鐵路運輸統(tǒng)計三級一體信息化構(gòu)建研究

賀曉玲，張錦超，劉承亮

（中國鐵道科學(xué)研究院 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081）

隨著鐵路建設(shè)的發(fā)展，對統(tǒng)計分析系統(tǒng)的要求越來越高，因此有必要對各種鐵路運輸統(tǒng)計分析系統(tǒng)進行梳理，根據(jù)系統(tǒng)工程的理論與方法，從整體的角度對功能結(jié)構(gòu)進行整合，打破以往統(tǒng)計分析系統(tǒng)的設(shè)計模式，通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、統(tǒng)計過程優(yōu)化和統(tǒng)計指標(biāo)體系優(yōu)化，構(gòu)建鐵道部、鐵路局、站段三級一體化統(tǒng)計分析系統(tǒng)，實現(xiàn)鐵路各級管理部門日常運輸生產(chǎn)和經(jīng)營信息統(tǒng)計完全自動化，為鐵路發(fā)展提供及時、準(zhǔn)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(tǒng)計現(xiàn)狀

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

許多發(fā)達國家的鐵路統(tǒng)計工作已經(jīng)基本實現(xiàn)自動化。隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，各國都利用計算機將鐵路運輸生產(chǎn)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，構(gòu)成一個鐵路運輸綜合自動化系統(tǒng)，其中包括統(tǒng)計分析信息系統(tǒng)。統(tǒng)計分析信息系統(tǒng)一般從各級基礎(chǔ)信息系統(tǒng)中自動采集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動化統(tǒng)計，形成統(tǒng)計信息化平臺，為鐵路運輸生產(chǎn)組織、客貨營銷和經(jīng)營管理提供信息服務(wù)與決策支持。

20世紀(jì)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(tǒng) (Total Operations Processing System，TOPS)，獲得很大成功，使之成為鐵路運輸管理系統(tǒng)中應(yīng)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(yè)也紛紛引進 TOPS 技術(shù)，結(jié)合本國情況加以改造和二次開發(fā)，建立自己的鐵路運營管理信息系統(tǒng)。西歐許多國家和日本等技術(shù)比較先進的國家也隨之建立了類似的管理系統(tǒng)[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(tǒng)”、加拿大在 20世紀(jì) 60年代末投入使用的“運輸報告管理系統(tǒng)(TRACS)”、英國在 20 世紀(jì)末投入使用的“鐵路綜合運營管理系統(tǒng) (BRTOPS)”，都實現(xiàn)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(tǒng)計分析以指導(dǎo)運營等功能。

（2）法國。法國在20世紀(jì)70年代投入使用的“貨物運輸集中管理系統(tǒng) (GCTM)”，實現(xiàn)了集中統(tǒng)計，生成各級統(tǒng)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(tǒng)”，實現(xiàn)了實時統(tǒng)計，可實時產(chǎn)生各種統(tǒng)計報表。

（4）日本。日本在 1994年投入使用的“貨物信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”，實現(xiàn)了自動生成各種統(tǒng)計報表。

先進的計算機管理技術(shù)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(tǒng)計的方式和模式發(fā)生了深刻的變化。

2 我國鐵路運輸統(tǒng)計管理體制現(xiàn)狀

我國鐵路運輸統(tǒng)計涉及車、機、工、電、輛各個部門，統(tǒng)計業(yè)務(wù)非常復(fù)雜。一般由鐵道部統(tǒng)一制定相關(guān)統(tǒng)計法規(guī)，以及統(tǒng)計指標(biāo)體系和報表模式，各鐵路局、站段根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點通常還設(shè)有諸多統(tǒng)計指標(biāo)，各級有關(guān)部門根據(jù)這些指標(biāo)體系提供統(tǒng)計信息。提供鐵路統(tǒng)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(shè)單位、地方鐵路管理部門等。統(tǒng)計工作分為鐵道部、鐵路局、站段三級進行，在鐵道部設(shè)有統(tǒng)計中心和綜合部，專門負責(zé)全路統(tǒng)計信息的歸口管理，鐵路局級也設(shè)有相應(yīng)的統(tǒng)計機構(gòu)，負責(zé)本單位的統(tǒng)計信息歸口管理，以及鐵路運輸統(tǒng)計信息的收集、整理、加工、傳輸、存儲、查詢、分析、編輯、發(fā)布、上報、提供等各項工作。基層站段統(tǒng)計人員負責(zé)收集基層車站的指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反映到鐵路局。鐵路統(tǒng)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(shè)有統(tǒng)計監(jiān)察，定期或不定期地對各級統(tǒng)計部門的工作進行監(jiān)督檢查。 我國鐵路運輸統(tǒng)計管理體制如圖1所示。

我國鐵路運輸統(tǒng)計工作經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在業(yè)務(wù)組織、管理機構(gòu)和信息化建設(shè)方面取得了很大成就，但也還存在著一些問題，如運輸統(tǒng)計管理體制不統(tǒng)一，統(tǒng)計信息分散不透明，統(tǒng)計手段落后和統(tǒng)計指標(biāo)體系不完善，以及運輸統(tǒng)計監(jiān)督職能不健全等。鐵路各級統(tǒng)計部門的業(yè)務(wù)信息量大、信息處理任務(wù)繁重，傳統(tǒng)的統(tǒng)計模式、手段和方法已不能滿足鐵路發(fā)展的需求。

鐵路作為一個業(yè)務(wù)種類繁多的大聯(lián)動機，要求業(yè)務(wù)系統(tǒng)間經(jīng)常交換信息，以便協(xié)同工作。因此，有必要深入分析各相關(guān)統(tǒng)計系統(tǒng)，對基礎(chǔ)信息、運輸統(tǒng)計業(yè)務(wù)、信息共享平臺、鐵路門戶進行詳細分析，構(gòu)建鐵路運輸統(tǒng)計三級一體化的信息系統(tǒng)。

3 鐵路運輸統(tǒng)計三級一體化目標(biāo)

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

（2）實現(xiàn)從十八點統(tǒng)計向?qū)崟r統(tǒng)計過渡，提升鐵路運輸統(tǒng)計分析水平。

（3）適應(yīng)鐵路統(tǒng)計信息化建設(shè)水平的提高，促進鐵路運輸日常統(tǒng)計指標(biāo)體系改革，適應(yīng)生產(chǎn)力布局調(diào)整和運輸體制改革不斷深化的需求。

圖1 我國鐵路運輸統(tǒng)計管理體制示意圖

（4）把握運輸動態(tài)，應(yīng)用先進的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和理念，深挖數(shù)據(jù)內(nèi)涵，建立為運輸生產(chǎn)組織和經(jīng)營管理服務(wù)的決策支持系統(tǒng)。

（5）推進鐵路統(tǒng)計方式改革，優(yōu)化統(tǒng)計人員組織結(jié)構(gòu)和任務(wù)分工，實現(xiàn)鐵路運輸日常統(tǒng)計原始信息采集手段自動化，建立一個及時、準(zhǔn)確、完整的統(tǒng)計分析系統(tǒng)。

4 鐵路三級一體化統(tǒng)計分析系統(tǒng)設(shè)計

4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于目前鐵路運輸統(tǒng)計各級系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對各級統(tǒng)計系統(tǒng)進行整合，打破原有設(shè)計模式，進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、統(tǒng)計過程優(yōu)化，通過建立時間、區(qū)間和車輛的三維立體數(shù)據(jù)信息庫，實現(xiàn)基礎(chǔ)信息資源的充分共享和利用，構(gòu)建滿足全路各級各部門統(tǒng)計需求的鐵路三級一體化統(tǒng)計分析系統(tǒng)。

鐵路三級一體化統(tǒng)計分析系統(tǒng)通過與“貨物運輸管理系統(tǒng)”、“列車調(diào)度指揮系統(tǒng)”、“車號自動識別系統(tǒng)”、“行車組織策劃系統(tǒng)”中各種相關(guān)基礎(chǔ)信息實現(xiàn)共享，取得豐富完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，將這些信息處理整合之后形成功能強大的統(tǒng)計分析管理基礎(chǔ)信息系統(tǒng)。改變原來數(shù)據(jù)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(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，使統(tǒng)計數(shù)據(jù)集中、共享，實時更新車站的車輛出入信息、運非狀態(tài)轉(zhuǎn)化信息、裝卸作業(yè)信息等，結(jié)合鐵路局調(diào)度信息系統(tǒng)的運行圖信息，鐵道部或鐵路局選取相應(yīng)時間點，進行集中統(tǒng)一的統(tǒng)計指標(biāo)編制，生成各種統(tǒng)計報表，并將有關(guān)統(tǒng)計結(jié)果反饋給基層站段。該系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 鐵路三級一體化統(tǒng)計分析系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 系統(tǒng)功能

鐵路三級一體化統(tǒng)計分析系統(tǒng)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(wù)段、車站報表。系統(tǒng)強大的信息發(fā)布功能可以實時將有關(guān)統(tǒng)計信息發(fā)布到基層站段客戶端，同時發(fā)送到鐵道部及相關(guān)管理部門，可以提取車站、車務(wù)段、鐵路局任意時間段的指標(biāo)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(chǎn)業(yè)務(wù)完成情況。該系統(tǒng)在鐵道部、鐵路局、站段的三級功能如下。

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

（2）鐵路局。系統(tǒng)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(biāo)，查詢、分析站段指標(biāo)，發(fā)布站段指標(biāo)，鐵路局生產(chǎn)狀況分析。

（3）站段。系統(tǒng)主要功能：貨車出入確認，運非轉(zhuǎn)變登記，裝卸作業(yè)確認，生成站段指標(biāo)，接收生產(chǎn)指標(biāo)，站段生產(chǎn)狀況分析。

4.3 功能分析

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

（2）實時統(tǒng)計、實時發(fā)布。通過對現(xiàn)有各級統(tǒng)計系統(tǒng)進行整合，構(gòu)建鐵路運輸日常統(tǒng)計綜合平臺，逐步實現(xiàn)向?qū)崟r統(tǒng)計過渡。將車輛的基本信息和在車站停留信息，以及性質(zhì)轉(zhuǎn)換狀態(tài)與列車運行圖結(jié)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(jié)構(gòu)體系的車輛狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫。使鐵路統(tǒng)計由靜態(tài)的某時某點的統(tǒng)計過渡到任意時間、任意地點和任意車輛的動態(tài)統(tǒng)計。

根據(jù)運輸分析工作需要，建立運輸統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)庫，存儲全部運輸統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)。發(fā)布模塊可以實時發(fā)布運輸統(tǒng)計指標(biāo)和報表，通過鐵路內(nèi)部辦公網(wǎng)將系統(tǒng)生成的各站段統(tǒng)計指標(biāo)定時發(fā)布給各站段，將各鐵路局指標(biāo)或交接指標(biāo)發(fā)布給各鐵路局的相關(guān)部門，將全路指標(biāo)發(fā)布給鐵道部。

（3）運輸指標(biāo)體系自動制定。由于系統(tǒng)整合后原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)大量集中，可以更方便地開發(fā)更多、更細的統(tǒng)計指標(biāo)。在鐵路三級一體化系統(tǒng)中統(tǒng)一制定統(tǒng)計指標(biāo)體系，有效減少各種中間指標(biāo)的設(shè)定，并且采用計算機自動定制指標(biāo)，可以徹底改變由于統(tǒng)計指標(biāo)及統(tǒng)計口徑發(fā)生變化，需要大規(guī)模調(diào)整各級報表和重新印制紙質(zhì)報表的資源浪費現(xiàn)象。

圖3 鐵路三級集中式統(tǒng)計管理體制示意圖

（4）運輸監(jiān)督評價自動完成。運輸監(jiān)督評價包括運輸生產(chǎn)質(zhì)量和效率、內(nèi)部清算指標(biāo)和統(tǒng)計質(zhì)量、運輸指標(biāo)和成本控制。根據(jù)監(jiān)督的目的，設(shè)計監(jiān)控指標(biāo)體系，并進行實時維護。從基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)中自動采集各基層站段監(jiān)控指標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)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(xiàn)自動監(jiān)控各部門指標(biāo)完成情況，將各種原始信息進行統(tǒng)計、核對，最后以圖形化的界面直觀地顯示給用戶。

4.4 關(guān)鍵技術(shù)分析

（1）構(gòu)建車輛與時間、空間信息統(tǒng)一的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，有效支持實時統(tǒng)計模式。實現(xiàn)鐵路運輸統(tǒng)計由靜態(tài)的某時點統(tǒng)計過渡到任意時間、地點和車輛的動態(tài)統(tǒng)計，必須將車輛的基本信息與在車站停留信息，以及性質(zhì)轉(zhuǎn)換狀態(tài)與列車運行圖結(jié)合起來。這些多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的結(jié)合需要進行合理規(guī)劃，采用先進的技術(shù)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(jié)構(gòu)體系的貨車狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫，如圖4所示。

圖4 貨車狀態(tài)信息的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

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

（3）實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動提取、校驗。鐵路統(tǒng)計分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源主要依賴于其他系統(tǒng)。車站級的統(tǒng)計信息，如車輛的出入、結(jié)存、重空、運非狀態(tài)；鐵路局級的在途列車統(tǒng)計、列車運行分析、貨車動態(tài)掌握、客貨列車正晚點統(tǒng)計、接運噸公里統(tǒng)計等。為了實現(xiàn)全路統(tǒng)計分析系統(tǒng)的整合，需要對現(xiàn)有的信息共享機制進行整合優(yōu)化，這將對鐵路系統(tǒng)的統(tǒng)計分析能力有很大程度的提升。

5 結(jié)束語

隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，沿用多年的手工統(tǒng)計方式將逐步向計算機自動化統(tǒng)計方式過渡，改變過去的分散統(tǒng)計方式，構(gòu)建基于車輛、時間和空間三維結(jié)構(gòu)的實時統(tǒng)計分析體系結(jié)構(gòu)，分析各部分的統(tǒng)計功能和結(jié)構(gòu)，研究各級統(tǒng)計分析系統(tǒng)的關(guān)系及協(xié)調(diào)機制，搭建統(tǒng)一的統(tǒng)計信息平臺，構(gòu)建全路范圍的數(shù)據(jù)集中式數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)車輛、時間、空間等信息的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，應(yīng)用先進的技術(shù)和理念，構(gòu)建為鐵路統(tǒng)計分析決策服務(wù)的數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)集市，建立為鐵路發(fā)展的監(jiān)督評價體系，從而建立一套完整的體系結(jié)構(gòu)。

在鐵路統(tǒng)計信息化快速發(fā)展的今天，運輸統(tǒng)計也必定朝著高度整合、完全自動化的方向發(fā)展。實踐證明，鐵路的發(fā)展最終取決于現(xiàn)代化。因此，鐵路統(tǒng)計工作要與時俱進，順應(yīng)時代發(fā)展的潮流，對各方面的統(tǒng)計工作進行創(chuàng)新，抓住機遇，迎接挑戰(zhàn)，迅速跟上鐵路改革發(fā)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(fā)展[J].鐵道經(jīng)濟研究，2001(6)：1-4.

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