鐵路運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺及其創(chuàng)新服務(wù)體系構(gòu)建研究

保魯昆，王 敏，孫玉明，賈永剛，劉學(xué)福，劉 新

（1.中國鐵道科學(xué)研究院 研究生部，北京 100081；2.中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100081；3.中國國家鐵路集團(tuán)有限公司 科技和信息化部，北京 100844；4.中國鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司 科技和信息化部，山東 濟(jì)南 250000)

運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章(以下簡稱“技術(shù)規(guī)章”)是鐵路運(yùn)輸干部職工從事運(yùn)輸生產(chǎn)作業(yè)的根本遵循，是深化強(qiáng)基達(dá)標(biāo)、提質(zhì)增效的重要基礎(chǔ)。技術(shù)規(guī)章管理是鐵路科技管理的重要組成部分，規(guī)范高效的技術(shù)規(guī)章管理是服務(wù)鐵路運(yùn)輸干部職工查詢和使用技術(shù)規(guī)章的基礎(chǔ)，也是促進(jìn)技術(shù)規(guī)章體系建設(shè)、保障鐵路運(yùn)輸安全的前提，可為鐵路科技發(fā)展提供必要的知識體系支撐。中國國家鐵路集團(tuán)有限公司(以下簡稱“國鐵集團(tuán)”)、鐵路局集團(tuán)公司和部分運(yùn)輸站段分別單獨(dú)建設(shè)了技術(shù)規(guī)章管理信息系統(tǒng)，造成技術(shù)規(guī)章管理系統(tǒng)多、小、散問題突出，并帶來網(wǎng)絡(luò)安全隱患，不利于跨局技術(shù)規(guī)章交流。在技術(shù)規(guī)章全生命周期管理過程中存在規(guī)章體系不完善、規(guī)章間內(nèi)容沖突、下級規(guī)章寬于上級規(guī)章等問題。為方便鐵路運(yùn)輸干部職工查詢和使用技術(shù)規(guī)章，提高三級技術(shù)規(guī)章管理質(zhì)量，構(gòu)建全路統(tǒng)一的運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺勢在必行，為此國鐵集團(tuán)在《中國鐵路運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理辦法》中提出了“國鐵集團(tuán)建立統(tǒng)一管理的信息系統(tǒng)”[1]的要求，同時(shí)，建立該平臺也符合國鐵集團(tuán)信息化建設(shè)的總體規(guī)劃。

1 相關(guān)行業(yè)規(guī)章管理及智能化應(yīng)用現(xiàn)狀

在航空規(guī)章管理領(lǐng)域，中國民用航空局建立了集通知公告、政策解讀、法律法規(guī)、民航規(guī)章、規(guī)范性文件及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等于一體的信息公開欄目[2]，提供按照內(nèi)容檢索、文件屬性精確檢索等功能。為提高系統(tǒng)的使用便利性和智能化，李然然[3]基于加權(quán)熱度推薦算法融合文本相似度計(jì)算，開展了基于個(gè)性化推薦的民航規(guī)章管理系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)。

在法律法規(guī)管理領(lǐng)域，多家企業(yè)建立了法律法規(guī)集成管理平臺，如北大法寶、威科先行等法律法規(guī)平臺，實(shí)現(xiàn)了法律法規(guī)條文、案例、期刊、視頻等內(nèi)容的集成管理和一站式查詢；并基于法律法規(guī)內(nèi)容平臺，研發(fā)了智慧立法、智慧執(zhí)法、智慧司法、智慧法務(wù)和智能問答[4]等智能化應(yīng)用。

在專利管理領(lǐng)域，國家知識產(chǎn)權(quán)局構(gòu)建了專利檢索及分析系統(tǒng)[5]，匯集了全球103個(gè)國家、地區(qū)和組織的專利數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了常規(guī)檢索、高級檢索、導(dǎo)航檢索、命令行檢索以及多維度專利分析功能。國內(nèi)外學(xué)者對專利數(shù)據(jù)智能化分析及應(yīng)用主要集中在專利文本自動(dòng)分類、專利預(yù)警、專利人才畫像以及專利引證關(guān)系的可視化等方面[6-7]。

國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)開展了廣泛的研究，構(gòu)建了集成管理平臺，提出了智能化應(yīng)用方案，部分智能化研究成果已商業(yè)應(yīng)用，為技術(shù)規(guī)章的集成化管理和智能化應(yīng)用提供了很好的借鑒。

2 技術(shù)規(guī)章信息化管理及研究現(xiàn)狀

國鐵集團(tuán)既有技術(shù)規(guī)章管理信息系統(tǒng)自2009年投入運(yùn)用，至今已有10余年時(shí)間，系統(tǒng)僅支持國鐵集團(tuán)層面發(fā)布的技術(shù)規(guī)章文件管理和分類查詢，功能簡單、層次單一，已無法滿足技術(shù)規(guī)章快速發(fā)展和現(xiàn)場智能化使用、制修訂技術(shù)規(guī)章等的需要。各鐵路局集團(tuán)公司和部分運(yùn)輸站段分別建設(shè)了獨(dú)立的技術(shù)規(guī)章管理信息系統(tǒng)，這些系統(tǒng)功能大同小異，大多只具備查詢檢索功能，智能化水平較低，造成重復(fù)研發(fā)投入和多重運(yùn)維資源浪費(fèi)；個(gè)別系統(tǒng)部署在運(yùn)輸站段等單位機(jī)房，運(yùn)行環(huán)境無保障，缺乏有效監(jiān)控，不利于日常運(yùn)維和數(shù)據(jù)安全管理；部分鐵路局集團(tuán)公司因網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)置等原因，鐵路局集團(tuán)公司以外用戶無法查詢使用，也不利于技術(shù)規(guī)章的跨局交流。

在技術(shù)規(guī)章信息化管理智能化應(yīng)用研究領(lǐng)域，相關(guān)學(xué)者開展了廣泛研究，楊勇[8]介紹了中國鐵路西安局集團(tuán)有限公司技術(shù)規(guī)章信息系統(tǒng)構(gòu)建情況，實(shí)際應(yīng)用中較好地促進(jìn)內(nèi)部技術(shù)規(guī)章的交流與探討；保魯昆等[9]提出集技術(shù)規(guī)章管理和分析于一體的信息化管理平臺；趙小濤等[10-11]對三級技術(shù)規(guī)章平臺設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究；朱蕾[12]提出技術(shù)規(guī)章查新智能化應(yīng)用方案；保魯昆等[13-14]提出技術(shù)規(guī)章輔助審查智能化應(yīng)用場景和全壽命周期的智能化應(yīng)用方案。這些研究多偏重于具體業(yè)務(wù)點(diǎn)，對技術(shù)規(guī)章的集成化管理、智能化應(yīng)用缺少系統(tǒng)性、全局性和體系化設(shè)計(jì)研究。

3 技術(shù)規(guī)章管理平臺構(gòu)建

3.1 業(yè)務(wù)需求分析

《中國鐵路運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理辦法》(鐵科信[2020]132號)對技術(shù)規(guī)章管理提出明確要求，也為運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺的設(shè)計(jì)研發(fā)提供了支撐。

技術(shù)規(guī)章管理按國鐵集團(tuán)、鐵路局集團(tuán)公司、運(yùn)輸站段三級管理模式，國鐵集團(tuán)和鐵路局集團(tuán)公司層級技術(shù)規(guī)章按分類管理的同時(shí)又分為不同的專業(yè)，并且各鐵路局集團(tuán)公司專業(yè)劃分不盡相同，這就需要平臺提供靈活的組織機(jī)構(gòu)、規(guī)章分類、專業(yè)劃分配置管理功能。

技術(shù)規(guī)章實(shí)行動(dòng)態(tài)管理，需根據(jù)運(yùn)輸生產(chǎn)組織的變化，及時(shí)對既有技術(shù)規(guī)章體系優(yōu)化完善；關(guān)于信息系統(tǒng)維護(hù)，相關(guān)鐵路局集團(tuán)公司歸口管理部門和專業(yè)管理部門職責(zé)劃分也不盡相同，需要平臺提供靈活的技術(shù)規(guī)章維護(hù)配置管理功能。

技術(shù)規(guī)章實(shí)行目錄管理，國鐵集團(tuán)、鐵路局集團(tuán)公司定期公布有效、失效和廢止的目錄，國鐵集團(tuán)技術(shù)規(guī)章制修訂實(shí)行年度計(jì)劃管理等。為適應(yīng)技術(shù)規(guī)章管理需要，平臺應(yīng)提供靈活的統(tǒng)計(jì)分析、目錄生成與導(dǎo)出、制修訂計(jì)劃輔助編制管理等功能。

為滿足鐵路信息化規(guī)劃總體要求，平臺應(yīng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，滿足技術(shù)規(guī)章數(shù)據(jù)一次維護(hù)多處使用；隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，用戶隨時(shí)隨地查詢和使用技術(shù)規(guī)章的場景越來越多，移動(dòng)端APP需同步研發(fā)。

根據(jù)技術(shù)規(guī)章管理和使用業(yè)務(wù)需求，運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺的功能包括技術(shù)規(guī)章查詢與下載、技術(shù)規(guī)章關(guān)聯(lián)關(guān)系查詢、管理信息查詢與下載、技術(shù)規(guī)章目錄生成與導(dǎo)出、技術(shù)規(guī)章維護(hù)管理、制修訂計(jì)劃編制管理、統(tǒng)計(jì)分析與導(dǎo)出、意見征集和問題反饋、用戶使用行為分析、技術(shù)規(guī)章平臺統(tǒng)一接口、技術(shù)規(guī)章APP和系統(tǒng)維護(hù)與管理等12大功能模塊。

3.2 平臺總體架構(gòu)

為降低平臺的復(fù)雜度、提高平臺的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性，平臺采用分層架構(gòu)的方式，分為展現(xiàn)層、應(yīng)用層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層，采用統(tǒng)一的安全處理框架、系統(tǒng)日志管理和統(tǒng)一的對外接口服務(wù)，保障系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)交互。運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺總體架構(gòu)如圖1所示。數(shù)據(jù)層主要采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫、文件服務(wù)器和規(guī)章文件索引庫；業(yè)務(wù)邏輯層主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)規(guī)章的自動(dòng)化處理、技術(shù)規(guī)章索引自動(dòng)構(gòu)建、用戶使用行為自動(dòng)分析、用戶畫像、技術(shù)規(guī)章條款相似度計(jì)算等；應(yīng)用層主要根據(jù)業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)技術(shù)規(guī)章目錄自動(dòng)生成、規(guī)章輔助審查、統(tǒng)計(jì)分析等業(yè)務(wù)；展現(xiàn)層主要提供Web瀏覽器和移動(dòng)端APP 2種方式向用戶提供服務(wù)。

圖1 運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺總體架構(gòu)Fig.1 Overall architecture of TTR management platform

3.3 平臺試用效果分析

為驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性與實(shí)用性，平臺試運(yùn)行初期技術(shù)規(guī)章與其他系統(tǒng)接口、技術(shù)規(guī)章APP 2個(gè)模塊暫未開通試用。截至2021年底，國鐵集團(tuán)、18個(gè)鐵路局集團(tuán)公司、891個(gè)運(yùn)輸站段參與試用，運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章數(shù)據(jù)基本維護(hù)完成，共維護(hù)管理技術(shù)規(guī)章42 764項(xiàng)，用戶查詢下載技術(shù)規(guī)章24萬余次。試用效果如下。

（1）實(shí)現(xiàn)了三級技術(shù)規(guī)章集成管理，為技術(shù)規(guī)章管理系統(tǒng)統(tǒng)型奠定了基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)了國鐵集團(tuán)、鐵路局集團(tuán)公司和運(yùn)輸站段三級技術(shù)規(guī)章的集成管理，提供了統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)章交流學(xué)習(xí)平臺，方便了鐵路運(yùn)輸干部職工查詢和使用，可降低重復(fù)研發(fā)投入和運(yùn)維成本，推動(dòng)技術(shù)規(guī)章管理向“大系統(tǒng)、大平臺、資源共享”的方向發(fā)展。

（2）構(gòu)建了技術(shù)規(guī)章關(guān)系圖譜，方便技術(shù)規(guī)章查詢使用。平臺建立了技術(shù)規(guī)章與上級規(guī)章、下級規(guī)章、補(bǔ)充規(guī)章、失效規(guī)章及其對應(yīng)制修訂計(jì)劃的關(guān)聯(lián)關(guān)系，技術(shù)規(guī)章關(guān)系圖譜如圖2所示，方便了技術(shù)規(guī)章管理和查詢；同時(shí)當(dāng)上級技術(shù)規(guī)章狀態(tài)發(fā)生變動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)通知相關(guān)聯(lián)的下級技術(shù)規(guī)章管理人員，方便下級技術(shù)規(guī)章及時(shí)調(diào)整。

圖2 技術(shù)規(guī)章關(guān)系圖譜Fig.2 Relationship map of technical regulations

（3）提供了多維度統(tǒng)計(jì)分析，方便技術(shù)規(guī)章監(jiān)督管理。平臺提供了根據(jù)技術(shù)規(guī)章層級、類型、專業(yè)、部門、時(shí)間等屬性信息，對技術(shù)規(guī)章數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度、多視角的全方位統(tǒng)計(jì)分析，并能自動(dòng)生成和導(dǎo)出技術(shù)規(guī)章目錄；同時(shí)平臺詳細(xì)記錄了用戶查詢、下載、維護(hù)管理等關(guān)鍵操作信息，可用于對技術(shù)規(guī)章熱點(diǎn)分析等，為技術(shù)規(guī)章的監(jiān)督管理提供便利。

（4）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采用了靈活的配置管理方式，適應(yīng)于不同層級、不同部門差異化管理需要。平臺綜合考慮了各鐵路局集團(tuán)公司規(guī)章管理職責(zé)分工的差異，系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中對相應(yīng)功能按管理職責(zé)進(jìn)行拆分，并采用了靈活的配置管理方式，各級管理人員可以靈活自主地根據(jù)本單位管理實(shí)際，為不同類型用戶賦予相應(yīng)維護(hù)管理及審核權(quán)限；為適應(yīng)組織機(jī)構(gòu)名稱、規(guī)章分類差異，平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)采用自定義的方式，以適應(yīng)各鐵路局集團(tuán)公司和運(yùn)輸站段管理的差異化需求。

4 創(chuàng)新服務(wù)體系設(shè)計(jì)研究

運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章平臺的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了三級技術(shù)規(guī)章集成化管理，但由于運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章體系按層級、專業(yè)、類型進(jìn)行劃分，規(guī)模和數(shù)量相對龐大；再加上技術(shù)規(guī)章文件是非格式化文本數(shù)據(jù)，其制修訂質(zhì)量、體系協(xié)調(diào)、便利化使用等方面均面臨著一系列難題。

隨著人工智能技術(shù)在法律法規(guī)、專利等行業(yè)的廣泛運(yùn)用，為技術(shù)規(guī)章管理創(chuàng)新服務(wù)體系構(gòu)建提供了借鑒。通過對技術(shù)規(guī)章智能化服務(wù)需求調(diào)研，不同類型用戶對技術(shù)規(guī)章智能化應(yīng)用需求主要集中在提高技術(shù)規(guī)章制修訂質(zhì)量和效率、提升查詢使用準(zhǔn)確度和效率、方便技術(shù)規(guī)章的監(jiān)督管理以及與第三方系統(tǒng)協(xié)同開展業(yè)務(wù)能力提升服務(wù)。運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺智能化應(yīng)用場景設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺智能化應(yīng)用場景設(shè)計(jì)Fig.3 Intelligent application scenario design for TTR management platform

（1）智能制修訂。在技術(shù)規(guī)章制修訂環(huán)節(jié)，充分利用運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺中各層級全面的技術(shù)規(guī)章文本數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)規(guī)章條款自動(dòng)編制、條款輔助審查、意見征集以及規(guī)章發(fā)布后問題反饋等應(yīng)用。在技術(shù)規(guī)章條款自動(dòng)生成方面，通過編制人員設(shè)置的內(nèi)容主題，利用自然語言處理技術(shù)和知識圖譜，從平臺維護(hù)管理的規(guī)章文件中自動(dòng)生成相應(yīng)的規(guī)章條款；技術(shù)規(guī)章條款輔助審查智能化應(yīng)用，主要用于對制修訂初稿完成后的技術(shù)規(guī)章進(jìn)行沖突檢查，避免相同內(nèi)容與既有規(guī)章的規(guī)定不一致；技術(shù)規(guī)章發(fā)布實(shí)施后，可通過平臺進(jìn)行意見征集和問題反饋，為技術(shù)規(guī)章的修訂完善提供支撐。

（2）智能使用。在技術(shù)規(guī)章查詢使用階段，針對查詢檢索效率和精準(zhǔn)度不高等問題，利用構(gòu)建同義詞庫、中文分詞、語義理解等技術(shù)，自動(dòng)檢索出相似的規(guī)章，提升用戶查詢體驗(yàn)；利用用戶專業(yè)、部門、工種等屬性對用戶畫像，結(jié)合知識圖譜推理分析和用戶使用行為協(xié)同過濾分析等方法，可提供智能推薦、智能問答、智能提醒等應(yīng)用，提升用戶使用體驗(yàn)。

（3）智能監(jiān)督管理。平臺按技術(shù)規(guī)章層級、分類、專業(yè)、管理部門等多個(gè)維度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，按照管理辦法的要求自動(dòng)生成技術(shù)規(guī)章目錄發(fā)文格式，對用戶查詢關(guān)鍵詞熱度、技術(shù)規(guī)章查詢下載熱度進(jìn)行分析，從而提出一段時(shí)間內(nèi)技術(shù)規(guī)章熱點(diǎn)，為技術(shù)規(guī)章監(jiān)督管理和決策支持提供支撐。2021年度運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章平臺搜索詞熱度如圖4所示，可以看出，營業(yè)線施工安全管理是2021年重點(diǎn)，2022年可以著重加強(qiáng)鐵路營業(yè)線施工安全管理方面的規(guī)章培訓(xùn)。

圖4 2021年度運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章平臺搜索詞熱度Fig.4 Popularity of search terms on TTR platform in 2021

（4）協(xié)同分析。技術(shù)規(guī)章是行車組織的基礎(chǔ)，與行車密切相關(guān)的第三方系統(tǒng)也需要技術(shù)規(guī)章內(nèi)容的支撐，通過與第三方系統(tǒng)的協(xié)同分析，可為相關(guān)行業(yè)的智能化應(yīng)用提供支撐，也可為技術(shù)規(guī)章優(yōu)化完善提供依據(jù)。例如，鐵路安全監(jiān)督管理信息系統(tǒng)，通過建立事故與違反規(guī)章條款的關(guān)聯(lián)關(guān)系，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)分析等技術(shù)，可為違章事故的自動(dòng)分析、違反規(guī)章條款的自動(dòng)提取、違章事故分析報(bào)告自動(dòng)生成等提供智能化應(yīng)用解決方案；同時(shí)通過構(gòu)建違反技術(shù)規(guī)章條款自動(dòng)預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)對技術(shù)規(guī)章條款自動(dòng)預(yù)警，為技術(shù)規(guī)章制修訂和培訓(xùn)提供依據(jù)。

5 結(jié)束語

運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺的建設(shè)，符合鐵路信息化總體規(guī)劃的要求，自2021年7月平臺擴(kuò)大試用以來，效果良好，隨著技術(shù)規(guī)章數(shù)據(jù)文件維護(hù)逐步完善，為技術(shù)規(guī)章的大數(shù)據(jù)分析和智能化應(yīng)用設(shè)計(jì)和研發(fā)奠定了基礎(chǔ)，目前基于平臺的智能化應(yīng)用研發(fā)尚處于起步階段，下一步將按照設(shè)計(jì)的智能化應(yīng)用場景，逐步研發(fā)運(yùn)用運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理平臺的智能化應(yīng)用，更好地服務(wù)于鐵路運(yùn)輸技術(shù)規(guī)章管理和使用。