鄧 念， 彭其淵

（西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院，四川成都610031）

高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)縱向結(jié)構(gòu)協(xié)同有序度模型

鄧 念， 彭其淵

（西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院，四川成都610031）

為深入研究調(diào)度指揮系統(tǒng)的協(xié)同機理，針對我國高速鐵路成網(wǎng)后可能存在的全路集中、區(qū)域集中和干線二級三種調(diào)度指揮模式，系統(tǒng)分析比較了各模式的管理層級和組織結(jié)構(gòu)特征．結(jié)合協(xié)同學(xué)理論提出了調(diào)度指揮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)協(xié)同有序度概念，并以實現(xiàn)調(diào)度指揮系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)縱向協(xié)同為目標(biāo)，采用信息熵理論構(gòu)建各模式下的通用有序度模型，在此基礎(chǔ)上提出了調(diào)度指揮模式定量選擇方法，最后通過案例分析驗證其有效性．研究結(jié)果表明：調(diào)度臺數(shù)量為60時，增設(shè)二級管理控制中心能夠提高調(diào)度指揮系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)有序度0．05～0．10；合理的二級管理控制中心配置方案能有效提高系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)有序度0．1．

調(diào)度指揮；高速鐵路；協(xié)同；信息熵

高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)是高速鐵路運營管理的核心，基于高速鐵路運輸組織安全、正點、高效的基本要求，需要高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)在縱向?qū)蛹墶⒏鲗I(yè)子系統(tǒng)與既有線調(diào)度指揮系統(tǒng)間在組織架構(gòu)、功能設(shè)置、協(xié)調(diào)控制、信息交互與共享等方面實現(xiàn)協(xié)同．隨著中國高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展，高速鐵路的建設(shè)和運營需要與之相適應(yīng)的現(xiàn)代化調(diào)度指揮系統(tǒng)，以確保高速鐵路及整個鐵路網(wǎng)絡(luò)的運輸安全、正常秩序及生產(chǎn)效率．

從20世紀(jì)90年代起，國內(nèi)專家和學(xué)者對我國高速鐵路運營調(diào)度進行了深入的研究并取得了重要的研究成果．文獻［1］分析了影響高速鐵路調(diào)度指揮模式的選擇因素，并通過多方面比較確定適宜我國高速鐵路的調(diào)度指揮模式——區(qū)域集中二級調(diào)度指揮模式；文獻［2］分析了我國高速鐵路調(diào)度指揮待解決的問題，并總結(jié)了高速鐵路調(diào)度與既有調(diào)度指揮系統(tǒng)的結(jié)合原則；文獻［3］結(jié)合我國鐵路組織管理模式，提出構(gòu)建現(xiàn)代化高速鐵路運營調(diào)度系統(tǒng)體系的設(shè)想．縱觀目前的文獻，對于高速鐵路調(diào)度指揮模式選擇問題的研究往往偏向于結(jié)合高速鐵路運營特點、運輸組織模式、與既有線協(xié)調(diào)等方面的定性探討，缺乏系統(tǒng)建設(shè)運營科學(xué)理論體系以及供系統(tǒng)建設(shè)參考的量化研究方案．因此，本文從系統(tǒng)論角度出發(fā)，研究調(diào)度指揮系統(tǒng)縱向?qū)蛹墔f(xié)同問題，提出一種量化研究調(diào)度指揮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有序度的方法，對于我國高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)協(xié)同、調(diào)度指揮模式選擇及高速鐵路建設(shè)和運營有著非常重要的意義．

1 高速鐵路調(diào)度指揮模式協(xié)同問題

1．1 主要調(diào)度指揮模式特征

從目前各國高速鐵路運營調(diào)度指揮模式可以看出［4-8］，主要的調(diào)度指揮模式分為：全路集中調(diào)度指揮模式、區(qū)域集中調(diào)度指揮模式和干線二級模式（見圖1）．按其縱向組織結(jié)構(gòu)特征可劃分為兩類：集中管理結(jié)構(gòu)和二級管理結(jié)構(gòu)．集中管理結(jié)構(gòu)設(shè)置統(tǒng)一的綜合調(diào)度指揮中心，在綜合調(diào)度中心根據(jù)線路數(shù)量、行車量等設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的調(diào)度臺，各調(diào)度臺通過專業(yè)調(diào)度向基層站段發(fā)布調(diào)度指揮命令，指揮現(xiàn)場的各項工作．二級管理結(jié)構(gòu)是將整個高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)分為兩個層級，全路綜合調(diào)度指揮中心和二級調(diào)度指揮中心．全路綜合調(diào)度指揮中心主要是起監(jiān)視和協(xié)調(diào)作用，必要時接管指定二級調(diào)度指揮工作，二級調(diào)度指揮中心負責(zé)日常列車的調(diào)度指揮工作，通過各專業(yè)調(diào)度臺向基層發(fā)布調(diào)度命令，基層站段根據(jù)調(diào)度命令組織實施．不同調(diào)度指揮模式區(qū)別詳見表1．

我國高速鐵路的修建是分段建設(shè)、逐漸成網(wǎng)的過程．在建設(shè)初期，投入運營的高速鐵路均委托給鐵路局代為運營，在鐵道部全路調(diào)度中心和鐵路局調(diào)度指揮中心分別增設(shè)高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)．

圖1 高速鐵路調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)Fig．1 Organizational structure for high speed railway dispatching schemes

1．2 調(diào)度指揮模式協(xié)同內(nèi)涵

高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)是一個由相互聯(lián)系、相互影響的多單元組成的完整系統(tǒng)，該系統(tǒng)組成元素多，元素之間存在著強烈耦合作用，并具有動態(tài)性特征．為實現(xiàn)系統(tǒng)安全、高效的生產(chǎn)運作，不僅需要各部門、各環(huán)節(jié)、各工種在日常業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)協(xié)同運作，還需要調(diào)度指揮體系在縱向組織結(jié)構(gòu)、橫向功能設(shè)置及信息交互上協(xié)同．所謂協(xié)同，既是系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)、合作，并通過相互間非線性作用產(chǎn)生相干效應(yīng)和協(xié)同作用，以構(gòu)建出結(jié)構(gòu)和功能上的有序，實現(xiàn)系統(tǒng)整體功能大于各子系統(tǒng)之和的協(xié)同現(xiàn)象［9-10］．換句話說，協(xié)同就是系統(tǒng)的有序程度，系統(tǒng)有序度越高，越能發(fā)揮更大的協(xié)同效應(yīng)．研究系統(tǒng)的協(xié)同問題，就是研究如何構(gòu)建系統(tǒng)的“協(xié)同有序”．要構(gòu)建系統(tǒng)的“協(xié)同有序”，首先要識別系統(tǒng)有序的來源，度量系統(tǒng)有序的程度．

表1 主要調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)特征Tab．1 Organizational structure of different dispatching schemes

1．3 組織結(jié)構(gòu)與信息傳播有序性

從系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度來看，系統(tǒng)能否具有靈活快速的應(yīng)變能力與系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)信息傳遞有序性有直接相關(guān)性．信息結(jié)構(gòu)有序度的高低直接反映出組織內(nèi)信息傳遞效率以及組織對各種變化的快速響應(yīng)能力．信息溝通的速度和準(zhǔn)確度是組織結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的重要指標(biāo)．如果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)滿足不了組織對信息的需要就會影響到組織的效果［13］．因此，研究系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)有序度問題可以從信息傳播有序性的途徑入手．

信息傳播的有序性是指信息在系統(tǒng)中傳播運動的穩(wěn)定性、規(guī)則性、重復(fù)性和相互的因果關(guān)聯(lián)性，其表現(xiàn)在系統(tǒng)中信息傳播的時效性（速度）和質(zhì)效性（準(zhǔn)確度）兩個方面．

系統(tǒng)中存在著縱橫交錯的信息網(wǎng)，假設(shè)系統(tǒng)的信息是逐層流動的，整個系統(tǒng)的信息量不變，則管理層次增多，其每層的管理幅度便會減少，因而管理層次和管理幅度是互為消長的．與此相對應(yīng)，評價組織效率的信息流通指標(biāo)——時效性和質(zhì)效性也呈現(xiàn)出相互矛盾性．即：管理層次增多使信息流通的路徑增多而分義減少，從而延緩了信息流通的速度，但卻提高了精確性．相反，如果減少管理層次，則必然會增加每層的管理幅度，這樣雖然流通時效性增強，然而信息分義點會增多，信息在流通中出錯的機會也增多，直接影響到信息流通的質(zhì)量．

在調(diào)度指揮系統(tǒng)中，信息傳播是管理層與調(diào)度層、調(diào)度層與基層站段之間的重要溝通方式，其有序性決定了系統(tǒng)在縱向上能否實現(xiàn)控制中心對系統(tǒng)和設(shè)備的直接管理和控制，管理決策控制能否有效、準(zhǔn)確地傳達是系統(tǒng)安全、高效運營的重要因素之一．調(diào)度指揮模式協(xié)同即調(diào)度指揮系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)滿足各業(yè)務(wù)單元日常作業(yè)、決策控制在信息交互上的有序性，發(fā)揮大于各子系統(tǒng)功能加總的系統(tǒng)整體協(xié)同效應(yīng)．

調(diào)度指揮模式的縱向結(jié)構(gòu)協(xié)同問題，既是管理層級與每層管理幅度之間的合理配置問題，它是影響系統(tǒng)內(nèi)信息流通有效性的重要因素，因此如何配置這兩個指標(biāo)以實現(xiàn)準(zhǔn)確的信息在有效的時間內(nèi)到達，是評價縱向結(jié)構(gòu)協(xié)同和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)的基本準(zhǔn)則．

2 信息熵——有序度的度量

信息熵理論是一種研究復(fù)雜性系統(tǒng)宏觀度量的重要方法，它的中心思想認(rèn)為系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)有序度是在考慮信息傳播時的有序度，并從信息傳播的時效性和質(zhì)效性兩個方面度量系統(tǒng)信息傳播的有序度［11-15］，已大量運用于有關(guān)組織結(jié)構(gòu)有序度研究方面［16-25］，且取得了較好的成果．

微觀態(tài)信息熵理論將系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)有序度描述為

式中：H為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)熵；Hm為系統(tǒng)的最大熵；R為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有序度的一種度量．R值越大，則表明系統(tǒng)組織越有效、越有秩序，其信息熵就越低．根據(jù)度量信息的時效性和質(zhì)效性指標(biāo)，系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)熵分為時效熵和質(zhì)效熵．因而系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)有序度是信息傳播時效有序度與質(zhì)效有序度的加總．

式中：α、β分別為時效和質(zhì)效關(guān)于系統(tǒng)的權(quán)重系數(shù)，α＋β＝1；RT為時效熵；RQ為質(zhì)效熵．

2．1 時效熵及時效有序度

如圖2所示，將系統(tǒng)抽象成由組成要素及要素關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)成的組織結(jié)構(gòu)圖．其中節(jié)點○為構(gòu)成系統(tǒng)的基本元素；直線段“—”表示各節(jié)點間存在直接信息流，這里稱作聯(lián)系，元素之間經(jīng)過的聯(lián)系數(shù)叫做元素的聯(lián)系長度．

圖2 系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)要素關(guān)聯(lián)圖Fig．2 Feature association of system structure

系統(tǒng)的時效反映信息在系統(tǒng)中或元素間傳遞過程中信息流通的時效性大小，時效熵則反映信息在系統(tǒng)中或元素間流通時效性不確定性的大?。到y(tǒng)中縱向結(jié)構(gòu)上下級兩元素之間的時效熵表示為

式中：PT（ij）為系統(tǒng)第i，j個聯(lián)系的時效微觀態(tài)實現(xiàn)概率，根據(jù)信息熵的微觀態(tài)概念，系統(tǒng)任兩個元素之間的狀態(tài)實現(xiàn)概率既是兩個元素在系統(tǒng)的聯(lián)系路徑數(shù)占系統(tǒng)元素總聯(lián)系路徑數(shù)的概率．其計算公式為

式中：Lij為結(jié)構(gòu)中i，j的最短路徑；

NT為系統(tǒng)的時效微觀態(tài)總數(shù)，其值為系統(tǒng)時效微觀態(tài)數(shù)目加總值

NT決定了信息在系統(tǒng)中傳輸?shù)目傮w效率，因此將系統(tǒng)的最大時效熵定義為

由于熵是一個廣延量，系統(tǒng)的總時效熵為

根據(jù)上節(jié)有序度公式，系統(tǒng)的時效有序度

2．2 質(zhì)效熵及質(zhì)效有序度

信息在系統(tǒng)中流通時準(zhǔn)確度的大小稱為系統(tǒng)質(zhì)效，質(zhì)效熵描述信息質(zhì)量不確定性的大小，元素的質(zhì)效熵描述本元素在信息傳遞過程中出錯機會的不確定性，表述為

式中：PQ（i）為系統(tǒng)第i個元素的質(zhì)量微觀態(tài)實現(xiàn)概率，計算公式為

式中：

Ki為元素聯(lián)系幅度，組織結(jié)構(gòu)中與i元素有直接聯(lián)系的元素數(shù)量，也稱作該元素的質(zhì)量微觀態(tài)；系統(tǒng)的質(zhì)量微觀態(tài)總數(shù)為

系統(tǒng)總質(zhì)效熵為

系統(tǒng)的最大質(zhì)效熵為

系統(tǒng)的質(zhì)量有序度為

3 高速鐵路調(diào)度指揮模式有序度模型

3．1 問題界定及模型假設(shè)

（1）調(diào)度指揮模式在組織架構(gòu)上的主要區(qū)別為縱向控制結(jié)構(gòu)等級不同．全路集中模式為一級控制結(jié)構(gòu)，區(qū)域集中式和通道調(diào)度指揮模式為二級控制結(jié)構(gòu)且具有相同的縱向組織結(jié)構(gòu)，本文將分別建立2個有序度模型．

（2）本文擬研究調(diào)度指揮模式縱向組織結(jié)構(gòu)協(xié)同有序問題，不考慮同級元素之間橫向信息的傳播關(guān)系．

（3）本文采用信息熵理論從信息傳播角度探討體系結(jié)構(gòu)的有序度問題，模型中組成調(diào)度指揮體系的控制中心、業(yè)務(wù)調(diào)度臺、車站、動車段、維修中心等體系架構(gòu)的基本元素，均作為信息傳播的節(jié)點，不做功能上的區(qū)分．

（4）連接基本元素邊代表兩元素間存在信息傳遞，相鄰元素的信息通道長度相等，信息通道容量滿足需求．

（5）由于車站、動車段、維修所等不作為系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，將車站、動車段及維修所作為同一元素討論．

（6）基于上述問題界定及假設(shè)，將兩種控制結(jié)構(gòu)的調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)描述如圖3所示．本文構(gòu)建的有序度模型將基于該組織結(jié)構(gòu)圖．

圖3 不同控制結(jié)構(gòu)調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)圖Fig．3 Structure organization of different control structure dispatching scheme

3．2 全路集中調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)有序度模型

全路集中調(diào)度指揮模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，圖中元素0為全路調(diào)度指揮中心，元素1～i為業(yè)務(wù)調(diào)度臺，元素i＋1～2i為車站、動車段及維修所等．i表示設(shè)置業(yè)務(wù)調(diào)度臺的數(shù)量．

根據(jù)章節(jié)2中公式建立全路集中調(diào)度指揮模式縱向結(jié)構(gòu)有序度模型：

①元素的聯(lián)系長度為

②元素的聯(lián)系幅度為

③系統(tǒng)總時效熵為

圖4 全路集中調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)簡圖Fig．4 Organization structure of centralized dispatching scheme

④系統(tǒng)總質(zhì)效熵為

⑤系統(tǒng)最大時效熵為

⑥系統(tǒng)最大質(zhì)效熵為

⑦系統(tǒng)的時效有序度為

⑧系統(tǒng)的質(zhì)效有序度為

⑨系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)有序度為

3．3 區(qū)域集中／通道調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)有序度模型

區(qū)域集中調(diào)度指揮模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示．

圖5中i為增設(shè)的二級調(diào)度指揮區(qū)域數(shù)量，j為每個二級調(diào)度指揮中心設(shè)置業(yè)務(wù)調(diào)度臺數(shù)量，為方便討論，設(shè)每個區(qū)域擁有相同的調(diào)度臺數(shù)．

根據(jù)第2節(jié)中公式建立區(qū)域集中／通道調(diào)度指揮模式有序度模型：

①i元素的聯(lián)系長度為

②i元素的聯(lián)系幅度為

③系統(tǒng)總時效熵為

圖5 區(qū)域集中／通道調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)簡圖Fig．5 Organization structure of regionally centralized／access-based dispatching scheme

④系統(tǒng)總質(zhì)效熵為

⑤系統(tǒng)最大時效熵為

⑥系統(tǒng)最大質(zhì)效熵為

⑦系統(tǒng)的時效有序度為

⑧系統(tǒng)的質(zhì)效有序度為

⑨系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)有序度為

4 高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)體系組織結(jié)構(gòu)有序度模型

根據(jù)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》（2008年調(diào)整），到2020年，高速鐵路將達到1．6萬km，按300 km設(shè)置列車調(diào)度臺計算，所需的調(diào)度臺套數(shù)約為60臺．本文采用總調(diào)度臺數(shù)為60臺，分別對上述兩種模型進行計算分析，文中考慮信息傳播的時效和質(zhì)效具有相同的重要度［13］，α、β參數(shù)取值為0．5（α＋β＝1）．

4．1 全路集中調(diào)度指揮模式有序度模型

考慮參數(shù)i（調(diào)度臺數(shù)量）取值范圍1～60時，采用信息熵理論構(gòu)建的全路調(diào)度指揮模式有序度模型計算結(jié)果如圖6所示．其中RT1為該模式的時效有序度，RQ1為該模式的質(zhì)效有序度，R1為該模式的組織結(jié)構(gòu)有序度．隨著業(yè)務(wù)調(diào)度臺數(shù)量增加，系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)規(guī)模增大，系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)有序度降低．

4．2 區(qū)域集中調(diào)度指揮模式有序度模型

因區(qū)域集中調(diào)度指揮模式設(shè)有二級指揮中心，在調(diào)度臺總數(shù)不變時有多種設(shè)置方式，本文僅選擇幾種方式進行討論．其中RT2為該模式的時效有序度，RQ2為該模式的質(zhì)效有序度，R2為該模式的組織結(jié)構(gòu)有序度，考慮參數(shù)i（調(diào)度臺數(shù)量）取值范圍為1～60時．圖7（a）為各區(qū)域調(diào)度臺數(shù)為j＝6臺，區(qū)域調(diào)度中心設(shè)置變化i＝60／j時該模式的有序度變化情況．圖7（b）為分別設(shè)置1～10個區(qū)域調(diào)度中心時該模式組織結(jié)構(gòu)有序度變化情況．圖7（c）為只增設(shè)一個區(qū)域調(diào)度指揮中心時該模式組織結(jié)構(gòu)有序度變化．圖7（d）為每個業(yè)務(wù)調(diào)度臺設(shè)置一個區(qū)域指揮中心時該模式組織結(jié)構(gòu)有序度變化．同全路調(diào)度指揮模式相同，隨著業(yè)務(wù)調(diào)度臺的數(shù)量增加，區(qū)域集中調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)有序度逐漸降低．從圖7（c）、圖7（d）中可得不同的區(qū)域調(diào)度指揮中心設(shè)置方案對同種規(guī)模的體系，其組織結(jié)構(gòu)有序度不同．

圖6 全路集中調(diào)度指揮模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有序度變化Fig．6 Organizational structure's synergicorder degree changes of centralized dispatching system

圖7 區(qū)域集中調(diào)度指揮模式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有序度Fig．7 Organizational structure's synergic order degree of regionally centralized dispatching system

4．3 計算結(jié)果分析

論文選取圖6和圖7（a）兩種調(diào)度指揮模式系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)有序度變化進行了對比，結(jié)果如圖8所示．其中區(qū)域調(diào)度指揮模式各區(qū)域內(nèi)設(shè)6個調(diào)度臺．由圖8可知，在該種調(diào)度臺配置情況下，體系規(guī)模較小時（＜20臺）增二級管理結(jié)構(gòu)的調(diào)度指揮模式組織結(jié)構(gòu)有序度較高，體系規(guī)模較大（＞20臺）時，全路集中調(diào)度指揮模式的組織結(jié)構(gòu)有序度較高．由于不同區(qū)域調(diào)度中心設(shè)置方案對體系組織結(jié)構(gòu)影響不同，因此在探討兩種調(diào)度指揮模式有序度時還需根據(jù)具體的區(qū)域調(diào)度指揮中心設(shè)置方案而定．

圖8 調(diào)度指揮系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)有序度對比圖Fig．8 Comparison chart of organization structure of different dispatching scheme

5 結(jié) 論

高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)擔(dān)負著高速鐵路安全、高效的運營重責(zé)，同時也是保障高速鐵路日常生產(chǎn)的關(guān)鍵，選擇適宜的調(diào)度指揮模式對于高速鐵路的建設(shè)運營至關(guān)重要．

本文從系統(tǒng)論、協(xié)同學(xué)、信息傳播理論等角度對高速鐵路調(diào)度指揮模式縱向組織架構(gòu)進行研究，利用信息熵理論針對不同調(diào)度指揮模式建立普遍適用的有序度模型，計算給出了兩種不同模式的有序度變化曲線．通過計算分析可得出以下結(jié)論：

（1）增設(shè)二級調(diào)度指揮中心能夠提高調(diào)度指揮體系組織結(jié)構(gòu)有序度，二級調(diào)度指揮中心設(shè)置方案對體系組織結(jié)構(gòu)有序度有一定影響．

（2）文章結(jié)合協(xié)同學(xué)與熵理論提出了一種量化研究高速鐵路調(diào)度指揮模式的方法，初探了協(xié)同學(xué)理論在調(diào)度指揮體系上的應(yīng)用．該方法可作為調(diào)度指揮體系結(jié)構(gòu)設(shè)計上的參考．需要注意的是調(diào)度指揮系統(tǒng)是一個復(fù)雜巨系統(tǒng)，其系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)涉及的因素眾多，在設(shè)計建設(shè)時需綜合考慮多方面因素．

另文中初探的調(diào)度指揮模式有序度模型具有一定的局限性，如模型中時效與質(zhì)效參數(shù)取值、底層元素未劃分等問題，這些都有待進一步的研究．

［1］ 彭其淵，文超，羅建．我國客運專線的調(diào)度指揮模式［J］．西南交通大學(xué)學(xué)報，2006，41（5）：541-548．PENG Qiyuan，WEN Chao，LUO Jian．Dispatching scheme for high speed passenger lines in China［J］．Journal of Southwest Jiaotong University，2006，41（5）：541-548．

［2］ 白昭．高速鐵路綜合調(diào)度系統(tǒng)模式探討［J］．鐵道工程學(xué)報，2003，20（3）：121-124．BAI Zhao．Brief introduction of the comprehensive dispatching system of high-speed railway［J］．Journal of Railway Engineering Society，2003，20（3）：121-124．

［3］ 趙春雷，劉志明．高速鐵路調(diào)度指揮體系的研究［J］．中國鐵路，2010（12）：44-47．

［4］ 彭其淵，楊奎，文超，等．我國高速鐵路夜間行車組織方法［J］．西南交通大學(xué)學(xué)報，2015，50（4）：569-576．PENG Qiyuan，YANG Kui，WEN Chao，et al．Organization methods of overnight operation for chinese high-speed railways［J］．Journal of Southwest Jiaotong University，2015，50（4）：569-576．

［5］ 韓弢，劉軍，楊肇夏．我國客運專線調(diào)度系統(tǒng)模式研究［J］．綜合運輸，2006（2）：64-67．

［6］ 夏春德．德國鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)［J］．中國鐵道科學(xué)，2004，25（4）：141-144．XIA Chunde．Railway traffic control system in Germany［J］．China Railway Science，2004，25（4）：141-144．

［7］ 吳強．日本高速鐵路考察報告［J］．鐵道經(jīng)濟研究，2006（2）：19-24．

［8］ 張驥翼，楊宏圖．從日本鐵路看中國鐵路客運專線運營調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)［J］．鐵道運輸與經(jīng)濟，2006，28（9）：29-44．

［9］ 哈肯．協(xié)同學(xué)：大自然構(gòu)成的奧秘［M］．上海：上海譯文出版社，2013：20-45．

［10］ 哈肯．信息與自組織［M］．成都：四川教育出版社，2010：73-92．

［11］ 李鶴齡．信息熵、玻爾茲曼熵以及克勞修斯熵之間的關(guān)系：兼論玻爾茲曼熵和克勞修斯熵是否等價［J］．大學(xué)物理，2004，23（12）：37-40．LI Heling．The relation between information entropy，Boltzmann entropy and Clausius entropy［J］．College Physics，2004，23（12）：37-40．

［12］ 邱菀華．熵學(xué)及其近代應(yīng)用［D］．北京：北京航空航天大學(xué)，1993．

［13］ 李習(xí)彬．熵：信息理論與系統(tǒng)工程方法論的有效性評價［J］．系統(tǒng)工程理論與實踐，1994，14（2）：37-42．LI Xibin．Entropy：information theory and an analysis of the effectiveness of systems engineering's methodology．Systems Engineering：Theory＆Practice，1994，14（2）：37-42．

［14］ 張繼國．信息熵：理論與應(yīng)用［M］．北京：中國水利水電出版社，2012：101-108．

［15］ 邱菀華．管理決策與應(yīng)用熵學(xué)［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2002：66-75．

［16］ 宋華嶺，金智新．礦井生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性評價［J］．煤炭學(xué)報，2005，30（3）：403-408．SONG Hualing，JIN Zhixin．Based on measuring complexity information content，the assessment metric for mine system's structural complexity［J］．Journal of China Coal Society，2005，30（3）：403-408．

［17］ 俞禮軍，郝小妮．基于結(jié)構(gòu)熵的中國城市交通管理機構(gòu)有序度評價［J］．交通標(biāo)準(zhǔn)化，2007（4）：28-31．YU Lijun，HAO Xiaoni．Order degree evaluation of chinese urban transport organization structure by means of structure entropy［J］．Communications Standardization，2007（4）：28-31．

［18］ 呂堅，孫林巖，朱云杰，等．組織結(jié)構(gòu)有序度的結(jié)構(gòu)熵評價研究［J］．預(yù)測，2003，22（4）：72-75．LüJian，SUN Linyan，ZHU Yunjie，et al．On evaluation of order degree of organization structure by means of structure entropy［J］．Forecasting，2003， 22（4）：72-75．

［19］ 吳瑞明，胡代平．評價系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的信息熵方法［J］．情報雜志，2008（11）：3-6．WU Ruiming，HU Daiping．The method of evaluating and choosing for systems structures based on entropy［J］．Journal of Information，2008（11）：3-6．

［20］ 張登兵，劉思峰．熵與系統(tǒng)有序性研究綜述［J］．?dāng)?shù)學(xué)的實踐與認(rèn)識，2008，38（24）：200-206．ZHANG Dengbing，LIU Sifeng．Overview of researches on entropy and system order［J］．Mathematics in Practice and Theory，2008，38（24）：200-206．

［21］ TOWILL D R．Time compression and supply chain management-a guided tour［J］．Supply Chain Management，1996，1（1）：15-27．

［22］ WANG Jing，JIA jingdong．A study on the impact of uncertain factors on information distortion in supply chains［J］．Production Planning＆Control，2005，16（1）：2-11．

［23］ ALBERTS D，GARTSKA J，STEIN F．Network centric warfare：developing and leveraging information superiority［J］．Commad＆Control Research Program USDod，2008，53（12）：78-79．

［24］ 閻植林，邱苑華，陳志強．管理系統(tǒng)有序度評價的熵模型［J］．系統(tǒng)工程理論與實踐，1997（6）：45-48．YAN Zhilin，QIU Yuanhua，CHEN Zhiqiang．Evaluation of system order degree as viewed from entropy［J］．Systems Engineering Theory＆Practice，1997（6）：45-48．

［25］ 李電生，夏國建．基于結(jié)構(gòu)熵理論的供應(yīng)鏈系統(tǒng)有序度評價研究［J］．北京交通大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2008，7（4）：40-43．LI Diansheng，XIA Guojian．Analyses about the order degree of supply chain system based on the structural entropy theory［J］．Journal of Beijing Jiaotong University：Social Sciences Editon，2008，7（4）：40-43．

（中、英文編輯：徐 萍）

Synergy Model of Vertical Structure of High-Speed Railway Dispatching System

DENG Nian， PENG Qiyuan
（School of Transportation and Logistics，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China）

Three dispatching schemes for high-speed railway network would be built in China，namely the centralized scheme，regionally centralized scheme and access-based scheme．In order to study synergy of dispatching system，management and organizational structure of different schemes were analyzed and compared．By combining with the synergistic theory，the concept of synergic order degree of dispatching system was proposed．With the goal of realizing vertical structure synergy of dispatching system，general order degree models in different dispatching schemes were constructed by the information entropy theory．And on this basis the quantitative selection method about dispatching schemes was proposed．Finally，validity was verified by a case analysis．The results indicate that the order degree of organization structure can be improved by 0．05 to 0．10 through seting regional control center when the system has 60 dispatcher stations，and it can be effectively increased by 0．1 through reasonable configuration scheme of the secondary management control center．

dispatch；high speed railway；synergistic；information entropy

U292．4

A

0258-2724（2016）01-0152-09

10．3969／j．issn．0258-2724．2016．01．022

2015-05-04

國家自然科學(xué)基金資助項目（U1234206）

鄧念（1988—），女，博士研究生，研究方向為高速鐵路調(diào)度指揮協(xié)同理論，E-mail：77137813＠qq．com

彭其淵（1962—），男，教授，研究方向為鐵路運輸組織優(yōu)化理論與方法，E-mail：qiyuan-peng＠home．swjtu．edu．cn

鄧念，彭其淵．高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)縱向結(jié)構(gòu)協(xié)同有序度模型［J］．西南交通大學(xué)學(xué)報，2016，51（1）：152-160．