劉 哲

(北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070)

1 概述

鐵路運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)（以下簡稱調(diào)度系統(tǒng)）是實(shí)現(xiàn)鐵路調(diào)度信息化的重要手段，主要包括兩部分：運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)（TDMS）、列車調(diào)度指揮及調(diào)度集中系統(tǒng)（TDCS/CTC）。

調(diào)度系統(tǒng)分為中國鐵路總公司（以下簡稱總公司）、鐵路局集團(tuán)公司（以下簡稱鐵路局）、站段三級(jí)應(yīng)用?？偣炯?jí)TDMS5.0 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各鐵路局相關(guān)運(yùn)輸信息上報(bào)、日（班）計(jì)劃批復(fù)、調(diào)度命令下達(dá)、運(yùn)輸動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、查詢統(tǒng)計(jì)分析等功能[1]。總公司級(jí)TDCS/CTC3.0 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全路行車信息匯聚、運(yùn)行圖復(fù)視、站場(chǎng)信息監(jiān)視等功能[2-3]。

為進(jìn)一步提高調(diào)度信息化水平，滿足透明化指揮和精細(xì)化管理的要求，調(diào)度系統(tǒng)需要改進(jìn)以往數(shù)據(jù)獲取只能依靠逐級(jí)上報(bào)的模式，同時(shí)也需要接入更多來自其他專業(yè)系統(tǒng)的信息。鐵路部門從2013年開始啟動(dòng)了鐵路運(yùn)輸信息集成平臺(tái)（以下簡稱集成平臺(tái)）一期的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息的高度集中[4]。隨后調(diào)度系統(tǒng)基于集成平臺(tái)進(jìn)行了功能升級(jí)和優(yōu)化，使調(diào)度能夠更快速、更精準(zhǔn)地掌握各類重要運(yùn)輸信息[5]。

2 集成平臺(tái)簡介

傳統(tǒng)的鐵路信息系統(tǒng)按照各專業(yè)分散建設(shè)，致使條塊分割、共享困難、難以發(fā)揮整體效益。集成平臺(tái)與各應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，將分散在不同應(yīng)用系統(tǒng)中的列車、車輛、貨物、機(jī)車、乘務(wù)員、客票、客服、集裝箱等運(yùn)輸信息的數(shù)據(jù)匯集形成集中的數(shù)據(jù)環(huán)境，再加以整合、加工、銜接，為各應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的信息共享[6]。

集成平臺(tái)分總公司和鐵路局兩級(jí)、分主題建庫，按照“強(qiáng)化數(shù)據(jù)采集、提升數(shù)據(jù)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中”的思路，建立統(tǒng)一的信息采集方式與數(shù)據(jù)集中機(jī)制，替代以往逐級(jí)上報(bào)的信息采集方式。同時(shí)集成平臺(tái)促進(jìn)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)一個(gè)崗位設(shè)置一個(gè)應(yīng)用、一次操作全程共享，避免重復(fù)匯報(bào)。

集成平臺(tái)的建成為推動(dòng)運(yùn)輸組織流程優(yōu)化、提高客貨運(yùn)服務(wù)水平提供技術(shù)支撐，徹底改變了鐵路信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀，對(duì)鐵路信息化具有劃時(shí)代的意義。

3 集成平臺(tái)在鐵總調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用構(gòu)建

3.1 應(yīng)用目標(biāo)

集成平臺(tái)從各專業(yè)系統(tǒng)采集現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)提供給調(diào)度系統(tǒng)。無需調(diào)度系統(tǒng)與各專業(yè)系統(tǒng)單獨(dú)接口，也無需下級(jí)報(bào)告，即可快速獲取現(xiàn)場(chǎng)信息?？偣?、鐵路局、站段三級(jí)基于同一現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，使得運(yùn)輸信息更加透明、調(diào)度指揮更加精準(zhǔn)。

基于集成平臺(tái)，總公司級(jí)調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化的目標(biāo)如下。

1）通過圖形化的方式展現(xiàn)和監(jiān)視列車、車輛、貨物、機(jī)車、乘務(wù)員、集裝箱的動(dòng)態(tài)位置、走行軌跡和實(shí)時(shí)狀態(tài)。

2）在列車運(yùn)行圖的運(yùn)行線上關(guān)聯(lián)查詢編組、乘務(wù)員、客票等運(yùn)輸信息。

3）為貨主提供貨物追蹤服務(wù)，為旅客提供客車正晚點(diǎn)服務(wù)。

4）掌握全路各站現(xiàn)在車情況，以及所有貨車的作業(yè)全過程。輔助推算車流，為編制貨運(yùn)日計(jì)劃和分界口交接計(jì)劃提供決策依據(jù)。

5）掌握全路機(jī)車運(yùn)用、備用和檢修情況，計(jì)算周轉(zhuǎn)時(shí)間和折返時(shí)間。

6）掌握全路動(dòng)車組運(yùn)用、熱備、出入廠和車底編組情況。

7）掌握各站段的檢修車、修竣車、報(bào)廢車信息，提前預(yù)警即將到達(dá)檢修周期的車輛；輔助優(yōu)化檢修計(jì)劃，進(jìn)一步壓縮檢修率，保障車輛運(yùn)輸安全。

8）掌握乘務(wù)員的聯(lián)系方式，遇有突發(fā)情況時(shí)調(diào)度可直接聯(lián)系乘務(wù)員了解現(xiàn)場(chǎng)情況；掌握乘務(wù)員值乘及出退勤情況，提前預(yù)警以預(yù)防發(fā)生司機(jī)乘務(wù)員超勞現(xiàn)象。

3.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

在應(yīng)用的架構(gòu)設(shè)計(jì)上采用模塊化處理，對(duì)各模塊進(jìn)行拆分以降低耦合性，模塊之間采用接口調(diào)用的方式，實(shí)現(xiàn)不同模塊之間的并行開發(fā)。并運(yùn)用SOA 技術(shù)理念，采用分層設(shè)計(jì)的模式[7]，降低應(yīng)用的復(fù)雜度，應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1 所示。整個(gè)架構(gòu)從下至上分為5 層。

1）數(shù)據(jù)采集層：將分散在不同應(yīng)用系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過事件報(bào)文的形式進(jìn)行匯集，分為站段報(bào)告和同級(jí)交換兩類事件。事件傳輸模塊采用MQ技術(shù)實(shí)現(xiàn)[8]，負(fù)責(zé)接收各類事件的報(bào)文；事件處理入庫模塊負(fù)責(zé)校驗(yàn)和處理，將解析的數(shù)據(jù)寫入各類不同主題的數(shù)據(jù)庫。

2）數(shù)據(jù)集中層：建立集中的靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。靜態(tài)數(shù)據(jù)包括運(yùn)輸規(guī)則、技術(shù)資料和模型字典；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)主要包括貨物、列車、機(jī)車、車輛、車流、乘務(wù)等主要運(yùn)輸管理對(duì)象的相關(guān)信息。各業(yè)務(wù)對(duì)象主題數(shù)據(jù)庫主要存放的是當(dāng)前到歷史的數(shù)據(jù)，主要用于查詢、統(tǒng)計(jì)、分析；部分存放的是當(dāng)前到未來的數(shù)據(jù)，用于預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警。

3）數(shù)據(jù)服務(wù)層：通過應(yīng)用服務(wù)器對(duì)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)調(diào)用接口。應(yīng)用服務(wù)器通過IIS 以負(fù)載均衡方式對(duì)外提供服務(wù)，服務(wù)器安裝WEBORB 組件，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的交互。數(shù)據(jù)服務(wù)主要提供各類主題數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)位置、狀態(tài)、軌跡及其變化趨勢(shì)的信息查詢服務(wù)，同時(shí)提供基礎(chǔ)性的即席統(tǒng)計(jì)與分析信息查詢服務(wù)。

圖1 基于集成平臺(tái)的總公司級(jí)調(diào)度應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)Fig.1 Architecture design of railway dispatching application based on integrated platform

4）業(yè)務(wù)平臺(tái)層：按照松耦合、可重用的功能組織方式，根據(jù)用戶訪問層的輸入，進(jìn)行邏輯的處理，在一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)之上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全部業(yè)務(wù)功能的服務(wù)化。

5）用戶訪問層：面向系統(tǒng)最終用戶，按照業(yè)務(wù)人員的崗位要求，通過裝配業(yè)務(wù)功能和流程交付復(fù)合的業(yè)務(wù)應(yīng)用。采用FLEX 富客戶端技術(shù)實(shí)現(xiàn)[9]，具有較好的人機(jī)交互體驗(yàn)，減少Web 應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的壓力，大幅度的提高應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的能力。

3.3 應(yīng)用功能

應(yīng)用功能分為路網(wǎng)圖、運(yùn)行圖、列車開行、現(xiàn)車及車流、貨流及裝卸、運(yùn)力資源6 個(gè)部分，功能結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

1）路網(wǎng)圖

通過路網(wǎng)示意圖的方式展現(xiàn)全路列車實(shí)時(shí)運(yùn)行位置、狀態(tài)和走行軌跡，以實(shí)現(xiàn)對(duì)全路所有運(yùn)行列車進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)控。路網(wǎng)示意圖功能界面如圖3所示。

2）運(yùn)行圖

通過列車運(yùn)行圖的方式展現(xiàn)全路列車的計(jì)劃、實(shí)際運(yùn)行線，選擇運(yùn)行線可進(jìn)一步查詢?cè)摿熊嚨臅r(shí)刻表、機(jī)車、交路、編組、乘務(wù)、客貨票信息，這些集成的詳細(xì)信息均來源于集成平臺(tái)從各個(gè)不同的生成系統(tǒng)所收集到的數(shù)據(jù)。列車運(yùn)行圖功能界面如圖4 所示。

3）列車開行

匯總顯示各鐵路局編制的日（班）計(jì)劃、階段計(jì)劃、階段調(diào)整計(jì)劃、實(shí)際報(bào)點(diǎn)，并將各鐵路局的分段信息串接形成列車全程信息。實(shí)現(xiàn)客運(yùn)列車的編組、客票、車底交路、車底運(yùn)用、乘務(wù)、機(jī)車信息查詢，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)列車的確報(bào)、貨票、機(jī)車、司機(jī)信息查詢。實(shí)現(xiàn)列車正晚點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)視、正晚點(diǎn)統(tǒng)計(jì)、區(qū)段列車統(tǒng)計(jì)、受事故或?yàn)?zāi)害影響列車范圍統(tǒng)計(jì)。實(shí)現(xiàn)行包班列、集裝箱班列、軍列、臨客及旅游列車開行信息查詢統(tǒng)計(jì)。

4）現(xiàn)車及車流

《秀才胡同》用典更重于典故的使用，大多是每提及一個(gè)典故便賦予歌詞一種氛圍。這首歌通過多個(gè)典故的交織重疊來敘寫故事，這也是其高明之處：已經(jīng)向已經(jīng)有了完整骨架的愛情故事中填充更多的典故以組成其血肉，使得歌曲無論從哪個(gè)方面都有可玩味的地方，以人類比便是豐腴之楊貴妃。

圖2 基于集成平臺(tái)的總公司級(jí)調(diào)度應(yīng)用功能結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of functions of railway dispatching application based on integrated platform

圖3 基于路網(wǎng)示意圖的動(dòng)態(tài)位置追蹤Fig.3 Dynamic position tracking based on railway network diagram

匯總顯示全路的現(xiàn)在車分布情況和具體結(jié)構(gòu)，查詢所有貨車的動(dòng)態(tài)信息，包括貨車車種、車型、掛運(yùn)車次、空重狀態(tài)、發(fā)貨人、收貨人、貨物名稱等。根據(jù)列車計(jì)劃和實(shí)際運(yùn)行線、確報(bào)、裝卸車、運(yùn)貨五進(jìn)行車流推算，推算未來時(shí)段內(nèi)的車流分布、卸車站到達(dá)預(yù)報(bào)、分界口通過車流預(yù)報(bào)。

5）貨流及裝卸

實(shí)現(xiàn)運(yùn)貨五明細(xì)查詢及去向別統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電子貨票的明細(xì)查詢及統(tǒng)計(jì)。對(duì)貨物車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)位置監(jiān)控、在途站停監(jiān)控及超時(shí)預(yù)警、旅速統(tǒng)計(jì)、編組站中轉(zhuǎn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的追蹤和晚點(diǎn)預(yù)警。實(shí)現(xiàn)裝卸車計(jì)劃、實(shí)際、兌現(xiàn)率查詢。

6）運(yùn)力資源

實(shí)現(xiàn)各機(jī)務(wù)段機(jī)車運(yùn)用及備用情況查詢，包括機(jī)車在庫、在技術(shù)站、在途的狀態(tài)和位置信息。實(shí)現(xiàn)值乘人員包括司機(jī)、機(jī)械師、列檢、車長信息查詢。實(shí)現(xiàn)集裝箱、篷布信息查詢。實(shí)現(xiàn)客貨車輛的檢修信息查詢。實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組的運(yùn)用、熱備、檢修信息查詢。動(dòng)車組運(yùn)用信息查詢功能如圖5 所示。

3.4 應(yīng)用創(chuàng)新

與原有調(diào)度系統(tǒng)相比，基于集成平臺(tái)的總公司調(diào)度系統(tǒng)不僅在功能上有了大幅提升，而且在諸多方面實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新。

1）基于運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)上報(bào)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，使得調(diào)度指揮更加精準(zhǔn)。

3）對(duì)列車在各鐵路局的分段數(shù)據(jù)進(jìn)行全程串接，為各類信息集成展現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。

圖4 基于列車運(yùn)行圖的綜合查詢Fig.4 Comprehensive query based on train operation chart

4）基于“號(hào)碼制現(xiàn)車”優(yōu)化了車流推算的模型，使車流推算結(jié)果更加精確。

圖5 車底運(yùn)用及編組查詢Fig.5 Train vehicle operation and marshalling enquiries

5）采用定向查詢和監(jiān)視預(yù)警兩種模式。定向查詢模式按照業(yè)務(wù)主題進(jìn)行處理分析，監(jiān)視預(yù)警模式由系統(tǒng)主動(dòng)向客戶端推送實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)。

6）對(duì)TDMS 和TDCS/CTC 的接口T/D 結(jié)合協(xié)議進(jìn)行了升級(jí)擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了兩大調(diào)度系統(tǒng)的深度融合[10-11]。

4 結(jié)束語

集成平臺(tái)一期面向貨物運(yùn)輸全過程管理，將列車、貨車、貨物、機(jī)車、機(jī)車乘務(wù)員和集裝箱運(yùn)輸數(shù)據(jù)進(jìn)行集中。調(diào)度系統(tǒng)基于集成平臺(tái)一期的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了貨運(yùn)信息的集成和展現(xiàn)，取得了好的效果。

目前集成平臺(tái)二期正在建設(shè)當(dāng)中，其建設(shè)目標(biāo)是要整合既有客運(yùn)信息系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)客車、動(dòng)車、客車乘務(wù)員、客票、行包數(shù)據(jù)集中與信息共享。調(diào)度系統(tǒng)未來可通過集成平臺(tái)二期建設(shè)獲取到客運(yùn)類信息，支撐實(shí)現(xiàn)客運(yùn)調(diào)度指揮精細(xì)化管理，推動(dòng)客運(yùn)組織流程優(yōu)化，進(jìn)一步提高計(jì)劃編制和客運(yùn)服務(wù)水平。