货车运用管理信息系统关键技术研究

祁苗苗，蒋 荟，王华伟，史晓磊

（中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所，北京 100081）

铁路货车运用维修（简称：货车运用）工作是确保铁路运输安全和畅通的重要环节，是铁路运输的重要组成部分[1-3]。多年来，铁路车辆部门建设推广了一系列与货车运用相关的信息系统，主要包括：铁路货车技术管理信息系统[4]（HMIS，Freight car technical Management Information System）、 铁路车辆运行安全监控体系[5]（简称：5T系统）、铁路 车 号 自 动 识 别 系 统[6]（ ATIS， Automatic Train Identification System）等，这些系统的应用实施为铁路货车运用管理工作提供了大量的数据基础，基本满足了铁路货车运用管理的需求。

随着铁路运输的快速发展，车辆速度显著提升，列检安全保证区段延长，重载货物列车开行线路增多，列车车流密度提高，对列检作业场运用维修技术作业（简称：列检作业）提出了更高的要求。此外，列检作业在作业提示、作业反馈、作业组织、预警推送、质量评价等方面也存在一系列亟需解决的问题。

为适应新形势下的铁路货车运用管理工作需要，推进HMIS、5T系统的数据共享和综合应用，迫切需要建设货车运用管理信息系统，结合货车修程修制改革要求，为现场作业提供完整的信息服务，全面提升货车运用管理的信息化水平，保障铁路车辆运行安全。

1 系统总体架构

货车运用管理信息系统采用信息处理与集成技术，依托铁路服务内网在中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）、铁路局集团公司、列检作业场分别部署应用软件及数据库，实现国铁集团、铁路局集团公司、车辆段、列检作业场4级应用。在国铁集团、铁路局集团公司分别部署货车运用管理系统管理级应用，建立完整的铁路货车运用管理数据存储、处理、分析与应用环境，为各级用户提供统一的应用服务；在列检作业场部署货车运用管理系统工位级应用，主要收集和管理各列检作业场的技术作业信息及作业设备检测信息，实现列检作业的全过程管理。系统的总体架构如图1所示。

图1 货车运用管理信息系统架构

1.1 国铁集团级应用

国铁集团级应用从5T系统中接入全国铁路（简称：全路）的未处理5T预警信息，从HMIS接入定检履历、定检到过期车信息，从铁路运输信息集成平台接入不良货车、回送车信息进行数据集成和融合处理，形成全路待处理车辆清单，并可按照约定的接口为其他外部相关系统提供货车列检技术作业相关数据；对全路货车列检技术作业质量、故障处理反馈进行监督管理；自动生成各类统计报表，通过对全路累积历史数据进行深层挖掘，分析货车故障规律，为货车运用管理提供辅助决策支持。

1.2 铁路局集团公司级应用

铁路局集团公司级应用从5T系统接入列检作业场入口车辆轴温智能探测系统（THDS，Trace Hotbox Detection System）、铁道车辆运行品质轨旁动态监测系统（TPDS，Truck Performance DetectionSystem）、铁道车辆滚动轴承故障轨旁声学诊断系统（ TADS，Trackside Acoustic Detection System）、货车故障轨旁图像检测系统（TFDS，Trouble of moving Freighet car Detection System）的探测信息，从铁路运输信息集成平台接入始发车编组信息，通过匹配全路待处理车辆清单形成列检作业列车、车辆集成信息，实现到达、中转作业列车信息按需推送，并可按照约定的接口为其他外部相关系统提供货车技术作业相关数据；对管辖范围内货车列检技术作业质量、故障处理反馈进行监督管理；自动生成各类统计报表，分析货车故障规律，为货车运用管理提供辅助决策支持。

1.3 车辆段级应用

车辆段级用户利用计算机终端访问所属铁路局集团公司级货车运用管理信息系统，对段内货车列检技术作业质量、故障处理反馈及数据录入质量进行监督管理。

1.4 列检作业场级应用

列检作业场级应用按照列检“一班、一列、一辆”标准化流程指导运用作业，实现货车运用作业过程管理、作业过程信息集中录入、5T预警信息综合监控和故障处置信息统一反馈。

2 关键技术

2.1 车辆预警信息精准推送技术

既有列检作业场通过与TPDS、TADS建立对应关系，获取车辆预警信息，当列车经过探测站时，将列车的所有检测评判信息向前方列检进行预报[7]，列检值班员通过查询TPDS、TADS、HMIS终端获取作业列车预警信息。这种推送方式存在3个突出的问题：（1）当列检前方没有对应的TPDS、TADS探测站时，车辆途中预警信息无法向列检作业场预报；（2）信息预报冗余程度较高，列车密集到达情况下，人工查找实际到达列车预警信息会降低作业效率；（3）车辆预警信息仍分散在各专项系统中，无法发挥车辆预警信息综合应用价值。

通过分析列检作业流程发现，列检作业以“一列、一辆”为单位进行管理，若在列车到达列检作业场前，以列、辆为单位集成车辆预警信息并有针对性的推送至到达列检作业场，将显著提高列检作业效率。

货车运用管理信息系统采用基于数据集成与匹配的车辆预警信息精准推送技术，将全路所有未经处理的5T系统报警信息、车辆相关技术履历信息分别按照主题进行存储管理，以车号为单位进行THDS、TPDS和TADS专项监控系统报警车、定检到过期车及源头质量重点排查车等信息集成，并同步到铁路局集团公司级货车运用管理信息系统。

考虑到THDS探测站基本覆盖全路列检作业场入口，因此，本文利用布点密度较高的THDS网络和其监测的列车、车辆信息作为对车辆报警信息推送集成信息的“触发器”，列车通过前方THDS探测站时，系统即可根据到达车辆的车号将需要鉴定核实的车辆报警及定检到过期车等信息进行集成，匹配车站通知信息后，推送至到达列检作业场的监控终端，实现列检作业监控与指挥由人工主动查询向系统智能精准推送的转变。车辆预警信息精准推送数据流程如图2所示。

图2 车辆预警信息精准推送数据流程示意

货车运用管理信息系统将车辆预警信息推送从前方装有TPDS、TADS探测站的列检作业场延展至所有列检作业场；集成整合多系统车辆预警信息，并有针对性的推送至列车实际到达作业场，显著提升了列检作业效率，在确保货车运用安全的同时，使投资效益最大化，实现了货车运用管理的提质、降本、增效。

2.2 列检作业质量评价算法

在造修源头质量保证的基础上，货车运用安全实行区段负责制，并实施质量追溯[8]。铁路货车管理部门制定下发了《标准化运用货车评价标准》，对货车列检作业中漏检的各类故障制定扣分标准，但尚缺乏科学的、信息化的手段发现漏检故障，对列检作业场作业质量进行智能评判。

货车运用管理信息系统综合利用列检作业人工发现故障、TFDS人工确认故障及临修故障等信息，制定科学算法，对上一个作业场该列车的作业质量进行评价，实现列检质量场际互控评价。铁路局集团公司级用户利用货车运用管理信息系统实现铁路局集团公司、车辆段间列车技术质量监控的评价，分级建立列车技术质量监控管理机制，开展列车技术质量评价工作，定期对货车故障情况进行统计分析和通报，总结故障规律，指导车辆段列车技术质量管理。列检作业质量评价算法流程如图3所示。

图3 列检作业质量评价算法流程

（1）从互控列检作业场（列检2）车统-14作业记录中选择到达、中转作业性质记录L2，寻找与L2首车号、尾车号相同的列检开始时间最近的一条作业记录L1，L1作业记录产生的列检为被评价列检作业场（列检1）；

（2）对L1、L2列车编组信息进行匹配，车号重合率＞95%时认定为同一列车，并对被评价列检1作业质量进行评价；

（3）匹配互控列检作业场上报典型故障、扣修车辆发现车辆故障编码，或对应互控列检作业场前方TFDS人工确认故障编码，3类故障信息中2类匹配成功即认定被评价列检作业场发生了故障漏检；

（4）根据《标准化运用货车评价标准》对漏检的故障进行扣分，实现对列检1的作业质量评价。

2.3 列检作业流程优化与再造

通过构建货车运用管理信息系统，对列检作业流程进行优化与再造，改进了货车运用管理模式，实现了作业指挥的扁平化和精准化。（1）在列检作业信息传递及存储方面，对货车安全监测、技术履历信息进行集成整合，列检作业前自动生成接车计划，列检结束后作业记录信息、电子票据信息自动上报，实现信息的实时、高效传输与沟通；（2）在列检作业监督与质量评价方面，通过将指挥流程规范化，结合列车作业性质制定不同的作业流程，生成预处理导航，并在PC端呈现列检作业流程，对列检作业进度、作业线路占用情况、智能作业设备状态进行实时监控和异常提醒；制定科学评价指标对列检作业质量进行智能评判，支持铁路局集团公司、车辆段开展列车技术质量评价工作；（3）在作业信息录入及反馈方面，整合列检作业场级货车运用管理的相关信息系统，实现预警车辆处置信息一处反馈、多系统共享，减少信息的重复录入，显著提高工作效率和质量。列检作业场新旧作业模式对比如图4所示。

图4 列检作业场新旧作业模式对比

3 典型应用场景

3.1 列车作业监控管理

货车运用管理信息系统的列车作业监控管理功能结合列车作业性质，自动生成“一列”作业监控节点，采用流程卡控的方式对列检作业流程进行明确、规范、严谨的定义；集成车辆5T系统预警及技术履历信息，利用图标对重点检查车辆进行提示，实现车辆故障智能预警、作业进度视觉监控、作业流程智能卡控。目前，该功能已在全路列检作业场推广使用，显著提高了列检作业质量及效率。列车作业监控管理界面如图5所示。

图5 列车作业管理界面

3.2 列检作业质量评价

货车运用管理信息系统列检作业质量评价功能按照《标准化货车质量评价标准》的要求，综合利用列检技术作业人工检查发现的故障、TFDS发现的故障及临修故障，对上一个作业场的作业质量进行评价，促进列检作业质量改进，保证货车运用质量。目前，列检作业质量评价功能已在全路推广使用，可实现列检作业质量互控及对铁路局集团公司、车辆段运用管理质量的评价。列检作业质量评价界面如图6所示。

图6 列检作业场标准化货车质量评价界面

4 结束语

货车运用管理信息系统通过对列检运用作业相关系统的资源整合、信息共享、数据集成、综合应用，按照“一班、一列、一辆”的标准化流程指导列检技术作业，对列检技术作业进行全过程的管控和规范化管理，发挥了货车运行安全网络化监控的应用效果，为货车运用相关人员提供信息化支撑，在减轻劳动强度的同时，提高列检作业质量，提升货车运用管理、列检生产组织、列车技术质量管理的信息化水平，保障铁路车辆运输安全。目前，系统已在全路18个铁路局集团公司的420余个列检作业场部署实施，为铁路货车运用质量的全面提升奠定了基础。