劉宗洋，蔣 薈，曹 松，喻冰春

(中國鐵道科學研究院 電子計算技術研究所，北京 100081)

貨車列尾裝置是貨物列車取消守車后保證列車運行安全的重要行車設備。列尾裝置是隨貨物列車運行的移動設備，運用中涉及多車站、多部門的協(xié)作配合，但目前鐵路局的列尾管理大多仍處于作業(yè)手工記錄、信息電話傳遞的落后模式，使得鐵路局及車站各級管理者對作業(yè)信息的掌握難以做到及時、準確、全面，這給列尾裝置的調(diào)配運用、故障處理、責任溯源等管理帶來了諸多不便，列尾裝置的運用管理水平和運用效率亟待進一步提升。

鑒于此，有必要建立一套針對鐵路局及其車站列尾運用管理的貨車列尾管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)對列尾裝置的全生命周期、運用全過程追蹤管理。通過采集列尾各作業(yè)環(huán)節(jié)的作業(yè)數(shù)據(jù)，記錄管理列尾的到發(fā)運用信息、運行故障信息、檢測充電數(shù)據(jù)等，使得管理部門全面、實時掌握列尾運用動態(tài)，逐步優(yōu)化作業(yè)流程，實現(xiàn)列尾作業(yè)的科學化和規(guī)范化管理。同時，累計的作業(yè)數(shù)據(jù)可為列尾裝置的運用統(tǒng)計分析提供依據(jù)，輔助管理者及時發(fā)現(xiàn)列尾運用中的問題并有針對性的處理問題，從而降低列尾故障率，保障貨物列車運行安全。

1 系統(tǒng)需求分析

1.1 系統(tǒng)建設目標

系統(tǒng)的總體目標為：以貨車列尾裝置運用全過程生命周期管理為目標，建立鐵路局、車站兩級列尾管理信息系統(tǒng)。通過車站系統(tǒng)采集、記錄列尾作業(yè)信息，實現(xiàn)列尾各作業(yè)環(huán)節(jié)的追蹤，為鐵路局、站段運輸管理部門和作業(yè)部門提供電子化貨車列尾裝置運營安全管理信息服務，實現(xiàn)全鐵路局聯(lián)網(wǎng)的貨車列尾裝置運用管理的在線監(jiān)控，建成覆蓋全鐵路局的集監(jiān)測、管理和決策分析為一體的貨車列尾管理信息系統(tǒng)，保障貨物列車運行安全。

1.2 用戶需求分析

按照業(yè)務需求，系統(tǒng)用戶主要分為鐵路局用戶與車站用戶。鐵路局用戶包括：鐵路局業(yè)務管理人員、調(diào)度人員；車站用戶包括：業(yè)務管理人員、作業(yè)人員、維修人員。

鐵路局業(yè)務管理人員需實時掌握全鐵路局列尾裝置的運用、維修及故障處置情況，通過系統(tǒng)分析對設備運用及維修情況進行客觀的運用考核評價，從而為列尾設備選型、技術改造提供參考依據(jù)，促進管理者有針對性地強化對貨車列尾裝置的運用、維修管理力度，提高運用、維修管理科學化水平，保障貨物運輸安全。

鐵路局調(diào)度人員需要實時掌握全鐵路局列尾裝置的運用、調(diào)配、運行故障處理情況，掌握與列尾裝置相關的調(diào)度命令情況，以便總結發(fā)現(xiàn)運用管理存在的問題，不斷改進，高效地指揮運營。

車站業(yè)務管理人員主要負責管內(nèi)列尾裝置運用計劃的制定，協(xié)調(diào)解決列尾運用中發(fā)生的問題；車站列尾作業(yè)人員需及時掌握本班的車次到發(fā)信息、出務進行列尾裝置的摘掛作業(yè)，記錄相關的作業(yè)數(shù)據(jù)；維修人員負責列尾裝置及其附屬設備的維修、保養(yǎng)、年檢等工作并做好相關記錄，解決列尾裝置運用中發(fā)生的問題，及時上報管理中心。

1.3 數(shù)據(jù)源分析

貨車列尾管理信息系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)源為車站列尾作業(yè)信息，此外，系統(tǒng)還需獲取必要的基礎數(shù)據(jù)為列尾的管理及作業(yè)提供支持。這些數(shù)據(jù)可通過設備采集、文件傳輸、Web服務，人工錄入等途徑獲取，主要包括：

（1）列車的到發(fā)計劃信息：獲取列車階段計劃，為現(xiàn)場作業(yè)人員進行列尾裝置的到發(fā)作業(yè)安排、調(diào)配資源提供支持。

（2）檢測、充電數(shù)據(jù)：在檢測和充電作業(yè)環(huán)節(jié)中自動采集列尾主機檢測及充電作業(yè)數(shù)據(jù)，減少列尾檢測員的作業(yè)量，降低人工抄錄檢測、充電信息產(chǎn)生的誤差給管理上帶來的不便。

（3）列尾裝置運用的動態(tài)信息：車站列尾作業(yè)員提交的摘掛、回送、交接等運用信息。同時，結合列車運行軌跡信息用于追蹤列尾裝置隨貨車列車的運行情況。

（4）故障維修信息：車站列尾作業(yè)組值班員、用修中心等用戶提交的故障維修作業(yè)信息。掌握列尾裝置故障情況有利于用戶對這類故障進行重點檢查和處理，改善設備運用狀況。

2 系統(tǒng)設計

2.1 總體架構

鐵路局列尾管理信息系統(tǒng)由車站級系統(tǒng)和路局級系統(tǒng)二級系統(tǒng)組成。其總體架構如圖1。

車站級列尾管理信息系統(tǒng)包括配屬站、折返站/中間站版系統(tǒng)，依據(jù)其功能的不同應用特點又可劃分為數(shù)據(jù)應用子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和手持終端子系統(tǒng)。用戶可通過PC機監(jiān)控終端和手持終端實現(xiàn)對系統(tǒng)的訪問。

路局級系統(tǒng)主要由作業(yè)管理子系統(tǒng)、運用追蹤子系統(tǒng)和統(tǒng)計分析子系統(tǒng)等構成，它通過獲取各站作業(yè)信息進行處理、存儲，為前臺應用提供數(shù)據(jù)支持。用戶可通過客戶端查詢各站作業(yè)信息，完成列尾裝置調(diào)配計劃制定、運用統(tǒng)計分析等工作。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸設計

鐵路局與車站間的數(shù)據(jù)傳輸是實現(xiàn)鐵路局級系統(tǒng)與車站級系統(tǒng)進行信息交互的關鍵。鐵路局與車站間的數(shù)據(jù)傳輸過程如圖2：

圖2 鐵路局、車站間的數(shù)據(jù)傳輸流程

2.3 系統(tǒng)功能框架

貨車列尾管理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)應用子系統(tǒng)分為車站級和鐵路局級二級應用，各級系統(tǒng)的功能側(cè)重略有差異，應用系統(tǒng)整體功能框架如圖3：

圖3 貨車列尾管理信息系統(tǒng)的主要功能結構

根據(jù)各級用戶工作范圍，車站級系統(tǒng)為車站用戶提供到發(fā)及摘掛作業(yè)監(jiān)控、檢測充電信息查詢、電子作業(yè)日志等功能上的支持。借助這些服務，車站用戶回填列尾摘解、交接、回送等環(huán)節(jié)的作業(yè)信息，記錄列尾裝置的故障、維修情況，查看系統(tǒng)自動接入的列尾主機檢測和電池充電信息，從而全面、實時掌握列尾主機的運用狀態(tài)。

鐵路局級系統(tǒng)為鐵路局用戶提供了動態(tài)管理、作業(yè)異常監(jiān)控、運用統(tǒng)計分析等功能。管理人員可通過直觀的地圖展示和各種不同類型報表實時監(jiān)控列尾的整體運用狀況，通過系統(tǒng)提供的統(tǒng)計分析功能，全面掌握列尾裝置運用的各種信息，從而為制定合理的調(diào)配計劃和指揮管理提供依據(jù)。

3 關鍵技術

3.1 列尾裝置的動態(tài)追蹤

由于貨車列尾作業(yè)多采用手工記錄方式，不便于管理查看，同時列尾裝置出站后位置狀態(tài)很難確定，給列尾裝置的科學化管理帶來了極大的不便。本系統(tǒng)利用鐵路局級系統(tǒng)及車站級系統(tǒng)的信息交互與共享，同時借助部分軌邊監(jiān)測設備采集信息的有效融合實現(xiàn)了對列尾裝置的動態(tài)追蹤。列尾裝置到達列尾作業(yè)站進行作業(yè)時，系統(tǒng)可通過作業(yè)數(shù)據(jù)采集獲取到列尾裝置的運用動態(tài)信息。對于出站隨車運用后列尾裝置，由于是隨貨物列車運行，所以可獲取列車的運行軌跡就可以掌握列尾裝置的運行位置。因此，在本系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，采用通過軌邊監(jiān)測設備來獲取列車的通過信息，以車次和通過時間等因素作為計算處理依據(jù)，將列車與列尾裝置建立“一對一”關系，從而實現(xiàn)對列尾裝置站外運行軌跡的動態(tài)追蹤監(jiān)控。

3.2 鐵路局與車站間的數(shù)據(jù)綜合運用

列尾裝置的運用涉及多個作業(yè)站，數(shù)據(jù)在鐵路局與車站、車站與車站間的綜合運用有利于各級業(yè)務管理人員全面掌握列尾裝置的運用信息，促進系統(tǒng)的深入應用。

車站作業(yè)信息、列尾裝置檔案信息傳輸至鐵路局，鐵路局數(shù)據(jù)庫服務器對各站的信息按規(guī)則分析、判別后入庫為鐵路局的前臺應用提供數(shù)據(jù)支持。車站數(shù)據(jù)庫對收到的外站信息按車站需要進行處理，服務于現(xiàn)場作業(yè)，比如：(1)對接收到的外站到本站的發(fā)車記錄，后臺程序處理記錄相關信息后存儲作為本站的到達計劃，用戶在客戶端核對該計劃主機、電池等相關信息后選擇作業(yè)地點等信息即可完成回填；(2)將外站到本站的列尾回送記錄處理入庫，作業(yè)組值班員可提前獲得列尾的回送信息以合理安排人員出務；(3)通過匯總聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)作業(yè)流程缺失等不規(guī)范作業(yè)情況，以助于采取有效措施、規(guī)范作業(yè)流程。

3.3 車站檢測、充電數(shù)據(jù)的自動采集

借助數(shù)據(jù)采集終端，系統(tǒng)可全自動實時采集列尾主機檢測臺、電池充電儀的檢測數(shù)據(jù)和充電數(shù)據(jù)，并進行有效存儲和數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)采集終端通過、主機檢測臺和電池充電儀制定相關數(shù)據(jù)接口協(xié)議，利用串行口等外部接口自動采集設備檢測數(shù)據(jù)。同時，數(shù)據(jù)采集終端調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務器將采集到的設備檢測數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)校驗后入庫，保證數(shù)據(jù)的實時性和完整性。部署于數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)采集服務以系統(tǒng)服務形式存在數(shù)據(jù)采集終端，隨采集終端自動啟動，降低了人工干預的可能。列尾檢測、充電作業(yè)采集過程如圖4：

圖4 檢測、充電作業(yè)采集

3.4 高效可靠的自動統(tǒng)計分析

貨車列尾裝置價格高、作用大，如何合理調(diào)配、利用好現(xiàn)有的設備資源更好地服務于行車安全，同時節(jié)約購置、維修成本是列尾管理的工作重心之一。

系統(tǒng)通過累計的列尾運用記錄、檢測記錄、故障記錄、維修次數(shù)等作業(yè)數(shù)據(jù)，為各級管理部門提供了面向維修和運用管理的多種自動化統(tǒng)計分析服務。比如通過對列尾裝置運用頻次、檢測頻次、故障頻次的統(tǒng)計分析，管理者可以全面掌握管轄范圍列尾裝置的運用情況，以便制定合理的調(diào)配方案，使列尾裝置的運用趨于合理，避免出現(xiàn)運用頻次過高和運用頻次過低的現(xiàn)象，同時故障發(fā)生頻次較高的列尾裝置得到重點檢查維修處理。再如，通過提供對各作業(yè)點列尾摘掛情況的分析，管理人員對各作業(yè)點的資源分布、使用情況能有更加全面的了解和掌握，以此為依據(jù)可以更為合理地調(diào)配列尾資源、促進列尾運用。

4 結束語

貨車列尾管理信息系統(tǒng)已在蘭州鐵路局推廣應用。通過在蘭州鐵路局的應用，系統(tǒng)取得了以下主要成效：各車站實現(xiàn)了自管列尾裝置的電子化檔案、臺帳管理，有效地采集了列尾裝置各作業(yè)環(huán)節(jié)的信息，規(guī)范了作業(yè)流程，實現(xiàn)了列尾作業(yè)的規(guī)范化和科學化管理。鐵路局管理人員可以全面掌握全局列尾裝置運用動態(tài)，對追溯故障責任、調(diào)配資源及考核分析等工作有了及時準確的數(shù)據(jù)支持，管理水平和工作效率得到了較大幅度的提高。

系統(tǒng)下一步發(fā)展方向?qū)⒕o密結合現(xiàn)場應用需求，進一步豐富和完善系統(tǒng)功能，提高系統(tǒng)的適應范圍。相信貨車列尾管理信息系統(tǒng)的推廣應用將有利于提高列尾裝置的運用效率，更好地發(fā)揮其行車安全保障作用，對實現(xiàn)鐵路局列尾裝置運用管理的科學化和規(guī)范化、制定合理的調(diào)配計劃、避免設備采購浪費將起到積極的推動作用。

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