蒋灵明

(北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070)

1 概述

多年来，国内普速铁路一直采用客货混跑的方式，形成的是一种资源限制条件下以日常调度指挥为主导的货物运输组织模式，强调日常调度指挥在运输组织工作中的主导地位，但这种传统的运输组织模式已经无法适应铁路运输市场化进程和铁路自身发展的需要。纵观世界各国铁路货物运输组织模式的发展经验，文献[1]分析了“计划主导”型的规划型运输组织模式是市场经济条件下运输组织模式发展的必然趋势。文献[2]分析了铁路货物运输组织发展方向，提出铁路货物运输组织模式将逐步由调度指挥型向计划主导型转变、由资源限制型向资源适应型转变、由集结中转型向直达型转变、由生产型向经营型转变的发展思路。

铁路运营调度系统是支撑铁路货物运输生产和日常调度指挥的核心系统，如何适应并支撑计划主导的规划型运输组织模式是一个亟待解决的问题。近年来，随着中国国家铁路集团有限公司（以下简称国铁集团）各项改革措施的加快推进，现有相关系统装备也进行了密集升级。其中文献[3]以“一列车一条线”为建设目标分析了TDMS5.0 系统的建设方案，文献[4]以信息集成为目标分析了运输信息集成平台的建设方案。但都是基于传统设计理念进行修修补补，还无法脱离弱计划主导、强日常调度的传统设计思路，无法真正适应铁路货运组织的变革。本文以计划主导、资源适配为设计理念，构建一套适应于规划型运输组织模式下的运营调度指挥系统建设方案，实现对运输组织改革的驱动和牵引作用。

2 系统构建思路

1) 强化资源调度层，实现全路网内统筹规划

强化国铁集团调度中心的统一指挥，配套设计资源调度层，构建综合性立体运输资源配置计划，实现国铁集团调度指挥中心对全路网内货运、客运和施工维修等运输生产需求的统筹安排，集中统一规划人、车、路等可用运力资源状况，面向全路网实现机、车、供、电、辆各专业的全覆盖。

2) 构建“一元化”计划管理模式，支撑局、站两级作业

构建以时间、地点、资源三元素为原子节点的“一元化”计划管理平台，针对原子节点实现唯一数据、协同编制、多方调整、逻辑联动，保证资源配置计划的一元性。同时通过专业视图机制满足各调度工作和站段作业计划的专业需求，达到计划编制、日常调度、站段作业以及执行控制的“一元化”运营管理目标。

3) 运输需求精细采集，加速货运产品转化

以客户为中心的需求导向型是中国铁路货物运输组织市场化进程的必然趋势。对货物运输需求进行精细采集，融入敏捷化的货运产品设计理念，通过资源的快速配置，以应对不断变化的市场需求形成快速响应，实现更多满足用户个性化需求的货运产品转化，提高货物运输产品的市场适应性，最大的发挥铁路运输资源效益。

3 系统设计

3.1 业务模型

系统分为运输需求分析、运力资源保障、资源调度、生产调度、站段作业和执行监控5 层，如图1 所示。

运输需求分析层和运力资源保障层是资源调度层的有力支撑。资源调度层从运输需求出发，通过对运力资源的统筹规划，形成综合性运输资源配置计划。

生产调度层和站段作业层是资源调度层计划赖以实施的执行保证。依据专业需求，对资源配置计划从不同专业维度进行抽剥，形成针对不同工种的专业计划视图，各调度工种和作业站段严格依据计划组织相关作业。

执行监督层是辅助生产调度和站段组织相关作业的信息化工具。通过技术手段将人的意图自动实施，提高生产力水平，同时及时反馈执行进度和作业结果，帮助生产调度和资源调度及时进行调整。

若把资源调度层比作“大脑”，那生产调度和站段作业则为“神经网络”，执行监督则为“手”和“眼”。资源调度层将指令通过生产调度和站段下发执行监督，执行监督根据命令进行作业，且将执行进度反馈资源调度和生产调度。资源调度层发展方向势必为智能化、综合化；生产调度和站段作业则向着统一化、实时化、网络化；而执行监督则向着自动化、精细化发展。

3.2 总体架构

运营调度系统是一个覆盖运输组织全作业链的复杂大型应用系统。结合国铁集团、铁路局、站段三级应用需要，运用SOA 技术理念，采用分层设计模式，分别构建国铁集团级资源调度平台、路局级生产调度平台以及站段级运输作业平台3 个应用平台，如图2 所示。

围绕资源调度方案，为路局调度提供调度工作计划，为站段提供站段作业计划，通过“一元化”计划管理机制，实现三级应用之间的统一协调和有机联动。

图1 业务模型架构图Fig.1 Architecture diagram of business model

图2 系统层级结构图Fig.2 Architecture diagram of system hierarchy

1) 资源调度平台

资源调度平台，以满足运输需求为目标，通过对固定设备和移动设备等运力资源以及人力资源的全面统筹，生成资源调度方案。资源调度平台是运营组织的核心层，资源调度的优劣直接决定运营指挥效率的好坏，需深入挖潜资源调度层的智能化、自动化以及抗干扰性。

资源调度平台汇聚客、货运输需求信息，并实时采集列调车作业计划执行状态和机车、车辆、工供电维修作业状态，对运输需求和资源配置进行实时分析和智能预测，形成资源调度调整方案。

资源调度平台与自控控制设备建立直接通道，保证资源调度层平台的实时感知，控制执行层的及时受命，实现计划和执行管控一体、“大脑”和“手眼”的知行合一。

2) 生产调度平台

生产调度平台，围绕资源调度计划，按照不同调度工种形成列车、调车、机车、车辆、施工等各专业调度工作计划，保证路局调度人员按照统一部署进行日常调度指挥工作。

生产调度平台打破既有站段行车作业受行调指挥、调车作业受计划调指挥、机车检修/出入段作业受机调指挥的多头指挥传统模式，推行资源配置方案为各调度工种调度指挥、各站段组织作业的唯一蓝图，各工种面向基于资源配置方案的专业工作计划，通过组织协调保证各项工作计划的统一实施。

3) 运输作业平台

运输作业平台，面向站段作业，依据资源配置方案，形成可指导现场作业的站段作业计划。站段作业计划执行进度需自动汇总至资源调度平台，形成资源使用和释放状态与资源调度方案的无缝转换，实现站段作业完成、机车车辆检修完成后可用资源的及时入库；同时资源调度平台在统筹考虑作业能力的情况下，对资源占用、资源停用、资源整修提出明确需求计划，保证资源最大化循环利用。

同时，运输需求信息由站段作业层及时汇总至资源调度平台，保证对客流、货流等运输需求的实施分析和快速相应，并及时识别异动运输需求，指导资源调度调整。

3.3 应用架构

基于国铁集团、路局、站段三级应用需求下，在一个统一的业务模型和技术平台上，实现运输需求分析、运力资源保障、资源配置方案以及统计分析4 类核心业务管理，构建一个从计划、执行到反馈闭环的信息控制系统。整体应用架构分为8 层和两个体系，从上至下分为应用展示层、信息共享层、业务应用层、数据分析层、数据资源层、数据集成层、基础平台层和执行控制层等，同时设计信息安全保障体系和运行维护体系，如图3 所示。

应用展示层：基于资源调度方案一份信息源，面向三级用户，通过专业应用视图，实现一份信息的多层应用。

信息共享层：设计运输需求信息、运力资源保障信息、资源配置和分析信息以及相关运输指标统计信息的综合展示和实时共享。

业务应用层：引入大数据分析和管理技术，实现对全路网业务数据的管理和业务流程的协同。

数据分析层：基于智能预测和自动控制技术，构建运输需求分析和智能预测模型、运力资源配置模型、资源调度方案自动调整模型等，实现对业务应用的自动化、智能化支撑。

数据集成层：对计划数据、作业过程数据、列车实时运行数据以及历史数据等进行深度整合，通过一元化的数据服务管理模式对数据进行加工、清洗等规范化处理，将各类离散、异构数据源封装成标准的数据服务。

数据资源层：分运输需求、运力资源、资源调度、统计分析等业务类型，通过分布式分类存储，实现数据资源的集中存放。

基础平台层：结合铁路运输作业的实际特点，利用先进成熟的技术手段，充分满足用户的各类应用需求和系统建设需要。

执行控制层：与CBI、CTC、CIPS、TCC、STP、SCADA 等控制系统进行深度集成，在保证信息安全的基础上，实现计划→执行、执行→计划的闭环管控。

4 结束语

规划型运输组织模式是中国铁路货物运输组织改革的必然趋势，抓住既有铁路提速、客运专线开通后客货运输分线的机遇，建立适合我国国情并充分发挥干线通道能力的面向市场的计划主导型运营调度系统已经迫在眉睫。本文仅对支撑规划型运输组织模式运营调度系统的业务模型和总体方案进行分析和探讨，对于运营调度系统配套的产品体系设计、具体产品研制和实施方案还需要进一步深入研究。

图3 系统技术架构图Fig.3 Architecture diagram of system technology