研究分析蒙西至華中地區鐵路智慧運輸資訊系統論文

　　蒙西至華中地區鐵路(以下簡稱蒙華鐵路)起自內蒙古鄂爾多斯市浩勒報吉，沿線經過內蒙古、陝西、山西、河南、湖北、湖南、江西等7 個省區，終至江西省吉安市，線路全長1 817 km，是蒙西至華中地區的主要運煤通道。但是，現有鐵路的“資訊孤島”和“各自為政”的狀態，各部門各系統之間不夠充分的資訊共享，使得鐵路的運輸效率不高，不能滿足使用者的高時效性需求。如果蒙華鐵路採用現有鐵路的運輸模式，其運營結果必定跟現有鐵路差別不大，不能體現出蒙華鐵路運營組織效率。故而蒙華鐵路智慧運輸資訊系統應採用“系統建設一體化”的研究思路，從整個蒙華鐵路的貨運服務流程出發，分析業務需求及其附屬管理需求，從而構建出全面的資訊化結構單元整體。

　　目前文獻對鐵路相應的智慧運輸系統進行了研究。在研究蒙華鐵路智慧運輸資訊系統這樣一個涉及多學科、多專業領域，集底層控制、實時排程、運營管理、整體最佳化於一體的多功能、多工的巨型複雜資訊系統時，首先就要明確智慧運輸資訊系統需要提供什麼樣的服務，然後要解答智慧運輸資訊系統如何提供服務，最後建立與蒙華鐵路運輸實際情況相符的系統架構。在具體實施過程中，依照智慧運輸資訊系統需求分析遵循的“逐層深入，由外向內，近遠結合”方法，以構建基於運到時限的資訊化智慧鐵路運輸系統這一根本需求為出發點，對蒙華鐵路需要完成的運輸任務按業務流程進行需求分析。同時以總體系統建設為基礎，逐步提出子系統建設目標，得到分部結構單元，透過資訊互動技術聚合成一個有機整體，以實現整個運輸過程中業務資訊同步和保真，保證各分部結構單元間業務流程的聯動性和目的統一性。

　　1 蒙華鐵路智慧運輸資訊系統總體技術方案

　　1.1 智慧運輸資訊系統總體技術方案的作用

　　對於蒙華鐵路智慧運輸系統而言，重要的是如何將人們面對的實際系統對映到用知識表述的空間，然後在知識層次上對系統求得最優(或接近最優)，根據這一最佳化結果得到知識層次上的系統結構，再將該結果反饋給現實空間，就可以得到所需要的智慧系統物理上的構成。

　　智慧運輸資訊系統總體技術方案是一個服務體系框架，是一個提供服務的功能性框架，它的本質就是要解答智慧運輸資訊系統能提供哪些服務、使用者服務如何組織、如何提供服務、誰為誰提供服務等一系列與使用者服務相關的問題。其主要作用在於採用合理的模型描述系統的要求、結構、資料及相互聯絡，使複雜的資訊關聯簡單易懂，便於對整個基於及時運輸的蒙華鐵路智慧運輸系統建立一個全面的認識。

　　1.2 智慧運輸資訊系統總體技術方案研究步驟

　　步驟1：系統需求分析

　　對系統將要面臨的具體管理問題以及運輸業務對系統開發的需要進行調查研究，充分闡明系統要“做什麼”的問題，使蒙華鐵路智慧運輸系統更趨於智慧化和資訊化，為保證貨物運輸的安全、實現及時運輸、更好地為顧客服務打下基礎。

　　步驟2：確定服務架構內容

　　需求分析是站在業務的角度闡述需要系統提供什麼樣的服務。在較完備的業務需求分析的基礎上，對其進行分類、合併、整理後，形成蒙華鐵路智慧運輸資訊系統服務架構內容，明確各智慧運輸資訊系統能提供什麼樣的服務。

　　步驟3：明確各業務平臺功能

　　業務平臺功能主要從服務架構入手，確定系統應該具有的主要功能，同服務相對應，系統的功能透過某種組合就可以完成某一項特定服務，並分析業務平臺內部邏輯結構和各功能之間的互動關係、互動資訊內容。

　　步驟4：分析各業務平臺之間的資料互動步驟3 中明確了各業務平臺的功能以及各功能之間的互動關係、互動資訊等內容，而每一個業務平臺都不是獨立存在的，步驟3 不能反映各業務平臺的中間過程和狀態，因此無法對應到現實的系統中。步驟4 就是為彌補步驟3 中的不足而引入的，用簡單易懂的方法描述各業務平臺間資訊互動的內容,梳理清各業務平臺間的關係，保證各業務平臺功能的實現。

　　2 蒙華鐵路智慧運輸系統服務架構

　　系統服務框架的目的在於對各種業務需求進行整合，形成各種子系統以滿足使用者的需求。根據蒙華鐵路的需求分析結果，對那些需求相似、性質相似的加以合併整理，得出蒙華鐵路智慧運輸系統的服務框架。為了充分滿足客戶需求，提高蒙華鐵路的運營組織效率，可以將蒙華鐵路智慧運輸系統分為電子商務、貨物運輸計劃編制、貨物運輸組織、經營管理、列車控制、鐵路基礎資訊管理、資訊共享、安全管理、人員管理、運力資源動態管理等10 個服務單元，以及相對應的36 個子服務單元。

　　3 蒙華鐵路智慧運輸系統總體構架

　　3.1 系統體系架構概述

　　蒙華鐵路智慧運輸系統的最終產品是服務，其產品的生產過程實質上就是獲取、識別使用者需求並制定相應的計劃以及根據鐵路運力資源組織貨物運輸以滿足使用者需求的過程。從需求這一角度出發，蒙華鐵路系統的整體框架可以分為：需求獲取與識別層、需求實現層、需求實現支援層三個層次。

　　1) 需求獲取與識別層。該層主要是由貨物服務與營銷平臺來實現，獲取與識別層透過為使用者提供貨運業務辦理、貨物資訊查詢、貨運營銷等服務，不斷地獲取貨主等對鐵路運輸的需求。同時該平臺還負責採集市場“產供銷”等資訊，並根據獲取的資訊，制定貨運營銷相關決策，最後將上述需求和決策向下傳達給需求實現層。充分體現以“產供運銷一體化”為中心的理念，以達到經營者內部的相互溝通及與外部使用者之間的協調，發貨企業、運輸企業、收貨企業很好地協調在一起互助共贏的目的。

　　2) 需求實現層。需求實現層根據需求獲取與識別層提供的不斷變化的使用者需求和決策，及時確定與使用者需求相應的各類作業計劃，並根據相關計劃組織貨物運輸。該層由鐵路貨物運輸組織計劃編制平臺、貨物運輸組織平臺、鐵路整合監控平臺、列車控制平臺4 個平臺組成。在鐵路整合監控與列車控制管理的'基礎上，基於動態需求制定全方位的運輸計劃，以計劃為核心，並進行排程指揮調整，實現鐵路運輸組織的一體化、智慧化管理。

　　3) 需求實現支援層。該層主要包括基礎資訊管理平臺、運力資源動態管理平臺、資訊共享平臺、鐵路經營管理平臺、人員管理平臺。需求實現支援層與鐵路的固定基礎設施資源、移動基礎設施資源、資訊基礎設施資源、人力資源、經營管理等相對應，其目的是最大限度地利用各類基礎設施，為需求實現層提出的資源需求提供相應的資源支援。

　　總體上看，系統的總輸入為使用者對蒙華鐵路智慧運輸系統的需求，總輸出為滿足客戶需求的鐵路運輸產品。經過上述需求與識別層、需求實現層、需求實現支援層各個層面的不斷動態互動和反饋，蒙華鐵路智慧運輸系統不斷最佳化自身的資源配置和運營管理，使得系統最終實現的使用者需求不斷逼近使用者提出的原始需求，為實現蒙華鐵路的及時運輸提供保障。

　　3.2 蒙華鐵路智慧運輸系統平臺間的資訊互動

　　在蒙華鐵路智慧運輸系統中，子系統與子系統組成一個相關的有機整體;在這個整體中資料扮演的角色就如同人體的血液，只有當血液不斷地在人體的各個器官之間流動，人才能夠健康生活;同樣，只有當資料在各個子系統之間不斷交換流通，這個有機整體才能高效運轉。鐵路資訊擁有海量資料，資料種類、格式繁多，資料之間也有著千絲萬縷的聯絡。在系統中，根據業務將相應資料分類並統一管理，按照業務系統之間的資訊互動和流程整合，更好地解決海量資料動起來的問題，來支撐業務的實際需要以及分析、預測、決策等需要，達到提高資料利用、資訊共享的目標。資訊的互聯、互通，減少了資源浪費，加快了資訊流通，有效保證了蒙華鐵路的及時運輸。系統中的資訊共享平臺在整個系統中起到橋樑連線的作用，保障各平臺間的資訊互動，實現各平臺間跨系統資訊提取、跨系統資訊傳送、資料格式轉換、資訊共享服務，提高資訊互動的效率，減少資源浪費。

　　4 結語

　　隨著社會的發展與使用者時效性運輸需求的提升，對鐵路的資訊化和智慧化要求越來越高。本文對蒙華鐵路智慧運輸資訊系統的總體技術方案進行了探討，設計了系統的服務架構和總體構架，對系統內部的資訊互動也進行了分析。希望對未來整個鐵路的智慧運輸資訊系統的建設具有啟示作用，對後續的平臺建設提供參考。