智能客站旅客服務與生產管控平臺設計與實踐

廉文彬

（中國國家鐵路集團有限公司 客運部，北京 100844）

1 研發背景

近年來，隨著我國鐵路信息化建設的不斷進步，各鐵路局集團公司不斷加強客運站信息化建設，在創新客運生產應用信息系統方面進行了大膽嘗試，取得了一些成績，但還存在一些問題，主要是缺乏頂層設計，各系統獨立存在，無法互聯互通，形成不了合力[1-5]。主要表現在以下方面：

一是難以互聯互通。在同一網絡內，各單位根據業務分別獨立建設信息系統，獨立用戶管理，導致出現重復錄入數據，造成大量煩瑣人工分析，影響了工作效率和系統應用效果。在不同網絡內，網絡之間實施物理隔離，實現跨網互聯非常困難。另外，還有大量工作仍然依靠人工傳遞，未納入信息化管理系統中，集成運用程度不高。

二是難以共享資源。硬件方面，站內各類信息系統一般獨立設置，配屬專用的計算、存儲等硬件資源，未應用云計算技術進行統一管理，硬件資源利用率不高。軟件方面，客運信息各子系統獨立運行，往往需要使用多套軟件，且不同系統部署在不同網絡環境中，無法實現數據共享。

三是難以形成合力。客運系統有大量旅客、列車信息，但各類信息數據相對分散，數據無法互通，更無法深度分析，大數據集合應用功能無法體現。

四是難以滿足客運生產指揮信息化發展。由于各系統獨立運行，沒有形成統一的集中管理、沒有形成統一的數據集成共享、沒有形成多源數據融合的集成分析，在生產指揮上大量工作依靠人工來完成，科技化、信息化程度不高。

五是難以滿足旅客服務信息化發展。由于各系統獨立運行，信息環節不完整、信息分散、數據服務能力較弱、共享手段缺乏，導致很多數據無法進行個性化的開發和應用，不能實現旅客出行、票務、站車服務和非正常情況信息智能化推送以及旅客服務區域、餐飲、酒店、公共交通位置引導的智能導航服務。

針對存在的問題，按照客運提質計劃的要求，中國國家鐵路集團有限公司（簡稱國鐵集團）客運部組織各級鐵路客運部門開展鐵路客站信息化的統一規劃與設計工作，研制開發智能客站旅客服務與生產管控平臺（簡稱管控平臺）。該平臺通過整合客票、旅服、客管、調度、動車、視頻、機電設備控制等7 大系統數據資源，實現了旅服、客票、調度、動車和綜合視頻等系統專用網絡的安全互聯、數據全面共享、業務深度融合、資源充分復用，滿足了車站旅客服務、生產組織、安全卡控、應急處置、設備監控等方面的業務需求，大幅提升客運生產指揮效率和旅客服務質量。

2 系統設計

管控平臺在系統設計中主要以“集成共用”為基礎，構建統一的車站數據中心，集成各應用系統的數據，實現數據統一管理和共用，提高數據集成度和共享度；以“系統智能”為引擎，通過模型化、自動化、智能化的手段對車站業務和服務進行輔助決策，實現客運站的運營狀況可視、作業流程可控和模型算法可學習，保障車站所有設備、設施、系統、人員、作業的高效運轉；以“開放平臺”為窗口，提供開放的、可擴展的API，對內部應用提供數據及智能算法模型服務，對外提供數據共享服務，提高客運服務和生產的一體化協同水平；以“安全可靠”為保障，從系統、網絡、應用、管理多個角度考慮，通過統一的安全保障策略和系統運營維護方法確保系統的安全穩定可靠運行。

2.1 建設目標

針對車站各具體應用獨立部署和運用、數據共用困難、通用智能算法不共用、數據綜合分析利用不足、數據分散展示、人員和設備割裂等問題，通過技術與業務的深度融合、智能技術的共享應用、功能的集成和整合，構建面向車站生產管控和旅客服務的管控平臺，實現對內數據統一存儲、對外數據統一接口、服務器資源統一調配、算法模型深度應用、運營狀況總體研判、作業-人員-設備統一指揮、賬號權限統一管理、業務和數據集成展示，為客運車站的智能化提供有力的平臺支撐。具體建設目標如下：

（1）構建統一的客站服務和生產一體化支撐平臺。通過管控平臺的建設，重新梳理鐵路客運站生產和服務相關業務，將列車到發、車站客流、站內環境、設備狀況等信息作為驅動中樞，打造客運生產指揮一體化模式，實現車站客運作業統一操控、統一指揮、協同聯動和輔助決策，形成支撐旅客服務、生產組織、安全應急、綠色節能4 個方面各模塊的智能管控與服務平臺。

（2）形成統一的硬軟件資源管理及數據使用規范。通過管控平臺的建設，打破客站各應用獨立部署和運用的局面，整合硬軟件資源，進行統一管理和動態調配，減少硬軟件資源投入，建立集成數據庫，集中存儲內部各應用的數據，制定與內、外部系統的接口規范，建設統一的內、外部數據接口，統一由平臺為各應用提供存儲、計算、網絡、數據等資源，統一由平臺與外部系統共享數據，形成統一的硬軟件資源管理及數據使用規范。

（3）形成統一的作業流程、用戶管理和界面風格標準。通過管控平臺的建設，構建標準化的操控管理模式，實現操作流程、作業調度、人員排班的人性化；建立統一的賬號管理體系，實現賬號權限的統一管理和單點登錄；設立標準化的系統界面模板，實現各應用界面風格統一、不同載體顯示一致和數據的可視化集成展示。

（4）構建站車、站地一體化聯動指揮體系。通過管控平臺的建設，打破車站與客運段、地方管理部門間的管理壁壘和數據屏蔽，搭建高效穩定的站車、站地數據實時共享及交互通道，構建車站與列車、地方間的實時信息交互機制， 實現站車、站地一體化聯動指揮。

2.2 總體架構

管控平臺采用集中部署三級應用的總體架構。在中國鐵路主數據中心部署國鐵集團級和鐵路局集團公司級（簡稱路局級）系統，在鐵路局集團公司部署必要的前置服務器，在車站配置必要的接口和邊緣計算服務器。管控平臺為國鐵集團用戶提供全路車站運營信息查詢、狀態展示及輔助決策等功能，并從多維度形成分析報告，支撐車站的智能化應用；為鐵路局集團公司用戶提供全局所轄車站的運營信息查詢、狀態展示及輔助決策等功能；為車站級用戶提供作業-人員-設備一體化協同的客運管理、調度指揮、生產作業、設備運維功能，對旅客服務設備提供后臺數據和服務支撐。平臺總體架構見圖1。

圖1 智能客站旅客服務與生產管控平臺總體架構

由圖1 可知，管控平臺通過統一的數據庫實現車站各類業務相關應用的數據集成存儲，同時通過數據服務平臺/集成服務平臺與客票系統、調度系統等外部相關系統進行數據交互，實現跨部門、跨系統的數據共享。在國鐵集團設置運維終端，統一對全路管控平臺進行運維。在鐵路局集團公司配置前置服務器、網絡、終端等設備，將應用數據進行清洗加工后上傳到管控平臺進行集中存儲，同時接入綜合視頻系統實時視頻流數據用于集成化展示。對于鐵路局集團公司既有系統，建立標準化的數據通信機制，實現與管控平臺的數據全面共享。在車站配置接口和邊緣計算服務器、操作終端、生產指揮中心大屏等相關設備，接入車站部署的外部應用及信息系統數據，通過大屏進行集成展示。為了保證車站服務和生產的可靠性和穩定性，需對作業命令下發、執行效果反饋、消息通信等功能應用服務器進行高可用配置。

2.3 功能設計

管控平臺的功能主要由核心平臺和4 大業務板塊2 個部分構成，具體功能框圖見圖2。

3 技術創新

管控平臺在技術方面的創新主要表現在以下方面：

（1）構建鐵路客運領域首個信息物理系統（CPS）系統，突破計算、通信和控制技術有機融合與深度協作的技術難題，實現客站系統的實時感知、動態控制和信息服務。系統更加可靠、高效和實時協同。

（2）實現了客運計劃一體化編制、生產業務一體化聯動、客運設備全生命周期管理和站車一體化應急聯動等重大創新。

圖2 智能客站旅客服務與生產管控平臺功能框圖

（3）打破客運站各應用獨立部署的局面，整合各應用的軟硬件資源需求，進行統一管理和動態調配。

（4）通過統一的接口規范與各相關信息系統實現互聯互通，經過平臺進行數據匯集，不僅將各系統及前端感知信息匯集到平臺進行統一管理和開放共享，并且為大數據的分析奠定了基礎[6-7]。

（5）以匯集沉淀的客運站歷史數據為基礎，利用各類智能分析算法，構建車站運營狀況和全生產要素的評價模型，對車站實際的運營狀況進行實時評價，對車站的運營趨勢進行預測，自動生成響應的處置建議，形成車站客運生產和管理新模式。

（6）通過平臺統一各應用及外部系統的數據接口，實現車站作業、列車、人員、設備、環境等信息實時匯集和共享，依托信息的實時流轉打破信息系統獨立運行造成的人員、設備各自為戰，實現人員、設備、環境的協同聯動。

4 應用實踐及效果

按照總體方案設計的要求，自2018 年10 月開始，管控平臺先后在鄭州東站和昆明南站進行了試點運行，對于鐵路客站旅客運輸組織、生產業務管理、面向旅客服務等業務起到了重要的支撐和推動作用，實現了車站客運生產組織有序平穩、客運安全關鍵環節有序可控、客運應急處置過程有序規范、客運設備運行狀態有序監測、面向旅客服務精準便捷，具體應用效果如下：

（1）計劃生成自動化。作業計劃是客運生產組織最基礎的技術標準，計劃信息的準確獲取和實時更新是落實標準化、規范化的前提。針對以往調度命令依靠人工解析、人工登記、人工流轉，耗時費力、差錯率高的問題，平臺以基本圖為藍本，設計“一日一圖”模塊，自動解析客調命令、提取有效數據，與行車調度日計劃進行自動比對，生成日班計劃，通過CTC 壓軌信號實時修正到發計劃，準確率大幅提升，工作效率顯著提高，每天節省人工近4 h。

（2）生產組織一體化。針對以往客運組織生產過程中信息看不清、聯控叫不應、現場抓不牢等痛點，以列車到發計劃為基礎，以客運組織流程為主線，依托平臺對每趟列車的作業計劃、到發時刻、乘降人數、作業標準等生產信息進行有效整合與分析，個性化推送給相關崗位，指導和輔助現場人員，按照標準完成檢票放行、乘降組織、列車上水、出站驗票等生產任務。現場作業人員可通過手持機實現信息查詢、站車聯控、崗位互控，實時反饋作業完成情況。平臺通過綜控大屏，全景展示列車到發、股道占用、人員分布、標準執行、崗位聯動等現場作業狀態，實現對客運生產組織的全程化掌控、可視化盯控、一體化管控，確保了各項技術、管理、作業標準的有力落實。

（3）風險管控精準化。平臺通過分析日班計劃，自動生成安全風險卡控表，注明同站臺列車交匯、上水作業臨線進車等風險項點，個性化推送至現場相關作業人員手持機，并在綜控大屏自動彈出相應的監控視頻，實現風險精準預判，確保盯有重點、控有抓手。

（4）應急處置高效化。針對以往啟動應急基本靠電話通知、信息反饋不及時、組織效果不理想等問題，對車站各項應急預案進行流程再造，按照“處置流程化、執行角色化、管理規范化”的設計方針，嵌入平臺應急模塊，確保應急處置準確高效。一是應急響應“一鍵啟動、四級聯動”。點擊預案啟動確認鍵，自動將“任務項點、卡控關鍵、管理標準、作業標準”個性化推送至不同層級、不同崗位。現場職工按提示步驟進行標準化處置；業務干部按標準落實管理責任、加強現場指導和盯控；車站領導按照分工落實包保責任，結合現場情況進行決策部署。指揮中心通過平臺實時掌控處置進度，及時指揮糾偏。二是“無關信息不干擾、緊急信息強提醒”。通過手機APP 消息推送、手持機語音提醒等方式，向各管理和作業崗位“點對點”推送應急指示信息，各崗位人員只需掌握自身任務，排除了無用信息的干擾；緊急信息發送后3 min 內不確認的，將通過自動撥號再次進行強制提醒。

（5）設備監測實時化。按照“一設備一檔案”的標準化管理要求，利用平臺建立設備電子履歷，實行狀態智能監控、維保全程追蹤，打造“用管修”一體化管理模式，力求實現對站管設備的規范化、全周期管理。替代以往現場發現、電話報修、紙質記錄、聯系維保、等待銷號等人工報修方式，通過平臺拓展自動巡檢、PC 端、手持機和手機APP 等4 種報修渠道，并自動記錄維修過程；通過加裝設備監測傳感器，實現故障信息自動接收、維修工單自動生成、維保需求自動推送，大幅壓減工作環節，顯著提高維保效率；通過各類傳感器，對室內溫度、環境照明、空氣質量等進行實時監測，與空調系統、照明系統實時聯動，保持環境舒適度與能源消耗的最佳平衡。

（6）信息數據集成化。針對以往各類信息碎片化分布、時效性不強，無法實時收集、分析和處理等難點，利用平臺對運輸生產數據進行全面整合與開發利用，滿足多元化、多場景使用需求，為完善標準化、規范化建設提供大數據支撐。在客運組織方面，通過大數據分析運用，為優化崗位配置、提高組織效率、形成調圖建議等提供全面、精準、可靠的數據支持。例如：綜合利用到發計劃、客票信息等數據，可提前掌握和分析客流峰值變化、每日旅客流向、列車晚點情況、換乘旅客數量與去向、崗位作業“潮汐規律”等信息，為動態調整進站通道、開設售票窗口、合理加開臨客、組織接續換乘、調配跑崗人員等提供準確參考，更加有效地指導現場應對各種非常情況，提高組織效率與效能[8-10]。

5 結束語

智能客站旅客服務與生產管控平臺依托現代鐵路管理、服務理念和云計算、物聯網、大數據、人工智能、機器人等最新信息技術，在堅持業務與技術深度融合，打破各種技術、制度、管理等壁壘的基礎上，以車站生產高效組織、安全實時保障、環境綠色節能環保、旅客無障礙便捷出行為目標，以信息化手段推動生產業務流程再造和管理模式創新為引擎[11-12]，建成網絡互通、數據融合、信息集成的客運站旅客服務與生產管控最強大腦，把客運相關的所有數據統起來、管起來、用起來，實現信息全面共享、全方位分析，客運車站各項工作研判能力、管理水平以面向旅客提供精準便捷服務的能力得到全面提升，最終形成鐵路客運站智能出行服務、智能生產組織、智能安全保障有機統一的新型管理與服務模式。