貨車運用管理信息系統關鍵技術研究

祁苗苗，蔣 薈，王華偉，史曉磊

（中國鐵道科學研究院集團有限公司 電子計算技術研究所，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節，是鐵路運輸的重要組成部分[1-3]。多年來，鐵路車輛部門建設推廣了一系列與貨車運用相關的信息系統，主要包括：鐵路貨車技術管理信息系統[4]（HMIS，Freight car technical Management Information System）、 鐵路車輛運行安全監控體系[5]（簡稱：5T系統）、鐵路 車 號 自 動 識 別 系 統[6]（ ATIS， Automatic Train Identification System）等，這些系統的應用實施為鐵路貨車運用管理工作提供了大量的數據基礎，基本滿足了鐵路貨車運用管理的需求。

隨著鐵路運輸的快速發展，車輛速度顯著提升，列檢安全保證區段延長，重載貨物列車開行線路增多，列車車流密度提高，對列檢作業場運用維修技術作業（簡稱：列檢作業）提出了更高的要求。此外，列檢作業在作業提示、作業反饋、作業組織、預警推送、質量評價等方面也存在一系列亟需解決的問題。

為適應新形勢下的鐵路貨車運用管理工作需要，推進HMIS、5T系統的數據共享和綜合應用，迫切需要建設貨車運用管理信息系統，結合貨車修程修制改革要求，為現場作業提供完整的信息服務，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 系統總體架構

貨車運用管理信息系統采用信息處理與集成技術，依托鐵路服務內網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、列檢作業場分別部署應用軟件及數據庫，實現國鐵集團、鐵路局集團公司、車輛段、列檢作業場4級應用。在國鐵集團、鐵路局集團公司分別部署貨車運用管理系統管理級應用，建立完整的鐵路貨車運用管理數據存儲、處理、分析與應用環境，為各級用戶提供統一的應用服務；在列檢作業場部署貨車運用管理系統工位級應用，主要收集和管理各列檢作業場的技術作業信息及作業設備檢測信息，實現列檢作業的全過程管理。系統的總體架構如圖1所示。

圖1 貨車運用管理信息系統架構

1.1 國鐵集團級應用

國鐵集團級應用從5T系統中接入全國鐵路（簡稱：全路）的未處理5T預警信息，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、回送車信息進行數據集成和融合處理，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系統提供貨車列檢技術作業相關數據；對全路貨車列檢技術作業質量、故障處理反饋進行監督管理；自動生成各類統計報表，通過對全路累積歷史數據進行深層挖掘，分析貨車故障規律，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用

鐵路局集團公司級應用從5T系統接入列檢作業場入口車輛軸溫智能探測系統（THDS，Trace Hotbox Detection System）、鐵道車輛運行品質軌旁動態監測系統（TPDS，Truck Performance DetectionSystem）、鐵道車輛滾動軸承故障軌旁聲學診斷系統（ TADS，Trackside Acoustic Detection System）、貨車故障軌旁圖像檢測系統（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車編組信息，通過匹配全路待處理車輛清單形成列檢作業列車、車輛集成信息，實現到達、中轉作業列車信息按需推送，并可按照約定的接口為其他外部相關系統提供貨車技術作業相關數據；對管轄范圍內貨車列檢技術作業質量、故障處理反饋進行監督管理；自動生成各類統計報表，分析貨車故障規律，為貨車運用管理提供輔助決策支持。

1.3 車輛段級應用

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，對段內貨車列檢技術作業質量、故障處理反饋及數據錄入質量進行監督管理。

1.4 列檢作業場級應用

列檢作業場級應用按照列檢“一班、一列、一輛”標準化流程指導運用作業，實現貨車運用作業過程管理、作業過程信息集中錄入、5T預警信息綜合監控和故障處置信息統一反饋。

2 關鍵技術

2.1 車輛預警信息精準推送技術

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

通過分析列檢作業流程發現，列檢作業以“一列、一輛”為單位進行管理，若在列車到達列檢作業場前，以列、輛為單位集成車輛預警信息并有針對性的推送至到達列檢作業場，將顯著提高列檢作業效率。

貨車運用管理信息系統采用基于數據集成與匹配的車輛預警信息精準推送技術，將全路所有未經處理的5T系統報警信息、車輛相關技術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專項監控系統報警車、定檢到過期車及源頭質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。

考慮到THDS探測站基本覆蓋全路列檢作業場入口，因此，本文利用布點密度較高的THDS網絡和其監測的列車、車輛信息作為對車輛報警信息推送集成信息的“觸發器”，列車通過前方THDS探測站時，系統即可根據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場的監控終端，實現列檢作業監控與指揮由人工主動查詢向系統智能精準推送的轉變。車輛預警信息精準推送數據流程如圖2所示。

圖2 車輛預警信息精準推送數據流程示意

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

2.2 列檢作業質量評價算法

在造修源頭質量保證的基礎上，貨車運用安全實行區段負責制，并實施質量追溯[8]。鐵路貨車管理部門制定下發了《標準化運用貨車評價標準》，對貨車列檢作業中漏檢的各類故障制定扣分標準，但尚缺乏科學的、信息化的手段發現漏檢故障，對列檢作業場作業質量進行智能評判。

貨車運用管理信息系統綜合利用列檢作業人工發現故障、TFDS人工確認故障及臨修故障等信息，制定科學算法，對上一個作業場該列車的作業質量進行評價，實現列檢質量場際互控評價。鐵路局集團公司級用戶利用貨車運用管理信息系統實現鐵路局集團公司、車輛段間列車技術質量監控的評價，分級建立列車技術質量監控管理機制，開展列車技術質量評價工作，定期對貨車故障情況進行統計分析和通報，總結故障規律，指導車輛段列車技術質量管理。列檢作業質量評價算法流程如圖3所示。

圖3 列檢作業質量評價算法流程

（1）從互控列檢作業場（列檢2）車統-14作業記錄中選擇到達、中轉作業性質記錄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記錄L1，L1作業記錄產生的列檢為被評價列檢作業場（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作業質量進行評價；

（3）匹配互控列檢作業場上報典型故障、扣修車輛發現車輛故障編碼，或對應互控列檢作業場前方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場發生了故障漏檢；

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

2.3 列檢作業流程優化與再造

通過構建貨車運用管理信息系統，對列檢作業流程進行優化與再造，改進了貨車運用管理模式，實現了作業指揮的扁平化和精準化。（1）在列檢作業信息傳遞及存儲方面，對貨車安全監測、技術履歷信息進行集成整合，列檢作業前自動生成接車計劃，列檢結束后作業記錄信息、電子票據信息自動上報，實現信息的實時、高效傳輸與溝通；（2）在列檢作業監督與質量評價方面，通過將指揮流程規范化，結合列車作業性質制定不同的作業流程，生成預處理導航，并在PC端呈現列檢作業流程，對列檢作業進度、作業線路占用情況、智能作業設備狀態進行實時監控和異常提醒；制定科學評價指標對列檢作業質量進行智能評判，支持鐵路局集團公司、車輛段開展列車技術質量評價工作；（3）在作業信息錄入及反饋方面，整合列檢作業場級貨車運用管理的相關信息系統，實現預警車輛處置信息一處反饋、多系統共享，減少信息的重復錄入，顯著提高工作效率和質量。列檢作業場新舊作業模式對比如圖4所示。

圖4 列檢作業場新舊作業模式對比

3 典型應用場景

3.1 列車作業監控管理

貨車運用管理信息系統的列車作業監控管理功能結合列車作業性質，自動生成“一列”作業監控節點，采用流程卡控的方式對列檢作業流程進行明確、規范、嚴謹的定義；集成車輛5T系統預警及技術履歷信息，利用圖標對重點檢查車輛進行提示，實現車輛故障智能預警、作業進度視覺監控、作業流程智能卡控。目前，該功能已在全路列檢作業場推廣使用，顯著提高了列檢作業質量及效率。列車作業監控管理界面如圖5所示。

圖5 列車作業管理界面

3.2 列檢作業質量評價

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

圖6 列檢作業場標準化貨車質量評價界面

4 結束語

貨車運用管理信息系統通過對列檢運用作業相關系統的資源整合、信息共享、數據集成、綜合應用，按照“一班、一列、一輛”的標準化流程指導列檢技術作業，對列檢技術作業進行全過程的管控和規范化管理，發揮了貨車運行安全網絡化監控的應用效果，為貨車運用相關人員提供信息化支撐，在減輕勞動強度的同時，提高列檢作業質量，提升貨車運用管理、列檢生產組織、列車技術質量管理的信息化水平，保障鐵路車輛運輸安全。目前，系統已在全路18個鐵路局集團公司的420余個列檢作業場部署實施，為鐵路貨車運用質量的全面提升奠定了基礎。