王增力 黃澤星

（中鐵武漢勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430071）

鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

王增力 黃澤星

（中鐵武漢勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430071）

介紹鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)的技術(shù)方案和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，探討基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺、網(wǎng)絡(luò)通道的建設(shè)方案，給出應(yīng)用系統(tǒng)的3個(gè)構(gòu)成層次，以電務(wù)段安全生產(chǎn)指揮中心為例，分析站段級中心的組成和功能。系統(tǒng)對提高鐵路局的整體運(yùn)輸組織效率具有重要作用。

鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)；整體設(shè)計(jì)；技術(shù)方案

鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)是按照原鐵道部的《鐵路信息化總體規(guī)劃》要求，堅(jiān)持“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一資源、統(tǒng)一管理”的原則，集“安全、生產(chǎn)、管理”為一體的綜合管理系統(tǒng)。是鐵路信息化應(yīng)用體系層次結(jié)構(gòu)中的最高層次——“鐵路智能運(yùn)輸信息系統(tǒng)”的組成部分。

[編者按]：隨著我國鐵路快速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)日趨繁忙，相應(yīng)對鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)、客貨運(yùn)輸組織、調(diào)度指揮、施工管理、安全管理、應(yīng)急管理等各方面均提出更高要求。為加強(qiáng)鐵路安全管理，確保行車安全，提高管理和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)鐵路生產(chǎn)決策科學(xué)化，提升鐵路安全生產(chǎn)管理水平，武漢鐵路局結(jié)合全局既有信息管理平臺建設(shè)現(xiàn)狀、信息資源配置情況和運(yùn)輸安全生產(chǎn)的實(shí)際需求，于2013年開始進(jìn)行全局安全生產(chǎn)中心建設(shè)，目前全局安全生產(chǎn)指揮系統(tǒng)已基本建設(shè)完成并投入使用。本期“專題報(bào)導(dǎo)”是中鐵武漢勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司項(xiàng)目組成員在兩年的設(shè)計(jì)施工配合中取得經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，文章分別從整體到局部，從不同方面對設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、建設(shè)方案等進(jìn)行論述，希望對相似工程有一定的借鑒作用。

1　對既有生產(chǎn)管理模式的思考

1）各系統(tǒng)在專業(yè)內(nèi)垂直化管理，相對獨(dú)立、自成體系。

2）各系統(tǒng)間信息不共享，造成“信息孤島”和“信息浪費(fèi)”。

3）既有各信息系統(tǒng)不利于各類突發(fā)事件的應(yīng)急搶險(xiǎn)集中指揮。

4）生產(chǎn)指揮不集中，制約“大運(yùn)輸”的協(xié)調(diào)發(fā)展與管理創(chuàng)新。

2　鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用局、站段二級結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框如圖1所示。應(yīng)用系統(tǒng)邏輯框如圖2所示。局級安全生產(chǎn)指揮中心和局級應(yīng)急指揮中心設(shè)置在鐵路局辦公大樓，相關(guān)業(yè)務(wù)管理處室設(shè)立指揮分中心，站段級安全生產(chǎn)指揮中心則是在各生產(chǎn)站段設(shè)立站段級中心。

局級安全生產(chǎn)指揮中心和局級應(yīng)急指揮中心以各專業(yè)信息平臺為支撐，包括各專業(yè)安全生產(chǎn)指揮分中心。在日常安全生產(chǎn)組織中，各分中心相對獨(dú)立，負(fù)責(zé)各系統(tǒng)內(nèi)部安全生產(chǎn)管理，但又相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)、資源共享，確保路局安全生產(chǎn)順利進(jìn)行。路局安全生產(chǎn)指揮中心的主要功能是復(fù)示、監(jiān)控、指揮、指導(dǎo)站段的安全生產(chǎn)工作。

站段級中心設(shè)在各站段，通過對日常安全管理和生產(chǎn)指揮信息的全面掌控，實(shí)現(xiàn)對信息的及時(shí)處置，集中指揮。

3　鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)功能

鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心具備安全管理、生產(chǎn)指揮、施工管理、應(yīng)急指揮、信息管理等基本功能。通過可視化平臺實(shí)現(xiàn)全局各業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)營管理過程信息的復(fù)示、監(jiān)控、分析以及針對所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的綜合監(jiān)控等功能，實(shí)現(xiàn)對全局鐵路運(yùn)營相關(guān)的移動設(shè)備和固定設(shè)備的綜合監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)報(bào)警信息的綜合監(jiān)控，在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警詳細(xì)信息的監(jiān)控、分析。具備緊急情況下應(yīng)急指揮、應(yīng)急事件處理過程的監(jiān)控及應(yīng)急救援指揮的決策支持。

1）安全管理功能。將全局各系統(tǒng)檢測、監(jiān)測設(shè)備有關(guān)信息納入集中監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)信息共享，并對關(guān)鍵、重大、特殊生產(chǎn)過程（如大型施工等）實(shí)施現(xiàn)場監(jiān)控。

2）生產(chǎn)指揮功能。側(cè)重對主要的運(yùn)輸生產(chǎn)環(huán)節(jié)（如車務(wù)系統(tǒng)運(yùn)輸組織，設(shè)備管理單位行車設(shè)備施工、檢修等）實(shí)施全過程閉環(huán)管理，對主要行車崗位的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施跟蹤管理，具備生產(chǎn)計(jì)劃編制、審批、傳達(dá)、跟蹤管理功能，實(shí)現(xiàn)全局生產(chǎn)指揮管理。

3）施工管理功能。依據(jù)現(xiàn)行“天窗修”施工管理辦法規(guī)定的程序、內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)等，運(yùn)用信息手段實(shí)施“天窗修”、施工檢修作業(yè)過程管理、安全卡控。

4）應(yīng)急指揮功能。包含應(yīng)急處理和應(yīng)急資源提供。應(yīng)急資源提供包含應(yīng)急處置流程（信息收集、確認(rèn)分級、通知領(lǐng)導(dǎo)和干部、確定應(yīng)急方案、方案實(shí)施、過程落實(shí)及反饋、恢復(fù)、應(yīng)急結(jié)束）和應(yīng)急信息庫（應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急人員信息、地理信息、應(yīng)急設(shè)備信息等）。

5）資源共享功能。通過整合全局網(wǎng)絡(luò)信息資源，形成全局統(tǒng)一的信息化公共基礎(chǔ)平臺，為業(yè)務(wù)應(yīng)用層的各應(yīng)用系統(tǒng)提供公用基礎(chǔ)資源環(huán)境。

6）信息管理功能。能夠?qū)θ秩藛T、設(shè)備、機(jī)構(gòu)等全面反映，側(cè)重于動態(tài)掌握、分析主要行車設(shè)備運(yùn)用狀況和質(zhì)量。

4　既有信息系統(tǒng)的接入與整合

4.1既有信息系統(tǒng)接入安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)

既有信息系統(tǒng)接入安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)如表1所示。

4.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺

為了把以上信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)用活，在全鐵路局范圍內(nèi)發(fā)揮更大的作用，而不是僅用于本專業(yè)，在路局搭建統(tǒng)一的、符合相關(guān)技術(shù)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、可保障共享安全的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺。在保證網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，在路局中心機(jī)房實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)間的連接，為各個(gè)系統(tǒng)間的信息交換與共享提供公共的數(shù)據(jù)交換、存儲、訪問服務(wù)。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺以TMIS為核心，同其他信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)接口與全局生產(chǎn)信息共享平臺進(jìn)行交換，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由全局生產(chǎn)信息共享平臺統(tǒng)一對外發(fā)布，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)編碼標(biāo)準(zhǔn)化，利于數(shù)據(jù)一致性。即在保證信息安全的前提下，利用數(shù)據(jù)抽?。ú杉?、清洗、轉(zhuǎn)換）或同步等技術(shù)手段，將包括TMIS信息在內(nèi)的全局信息系統(tǒng)中異構(gòu)和非異構(gòu)的數(shù)據(jù)信息以及全路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字典，集中存儲于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)庫，并由其與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)共享數(shù)據(jù)的集中存儲、統(tǒng)一共享和歸口發(fā)布。

在路局中心機(jī)房設(shè)置信息共享數(shù)據(jù)庫，通過TMIS網(wǎng)絡(luò)分別與提供共享數(shù)據(jù)源的既有信息系統(tǒng)以及需要共享信息的其他信息系統(tǒng)相連接。通過應(yīng)用服務(wù)器提供的服務(wù)以完成二者之間的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間信息共享。

通過防火墻等安全技術(shù)和增設(shè)負(fù)載均衡器作為安全訪問控制層，對系統(tǒng)的訪問進(jìn)行安全認(rèn)證、協(xié)議轉(zhuǎn)換、格式識別，對交換的信息進(jìn)行內(nèi)容過濾，保證數(shù)據(jù)交換的合法性與合理性。

在非TMIS網(wǎng)運(yùn)行的部分信息系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)信息無法在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺實(shí)現(xiàn)集中存儲和互聯(lián)互通，近期采取復(fù)示方式。

4.3數(shù)據(jù)接口方式

各系統(tǒng)向基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺提供的數(shù)據(jù)接口方式主要分為數(shù)據(jù)傳輸類接口和文件傳輸類接口。

由于鐵路局信息化歷史長、系統(tǒng)多、情況復(fù)雜，系統(tǒng)集成需要逐步實(shí)施完成。安全、生產(chǎn)和應(yīng)急現(xiàn)場的數(shù)據(jù)要求同步更新，維修、應(yīng)急資源和信息提供的數(shù)據(jù)要求異步更新。

表1　既有信息系統(tǒng)接入安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)列表

5　安全生產(chǎn)指揮中心應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成層次

鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)支撐層（基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺、地理信息平臺、線路實(shí)景平臺、TDCS/CTC查詢系統(tǒng)、SCADA遠(yuǎn)動復(fù)示系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)）、局指揮中心層（局級安全生產(chǎn)指揮中心、局應(yīng)急指揮中心）、分中心及站段級中心層（業(yè)務(wù)處室指揮分中心、站段級安全生產(chǎn)指揮中心）構(gòu)成。

5.1數(shù)據(jù)支撐層

1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(見前)

2）地理信息（GIS）平臺，通過國家測繪地圖和路局的鐵路地理數(shù)據(jù)信息，生成發(fā)布于鐵路生產(chǎn)網(wǎng)（TMIS）內(nèi)的地圖服務(wù)。該地圖服務(wù)提供給局平臺和各專業(yè)部門及站段的相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)使用，地理信息平臺只提供基本的地圖瀏覽、地圖測量服務(wù)、地圖共享服務(wù)。

3）線路實(shí)景平臺，綜合利用GPS定位技術(shù)和移動測量技術(shù)，通過采集鐵路沿線的視頻圖像，并允許用戶根據(jù)位置快速查找、定位、瀏覽線路、站場及設(shè)備實(shí)景。做到視頻、行車固定設(shè)備綜合圖和管界圖“三圖聯(lián)動”，在播放視頻時(shí)，對應(yīng)里程坐標(biāo)的行車固定設(shè)備綜合圖和管界圖始終與視頻同步。

5.2局指揮中心層

1）局級安全生產(chǎn)指揮中心

局級安全生產(chǎn)指揮中心全面掌握全局的安全、生產(chǎn)動態(tài)情況，合理調(diào)度、指導(dǎo)生產(chǎn)、施工和維護(hù)管理等。各業(yè)務(wù)分中心負(fù)責(zé)各專業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部的安全生產(chǎn)管理，各分中心間通過安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)進(jìn)行資源共享。

局級安全生產(chǎn)指揮中心向局調(diào)度中心、局應(yīng)急指揮中心、局辦、各業(yè)務(wù)處室指揮分中心（車務(wù)、機(jī)務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、車輛、供電、客運(yùn)、貨運(yùn)、房產(chǎn)、安監(jiān)、公安、軍代等）提供各類信息服務(wù)，為日常安全生產(chǎn)管理和應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮提供支持。

2）局應(yīng)急指揮中心

局應(yīng)急指揮中心主要功能包括應(yīng)急通信系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像接入、綜合展示系統(tǒng)和會議擴(kuò)音系統(tǒng)。

5.3分中心、站段級中心層

1）在各業(yè)務(wù)處建立分中心，預(yù)留分中心接口。業(yè)務(wù)處室分中心主要為日常生產(chǎn)管理服務(wù)，并配合應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮服務(wù)。

2）站段級安全生產(chǎn)指揮中心設(shè)在各生產(chǎn)站段，作為對應(yīng)局級指揮分中心的子系統(tǒng)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用終端延伸至車間、班組。

5.4電務(wù)段的安全生產(chǎn)指揮中心

電務(wù)段安全生產(chǎn)指揮中心由信號集中監(jiān)測系統(tǒng)、預(yù)警平臺系統(tǒng)、TDCS/CTC系統(tǒng)、列控動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（DMS）、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、客專視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電務(wù)動態(tài)智能管理系統(tǒng)（SDIMS）、安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、可視化安全生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)構(gòu)成。其中，電務(wù)動態(tài)智能管理系統(tǒng)（SDIMS）、安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、可視化安全生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)為新增系統(tǒng)。

通過安全生產(chǎn)指揮中心平臺，還實(shí)現(xiàn)日常生產(chǎn)計(jì)劃全流程網(wǎng)上審批，現(xiàn)場作業(yè)全工程實(shí)時(shí)監(jiān)控，應(yīng)急搶險(xiǎn)、設(shè)備故障處置全過程指揮，施工和安全管理全過程跟蹤，可視化動態(tài)管理，各類生產(chǎn)任務(wù)指標(biāo)及技術(shù)設(shè)備資料實(shí)時(shí)查詢等功能。

可視化安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是基于電子地圖的人員位置可視化、工作任務(wù)可視化、事件場景可視化的綜合調(diào)度系統(tǒng)，包括調(diào)度管理、框選管理、組群管理、監(jiān)控管理、分析管理5個(gè)模塊。系統(tǒng)由前端手持終端、云調(diào)度智能平臺和客戶端組成。

6　網(wǎng)絡(luò)通道的適應(yīng)性改造

鐵路局中心及各站段新建安全生產(chǎn)指揮系統(tǒng),需要將大量數(shù)據(jù)和視頻信息接入到相應(yīng)系統(tǒng)中，作為支撐各系統(tǒng)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及安全生產(chǎn)指揮中心了解現(xiàn)場情況的重要手段。

網(wǎng)絡(luò)通道是安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障。大量數(shù)據(jù)信息和視頻信息的傳輸需要穩(wěn)定和具有充足帶寬資源的網(wǎng)絡(luò)通道作為基礎(chǔ)保障。

改造后的安全生產(chǎn)指揮系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通道如圖3所示。

鐵路局安全生產(chǎn)指揮系統(tǒng)工程完善網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)主要在以下3個(gè)層次進(jìn)行完善：

1）骨干網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)

鐵路局骨干OTN系統(tǒng)覆蓋全局管范圍內(nèi)各主要鐵路干線，在業(yè)務(wù)匯聚點(diǎn)、鐵路交匯點(diǎn)及樞紐節(jié)點(diǎn)的位置設(shè)置OTN節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各鐵路沿線的各種業(yè)務(wù)至局樞紐大顆粒業(yè)務(wù)的匯聚，滿足各類業(yè)務(wù)不斷增長的帶寬需求。

2）站段網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)

為滿足各站段新建安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通道需求，在各系統(tǒng)站段設(shè)SDH傳輸設(shè)備，利用光纜接入傳輸骨干網(wǎng)；在各站段新設(shè)ONU設(shè)備，利用光纜接入就近通信機(jī)房的OLT設(shè)備；在各系統(tǒng)站段新設(shè)數(shù)據(jù)網(wǎng)接入交換機(jī)，利用光纜接入就近通信機(jī)房的數(shù)據(jù)網(wǎng)接入路由器；完成各系統(tǒng)站段至就近通信機(jī)房的光纜通道建設(shè)。

3）站段至車間完善網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)

根據(jù)各專業(yè)站段至管轄車間的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，對既有鐵路傳輸系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容改造，同時(shí)新設(shè)部分車間至就近車站通信機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)通道。

7　網(wǎng)絡(luò)、信息安全及系統(tǒng)安全保障

重點(diǎn)從系統(tǒng)體系安全、安全管理制度、硬件安全、軟件安全、數(shù)據(jù)庫安全、網(wǎng)絡(luò)安全以及計(jì)算機(jī)病毒防止等方面進(jìn)行綜合考慮，形成縱深的防御體系。

具體的安全措施主要包括統(tǒng)一系統(tǒng)IP地址；建立數(shù)字證書認(rèn)證體系；通過身份認(rèn)證和訪問授權(quán)技術(shù)，實(shí)行分等級、分權(quán)限的訪問控制；對重要和機(jī)密信息實(shí)現(xiàn)加密傳輸和數(shù)字簽名；對內(nèi)部服務(wù)網(wǎng)和安全生產(chǎn)網(wǎng)間采用防火墻和虛擬專網(wǎng)等技術(shù)實(shí)施隔離和保護(hù)；在內(nèi)部服務(wù)網(wǎng)和外部服務(wù)網(wǎng)間采用物理隔離，禁止相互訪問；在公共網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)專網(wǎng)間采用專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；采用病毒防護(hù)、入侵監(jiān)測、內(nèi)容過濾和日志審計(jì)等多種技術(shù)手段。

8　實(shí)現(xiàn)效果

鐵路局安全生產(chǎn)指揮中心系統(tǒng)充分利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對全局信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享；實(shí)現(xiàn)對局、站段日常安全管理和生產(chǎn)指揮信息的全面掌控；實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)全過程網(wǎng)上實(shí)時(shí)監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)在非正常情況及事故應(yīng)急搶險(xiǎn)全過程的集中指揮；實(shí)現(xiàn)對作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和效率效益指標(biāo)全面分析。滿足鐵路運(yùn)輸安全管理、生產(chǎn)指揮、施工管理、應(yīng)急指揮、資源共享、信息管理等需要。

該系統(tǒng)是對鐵路既有生產(chǎn)管理模式的一次革命性創(chuàng)新。武漢鐵路局經(jīng)過兩年的建設(shè)，目前已全面建成了該系統(tǒng)，在全局各部門各業(yè)務(wù)處段加強(qiáng)運(yùn)輸安全生產(chǎn)管理、優(yōu)化運(yùn)輸生產(chǎn)組織、提高工作效率方面起到了積極的促進(jìn)作用。

[1]鐵信息[2005]4號 關(guān)于發(fā)布《鐵路信息化總體規(guī)劃》的通知[S].

The paper introduces the technical solution and structure of the dispatching control system for safety production of the Railway Administration, discusses the development schemes of fundamental data platform and communication network, puts forward three hierarchies of the application system, and analyzes the function and structure of the dispatching control system for safety production of stations and deopts by taking the system for depots as an example. The system can plays a key role for improving the effi ciency of transportation organizations of the Railway Administration.

dispatching control system for safety production; integrated design; technical solution

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.03.013

2016-02-26）