铁路运输技术规章管理平台及其创新服务体系构建研究

保鲁昆，王 敏，孙玉明，贾永刚，刘学福，刘 新

（1.中国铁道科学研究院 研究生部，北京 100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司 运输及经济研究所，北京 100081；3.中国国家铁路集团有限公司 科技和信息化部，北京 100844；4.中国铁路济南局集团有限公司 科技和信息化部，山东 济南 250000)

运输技术规章(以下简称“技术规章”)是铁路运输干部职工从事运输生产作业的根本遵循，是深化强基达标、提质增效的重要基础。技术规章管理是铁路科技管理的重要组成部分，规范高效的技术规章管理是服务铁路运输干部职工查询和使用技术规章的基础，也是促进技术规章体系建设、保障铁路运输安全的前提，可为铁路科技发展提供必要的知识体系支撑。中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)、铁路局集团公司和部分运输站段分别单独建设了技术规章管理信息系统，造成技术规章管理系统多、小、散问题突出，并带来网络安全隐患，不利于跨局技术规章交流。在技术规章全生命周期管理过程中存在规章体系不完善、规章间内容冲突、下级规章宽于上级规章等问题。为方便铁路运输干部职工查询和使用技术规章，提高三级技术规章管理质量，构建全路统一的运输技术规章管理平台势在必行，为此国铁集团在《中国铁路运输技术规章管理办法》中提出了“国铁集团建立统一管理的信息系统”[1]的要求，同时，建立该平台也符合国铁集团信息化建设的总体规划。

1 相关行业规章管理及智能化应用现状

在航空规章管理领域，中国民用航空局建立了集通知公告、政策解读、法律法规、民航规章、规范性文件及标准规范等于一体的信息公开栏目[2]，提供按照内容检索、文件属性精确检索等功能。为提高系统的使用便利性和智能化，李然然[3]基于加权热度推荐算法融合文本相似度计算，开展了基于个性化推荐的民航规章管理系统研究和设计。

在法律法规管理领域，多家企业建立了法律法规集成管理平台，如北大法宝、威科先行等法律法规平台，实现了法律法规条文、案例、期刊、视频等内容的集成管理和一站式查询；并基于法律法规内容平台，研发了智慧立法、智慧执法、智慧司法、智慧法务和智能问答[4]等智能化应用。

在专利管理领域，国家知识产权局构建了专利检索及分析系统[5]，汇集了全球103个国家、地区和组织的专利数据，实现了常规检索、高级检索、导航检索、命令行检索以及多维度专利分析功能。国内外学者对专利数据智能化分析及应用主要集中在专利文本自动分类、专利预警、专利人才画像以及专利引证关系的可视化等方面[6-7]。

国内外相关行业开展了广泛的研究，构建了集成管理平台，提出了智能化应用方案，部分智能化研究成果已商业应用，为技术规章的集成化管理和智能化应用提供了很好的借鉴。

2 技术规章信息化管理及研究现状

国铁集团既有技术规章管理信息系统自2009年投入运用，至今已有10余年时间，系统仅支持国铁集团层面发布的技术规章文件管理和分类查询，功能简单、层次单一，已无法满足技术规章快速发展和现场智能化使用、制修订技术规章等的需要。各铁路局集团公司和部分运输站段分别建设了独立的技术规章管理信息系统，这些系统功能大同小异，大多只具备查询检索功能，智能化水平较低，造成重复研发投入和多重运维资源浪费；个别系统部署在运输站段等单位机房，运行环境无保障，缺乏有效监控，不利于日常运维和数据安全管理；部分铁路局集团公司因网络安全设置等原因，铁路局集团公司以外用户无法查询使用，也不利于技术规章的跨局交流。

在技术规章信息化管理智能化应用研究领域，相关学者开展了广泛研究，杨勇[8]介绍了中国铁路西安局集团有限公司技术规章信息系统构建情况，实际应用中较好地促进内部技术规章的交流与探讨；保鲁昆等[9]提出集技术规章管理和分析于一体的信息化管理平台；赵小涛等[10-11]对三级技术规章平台设计进行了研究；朱蕾[12]提出技术规章查新智能化应用方案；保鲁昆等[13-14]提出技术规章辅助审查智能化应用场景和全寿命周期的智能化应用方案。这些研究多偏重于具体业务点，对技术规章的集成化管理、智能化应用缺少系统性、全局性和体系化设计研究。

3 技术规章管理平台构建

3.1 业务需求分析

《中国铁路运输技术规章管理办法》(铁科信[2020]132号)对技术规章管理提出明确要求，也为运输技术规章管理平台的设计研发提供了支撑。

技术规章管理按国铁集团、铁路局集团公司、运输站段三级管理模式，国铁集团和铁路局集团公司层级技术规章按分类管理的同时又分为不同的专业，并且各铁路局集团公司专业划分不尽相同，这就需要平台提供灵活的组织机构、规章分类、专业划分配置管理功能。

技术规章实行动态管理，需根据运输生产组织的变化，及时对既有技术规章体系优化完善；关于信息系统维护，相关铁路局集团公司归口管理部门和专业管理部门职责划分也不尽相同，需要平台提供灵活的技术规章维护配置管理功能。

技术规章实行目录管理，国铁集团、铁路局集团公司定期公布有效、失效和废止的目录，国铁集团技术规章制修订实行年度计划管理等。为适应技术规章管理需要，平台应提供灵活的统计分析、目录生成与导出、制修订计划辅助编制管理等功能。

为满足铁路信息化规划总体要求，平台应提供统一的数据接口，满足技术规章数据一次维护多处使用；随着移动互联网的快速发展，用户随时随地查询和使用技术规章的场景越来越多，移动端APP需同步研发。

根据技术规章管理和使用业务需求，运输技术规章管理平台的功能包括技术规章查询与下载、技术规章关联关系查询、管理信息查询与下载、技术规章目录生成与导出、技术规章维护管理、制修订计划编制管理、统计分析与导出、意见征集和问题反馈、用户使用行为分析、技术规章平台统一接口、技术规章APP和系统维护与管理等12大功能模块。

3.2 平台总体架构

为降低平台的复杂度、提高平台的可扩展性和可维护性，平台采用分层架构的方式，分为展现层、应用层、业务逻辑层和数据层，采用统一的安全处理框架、系统日志管理和统一的对外接口服务，保障系统安全和数据交互。运输技术规章管理平台总体架构如图1所示。数据层主要采用关系数据库、文件服务器和规章文件索引库；业务逻辑层主要实现技术规章的自动化处理、技术规章索引自动构建、用户使用行为自动分析、用户画像、技术规章条款相似度计算等；应用层主要根据业务需求，实现技术规章目录自动生成、规章辅助审查、统计分析等业务；展现层主要提供Web浏览器和移动端APP 2种方式向用户提供服务。

图1 运输技术规章管理平台总体架构Fig.1 Overall architecture of TTR management platform

3.3 平台试用效果分析

为验证系统设计可行性与实用性，平台试运行初期技术规章与其他系统接口、技术规章APP 2个模块暂未开通试用。截至2021年底，国铁集团、18个铁路局集团公司、891个运输站段参与试用，运输技术规章数据基本维护完成，共维护管理技术规章42 764项，用户查询下载技术规章24万余次。试用效果如下。

（1）实现了三级技术规章集成管理，为技术规章管理系统统型奠定了基础。实现了国铁集团、铁路局集团公司和运输站段三级技术规章的集成管理，提供了统一的技术规章交流学习平台，方便了铁路运输干部职工查询和使用，可降低重复研发投入和运维成本，推动技术规章管理向“大系统、大平台、资源共享”的方向发展。

（2）构建了技术规章关系图谱，方便技术规章查询使用。平台建立了技术规章与上级规章、下级规章、补充规章、失效规章及其对应制修订计划的关联关系，技术规章关系图谱如图2所示，方便了技术规章管理和查询；同时当上级技术规章状态发生变动时，系统自动通知相关联的下级技术规章管理人员，方便下级技术规章及时调整。

图2 技术规章关系图谱Fig.2 Relationship map of technical regulations

（3）提供了多维度统计分析，方便技术规章监督管理。平台提供了根据技术规章层级、类型、专业、部门、时间等属性信息，对技术规章数据进行多维度、多视角的全方位统计分析，并能自动生成和导出技术规章目录；同时平台详细记录了用户查询、下载、维护管理等关键操作信息，可用于对技术规章热点分析等，为技术规章的监督管理提供便利。

（4）基础数据采用了灵活的配置管理方式，适应于不同层级、不同部门差异化管理需要。平台综合考虑了各铁路局集团公司规章管理职责分工的差异，系统设计过程中对相应功能按管理职责进行拆分，并采用了灵活的配置管理方式，各级管理人员可以灵活自主地根据本单位管理实际，为不同类型用户赋予相应维护管理及审核权限；为适应组织机构名称、规章分类差异，平台基础数据设计采用自定义的方式，以适应各铁路局集团公司和运输站段管理的差异化需求。

4 创新服务体系设计研究

运输技术规章平台的构建，实现了三级技术规章集成化管理，但由于运输技术规章体系按层级、专业、类型进行划分，规模和数量相对庞大；再加上技术规章文件是非格式化文本数据，其制修订质量、体系协调、便利化使用等方面均面临着一系列难题。

随着人工智能技术在法律法规、专利等行业的广泛运用，为技术规章管理创新服务体系构建提供了借鉴。通过对技术规章智能化服务需求调研，不同类型用户对技术规章智能化应用需求主要集中在提高技术规章制修订质量和效率、提升查询使用准确度和效率、方便技术规章的监督管理以及与第三方系统协同开展业务能力提升服务。运输技术规章管理平台智能化应用场景设计如图3所示。

图3 运输技术规章管理平台智能化应用场景设计Fig.3 Intelligent application scenario design for TTR management platform

（1）智能制修订。在技术规章制修订环节，充分利用运输技术规章管理平台中各层级全面的技术规章文本数据，通过大数据和人工智能技术，实现技术规章条款自动编制、条款辅助审查、意见征集以及规章发布后问题反馈等应用。在技术规章条款自动生成方面，通过编制人员设置的内容主题，利用自然语言处理技术和知识图谱，从平台维护管理的规章文件中自动生成相应的规章条款；技术规章条款辅助审查智能化应用，主要用于对制修订初稿完成后的技术规章进行冲突检查，避免相同内容与既有规章的规定不一致；技术规章发布实施后，可通过平台进行意见征集和问题反馈，为技术规章的修订完善提供支撑。

（2）智能使用。在技术规章查询使用阶段，针对查询检索效率和精准度不高等问题，利用构建同义词库、中文分词、语义理解等技术，自动检索出相似的规章，提升用户查询体验；利用用户专业、部门、工种等属性对用户画像，结合知识图谱推理分析和用户使用行为协同过滤分析等方法，可提供智能推荐、智能问答、智能提醒等应用，提升用户使用体验。

（3）智能监督管理。平台按技术规章层级、分类、专业、管理部门等多个维度进行统计分析，按照管理办法的要求自动生成技术规章目录发文格式，对用户查询关键词热度、技术规章查询下载热度进行分析，从而提出一段时间内技术规章热点，为技术规章监督管理和决策支持提供支撑。2021年度运输技术规章平台搜索词热度如图4所示，可以看出，营业线施工安全管理是2021年重点，2022年可以着重加强铁路营业线施工安全管理方面的规章培训。

图4 2021年度运输技术规章平台搜索词热度Fig.4 Popularity of search terms on TTR platform in 2021

（4）协同分析。技术规章是行车组织的基础，与行车密切相关的第三方系统也需要技术规章内容的支撑，通过与第三方系统的协同分析，可为相关行业的智能化应用提供支撑，也可为技术规章优化完善提供依据。例如，铁路安全监督管理信息系统，通过建立事故与违反规章条款的关联关系，利用机器学习、统计分析等技术，可为违章事故的自动分析、违反规章条款的自动提取、违章事故分析报告自动生成等提供智能化应用解决方案；同时通过构建违反技术规章条款自动预警模型，实现对技术规章条款自动预警，为技术规章制修订和培训提供依据。

5 结束语

运输技术规章管理平台的建设，符合铁路信息化总体规划的要求，自2021年7月平台扩大试用以来，效果良好，随着技术规章数据文件维护逐步完善，为技术规章的大数据分析和智能化应用设计和研发奠定了基础，目前基于平台的智能化应用研发尚处于起步阶段，下一步将按照设计的智能化应用场景，逐步研发运用运输技术规章管理平台的智能化应用，更好地服务于铁路运输技术规章管理和使用。