智能客站旅客服务与生产管控平台设计与实践

廉文彬

（中国国家铁路集团有限公司 客运部，北京 100844）

1 研发背景

近年来，随着我国铁路信息化建设的不断进步，各铁路局集团公司不断加强客运站信息化建设，在创新客运生产应用信息系统方面进行了大胆尝试，取得了一些成绩，但还存在一些问题，主要是缺乏顶层设计，各系统独立存在，无法互联互通，形成不了合力[1-5]。主要表现在以下方面：

一是难以互联互通。在同一网络内，各单位根据业务分别独立建设信息系统，独立用户管理，导致出现重复录入数据，造成大量烦琐人工分析，影响了工作效率和系统应用效果。在不同网络内，网络之间实施物理隔离，实现跨网互联非常困难。另外，还有大量工作仍然依靠人工传递，未纳入信息化管理系统中，集成运用程度不高。

二是难以共享资源。硬件方面，站内各类信息系统一般独立设置，配属专用的计算、存储等硬件资源，未应用云计算技术进行统一管理，硬件资源利用率不高。软件方面，客运信息各子系统独立运行，往往需要使用多套软件，且不同系统部署在不同网络环境中，无法实现数据共享。

三是难以形成合力。客运系统有大量旅客、列车信息，但各类信息数据相对分散，数据无法互通，更无法深度分析，大数据集合应用功能无法体现。

四是难以满足客运生产指挥信息化发展。由于各系统独立运行，没有形成统一的集中管理、没有形成统一的数据集成共享、没有形成多源数据融合的集成分析，在生产指挥上大量工作依靠人工来完成，科技化、信息化程度不高。

五是难以满足旅客服务信息化发展。由于各系统独立运行，信息环节不完整、信息分散、数据服务能力较弱、共享手段缺乏，导致很多数据无法进行个性化的开发和应用，不能实现旅客出行、票务、站车服务和非正常情况信息智能化推送以及旅客服务区域、餐饮、酒店、公共交通位置引导的智能导航服务。

针对存在的问题，按照客运提质计划的要求，中国国家铁路集团有限公司（简称国铁集团）客运部组织各级铁路客运部门开展铁路客站信息化的统一规划与设计工作，研制开发智能客站旅客服务与生产管控平台（简称管控平台）。该平台通过整合客票、旅服、客管、调度、动车、视频、机电设备控制等7 大系统数据资源，实现了旅服、客票、调度、动车和综合视频等系统专用网络的安全互联、数据全面共享、业务深度融合、资源充分复用，满足了车站旅客服务、生产组织、安全卡控、应急处置、设备监控等方面的业务需求，大幅提升客运生产指挥效率和旅客服务质量。

2 系统设计

管控平台在系统设计中主要以“集成共用”为基础，构建统一的车站数据中心，集成各应用系统的数据，实现数据统一管理和共用，提高数据集成度和共享度；以“系统智能”为引擎，通过模型化、自动化、智能化的手段对车站业务和服务进行辅助决策，实现客运站的运营状况可视、作业流程可控和模型算法可学习，保障车站所有设备、设施、系统、人员、作业的高效运转；以“开放平台”为窗口，提供开放的、可扩展的API，对内部应用提供数据及智能算法模型服务，对外提供数据共享服务，提高客运服务和生产的一体化协同水平；以“安全可靠”为保障，从系统、网络、应用、管理多个角度考虑，通过统一的安全保障策略和系统运营维护方法确保系统的安全稳定可靠运行。

2.1 建设目标

针对车站各具体应用独立部署和运用、数据共用困难、通用智能算法不共用、数据综合分析利用不足、数据分散展示、人员和设备割裂等问题，通过技术与业务的深度融合、智能技术的共享应用、功能的集成和整合，构建面向车站生产管控和旅客服务的管控平台，实现对内数据统一存储、对外数据统一接口、服务器资源统一调配、算法模型深度应用、运营状况总体研判、作业-人员-设备统一指挥、账号权限统一管理、业务和数据集成展示，为客运车站的智能化提供有力的平台支撑。具体建设目标如下：

（1）构建统一的客站服务和生产一体化支撑平台。通过管控平台的建设，重新梳理铁路客运站生产和服务相关业务，将列车到发、车站客流、站内环境、设备状况等信息作为驱动中枢，打造客运生产指挥一体化模式，实现车站客运作业统一操控、统一指挥、协同联动和辅助决策，形成支撑旅客服务、生产组织、安全应急、绿色节能4 个方面各模块的智能管控与服务平台。

（2）形成统一的硬软件资源管理及数据使用规范。通过管控平台的建设，打破客站各应用独立部署和运用的局面，整合硬软件资源，进行统一管理和动态调配，减少硬软件资源投入，建立集成数据库，集中存储内部各应用的数据，制定与内、外部系统的接口规范，建设统一的内、外部数据接口，统一由平台为各应用提供存储、计算、网络、数据等资源，统一由平台与外部系统共享数据，形成统一的硬软件资源管理及数据使用规范。

（3）形成统一的作业流程、用户管理和界面风格标准。通过管控平台的建设，构建标准化的操控管理模式，实现操作流程、作业调度、人员排班的人性化；建立统一的账号管理体系，实现账号权限的统一管理和单点登录；设立标准化的系统界面模板，实现各应用界面风格统一、不同载体显示一致和数据的可视化集成展示。

（4）构建站车、站地一体化联动指挥体系。通过管控平台的建设，打破车站与客运段、地方管理部门间的管理壁垒和数据屏蔽，搭建高效稳定的站车、站地数据实时共享及交互通道，构建车站与列车、地方间的实时信息交互机制， 实现站车、站地一体化联动指挥。

2.2 总体架构

管控平台采用集中部署三级应用的总体架构。在中国铁路主数据中心部署国铁集团级和铁路局集团公司级（简称路局级）系统，在铁路局集团公司部署必要的前置服务器，在车站配置必要的接口和边缘计算服务器。管控平台为国铁集团用户提供全路车站运营信息查询、状态展示及辅助决策等功能，并从多维度形成分析报告，支撑车站的智能化应用；为铁路局集团公司用户提供全局所辖车站的运营信息查询、状态展示及辅助决策等功能；为车站级用户提供作业-人员-设备一体化协同的客运管理、调度指挥、生产作业、设备运维功能，对旅客服务设备提供后台数据和服务支撑。平台总体架构见图1。

图1 智能客站旅客服务与生产管控平台总体架构

由图1 可知，管控平台通过统一的数据库实现车站各类业务相关应用的数据集成存储，同时通过数据服务平台/集成服务平台与客票系统、调度系统等外部相关系统进行数据交互，实现跨部门、跨系统的数据共享。在国铁集团设置运维终端，统一对全路管控平台进行运维。在铁路局集团公司配置前置服务器、网络、终端等设备，将应用数据进行清洗加工后上传到管控平台进行集中存储，同时接入综合视频系统实时视频流数据用于集成化展示。对于铁路局集团公司既有系统，建立标准化的数据通信机制，实现与管控平台的数据全面共享。在车站配置接口和边缘计算服务器、操作终端、生产指挥中心大屏等相关设备，接入车站部署的外部应用及信息系统数据，通过大屏进行集成展示。为了保证车站服务和生产的可靠性和稳定性，需对作业命令下发、执行效果反馈、消息通信等功能应用服务器进行高可用配置。

2.3 功能设计

管控平台的功能主要由核心平台和4 大业务板块2 个部分构成，具体功能框图见图2。

3 技术创新

管控平台在技术方面的创新主要表现在以下方面：

（1）构建铁路客运领域首个信息物理系统（CPS）系统，突破计算、通信和控制技术有机融合与深度协作的技术难题，实现客站系统的实时感知、动态控制和信息服务。系统更加可靠、高效和实时协同。

（2）实现了客运计划一体化编制、生产业务一体化联动、客运设备全生命周期管理和站车一体化应急联动等重大创新。

图2 智能客站旅客服务与生产管控平台功能框图

（3）打破客运站各应用独立部署的局面，整合各应用的软硬件资源需求，进行统一管理和动态调配。

（4）通过统一的接口规范与各相关信息系统实现互联互通，经过平台进行数据汇集，不仅将各系统及前端感知信息汇集到平台进行统一管理和开放共享，并且为大数据的分析奠定了基础[6-7]。

（5）以汇集沉淀的客运站历史数据为基础，利用各类智能分析算法，构建车站运营状况和全生产要素的评价模型，对车站实际的运营状况进行实时评价，对车站的运营趋势进行预测，自动生成响应的处置建议，形成车站客运生产和管理新模式。

（6）通过平台统一各应用及外部系统的数据接口，实现车站作业、列车、人员、设备、环境等信息实时汇集和共享，依托信息的实时流转打破信息系统独立运行造成的人员、设备各自为战，实现人员、设备、环境的协同联动。

4 应用实践及效果

按照总体方案设计的要求，自2018 年10 月开始，管控平台先后在郑州东站和昆明南站进行了试点运行，对于铁路客站旅客运输组织、生产业务管理、面向旅客服务等业务起到了重要的支撑和推动作用，实现了车站客运生产组织有序平稳、客运安全关键环节有序可控、客运应急处置过程有序规范、客运设备运行状态有序监测、面向旅客服务精准便捷，具体应用效果如下：

（1）计划生成自动化。作业计划是客运生产组织最基础的技术标准，计划信息的准确获取和实时更新是落实标准化、规范化的前提。针对以往调度命令依靠人工解析、人工登记、人工流转，耗时费力、差错率高的问题，平台以基本图为蓝本，设计“一日一图”模块，自动解析客调命令、提取有效数据，与行车调度日计划进行自动比对，生成日班计划，通过CTC 压轨信号实时修正到发计划，准确率大幅提升，工作效率显著提高，每天节省人工近4 h。

（2）生产组织一体化。针对以往客运组织生产过程中信息看不清、联控叫不应、现场抓不牢等痛点，以列车到发计划为基础，以客运组织流程为主线，依托平台对每趟列车的作业计划、到发时刻、乘降人数、作业标准等生产信息进行有效整合与分析，个性化推送给相关岗位，指导和辅助现场人员，按照标准完成检票放行、乘降组织、列车上水、出站验票等生产任务。现场作业人员可通过手持机实现信息查询、站车联控、岗位互控，实时反馈作业完成情况。平台通过综控大屏，全景展示列车到发、股道占用、人员分布、标准执行、岗位联动等现场作业状态，实现对客运生产组织的全程化掌控、可视化盯控、一体化管控，确保了各项技术、管理、作业标准的有力落实。

（3）风险管控精准化。平台通过分析日班计划，自动生成安全风险卡控表，注明同站台列车交汇、上水作业临线进车等风险项点，个性化推送至现场相关作业人员手持机，并在综控大屏自动弹出相应的监控视频，实现风险精准预判，确保盯有重点、控有抓手。

（4）应急处置高效化。针对以往启动应急基本靠电话通知、信息反馈不及时、组织效果不理想等问题，对车站各项应急预案进行流程再造，按照“处置流程化、执行角色化、管理规范化”的设计方针，嵌入平台应急模块，确保应急处置准确高效。一是应急响应“一键启动、四级联动”。点击预案启动确认键，自动将“任务项点、卡控关键、管理标准、作业标准”个性化推送至不同层级、不同岗位。现场职工按提示步骤进行标准化处置；业务干部按标准落实管理责任、加强现场指导和盯控；车站领导按照分工落实包保责任，结合现场情况进行决策部署。指挥中心通过平台实时掌控处置进度，及时指挥纠偏。二是“无关信息不干扰、紧急信息强提醒”。通过手机APP 消息推送、手持机语音提醒等方式，向各管理和作业岗位“点对点”推送应急指示信息，各岗位人员只需掌握自身任务，排除了无用信息的干扰；紧急信息发送后3 min 内不确认的，将通过自动拨号再次进行强制提醒。

（5）设备监测实时化。按照“一设备一档案”的标准化管理要求，利用平台建立设备电子履历，实行状态智能监控、维保全程追踪，打造“用管修”一体化管理模式，力求实现对站管设备的规范化、全周期管理。替代以往现场发现、电话报修、纸质记录、联系维保、等待销号等人工报修方式，通过平台拓展自动巡检、PC 端、手持机和手机APP 等4 种报修渠道，并自动记录维修过程；通过加装设备监测传感器，实现故障信息自动接收、维修工单自动生成、维保需求自动推送，大幅压减工作环节，显著提高维保效率；通过各类传感器，对室内温度、环境照明、空气质量等进行实时监测，与空调系统、照明系统实时联动，保持环境舒适度与能源消耗的最佳平衡。

（6）信息数据集成化。针对以往各类信息碎片化分布、时效性不强，无法实时收集、分析和处理等难点，利用平台对运输生产数据进行全面整合与开发利用，满足多元化、多场景使用需求，为完善标准化、规范化建设提供大数据支撑。在客运组织方面，通过大数据分析运用，为优化岗位配置、提高组织效率、形成调图建议等提供全面、精准、可靠的数据支持。例如：综合利用到发计划、客票信息等数据，可提前掌握和分析客流峰值变化、每日旅客流向、列车晚点情况、换乘旅客数量与去向、岗位作业“潮汐规律”等信息，为动态调整进站通道、开设售票窗口、合理加开临客、组织接续换乘、调配跑岗人员等提供准确参考，更加有效地指导现场应对各种非常情况，提高组织效率与效能[8-10]。

5 结束语

智能客站旅客服务与生产管控平台依托现代铁路管理、服务理念和云计算、物联网、大数据、人工智能、机器人等最新信息技术，在坚持业务与技术深度融合，打破各种技术、制度、管理等壁垒的基础上，以车站生产高效组织、安全实时保障、环境绿色节能环保、旅客无障碍便捷出行为目标，以信息化手段推动生产业务流程再造和管理模式创新为引擎[11-12]，建成网络互通、数据融合、信息集成的客运站旅客服务与生产管控最强大脑，把客运相关的所有数据统起来、管起来、用起来，实现信息全面共享、全方位分析，客运车站各项工作研判能力、管理水平以面向旅客提供精准便捷服务的能力得到全面提升，最终形成铁路客运站智能出行服务、智能生产组织、智能安全保障有机统一的新型管理与服务模式。