我国高速铁路发展迅猛，截至2022年，全国铁路营业里程突破15万km，高速铁路运营里程超过4万km^[1]，铁路客运周转量、运输密度等主要运输经济指标稳居世界第一。为适应旅客便捷出行及多样化的出行需求，中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）对精准实施“一季一图”“一日一图”提出了要求^[2]。其中，铁路调度系统负责“一日一图”开行计划的编制与下达，中国铁路客票发售和预订系统（简称：客票系统）负责开行方案调整决策与列车的席位发售^[3]。调度系统和客票系统的业务人员互相配合，调度计划与席位管理密切衔接，从而保证运力资源与出行需求相互匹配，共同完成客运生产作业。

随着我国铁路软件实力的提升与人工智能等技术的发展，铁路各部门生产组织工作由“人工调控”转变成为“程序调控”再到“人工智能调控”的大趋势势不可挡^[4]，各部门逐渐由独立建设信息系统转为多系统交互融合建设。近年来，关于铁路运输生产各专业系统的数据集成与交互研究争相出现，张军锋等人^[5]提出了分布式网络环境下客运营销辅助决策系统的数据交换与信息共享策略；廖明聪^[6]设计了铁路客票系统数据维护与核查工具，实现不同系统数据的互联互通，同时保证客票基础数据的准确性。但目前，调度系统和客票系统间的信息协同机制，以及调度计划与席位管理间的交互流程，仍以纸质传达与人工作业为主，缺乏自动化层面的深入研究。

针对以上问题，本文提出了高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互应用研究。快速给出有效、可行的调度计划与席位调整方案，减轻人工录入作业量及手工录入出错的安全风险，保证列车席位调整和开行计划调整的安全性和及时性，促进高速铁路客运生产作业在市场竞争中不断提高服务水平和服务质量。

1   现状分析

列车开行数据和席位数据的准确性和及时性，直接关系到客票发售与客运站作业的平稳有序。然而，既有的客运、调度系统独立建设，系统间缺乏有效的信息协同机制和交互应用支撑^[7]，交互过程中尚存在以下问题。

（1）信息交互不畅：各部门间仍借助纸质调度命令或电报传真的方式实现工序间数据和业务方面的流转，两系统间数据的时效性、准确性有待加强。

（2）岗位缺少协同：调度部门在计划下达前无法根据现场的票额发售情况快速了解开行、停运、变编决策依据，计划下达后无法准确及时接收到调度命令执行的情况，沟通成本较大。

（3）春运、暑运等繁忙期间操作繁琐：节假日期间客票工作人员工作量大、操作复杂，容易出现调度命令错漏、误判等失误，不但影响工作效率，还可能导致运力资源的浪费^[8]。

2   总体方案

高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互应用功能覆盖国铁集团、铁路局集团公司、站段三级机构，支撑包括客运部门、调度部门在内的各级业务岗位协同办公。通过运输信息集成平台，从列车运行图编图系统、动车组管理系统等获取生产信息数据，支撑调度计划与席位管理业务应用。方案总体架构如图1所示。

图  1  方案总体架构

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2.1   数据接入层

通过运输信息集成平台，对接各业务系统资源。由列车运行图编图系统提供车次、股道、时刻、站名等基本信息；动车组管理系统提供车型、车组、动车组运用状态等信息；旅客服务与管控平台提供股道、站台、作业实际反馈等信息；运输安全控制系统（简称：运安系统）提供热备机车、三乘（列车长、机械师、司机）信息；综合维修生产管理系统提供施工维修计划。运输信息集成平台对各种运输信息进行融合、发布、运用。

2.2   业务处理层

在各专业信息系统数据支撑下，构建调度计划与席位管理两大业务应用。其中，调度计划业务功能包括计划编制与下达、调度命令全流程数字化管理、冲突检测与安全卡控等；席位管理业务功能包括编组形态决策、开行方案调整、调度命令影响识别与自动化执行、席位调整与比对核查等。

通过数据融合技术手段，调度计划应用从席位管理应用获取编组信息与开行方案，席位管理应用从调度计划应用获取数字化的调度计划与调度命令数据。各业务应用执行过程中，及时将执行结果与对方应用加以反馈。通过全流程生产信息的数字化管理、建立安全卡控规则等技术手段，实现调度计划与席位管理的专业联动、自动交互。

2.3   用户交互层

国铁集团、铁路局集团公司客运部门、调度部门、站段等用户通过用户交互层接入系统，运用各项功能完成协同办公，避免纸质方案传递带来的繁琐性与低时效性。

3   技术方案

为实现调度计划与席位管理自动交互应用，需要对调度业务数据与客运席位数据进行数字化管理，实现生产信息互融。同时，通过调度命令自动执行、开行计划安全卡控等措施，实现高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互。

3.1   生产信息数字化管理

打通调度系统和客票系统之间的数据通道，完成由开行方案、客运调度计划、席位调整等上下工序间的数据共享。其中，调度命令是调度计划的关键内容，对于非格式化、半格式化的调度命令，可通过正则表达式与自然语言处理技术，将调度命令解析为可供信息系统识别的数字化格式，命令下达后实时传送至客票系统以供后续操作。客票系统与调度系统间的数据交互如图2所示。

图  2  系统间数据交互

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（1）在日常情况下，双方共享客运列车编组库与车站字典等数据，由调度系统将基本开行方案、正晚点信息、车辆在途位置等通过接口推送给客票系统，客票系统将售票方案和基本时刻表推送至调度系统，以供双方系统进行信息收集。

（2）在日计划编制与下达环节，由客票系统将加开、停运、变更的调整建议方案与决策依据通过接口提供给调度系统，调度系统生成包含调度命令在内的客运开行日计划，计划下达后将可识别的数字化关键信息实时推送至客票系统，支撑客票系统席位调整工作，席位调整完毕后，将调整结果反馈至调度系统，作为新一轮计划编制下达、运输状态监控的依据。

3.2   客运调度命令自动执行

在客运调度计划执行过程中，客运调度命令是进行席位调整的直接依据。调度系统将复杂的调度命令内容按照命令类型解析出不同关键字，包括执行日期范围、车次、发站、到站、始厢、止厢、定员、编组详情等。在获取数字化调度数据的基础上，对路局用户接收调度命令后的席位管理行为进行分析，抽象出不同类型的调度命令在客票系统中应完成的操作内容，包括重联变单组、单组变重联、席位置换、原退定义、置换短信发送等。最后，将用户操作映射到操作系统应用功能中，在全要素数据支撑的前置条件下实现客运调度命令自动执行。自动执行模式包括以下2个关键步骤。

（1）命令影响范围识别：命令影响范围包括执行车次与执行时间，客票系统在获取调度命令的相关交路数据后，通过识别命令中的头车和尾车，按照交路天数，分车次分别计算调令执行日期，批量执行相应的调度命令。

（2）命令调整内容执行：不同类型的调度命令对应着多种调整方案，如停运命令下达后，在客票系统席位管理模块生成2套控制定义，一套控制12306余票，余票显示为无票，同时控制席位变为无效，不可再对单独席位进行调整；变更编组命令下达后，首先将相关车次原车底调整为新车底，将已售出的车次原席位按照新的临时车底进行换编，新车底和旧车底一致的席位保持不变，不一致的置换到新车底的未售席位上，并通过短信告知旅客新的席位信息。

席位调整完毕后，依据调度系统的列车开行日计划，对全部开行车次逐车次、逐车厢进行定员、编组信息和席位信息的对比，完成席位管理核查，保证调整准确性。

3.3   列车开行计划安全卡控

良好的计划编制需要客运需求与运力资源的辅助决策支撑^[9]，基于客票系统的列车编组情况、售票情况、席位调整情况等数据，实现列车开行计划编制与下达过程的安全卡控。列车开行计划安全卡控方案分为调度计划下达前与下达后2个部分。

（1）在调度计划下达前，客票系统将加开、停运、变更编组等调整方案，连同调整决策依据一并发送至调度系统，调度系统基于客票售票情况和席位情况，实现车厢定员一致、车厢定员不一致、调度系统有开行计划但客票系统无售票、调度系统无开行计划但客票系统已售票等情况的共享、核对。保证响应客流变化的同时合理分配线路能力，提高动车组运用效率。

（2）在调度计划下达后，客票系统将调度计划执行情况与席位调整结果反馈至调度系统。调度系统结合反馈情况与线路成本、车底运用成本，对客运列车开行方案调整的效益分析结果进行展现，为下一轮计划编制做好准备。

4   应用功能设计

本文基于总体架构与技术方案，设计高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互应用功能，通过微服务方式将不同服务提供给用户，并对各项服务的运行状态、连接状态进行监控，保证服务质量。功能架构如图3所示。

图  3  应用功能架构

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4.1   调度计划服务

4.1.1   调度命令数字化

根据调度业务需求和各专业对调度数据的要求，研究调度系统各项调令内容，建立调令分类。通过构建数字化的调度命令模板，识别不同类型调度命令中所蕴含的关键字信息，完成高铁计划调度命令的数字化编制管理，支持各级岗位间调度命令一体化贯通。

4.1.2   调度计划编制与下达

依据数字化的调度命令，结合客运开行调整方案，编制动态的“一日一图”调度计划，将完整的调度计划下达至客票系统。在应急情况下，将包含应急调整调度命令的调整计划及时传输至客票系统。

4.1.3   冲突检测和安全卡控

通过调度系统和客票系统相关数据共享，实现对车次开行、定员核对等信息的智能化冲突检测和安全卡控，在开行计划、车底运用计划与售票方案不一致时主动提醒、及时预警。

4.1.4   开行方案动态反馈

向调度系统反馈实时的客票售票信息与席位信息，取代手工作业和电话沟通，反向指导列车开行方案，协助客运部门与调度部门调整下一轮开行决策。

4.2   席位管理服务

4.2.1   编组形态决策与开行方案调整

依据客流需求、售票情况等对未来一段时间内的客运列车进行编组变更、加开、停运等调整，并将调整方案以格式化的形式传至调度系统。

4.2.2   调度命令影响识别与执行

精确解析不同调度命令所对应的席位调整操作流程，形成加开、停运、停售、变更编组等各类调度命令在客票系统中的全自动一体化执行方案。同时通过受令处所、担当单位等快速通知相关岗位落实调度计划。

4.2.3   席位自动调整与比对核查

利用调度计划相关车次、交路、执行日期等格式化数据，自动筛选多个交路，批量进行席位调整。调整完毕后依据车组号信息和席位统计等信息，逐个车次、逐个车厢比对开行、定员信息，生成最终比对结果，减少工作人员核对工作量，及时排查异常车次。

4.3   系统管理服务

实现调度系统与客票系统的用户关联映射、字典管理、流程管理等。

5   应用效果

在客运调度计划与席位管理自动交互应用的支撑下，客运、调度、运输等众多业务部门改变以往电话、传真的沟通方式，共同参与、协同完成列车开行方案编制、“一日一图”调度计划下达、列车席位管理等工作，有效实现业务流程的优化，优化后的流程如图4所示。

图  4  调度计划与席位管理业务交互流程优化

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（1）客运部门根据基本方案与售票情况，以满足旅客快速出行需求为目标进行客流预测，针对客流情况动态及时做出加开、停运、变更编组等调整。对客流较大、运力相对紧张的方向，根据售票情况及时增开列车，避免旅客滞留；对客流较小的方向实时缩减编组，避免浪费运力资源 ^[10]。

（2）调整方案通过自动交互应用传递至车辆、运输、机务等业务部门，各业务部门确认无误后，自动发送至调度部门形成计划调整依据。

（3）调度部门依据客运开行方案，结合相关应急调整需求，形成数字化的调度命令申请。

（4）命令申请审核通过后，调度部门进行数字化的调度命令发布，形成“一日一图”的调度计划。调度计划下达后，遇应急情况可进行动态的计划调整变更，并将动态调整计划一并推送至客运部门。

（5）客运部门收到数字化的调度计划与调度命令后，利用自动交互应用内预置的多种调整规则，由系统自动完成客运席位调整操作。

（6）客运席位调整完毕后，由客票系统及时通知旅客相关席位变化信息，并将调整结果反馈至调度系统。

（7）调度系统结合席位调整的执行情况，及时更新维护开行方案，作为下一轮计划调整的依据，由此完成全部交互流程。

6   结束语

高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互应用是调度领域和客票领域交互融合的尝试与创新。本文通过对调度系统与客票系统交互现状与存在问题的分析，设计了客运调度计划与席位管理自动交互应用总体方案，并对生产信息数字化管理、客运调度命令自动执行、列车开行计划安全卡控等关键技术方案展开研究。通过从调度计划、调度命令的数字化传递到席位管理组织的自动调整，再到动态席位反向指导调度计划变更，伴随智能化冲突检测与安全卡控，可以有效简化各业务环节的操作流程，降低人工沟通与处置的失误率，使操作人员更加专注于提升旅客出行体验和服务质量上。

未来，在交互应用稳定运行的基础上，可进一步扩大试点，同时继续融合动车组管理系统、客运站管控平台等客运生产全过程涉及的相关系统功能，统筹规划，促进铁路运输生产向智能决策、智能操控的方向发展。