[4]（HMIS，F(xiàn)reight car technical Management Information System）、 鐵路車輛運行安全監(jiān)控體系[5]（簡稱：5T系統(tǒng)）、鐵路 車 號 自 動 識 別 系 統(tǒng)[6]（ ATIS， Automatic Train Identification System）等，這些系統(tǒng)的應(yīng)用實施為鐵路貨車運用管理工作提供了大量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，基本滿足了鐵路貨車運用管理的需求。

隨著鐵路運輸?shù)目焖侔l(fā)展，車輛速度顯著提升，列檢安全保證區(qū)段延長，重載貨物列車開行線路增多，列車車流密度提高，對列檢作業(yè)場運用維修技術(shù)作業(yè)（簡稱：列檢作業(yè)）提出了更高的要求。此外，列檢作業(yè)在作業(yè)提示、作業(yè)反饋、作業(yè)組織、預(yù)警推送、質(zhì)量評價等方面也存在一系列亟需解決的問題。

為適應(yīng)新形勢下的鐵路貨車運用管理工作需要，推進HMIS、5T系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和綜合應(yīng)用，迫切需要建設(shè)貨車運用管理信息系統(tǒng)，結(jié)合貨車修程修制改革要求，為現(xiàn)場作業(yè)提供完整的信息服務(wù)，全面提升貨車運用管理的信息化水平，保障鐵路車輛運行安全。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

貨車運用管理信息系統(tǒng)采用信息處理與集成技術(shù)，依托鐵路服務(wù)內(nèi)網(wǎng)在中國國家鐵路集團有限公司（簡稱：國鐵集團）、鐵路局集團公司、列檢作業(yè)場分別部署應(yīng)用軟件及數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)國鐵集團、鐵路局集團公司、車輛段、列檢作業(yè)場4級應(yīng)用。在國鐵集團、鐵路局集團公司分別部署貨車運用管理系統(tǒng)管理級應(yīng)用，建立完整的鐵路貨車運用管理數(shù)據(jù)存儲、處理、分析與應(yīng)用環(huán)境，為各級用戶提供統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)；在列檢作業(yè)場部署貨車運用管理系統(tǒng)工位級應(yīng)用，主要收集和管理各列檢作業(yè)場的技術(shù)作業(yè)信息及作業(yè)設(shè)備檢測信息，實現(xiàn)列檢作業(yè)的全過程管理。系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 貨車運用管理信息系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 國鐵集團級應(yīng)用

國鐵集團級應(yīng)用從5T系統(tǒng)中接入全國鐵路（簡稱：全路）的未處理5T預(yù)警信息，從HMIS接入定檢履歷、定檢到過期車信息，從鐵路運輸信息集成平臺接入不良貨車、回送車信息進行數(shù)據(jù)集成和融合處理，形成全路待處理車輛清單，并可按照約定的接口為其他外部相關(guān)系統(tǒng)提供貨車列檢技術(shù)作業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)；對全路貨車列檢技術(shù)作業(yè)質(zhì)量、故障處理反饋進行監(jiān)督管理；自動生成各類統(tǒng)計報表，通過對全路累積歷史數(shù)據(jù)進行深層挖掘，分析貨車故障規(guī)律，為貨車運用管理提供輔助決策支持。

1.2 鐵路局集團公司級應(yīng)用

鐵路局集團公司級應(yīng)用從5T系統(tǒng)接入列檢作業(yè)場入口車輛軸溫智能探測系統(tǒng)（THDS，Trace Hotbox Detection System）、鐵道車輛運行品質(zhì)軌旁動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（TPDS，Truck Performance DetectionSystem）、鐵道車輛滾動軸承故障軌旁聲學(xué)診斷系統(tǒng)（ TADS，Trackside Acoustic Detection System）、貨車故障軌旁圖像檢測系統(tǒng)（TFDS，Trouble of moving Freighet car Detection System）的探測信息，從鐵路運輸信息集成平臺接入始發(fā)車編組信息，通過匹配全路待處理車輛清單形成列檢作業(yè)列車、車輛集成信息，實現(xiàn)到達、中轉(zhuǎn)作業(yè)列車信息按需推送，并可按照約定的接口為其他外部相關(guān)系統(tǒng)提供貨車技術(shù)作業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)；對管轄范圍內(nèi)貨車列檢技術(shù)作業(yè)質(zhì)量、故障處理反饋進行監(jiān)督管理；自動生成各類統(tǒng)計報表，分析貨車故障規(guī)律，為貨車運用管理提供輔助決策支持。

1.3 車輛段級應(yīng)用

車輛段級用戶利用計算機終端訪問所屬鐵路局集團公司級貨車運用管理信息系統(tǒng)，對段內(nèi)貨車列檢技術(shù)作業(yè)質(zhì)量、故障處理反饋及數(shù)據(jù)錄入質(zhì)量進行監(jiān)督管理。

1.4 列檢作業(yè)場級應(yīng)用

列檢作業(yè)場級應(yīng)用按照列檢“一班、一列、一輛”標準化流程指導(dǎo)運用作業(yè)，實現(xiàn)貨車運用作業(yè)過程管理、作業(yè)過程信息集中錄入、5T預(yù)警信息綜合監(jiān)控和故障處置信息統(tǒng)一反饋。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 車輛預(yù)警信息精準推送技術(shù)

既有列檢作業(yè)場通過與TPDS、TADS建立對應(yīng)關(guān)系，獲取車輛預(yù)警信息，當列車經(jīng)過探測站時，將列車的所有檢測評判信息向前方列檢進行預(yù)報[7]，列檢值班員通過查詢TPDS、TADS、HMIS終端獲取作業(yè)列車預(yù)警信息。這種推送方式存在3個突出的問題：（1）當列檢前方?jīng)]有對應(yīng)的TPDS、TADS探測站時，車輛途中預(yù)警信息無法向列檢作業(yè)場預(yù)報；（2）信息預(yù)報冗余程度較高，列車密集到達情況下，人工查找實際到達列車預(yù)警信息會降低作業(yè)效率；（3）車輛預(yù)警信息仍分散在各專項系統(tǒng)中，無法發(fā)揮車輛預(yù)警信息綜合應(yīng)用價值。

通過分析列檢作業(yè)流程發(fā)現(xiàn)，列檢作業(yè)以“一列、一輛”為單位進行管理，若在列車到達列檢作業(yè)場前，以列、輛為單位集成車輛預(yù)警信息并有針對性的推送至到達列檢作業(yè)場，將顯著提高列檢作業(yè)效率。

貨車運用管理信息系統(tǒng)采用基于數(shù)據(jù)集成與匹配的車輛預(yù)警信息精準推送技術(shù)，將全路所有未經(jīng)處理的5T系統(tǒng)報警信息、車輛相關(guān)技術(shù)履歷信息分別按照主題進行存儲管理，以車號為單位進行THDS、TPDS和TADS專項監(jiān)控系統(tǒng)報警車、定檢到過期車及源頭質(zhì)量重點排查車等信息集成，并同步到鐵路局集團公司級貨車運用管理信息系統(tǒng)。

考慮到THDS探測站基本覆蓋全路列檢作業(yè)場入口，因此，本文利用布點密度較高的THDS網(wǎng)絡(luò)和其監(jiān)測的列車、車輛信息作為對車輛報警信息推送集成信息的“觸發(fā)器”，列車通過前方THDS探測站時，系統(tǒng)即可根據(jù)到達車輛的車號將需要鑒定核實的車輛報警及定檢到過期車等信息進行集成，匹配車站通知信息后，推送至到達列檢作業(yè)場的監(jiān)控終端，實現(xiàn)列檢作業(yè)監(jiān)控與指揮由人工主動查詢向系統(tǒng)智能精準推送的轉(zhuǎn)變。車輛預(yù)警信息精準推送數(shù)據(jù)流程如圖2所示。

圖2 車輛預(yù)警信息精準推送數(shù)據(jù)流程示意

貨車運用管理信息系統(tǒng)將車輛預(yù)警信息推送從前方裝有TPDS、TADS探測站的列檢作業(yè)場延展至所有列檢作業(yè)場；集成整合多系統(tǒng)車輛預(yù)警信息，并有針對性的推送至列車實際到達作業(yè)場，顯著提升了列檢作業(yè)效率，在確保貨車運用安全的同時，使投資效益最大化，實現(xiàn)了貨車運用管理的提質(zhì)、降本、增效。

2.2 列檢作業(yè)質(zhì)量評價算法

在造修源頭質(zhì)量保證的基礎(chǔ)上，貨車運用安全實行區(qū)段負責制，并實施質(zhì)量追溯[8]。鐵路貨車管理部門制定下發(fā)了《標準化運用貨車評價標準》，對貨車列檢作業(yè)中漏檢的各類故障制定扣分標準，但尚缺乏科學(xué)的、信息化的手段發(fā)現(xiàn)漏檢故障，對列檢作業(yè)場作業(yè)質(zhì)量進行智能評判。

貨車運用管理信息系統(tǒng)綜合利用列檢作業(yè)人工發(fā)現(xiàn)故障、TFDS人工確認故障及臨修故障等信息，制定科學(xué)算法，對上一個作業(yè)場該列車的作業(yè)質(zhì)量進行評價，實現(xiàn)列檢質(zhì)量場際互控評價。鐵路局集團公司級用戶利用貨車運用管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)鐵路局集團公司、車輛段間列車技術(shù)質(zhì)量監(jiān)控的評價，分級建立列車技術(shù)質(zhì)量監(jiān)控管理機制，開展列車技術(shù)質(zhì)量評價工作，定期對貨車故障情況進行統(tǒng)計分析和通報，總結(jié)故障規(guī)律，指導(dǎo)車輛段列車技術(shù)質(zhì)量管理。列檢作業(yè)質(zhì)量評價算法流程如圖3所示。

圖3 列檢作業(yè)質(zhì)量評價算法流程

（1）從互控列檢作業(yè)場（列檢2）車統(tǒng)-14作業(yè)記錄中選擇到達、中轉(zhuǎn)作業(yè)性質(zhì)記錄L2，尋找與L2首車號、尾車號相同的列檢開始時間最近的一條作業(yè)記錄L1，L1作業(yè)記錄產(chǎn)生的列檢為被評價列檢作業(yè)場（列檢1）；

（2）對L1、L2列車編組信息進行匹配，車號重合率＞95%時認定為同一列車，并對被評價列檢1作業(yè)質(zhì)量進行評價；

（3）匹配互控列檢作業(yè)場上報典型故障、扣修車輛發(fā)現(xiàn)車輛故障編碼，或?qū)?yīng)互控列檢作業(yè)場前方TFDS人工確認故障編碼，3類故障信息中2類匹配成功即認定被評價列檢作業(yè)場發(fā)生了故障漏檢；

（4）根據(jù)《標準化運用貨車評價標準》對漏檢的故障進行扣分，實現(xiàn)對列檢1的作業(yè)質(zhì)量評價。

2.3 列檢作業(yè)流程優(yōu)化與再造

通過構(gòu)建貨車運用管理信息系統(tǒng)，對列檢作業(yè)流程進行優(yōu)化與再造，改進了貨車運用管理模式，實現(xiàn)了作業(yè)指揮的扁平化和精準化。（1）在列檢作業(yè)信息傳遞及存儲方面，對貨車安全監(jiān)測、技術(shù)履歷信息進行集成整合，列檢作業(yè)前自動生成接車計劃，列檢結(jié)束后作業(yè)記錄信息、電子票據(jù)信息自動上報，實現(xiàn)信息的實時、高效傳輸與溝通；（2）在列檢作業(yè)監(jiān)督與質(zhì)量評價方面，通過將指揮流程規(guī)范化，結(jié)合列車作業(yè)性質(zhì)制定不同的作業(yè)流程，生成預(yù)處理導(dǎo)航，并在PC端呈現(xiàn)列檢作業(yè)流程，對列檢作業(yè)進度、作業(yè)線路占用情況、智能作業(yè)設(shè)備狀態(tài)進行實時監(jiān)控和異常提醒；制定科學(xué)評價指標對列檢作業(yè)質(zhì)量進行智能評判，支持鐵路局集團公司、車輛段開展列車技術(shù)質(zhì)量評價工作；（3）在作業(yè)信息錄入及反饋方面，整合列檢作業(yè)場級貨車運用管理的相關(guān)信息系統(tǒng)，實現(xiàn)預(yù)警車輛處置信息一處反饋、多系統(tǒng)共享，減少信息的重復(fù)錄入，顯著提高工作效率和質(zhì)量。列檢作業(yè)場新舊作業(yè)模式對比如圖4所示。

圖4 列檢作業(yè)場新舊作業(yè)模式對比

3 典型應(yīng)用場景

3.1 列車作業(yè)監(jiān)控管理

貨車運用管理信息系統(tǒng)的列車作業(yè)監(jiān)控管理功能結(jié)合列車作業(yè)性質(zhì)，自動生成“一列”作業(yè)監(jiān)控節(jié)點，采用流程卡控的方式對列檢作業(yè)流程進行明確、規(guī)范、嚴謹?shù)亩x；集成車輛5T系統(tǒng)預(yù)警及技術(shù)履歷信息，利用圖標對重點檢查車輛進行提示，實現(xiàn)車輛故障智能預(yù)警、作業(yè)進度視覺監(jiān)控、作業(yè)流程智能卡控。目前，該功能已在全路列檢作業(yè)場推廣使用，顯著提高了列檢作業(yè)質(zhì)量及效率。列車作業(yè)監(jiān)控管理界面如圖5所示。

圖5 列車作業(yè)管理界面

3.2 列檢作業(yè)質(zhì)量評價

貨車運用管理信息系統(tǒng)列檢作業(yè)質(zhì)量評價功能按照《標準化貨車質(zhì)量評價標準》的要求，綜合利用列檢技術(shù)作業(yè)人工檢查發(fā)現(xiàn)的故障、TFDS發(fā)現(xiàn)的故障及臨修故障，對上一個作業(yè)場的作業(yè)質(zhì)量進行評價，促進列檢作業(yè)質(zhì)量改進，保證貨車運用質(zhì)量。目前，列檢作業(yè)質(zhì)量評價功能已在全路推廣使用，可實現(xiàn)列檢作業(yè)質(zhì)量互控及對鐵路局集團公司、車輛段運用管理質(zhì)量的評價。列檢作業(yè)質(zhì)量評價界面如圖6所示。

圖6 列檢作業(yè)場標準化貨車質(zhì)量評價界面

4 結(jié)束語

貨車運用管理信息系統(tǒng)通過對列檢運用作業(yè)相關(guān)系統(tǒng)的資源整合、信息共享、數(shù)據(jù)集成、綜合應(yīng)用，按照“一班、一列、一輛”的標準化流程指導(dǎo)列檢技術(shù)作業(yè)，對列檢技術(shù)作業(yè)進行全過程的管控和規(guī)范化管理，發(fā)揮了貨車運行安全網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的應(yīng)用效果，為貨車運用相關(guān)人員提供信息化支撐，在減輕勞動強度的同時，提高列檢作業(yè)質(zhì)量，提升貨車運用管理、列檢生產(chǎn)組織、列車技術(shù)質(zhì)量管理的信息化水平，保障鐵路車輛運輸安全。目前，系統(tǒng)已在全路18個鐵路局集團公司的420余個列檢作業(yè)場部署實施，為鐵路貨車運用質(zhì)量的全面提升奠定了基礎(chǔ)。