鐵路客運綜合指揮控制系統的設計與實現

劉祖勝，孫 武

（1.鄭州鐵路局客運處，鄭州450052；2.鄭州峰華電子有限責任公司，鄭州450052）

隨著鐵路的快速發展，對車站的客運設施和客運服務質量提出了更高的要求。這就需要對原有車站的客運系統進行更新、整合、補充和完善，為旅客出行和工作人員生產組織提供更好的信息環境。

目前，圍繞車站客運生產已建的各種自動化系統，如：旅客引導、到發通告、客運廣播、電話問訊、旅客查詢、客運監控、票額揭示和自動照明等，僅做了列車時刻同步工作，各系統基本還處于分散管理、多渠道發布的狀態，沒有形成集成化、統一化和合理化運用的局面，造成信息管理效率低下、信息發布口徑不一致、信息處理手段不統一和信息處理流程不透明等多種信息管理弊病。

因而，構建鐵路客運綜合指揮控制系統，對解決客運組織業務統一調度指揮，實現車站客運生產“看得到、看的全，管得到，管得好”，具有重要意義。

1 系統設計

通過先進的信息化手段，構建信息整合和資源共享的集中平臺，解決客運車站人車結合問題，實現客運生產指揮和經營管理水平的提升，建立以下3個系統：（1） 控制系統；（2）指揮系統；（3）應急管理系統。

1.1 控制系統

由客運信息綜合平臺實現客運信息的統一獲取和統一發布。主要包括：信息采集和信息發布。其中，信息采集包括中央時鐘、列車到發、客票數據、動態信息維護、機房環境監控模塊；信息發布包括廣播、引導、到發通告、旅客查詢、票額揭示、電話問訊和自動照明模塊。

目前車站內客運系統作為單獨運行、單獨操作的獨立系統存在，信息上不能統一、有效、聯動管理，操作上不能統一指揮，尤其在廣播室人員值守少又需對各個系統大量、重復、逐個操作的情況下，不能在操作上統一調度、指揮，無法實現信息的統一、聯動。

客運信息綜合平臺針對不同的模塊定義不同的數據接口格式，通過安全可靠的TCP連接向各個模塊實時發布所需數據，實現一方操作多方聯運的數據共享模式。

設計采用集中控制方式，控制平臺負責數據收集、更改、發布，其他模塊進行響應。這種設計將使車站相關生產設備統一協作，同時實現數據共享，并且提高數據傳輸的準確性、及時性。

1.1.1 信息采集

包括中央時鐘、列車到發、客票數據、動態信息維護、機房環境監控等模塊。

1.1.2 信息發布

包括廣播、引導、到發通告、旅客查詢、票額揭示、電話問訊和自動照明等模塊。

由客運信息綜合平臺根據聯動模式、訪問安全策略按照指定時間間隔發送指示,通過自動照明模塊直接控制照明系統，同時，照明設備的當前狀態也將在控制平臺上實時顯示。所有操作過程將自動記錄于系統日志中，以輔助保證信息的有效性和安全性。

1.2 指揮系統

指揮系統主要實現計劃管理、客運組織狀態監控、客運組織統計分析和客流預警監控等功能。

1.2.1 計劃管理

根據基礎時刻表，結合控制系統采集到的鐵路局客運命令和車站客運計劃等重要數據，實現日作業計劃自動生成和計劃管理的功能。

1.2.2 客運組織狀態監控

實現對客運業務管理進程中各環節的綜合狀態進行直觀、實時監控的功能。此功能集成控制系統采集到的各生產環節的實時基礎數據（包括生產監控設備，如音頻、視頻監控設備，獲取到的實時信息），結合站場物理布局情況，全方位展示內部各重點崗位實時的生產、管理狀況，為及時科學地制定、調整客運生產組織方案提供依據。

1.2.3 客運組織統計分析

結合控制系統采集到的基礎數據，按需實現生產數據的統計、分析功能。如實現旅客發送、客票進款、客發客收、管內/直通客流的統計、分析功能，從而為及時科學地制定、調整客運組織營銷方案提供依據。

1.2.4 客流預警監控

實現自動監測車站實際生產狀況，對重要生產組織問題及時預警，并輔助組織者快速合理應對的功能。

根據控制系統采集到的最新客流數據，結合站內基礎資源信息，依據事先定義的組織方案等級和安全等級條件，自動對最新生產狀況做出評估，超出閾值時自動通過多種方式發出相應預警信息，并提供相應應對措施，甚至按既定規則啟動相應應急預案。

1.3 應急管理

應急管理系統主要包括人員動態信息管理、應急預案管理、指令下達管理等功能。

1.3.1 人員動態信息管理

以人員基本信息為基礎，設置崗位及班次記錄，以時間、班次為基準，系統自動排出當班情況，特殊情況采用人工干預方式，修改人員當班信息，較少人員維護，達到實現車站重點崗位人員動態管理的目的。

1.3.2 應急預案管理

根據預案管理方式，將應急事件分類，并設定相應解決方案及執行措施。圖1為功能示意圖。

圖1 應急預案管理功能示意圖

1.3.3 指令下達管理

根據預案分類和相應解決方案，由指揮控制中心指定負責人，緊急情況時自動以短信形式發出命令通知，或以其他方式下達指令，實現應急指揮按流程、自動化處理的功能。

2 系統結構

系統結構見圖2。

系統主要由中心服務器、接口設備、前置機、平臺控制機、平臺指揮機等設備組成。中心服務器包含系統的數據處理邏輯，實現系統基礎數據的存儲。接口設備通過外部數據定義接口連接其他所需數據。前置機主要實現外部信息采集和內部信息發布。平臺控制機、指揮機，采用強大的硬件配置與高可用設計，充分調配軟硬件資源滿足客運綜合指揮控制系統內外部數據交換、傳輸發送、信息存取、備份切換等功能，保證系統安全、高效地運行。

圖2 系統結構

3 系統實現

3.1 外部條件

隨著鐵路信息化建設的不斷推進，許多應用項目相繼投入使用，尤其是鐵路客票發售和預訂系統、TMIS、TDCS在全路的使用以及鐵路通訊網絡的建設（2 M帶寬的端口連接各站段，站段同時通過2 M專線與鐵路局聯接），這些基本完整的數據信息和網絡環境為車站客運綜合指揮控制系統的建設奠定了基礎。

結合車站當前的網絡建設狀況以及相關分系統的現狀，并考慮相關業務人員對計算機的熟悉程度，系統建立的外部條件成熟。

從保護投資的角度考慮，涉及分系統建設時將充分利舊。

3.2 預留系統接口

預留系統接口主要包括鐵路運輸管理信息系統(TMIS)、鐵路調度指揮系統(TDCS)、鐵路客票發售和預訂系統（TRS）接口。

目前在不具備數據接入的條件下，采用在中心增加相應系統的終端方式，保證指揮人員面前的生產信息完整。

3.3 系統性能

系統架構采用分層設計，對于大量寫操作的數據上報采用服務器/客戶機模式，對于大量并發查詢的用戶采用數據/應用/客戶機三層模式，兼顧性能和效率。

系統采用集中控制的方式，由指揮控制中心做出數據更改，其他模塊對其響應。當出現意外通訊故障影響系統運行時，各模塊仍可以獨立工作，不影響正常的信息發布，從而可靠實現數據共享，提高數據傳輸的準確性和及時性。

控制機和指揮機采用強大的硬件配置與高可用設計，充分調配軟硬件資源滿足客運綜合指揮控制系統內外部數據交換、傳輸發送、信息存取、備份切換等功能，保證系統安全、高效運行。

系統采用預查詢優化設計，批量生成查詢結果，保存緩沖數據，優化查詢性能。

3.4 系統安全

系統安全主要包括兩部分內容：系統運行安全、系統信息安全。系統運行安全是保證系統正常運行和防止系統被惡意攻擊。系統信息安全是保證信息的完整性、保密性。

通過在系統內外網之間設置防火墻系統，將整個系統劃分為內網、外網和DMZ（隔離區）3個部分，通過限制訪問，隔離內外網，同時，將安全防護的重點集中到隔離區內的應用服務器上，從而有效提高內網控制系統的安全性。

系統提供數據定期備份和手動備份功能。備份數據以異地存放的方式保存。

系統提供權限分級管理功能。通過對數據重要性、保密性及使用者特性分析，系統管理人員可對工作組、用戶進行相應授權，為不同用戶設置相應操作級別，防止數據的非法訪問、修改、刪除，保證重要敏感數據的安全。

針對一般客運的統計信息，和通知通告信息采用只讀訪問方式。

針對客運旅客乘降作業計劃變更、人員到崗等信息，采用身份授權分級訪問。

4 結束語

系統已在鄭州鐵路局安陽、焦作等車站試運行，解決了客運車站綜合管理中的數據上不來、上不全的難題，對于既有客運站改造具有重要的借鑒意義。