研究分析蒙西至華中地區(qū)鐵路智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)論文
蒙西至華中地區(qū)鐵路(以下簡(jiǎn)稱(chēng)蒙華鐵路)起自?xún)?nèi)蒙古鄂爾多斯市浩勒?qǐng)?bào)吉， 沿線(xiàn)經(jīng)過(guò)內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、湖北、湖南、江西等7 個(gè)省區(qū)，終至江西省吉安市，線(xiàn)路全長(zhǎng)1 817 km，是蒙西至華中地區(qū)的主要運(yùn)煤通道。但是，現(xiàn)有鐵路的“信息孤島”和“各自為政”的狀態(tài)，各部門(mén)各系統(tǒng)之間不夠充分的信息共享，使得鐵路的運(yùn)輸效率不高，不能滿(mǎn)足用戶(hù)的高時(shí)效性需求。如果蒙華鐵路采用現(xiàn)有鐵路的運(yùn)輸模式，其運(yùn)營(yíng)結(jié)果必定跟現(xiàn)有鐵路差別不大，不能體現(xiàn)出蒙華鐵路運(yùn)營(yíng)組織效率。故而蒙華鐵路智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)應(yīng)采用“系統(tǒng)建設(shè)一體化”的研究思路，從整個(gè)蒙華鐵路的貨運(yùn)服務(wù)流程出發(fā)，分析業(yè)務(wù)需求及其附屬管理需求，從而構(gòu)建出全面的信息化結(jié)構(gòu)單元整體。
目前文獻(xiàn)對(duì)鐵路相應(yīng)的智能運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在研究蒙華鐵路智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)這樣一個(gè)涉及多學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，集底層控制、實(shí)時(shí)調(diào)度、運(yùn)營(yíng)管理、整體優(yōu)化于一體的多功能、多任務(wù)的巨型復(fù)雜信息系統(tǒng)時(shí)，首先就要明確智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)需要提供什么樣的服務(wù)，然后要解答智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)如何提供服務(wù)，最后建立與蒙華鐵路運(yùn)輸實(shí)際情況相符的系統(tǒng)架構(gòu)。在具體實(shí)施過(guò)程中，依照智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)需求分析遵循的“逐層深入，由外向內(nèi)，近遠(yuǎn)結(jié)合”方法，以構(gòu)建基于運(yùn)到時(shí)限的信息化智能鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)這一根本需求為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)蒙華鐵路需要完成的運(yùn)輸任務(wù)按業(yè)務(wù)流程進(jìn)行需求分析。同時(shí)以總體系統(tǒng)建設(shè)為基礎(chǔ)，逐步提出子系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，得到分部結(jié)構(gòu)單元，通過(guò)信息交互技術(shù)聚合成一個(gè)有機(jī)整體，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中業(yè)務(wù)信息同步和保真，保證各分部結(jié)構(gòu)單元間業(yè)務(wù)流程的聯(lián)動(dòng)性和目的統(tǒng)一性。
1 蒙華鐵路智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)總體技術(shù)方案
1.1 智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)總體技術(shù)方案的作用
對(duì)于蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)而言，重要的是如何將人們面對(duì)的實(shí)際系統(tǒng)映射到用知識(shí)表述的空間，然后在知識(shí)層次上對(duì)系統(tǒng)求得最優(yōu)(或接近最優(yōu))， 根據(jù)這一優(yōu)化結(jié)果得到知識(shí)層次上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，再將該結(jié)果反饋給現(xiàn)實(shí)空間，就可以得到所需要的智能系統(tǒng)物理上的構(gòu)成。
智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)總體技術(shù)方案是一個(gè)服務(wù)體系框架，是一個(gè)提供服務(wù)的功能性框架，它的本質(zhì)就是要解答智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)能提供哪些服務(wù)、用戶(hù)服務(wù)如何組織、如何提供服務(wù)、誰(shuí)為誰(shuí)提供服務(wù)等一系列與用戶(hù)服務(wù)相關(guān)的問(wèn)題。其主要作用在于采用合理的模型描述系統(tǒng)的要求、結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)及相互聯(lián)系，使復(fù)雜的信息關(guān)聯(lián)簡(jiǎn)單易懂，便于對(duì)整個(gè)基于及時(shí)運(yùn)輸?shù)拿扇A鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)建立一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。
1.2 智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)總體技術(shù)方案研究步驟
步驟1：系統(tǒng)需求分析
對(duì)系統(tǒng)將要面臨的具體管理問(wèn)題以及運(yùn)輸業(yè)務(wù)對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的需要進(jìn)行調(diào)查研究，充分闡明系統(tǒng)要“做什么”的問(wèn)題，使蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)更趨于智能化和信息化，為保證貨物運(yùn)輸?shù)陌踩?shí)現(xiàn)及時(shí)運(yùn)輸、更好地為顧客服務(wù)打下基礎(chǔ)。
步驟2：確定服務(wù)架構(gòu)內(nèi)容
需求分析是站在業(yè)務(wù)的角度闡述需要系統(tǒng)提供什么樣的服務(wù)。在較完備的業(yè)務(wù)需求分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)、合并、整理后，形成蒙華鐵路智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)內(nèi)容，明確各智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)能提供什么樣的服務(wù)。
步驟3：明確各業(yè)務(wù)平臺(tái)功能
業(yè)務(wù)平臺(tái)功能主要從服務(wù)架構(gòu)入手，確定系統(tǒng)應(yīng)該具有的主要功能，同服務(wù)相對(duì)應(yīng)，系統(tǒng)的功能通過(guò)某種組合就可以完成某一項(xiàng)特定服務(wù)，并分析業(yè)務(wù)平臺(tái)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)和各功能之間的交互關(guān)系、交互信息內(nèi)容。
步驟4：分析各業(yè)務(wù)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交互步驟3 中明確了各業(yè)務(wù)平臺(tái)的功能以及各功能之間的交互關(guān)系、交互信息等內(nèi)容，而每一個(gè)業(yè)務(wù)平臺(tái)都不是獨(dú)立存在的，步驟3 不能反映各業(yè)務(wù)平臺(tái)的中間過(guò)程和狀態(tài)，因此無(wú)法對(duì)應(yīng)到現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)中。步驟4 就是為彌補(bǔ)步驟3 中的不足而引入的，用簡(jiǎn)單易懂的方法描述各業(yè)務(wù)平臺(tái)間信息交互的內(nèi)容,梳理清各業(yè)務(wù)平臺(tái)間的關(guān)系，保證各業(yè)務(wù)平臺(tái)功能的實(shí)現(xiàn)。
2 蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)服務(wù)架構(gòu)
系統(tǒng)服務(wù)框架的目的在于對(duì)各種業(yè)務(wù)需求進(jìn)行整合， 形成各種子系統(tǒng)以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。根據(jù)蒙華鐵路的需求分析結(jié)果， 對(duì)那些需求相似、性質(zhì)相似的加以合并整理， 得出蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的服務(wù)框架。為了充分滿(mǎn)足客戶(hù)需求，提高蒙華鐵路的運(yùn)營(yíng)組織效率， 可以將蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)分為電子商務(wù)、貨物運(yùn)輸計(jì)劃編制、貨物運(yùn)輸組織、經(jīng)營(yíng)管理、列車(chē)控制、鐵路基礎(chǔ)信息管理、信息共享、安全管理、人員管理、運(yùn)力資源動(dòng)態(tài)管理等10 個(gè)服務(wù)單元， 以及相對(duì)應(yīng)的36 個(gè)子服務(wù)單元。
3 蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)總體構(gòu)架
3.1 系統(tǒng)體系架構(gòu)概述
蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的最終產(chǎn)品是服務(wù)，其產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是獲取、識(shí)別用戶(hù)需求并制定相應(yīng)的計(jì)劃以及根據(jù)鐵路運(yùn)力資源組織貨物運(yùn)輸以滿(mǎn)足用戶(hù)需求的過(guò)程。從需求這一角度出發(fā)，蒙華鐵路系統(tǒng)的整體框架可以分為： 需求獲取與識(shí)別層、需求實(shí)現(xiàn)層、需求實(shí)現(xiàn)支持層三個(gè)層次。
1) 需求獲取與識(shí)別層。該層主要是由貨物服務(wù)與營(yíng)銷(xiāo)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 獲取與識(shí)別層通過(guò)為用戶(hù)提供貨運(yùn)業(yè)務(wù)辦理、貨物信息查詢(xún)、貨運(yùn)營(yíng)銷(xiāo)等服務(wù)，不斷地獲取貨主等對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)男枨蟆Ｍ瑫r(shí)該平臺(tái)還負(fù)責(zé)采集市場(chǎng)“產(chǎn)供銷(xiāo)”等信息，并根據(jù)獲取的信息，制定貨運(yùn)營(yíng)銷(xiāo)相關(guān)決策，最后將上述需求和決策向下傳達(dá)給需求實(shí)現(xiàn)層。充分體現(xiàn)以“產(chǎn)供運(yùn)銷(xiāo)一體化”為中心的理念，以達(dá)到經(jīng)營(yíng)者內(nèi)部的相互溝通及與外部用戶(hù)之間的協(xié)調(diào)，發(fā)貨企業(yè)、運(yùn)輸企業(yè)、收貨企業(yè)很好地協(xié)調(diào)在一起互助共贏的目的。
2) 需求實(shí)現(xiàn)層。需求實(shí)現(xiàn)層根據(jù)需求獲取與識(shí)別層提供的不斷變化的用戶(hù)需求和決策，及時(shí)確定與用戶(hù)需求相應(yīng)的各類(lèi)作業(yè)計(jì)劃，并根據(jù)相關(guān)計(jì)劃組織貨物運(yùn)輸。該層由鐵路貨物運(yùn)輸組織計(jì)劃編制平臺(tái)、貨物運(yùn)輸組織平臺(tái)、鐵路集成監(jiān)控平臺(tái)、列車(chē)控制平臺(tái)4 個(gè)平臺(tái)組成。在鐵路集成監(jiān)控與列車(chē)控制管理的'基礎(chǔ)上，基于動(dòng)態(tài)需求制定全方位的運(yùn)輸計(jì)劃，以計(jì)劃為核心，并進(jìn)行調(diào)度指揮調(diào)整，實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸組織的一體化、智能化管理。
3) 需求實(shí)現(xiàn)支持層。該層主要包括基礎(chǔ)信息管理平臺(tái)、運(yùn)力資源動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)、信息共享平臺(tái)、鐵路經(jīng)營(yíng)管理平臺(tái)、人員管理平臺(tái)。需求實(shí)現(xiàn)支持層與鐵路的固定基礎(chǔ)設(shè)施資源、移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施資源、信息基礎(chǔ)設(shè)施資源、人力資源、經(jīng)營(yíng)管理等相對(duì)應(yīng)，其目的是最大限度地利用各類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)施，為需求實(shí)現(xiàn)層提出的資源需求提供相應(yīng)的資源支持。
總體上看，系統(tǒng)的總輸入為用戶(hù)對(duì)蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的需求，總輸出為滿(mǎn)足客戶(hù)需求的鐵路運(yùn)輸產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)上述需求與識(shí)別層、需求實(shí)現(xiàn)層、需求實(shí)現(xiàn)支持層各個(gè)層面的不斷動(dòng)態(tài)交互和反饋，蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)不斷優(yōu)化自身的資源配置和運(yùn)營(yíng)管理，使得系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)的用戶(hù)需求不斷逼近用戶(hù)提出的原始需求，為實(shí)現(xiàn)蒙華鐵路的及時(shí)運(yùn)輸提供保障。
3.2 蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)平臺(tái)間的信息交互
在蒙華鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)中，子系統(tǒng)與子系統(tǒng)組成一個(gè)相關(guān)的有機(jī)整體;在這個(gè)整體中數(shù)據(jù)扮演的角色就如同人體的血液，只有當(dāng)血液不斷地在人體的各個(gè)器官之間流動(dòng)， 人才能夠健康生活;同樣，只有當(dāng)數(shù)據(jù)在各個(gè)子系統(tǒng)之間不斷交換流通，這個(gè)有機(jī)整體才能高效運(yùn)轉(zhuǎn)。鐵路信息擁有海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)種類(lèi)、格式繁多，數(shù)據(jù)之間也有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。在系統(tǒng)中，根據(jù)業(yè)務(wù)將相應(yīng)數(shù)據(jù)分類(lèi)并統(tǒng)一管理，按照業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的信息交互和流程整合，更好地解決海量數(shù)據(jù)動(dòng)起來(lái)的問(wèn)題，來(lái)支撐業(yè)務(wù)的實(shí)際需要以及分析、預(yù)測(cè)、決策等需要，達(dá)到提高數(shù)據(jù)利用、信息共享的目標(biāo)。信息的互聯(lián)、互通，減少了資源浪費(fèi)，加快了信息流通，有效保證了蒙華鐵路的及時(shí)運(yùn)輸。系統(tǒng)中的信息共享平臺(tái)在整個(gè)系統(tǒng)中起到橋梁連接的作用，保障各平臺(tái)間的信息交互，實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)間跨系統(tǒng)信息提取、跨系統(tǒng)信息發(fā)送、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、信息共享服務(wù)，提高信息交互的效率，減少資源浪費(fèi)。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)的發(fā)展與用戶(hù)時(shí)效性運(yùn)輸需求的提升， 對(duì)鐵路的信息化和智能化要求越來(lái)越高。本文對(duì)蒙華鐵路智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)的總體技術(shù)方案進(jìn)行了探討， 設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的服務(wù)架構(gòu)和總體構(gòu)架， 對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的信息交互也進(jìn)行了分析。希望對(duì)未來(lái)整個(gè)鐵路的智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)的建設(shè)具有啟示作用， 對(duì)后續(xù)的平臺(tái)建設(shè)提供參考。
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