鐵路運輸統計三級一體信息化構建研究

賀曉玲，張錦超，劉承亮

（中國鐵道科學研究院 電子計算技術研究所，北京 100081）

隨著鐵路建設的發展，對統計分析系統的要求越來越高，因此有必要對各種鐵路運輸統計分析系統進行梳理，根據系統工程的理論與方法，從整體的角度對功能結構進行整合，打破以往統計分析系統的設計模式，通過系統結構優化、統計過程優化和統計指標體系優化，構建鐵道部、鐵路局、站段三級一體化統計分析系統，實現鐵路各級管理部門日常運輸生產和經營信息統計完全自動化，為鐵路發展提供及時、準確、可靠的輔助決策信息，為鐵路挖潛提效提供可靠保證。

1 國外鐵路運輸統計現狀

世界各國鐵路的經營模式不同，美國、日本等發達國家鐵路大部分實行公司管理制，這些鐵路公司通常經營某些范圍、某條或某幾條鐵路的運營，鐵路運輸統計工作主要集中在各公司管理部門，在公司管理層設置單獨的統計部門負責公司所屬范圍的鐵路統計工作，在必要時向國家有關部門提供統計數據。

許多發達國家的鐵路統計工作已經基本實現自動化。隨著計算機和網絡技術的應用，各國都利用計算機將鐵路運輸生產系統的各子系統進行統一管理，構成一個鐵路運輸綜合自動化系統，其中包括統計分析信息系統。統計分析信息系統一般從各級基礎信息系統中自動采集數據，實現自動化統計，形成統計信息化平臺，為鐵路運輸生產組織、客貨營銷和經營管理提供信息服務與決策支持。

20世紀60年代中期，美國南太平洋鐵路公司(SP)研制建立了綜合運營管理信息系統 (Total Operations Processing System，TOPS)，獲得很大成功，使之成為鐵路運輸管理系統中應用計算機進行自動綜合管理的典范。北美鐵路和英國鐵路公司等十余家企業也紛紛引進 TOPS 技術，結合本國情況加以改造和二次開發，建立自己的鐵路運營管理信息系統。西歐許多國家和日本等技術比較先進的國家也隨之建立了類似的管理系統[1-2]。

（1）美國、加拿大和英國。美國 1978年投入使用的“運輸管理信息系統”、加拿大在 20世紀 60年代末投入使用的“運輸報告管理系統(TRACS)”、英國在 20 世紀末投入使用的“鐵路綜合運營管理系統 (BRTOPS)”，都實現了集中管理，處理機車、車輛、列車運行和運行狀況的實時信息，進行統計分析以指導運營等功能。

（2）法國。法國在20世紀70年代投入使用的“貨物運輸集中管理系統 (GCTM)”，實現了集中統計，生成各級統計報表等功能。

（3）德國。德國在 1984年投入使用的“綜合運輸管理系統”，實現了實時統計，可實時產生各種統計報表。

（4）日本。日本在 1994年投入使用的“貨物信息網絡系統”，實現了自動生成各種統計報表。

先進的計算機管理技術給這些國家的鐵路運輸帶來了巨大的變化，使鐵路運輸管理包括鐵路統計的方式和模式發生了深刻的變化。

2 我國鐵路運輸統計管理體制現狀

我國鐵路運輸統計涉及車、機、工、電、輛各個部門，統計業務非常復雜。一般由鐵道部統一制定相關統計法規，以及統計指標體系和報表模式，各鐵路局、站段根據自身業務特點通常還設有諸多統計指標，各級有關部門根據這些指標體系提供統計信息。提供鐵路統計信息的部門遍布全路所有獨立核算單位，以及大量路外建設單位、地方鐵路管理部門等。統計工作分為鐵道部、鐵路局、站段三級進行，在鐵道部設有統計中心和綜合部，專門負責全路統計信息的歸口管理，鐵路局級也設有相應的統計機構，負責本單位的統計信息歸口管理，以及鐵路運輸統計信息的收集、整理、加工、傳輸、存儲、查詢、分析、編輯、發布、上報、提供等各項工作。基層站段統計人員負責收集基層車站的指標數據，并將數據反映到鐵路局。鐵路統計報告制度有十八點上報制度，旬報、月報和年報等方式。在鐵道部及鐵路局還設有統計監察，定期或不定期地對各級統計部門的工作進行監督檢查。 我國鐵路運輸統計管理體制如圖1所示。

我國鐵路運輸統計工作經過幾十年的發展，在業務組織、管理機構和信息化建設方面取得了很大成就，但也還存在著一些問題，如運輸統計管理體制不統一，統計信息分散不透明，統計手段落后和統計指標體系不完善，以及運輸統計監督職能不健全等。鐵路各級統計部門的業務信息量大、信息處理任務繁重，傳統的統計模式、手段和方法已不能滿足鐵路發展的需求。

鐵路作為一個業務種類繁多的大聯動機，要求業務系統間經常交換信息，以便協同工作。因此，有必要深入分析各相關統計系統，對基礎信息、運輸統計業務、信息共享平臺、鐵路門戶進行詳細分析，構建鐵路運輸統計三級一體化的信息系統。

3 鐵路運輸統計三級一體化目標

（1）整合現有各級運輸統計分析系統，構建鐵道部、鐵路局、站段三級一體化統計分析系統。

（2）實現從十八點統計向實時統計過渡，提升鐵路運輸統計分析水平。

（3）適應鐵路統計信息化建設水平的提高，促進鐵路運輸日常統計指標體系改革，適應生產力布局調整和運輸體制改革不斷深化的需求。

圖1 我國鐵路運輸統計管理體制示意圖

（4）把握運輸動態，應用先進的數據挖掘技術和理念，深挖數據內涵，建立為運輸生產組織和經營管理服務的決策支持系統。

（5）推進鐵路統計方式改革，優化統計人員組織結構和任務分工，實現鐵路運輸日常統計原始信息采集手段自動化，建立一個及時、準確、完整的統計分析系統。

4 鐵路三級一體化統計分析系統設計

4.1 系統結構

基于目前鐵路運輸統計各級系統的應用現狀，對各級統計系統進行整合，打破原有設計模式，進行系統結構、功能、統計過程優化，通過建立時間、區間和車輛的三維立體數據信息庫，實現基礎信息資源的充分共享和利用，構建滿足全路各級各部門統計需求的鐵路三級一體化統計分析系統。

鐵路三級一體化統計分析系統通過與“貨物運輸管理系統”、“列車調度指揮系統”、“車號自動識別系統”、“行車組織策劃系統”中各種相關基礎信息實現共享，取得豐富完整的基礎數據源，將這些信息處理整合之后形成功能強大的統計分析管理基礎信息系統。改變原來數據庫分散放置，不能相互充分共享的缺點，在鐵道部或鐵路局構建統一的數據庫，使統計數據集中、共享，實時更新車站的車輛出入信息、運非狀態轉化信息、裝卸作業信息等，結合鐵路局調度信息系統的運行圖信息，鐵道部或鐵路局選取相應時間點，進行集中統一的統計指標編制，生成各種統計報表，并將有關統計結果反饋給基層站段。該系統的體系結構如圖2所示。

圖2 鐵路三級一體化統計分析系統體系結構示意圖

4.2 系統功能

鐵路三級一體化統計分析系統在鐵路局一級可以實時按照車輛別、單位別等生成鐵路局、車務段、車站報表。系統強大的信息發布功能可以實時將有關統計信息發布到基層站段客戶端，同時發送到鐵道部及相關管理部門，可以提取車站、車務段、鐵路局任意時間段的指標進行分析，以圖形化的模式直觀地展示給用戶，可以實時了解各部門運輸生產業務完成情況。該系統在鐵道部、鐵路局、站段的三級功能如下。

（1）鐵道部。系統主要功能：接收、審核各鐵路局報表，生成鐵道部指標，查詢、分析下屬單位指標，對外發布鐵道部指標，發布下屬單位指標，鐵道部運輸生產狀況分析。

（2）鐵路局。系統主要功能：接收、審核站段原始信息，讀取車輛在途信息，生成鐵路局所有指標，查詢、分析站段指標，發布站段指標，鐵路局生產狀況分析。

（3）站段。系統主要功能：貨車出入確認，運非轉變登記，裝卸作業確認，生成站段指標，接收生產指標，站段生產狀況分析。

4.3 功能分析

（1）運輸統計全面集中。鐵路運輸統計工作集中在鐵路局，基層站段不再進行統計工作，鐵路局通過自動采集各車站原始數據，得到各基層站段及鐵路局統計數據，從而徹底改變自下而上的統計方式，鐵路局能直接控制統計工作過程。同時，鐵路局相關統計部門將實時發布各基層站段的運輸生產指標，基層站段可以接收到本單位各種生產報表數據，實現鐵路運輸日常統計原始信息采集手段自動化，形成及時、準確、完整、獨立的統計報告方式。鐵路三級集中式統計管理體制如圖3所示。

（2）實時統計、實時發布。通過對現有各級統計系統進行整合，構建鐵路運輸日常統計綜合平臺，逐步實現向實時統計過渡。將車輛的基本信息和在車站停留信息，以及性質轉換狀態與列車運行圖結合起來，可以得到一個由車輛、時間和空間信息組成的三維結構體系的車輛狀態信息數據庫。使鐵路統計由靜態的某時某點的統計過渡到任意時間、任意地點和任意車輛的動態統計。

根據運輸分析工作需要，建立運輸統計歷史數據庫，存儲全部運輸統計歷史數據。發布模塊可以實時發布運輸統計指標和報表，通過鐵路內部辦公網將系統生成的各站段統計指標定時發布給各站段，將各鐵路局指標或交接指標發布給各鐵路局的相關部門，將全路指標發布給鐵道部。

（3）運輸指標體系自動制定。由于系統整合后原始基礎數據大量集中，可以更方便地開發更多、更細的統計指標。在鐵路三級一體化系統中統一制定統計指標體系，有效減少各種中間指標的設定，并且采用計算機自動定制指標，可以徹底改變由于統計指標及統計口徑發生變化，需要大規模調整各級報表和重新印制紙質報表的資源浪費現象。

圖3 鐵路三級集中式統計管理體制示意圖

（4）運輸監督評價自動完成。運輸監督評價包括運輸生產質量和效率、內部清算指標和統計質量、運輸指標和成本控制。根據監督的目的，設計監控指標體系，并進行實時維護。從基礎設施系統中自動采集各基層站段監控指標數據，根據TMIS、ATIS、DMIS 中提供的列車編組信息、分界站列車車次、運輸時點等信息實現自動監控各部門指標完成情況，將各種原始信息進行統計、核對，最后以圖形化的界面直觀地顯示給用戶。

4.4 關鍵技術分析

（1）構建車輛與時間、空間信息統一的三維結構數據庫，有效支持實時統計模式。實現鐵路運輸統計由靜態的某時點統計過渡到任意時間、地點和車輛的動態統計，必須將車輛的基本信息與在車站停留信息，以及性質轉換狀態與列車運行圖結合起來。這些多源異構數據的結合需要進行合理規劃，采用先進的技術和高效的算法，從而形成一個由車輛、時間和空間信息組成的三維結構體系的貨車狀態信息數據庫，如圖4所示。

圖4 貨車狀態信息的三維數據結構示意圖

（2）構建全路范圍的集中式數據庫結構，形成集中式統計模式。集中式數據庫是保證鐵路運輸統計集中的基礎，全路集中數據庫必須解決海量數據存儲和用戶分散使用的問題，采用數據倉庫存儲技術，在鐵道部或鐵路局構建一個或多個車輛信息存儲節點，存儲全路車輛的各種信息，并在數據節點構建數據集市存儲歷史數據。同時，根據制訂的各種運輸生產計劃，應用多種分析方法對運輸任務的完成情況進行檢測與分析，對存儲的歷史數據進行數據挖掘，為運輸生產提供強大的輔助決策信息。

（3）實現基礎數據的自動提取、校驗。鐵路統計分析系統的基礎數據來源主要依賴于其他系統。車站級的統計信息，如車輛的出入、結存、重空、運非狀態；鐵路局級的在途列車統計、列車運行分析、貨車動態掌握、客貨列車正晚點統計、接運噸公里統計等。為了實現全路統計分析系統的整合，需要對現有的信息共享機制進行整合優化，這將對鐵路系統的統計分析能力有很大程度的提升。

5 結束語

隨著計算機技術的廣泛應用，沿用多年的手工統計方式將逐步向計算機自動化統計方式過渡，改變過去的分散統計方式，構建基于車輛、時間和空間三維結構的實時統計分析體系結構，分析各部分的統計功能和結構，研究各級統計分析系統的關系及協調機制，搭建統一的統計信息平臺，構建全路范圍的數據集中式數據庫，實現車輛、時間、空間等信息的統一協調，應用先進的技術和理念，構建為鐵路統計分析決策服務的數據倉庫和數據集市，建立為鐵路發展的監督評價體系，從而建立一套完整的體系結構。

在鐵路統計信息化快速發展的今天，運輸統計也必定朝著高度整合、完全自動化的方向發展。實踐證明，鐵路的發展最終取決于現代化。因此，鐵路統計工作要與時俱進，順應時代發展的潮流，對各方面的統計工作進行創新，抓住機遇，迎接挑戰，迅速跟上鐵路改革發展的步伐。

[1]趙吉斌. 借鑒美國鐵路之所長推進中國鐵路改革發展[J].鐵道經濟研究，2001(6)：1-4.

[2]宋 剛，夏得春. 歐洲鐵路運輸管理系統在德國鐵路的運用[J]. 世界鐵路，2003(11)：57-59.