獨山子專用鐵道信息管理系統的建設實踐

李宏

摘 要 為了提高鐵路運輸效率，加快貨物中轉，使用信息技術是必然選擇。由于地方專用鐵路既要服務于所屬地方企業，而且也要滿足國鐵的要求，需求變化較多。因此采取基于服務科學、使用面向服務的構架 （SOA） 的信息技術可以對復雜多變的服務系統快速描述，以及能夠對頻繁的服務需求變更做出敏捷的反應，是解決當前問題的理想方案。本文主要對如何針對地方專用鐵路信息系統建立適當的服務模型做出理論研究，提出了一套可行的服務建模方法。

關鍵詞 服務科學 服務建模 鐵路運輸信息系統

鐵路在我國運輸業中起著主導的作用。而地方專用鐵路也處于蓬勃發展的階段，據不完全統計，全國企業專用鐵道近千家。由于各家的需求千差萬別，信息管理系統也五花八門，建設水平參差不齊。但是鐵路運輸服務的基本功能還是相同的，可謂是麻雀雖小五臟俱全，這是地方專用鐵路信息系統建設基礎。由于各地方的經濟條件各不相同，信息化建設水平也千差萬別，早在2000年，獨山子專用鐵道就開展了鐵路運輸的內部業務流程管理的信息化處理，力求實現內部業務信息的完全共享。隨著生產的需要，不但內部信息流程需要整合，而且與國鐵方、內部貨主方的業務信息流程也需要整合，研究這些問題及其對策，加快貨物周轉，提高運輸效率，保障地方鐵路生產運輸活動的有效運作具有重要意義。

一、鐵路貨運信息化建設的必要性

鐵路貨運信息化建設是適應鐵路發展的必然要求，是確保運輸安全的必要手段，是參與市場競爭的必要條件，是提高專業管理水平的根本保障，是實現鐵路現代化管理的重要環節。信息化建設是實現鐵路貨物運輸組織優化的手段，也是提升鐵路貨物運輸服務水平的技術支持和根本保障；貨物運輸組織優化是提升鐵路貨運服務水平的重要基礎，也是鐵路信息化建設的服務目標。

鐵路調度及車務部門管理方式比較落后，管理水平和效率不高，大量寶貴信息不能充分利用，信息收集不夠及時準確，未形成完整的管理信息系統。而信息系統的建設是提高企業經濟效益和積累領導決策所需生產數據的重要保證，能夠使企業及時掌握運輸生產過程中的各種有關信息，不誤時機地處理有關問題。有助于建立企業調度管理部門下級調度向上級調度的報告，有助于建立清晰有序的管理制度。提高單站點企業的運營效率及多站點企業的信息溝通速度，從而大大減輕運輸生產指揮人員的勞動強度。能夠節省成本，提高企業的經濟效益。

鐵路貨運信息化建設不僅提高運輸生產，特別是貨運管理水平，而且為鐵路運輸調度部門提供實時掌握全線貨車機車、列車集裝箱及所運貨物的位置、狀態變化的信息，也為領導和計劃、統計財務等部門進行宏觀決策和科學管理提供可靠的依據；同時，將貨物運輸的動態信息提供給貨主，作為企業組織生產和適應市場變化的重要依據。

地方專用鐵路主要就是為地方企業服務的部門，不僅承擔著企業原材料和產品的運輸，而且要及時向國鐵提供所要求的貨流。為了提高運輸效率，加快車輛周轉、縮短貨物送達時間。建立現代化的貨運體系，實現貨物運輸過程中的信息共享、聯網查詢，發展成為現代物流業，都是當前的任務。從服務需求的主體來說，有國家鐵路，內部貨主單位。從服務需求的內容來說，有提前預報車輛的編組信息、列檢信息、貨運信息、車輛分布信息、股道信息、貨物信息、貨主信息、車站技術作業時間信息、裝卸車信息等等。為了滿足這些需求，信息化建設是一條有效的途徑。

二、專用鐵道信息管理系統的建設

1.地方鐵路貨物運輸的基本作業。由于是專用鐵路，運輸的都是大宗貨物，因此都是整車運輸，這點和國鐵還有零擔貨物運輸不同。基本作業有以下幾種：

（1）車輛技術檢修作業。在列車到達之后或出發之前，由檢車員負責檢查車輛走行部分、連接緩沖裝置及制動裝置的技術狀態。對需要修理的車輛，進行不摘車修理。

（2）貨運檢查及整理。貨運檢查由貨運檢查員負責。檢查車輛的鉛封、篷布、車門、裝載狀態等有無異狀，罐車有無泄漏等。發現不良狀態，及時予以處理。

（3）車號員檢查、核對現車。車號員根據列車編組順序表核對現車，并且檢查列車是否符合列車編組計劃及《技規》有關編組列車的規定。做到列車編組順序表和現車一致。

（4）車列及票據的交接。到達解體列車的司機在到達線路與車號員辦理車列及票據（列車編組順序、閘瓦壓力計算表）的交接。

（5）摘解和安裝列尾裝置主機。終到列車到達車站簡略試風后，車站列尾作業員應及時摘下列尾裝置主機，進行電池充電。列尾主機與制動軟管的連接有列檢人員負責。

（6）準備發車及發車。值班員將列車的編組和重量及途中運行注意事項通知司機，在確認符合發車條件后向司機顯示發車信號發車。

2.專用鐵道運輸服務系統的設計分析。鐵路運輸生產是通過從貨流到車流，再從車流到列車流的作業過程實現的。列車信息是制定裝卸車計劃、調車計劃即取送車計劃的重要依據。列車信息以列車編組順序表的形式在列車始發站生成，當列車編組作業完成后，車號員根據調車作業計劃確定列車中車輛的順序，按裝卸車內容填寫列車編組順序表。列車編組順序表在鐵路運輸組織中發揮著極為重要的作用。建立車輛的股道信息庫就是當然之選。

地方鐵路運輸信息系統設計的總目標是：建立一個中央數據庫，從各個站段建立信息處理終端。將專用鐵道的所有車輛動態信息上報中央數據庫，實現所運貨物的追蹤管理，從而為運輸生產指揮、管理人員提供及時、準確、完整的信息和輔助決策方案，以實現均衡運輸，提高運輸效率，提高運輸管理水平。

具體來說，系統將提供以下主要信息：

（1）列車動態信息：貨物列車編組順序表全部內容。

（2）車輛動態信息，包括查詢任意車輛當時的位置、空重狀態、技術狀態及所運貨物信息等。

（3）車站信息，包括到發場、調車場、貨場股道占用情況，實時現車分布信息等。

（4）裝卸車信息，包括按階段提供貨場裝卸車情況（裝車數、裝車噸數、卸車數、卸車噸數）；待裝車、待卸車情況等。

（5）現在車信息，系統實時提供現在車信息。

（6）貨票信息，車輛的貨品名稱、貨主情況、收費信息。

（7）車輛信息：系統提供車輛運用狀態轉換信息；到期需檢修的車輛分布信息等。

（8）對客戶的車輛信息發布。

運輸管理信息系統由多個子系統組成：現在車信息系統、貨票信息系統、列檢信息系統、貨檢信息系統、車站技術作業時間統計信息系統，車輛信息發布系統、調車信息系統。

貨票信息系統在貨運站辦理貨物運輸時，利用計算機輸入貨物運輸基本信息，按照不同貨物所對應的費率計算貨物運費及其他各項雜費并打印貨票、貨主計賬等統計報告。

列車確報，又稱運統1，也稱列車編組順序表，它的主要內容包括貨物列車以及所掛車輛的基本信息如列車編組站、列車解體站、列車出發時間、列車總重、列車載重、車輛車種、車輛載重、車號、品名和收貨人等內容；它是鐵路運輸組織中最重要的基礎信息之一，是編組站作業、卸車預報和車流調整等工作必不可少的信息。

車輛追蹤管理信息系統主要由中央處理、車站錄入管理、查詢3部分組成，采用了集中式處理方式，從全線貨運站采集車輛的裝車、卸車、出發、到達等各類作業信息，通過計算機網傳輸到中央處理系統進行處理，建立全線統一的車輛信息庫，并與車號自動識別、確報、貨票、車站綜合管理等系統信息共享，實現了貨車運輸全程追蹤管理，系統可提供多項車輛裝卸作業、運輸情況、分布情況、裝載車輛情況等各類統計分析和數據的查詢。運輸生產人員以及貨主可通過查詢軟件獲取系統的實時動態信息。功能如下：

（1）接車次查詢列車的當前位置和編組順序表；（2）按車號查詢車輛的當前位置和所運貨物的性質以及到站和收貨人等信息；（3）提供指定列車途經各站的到發時刻及列車概況；（4）提供實時到達任一技術站的列車和車輛概況，接通過車、改編車、到卸車分別累計；（5）提供車站留車信息；（6）實時提供全路現車分布；（7）按貨車追蹤軌跡，提供全路集裝箱分布；（8）提供車站停留異常的車輛和集裝箱信息；（9）按制票站和貨票號查詢貨物信息。

車站現車管理系統為上級管理部門提供各類車站作業信息的作用，現車管理通過列車到發作業、解編作業、裝卸作業、運用變更等，對站內現在車的分布和運用狀態進行動態追蹤；貨運管通過計劃管理、貨物受理、倉庫管理、裝卸車、中轉配裝、到達交付、進出門管理、貨運安全等對發送貨物和到達貨物進行站內全過程的管理，并完成相關統計分析并生成運輸生產情況的各種上報信息。

3.專用鐵道運輸系統服務元模型分析。對于貨運作業系統，其主要完成裝卸車計劃、貨票管理、貨物運輸統計。在這個操作過程中，是對車輛的裝卸狀態以及作業時間進行操作，因此把車輛當做一個提供服務對象。

對于列檢作業子系統，其主要完成車輛的技術狀態管理，同樣也是以車輛作為服務對象的。

鐵路貨運系統存在很明顯的三種業務流程，信息流、貨流、車流及它們的統一。

信息流就是裝卸車計劃，貨流就是裝卸車計劃的具體化，安排車輛，車流就是通過調車作業把車輛送入指定的貨位。

通過對以上業務系統的分析，可以得到鐵路運輸信息系統的結構。鐵路貨運站的業務由車站內各崗位工作人員協調完成，我們可以把車站內工作崗位看做是鐵路貨運系統的服務的提供者和服務的需求者，而他們的工作任務，也就是他們所執行的操作就是鐵路貨運系統的服務要素。對服務要素進行抽象，就得到服務元模型，再使用統一建模語言（UML）對服務進行具體地建模。

在建模過程中的最大問題是對頻繁的服務需求做出敏捷的反應。

通過分析有以下服務需求：對于調車系統主要負責與貨運相關的車輛作業，按裝卸車計劃取送車輛。在這個操作過程中，需要大量的頻繁的摘掛車輛操作，這就需要把車輛的摘掛操作做成一個服務元模型，供調車系統使用。

通過對以上服務元模型的分析，建立以下服務操作：車列到達，包括編組順序表的錄入；裝卸車計劃，包括計劃的錄入、計劃的修改、計劃的刪除；貨運作業系統，包括貨票的生成、貨票報表、裝卸車報表；列檢作業系統，包括車輛技術狀態的錄入；調車系統，包括查詢股道作業車情況、查詢現車分布、查詢車輛詳細信息、車輛的摘掛操作；車輛對象系統、車輛的屬性，包括股道、順號、車號、貨主、貨品等等；現車信息發布，車輛到達車站、股道、貨主、貨品名稱等情況。

4.專用鐵道貨運系統服務建模。專用鐵道鐵路貨物運輸作業可分為車輛到達作業，車輛解編編組作業，取送車及裝卸車作業，以及車輛出發作業。

但在進行基于服務的建模的過程中應該明白，SSME、SOA不僅僅是一個技術手段，更是一種設計方式和組織系統的方式。它是一種理念。服務建模在其生命周期中包括收集服務需求并建立服務需求模型，根據服務需求模型進行服務的具體設計，建立服務執行模型，對服務模型進行評價，并將服務執行模型轉化為服務執行系統。最終實現IT能力與業務目標的配合協調。要充分利用SSME、SOA的優勢，就需要在實現SSME、SOA的過程中逐漸將我們的企業改造成一個面向服務的企業。

通過分析以上服務元模型，根據業務流程就可以得到我們需要的服務模型。車輛服務子系統：車輛位置查詢；股道服務子系統：股道情況查詢；貨主信息服務子系統：通知貨主；貨運作業服務子系統：車輛空重轉換、貨品名稱、貨主信息；貨票服務子系統：貨票查詢、貨主收費；系統服務子系統：權限管理、字典維護；調車服務子系統：車輛的解編、編組及貨位取送。

5.專用鐵道運輸信息系統建模的實現。該系統的原型系統是由delphi語言編寫實現的C/S系統，數據庫為SQL Server 2005，系統提供的功能包括以下幾個方面。

（1）根據服務元模型建立數據庫字典：包括貨品名稱字典、貨主名稱字典、車輛字典、股道字典、現車分布表。

（2）專用鐵道貨運信息服務模型模塊：一是確報信息模塊：提供了接發車信息服務，列車編組順序表等信息。二是調車管理模塊：為裝卸貨物、罐車清洗等目的向作業地點送車和從作業地點取回車輛的調車作業，對車輛在股道貨位的情況進行實時反映，并下達調車單計劃。取送作業是貨車在站作業過程中的關鍵環節，其組織工作的優劣對于提高機車車輛的運用效率、保證作業地點的良好作業秩序和列車解、編作業的順利進行有很大影響，這個模塊的功能提供了很好的服務。三是現車維護模塊：為車輛信息手工錄入的接口，當系統有異常情況時，提供補救服務。四是貨票信息維護：向貨主提供收費服務，提供貨票信息查詢服務。五是車輛技術作業時間信息模塊：車輛進入專用線后，對各個技術環節的作業時間進行統計，為提高調車效率、優化運輸方案提供決策依據。最終提高貨物周轉速度，提供服務。六是現車信息發布：實時動態顯示車輛分布信息，為調度優化裝卸車作業，優化運輸方案提供服務。七是基礎數據維護模塊：提供了基礎信息的使用，如貨主單位名稱、貨主單位類別、貨品名稱、貨品類別、股道信息、貨檢信息、列檢信息、作業術語，為數據統計提供了服務。

三、結束語

地方鐵路系統由于服務的各個企業的需求不同，與之相應的鐵路信息系統也是相當的復雜。系統內外信息需求繁多，應用環境不一。而且隨著地方鐵路的不斷發展，信息系統應用需求的變化也不斷加快。如何滿足鐵路系統的信息需求是很值得我們探討的一個問題，針對鐵路信息系統的復雜性，基于服務科學、面向服務的理論實踐是一個很值得我們探索的解決辦法。它通過服務生命周期的一系列簡單而且標準的技術解決了企業內部，甚至是企業間信息系統異構互聯的問題，能夠滿足企業業務需求變化。

本文提出的基于服務科學的建模過程和方法，是對己有工作的總結，其中部分方法尚需要進一步的細化。總的來說，下一步的工作包括：

（1）完善基于服務科學的建模過程，對其中的方法進一步科學化。例如在服務系統中的元服務模型分析，如何在可重用性、耦合性兩方面平衡是服務系統實現的關鍵。

（2）地方鐵路信息系統已經在先期信息化建設中投入了大量的人力物力，如何使既有的信息資產在基于服務科學的體系中最大化的發揮作用也是很值得我們探討的。

參考文獻

[1] 徐曉飛，王忠杰，莫同.服務工程方法體系.計算機集成制造系統，2007年第八期.

[2] 吳利軍.利用SOA技術構建鐵路信息系統的研究.