一種機運調度綜合管理系統的設計和實現

周 洋 郭榮昌

（1.鄭州市軌道交通設計研究院有限公司，河南 鄭州 450000；2.蘭州交通大學，甘肅 蘭州 730070）

一種機運調度綜合管理系統的設計和實現

周 洋1郭榮昌2

（1.鄭州市軌道交通設計研究院有限公司，河南 鄭州 450000；2.蘭州交通大學，甘肅 蘭州 730070）

在信息化建設的大背景之下，本文建立了一套石油企業鐵路業務的信息化系統，為石油企業運輸部門的全部作業提供安全可靠的平臺，實現了無聲化的指揮、自動智能的管理，提高了石油企業的生產效率。

信息化；調度命令；調車作業單；信息系統

近幾年來，我國鐵路事業快速發展，逐步實現了我國鐵路的信息化建設，但是，大鐵的CTC系統并不符合地方企業鐵路的信息化業務，所以，有必要按照各個地方鐵路企業的特點，設計一套信息系統。

1 機運調度綜合管理系統簡介

石化鐵路機運管理綜合系統是一套智能化的、集成的綜合管理信息系統。系統利用計算機技術、通訊技術和交通運輸理論知識建立起一套在保證行車安全的基礎上，實現鐵路運輸調度指揮現代化、物流和運輸管理的自動化和智能化的系統。其目的是提高企業運輸生產效率、提高作業的安全性和改善運輸作業的條件。石化鐵路運輸部門以鐵路車輛的行車作業和裝卸洗作業為主要的生產過程。對于車站信號的實時狀態、車輛的車號、車輛位置、裝載屬性、車輛狀態等生產數據的準確性和一致性有很高的要求，而車站信號、車輛的位置、狀態及裝載貨物等處于一個不斷變化的動態過程。因此，系統應能夠及時、準確、完整、統一的對鐵路運輸的各個環節提供自動化的管理和智能化的幫助。系統應充分考慮鐵路運輸過程的動態性和實時性需求，解決貨運、車流、信息流的動態關系，將降低作業復雜程度，實現輔助安全監督，提高工作效率。

2 系統總體結構

石化機運調度綜合管理系統由調度中心機械室設備、車站調度室設備、車地一體化設備、其他遠程終端設備構成。

信號機械室和調度室局域網以及各終端設備通信系統可以采用公司既有網絡系統；系統與既有運輸調度管理系統通過以太網通信和數據共享實現接口；計算機連鎖系統通過物理隔離的接口接入系統；系統中車地一體化系統通過接口實現物理隔離，保證各系統的獨立及各系統的可靠性和安全性；車地一體化系統中地面系統與車載系統通過無線傳輸系統、GPRS進行通信，根據站場規模的大小可設置一到兩個地面傳輸系統；視頻監控系統通過大屏幕系統接入系統。該系統作為信息共享及處理的平臺，將集成既有運輸調度管理系統、連鎖系統、車地一體化系統、大屏系統，為整個石化鐵路運輸提供一體化管理平臺。系統整體結構示意如圖1所示：

3 系統硬件說明

3.1 服務中心和車站硬件

3.1.1 數據庫服務器。采用雙機熱備帶磁盤陣列制式，主要實現對系統數據的存儲和訪問、數據出去邏輯。

3.1.2 應用及WEB服務器。應用邏輯實現對既有調度系統接口、行車調度管理邏輯、報表服務等應用邏輯的實現；WEB應用主要實現通過B/S方式訪問系統的WEB服務和UI邏輯實現。

圖 1 石化機運調度綜合管理系統總體結構

3.1.3 系統維護終端。完成系統基礎數據的維護、系統各設備運行狀態的監控管理功能、各種報警信息的管理和查詢。

3.1.4 調監工作站。實時顯示各車站現場狀態，包括信號機開放、軌道占用出清、道岔開通方向；車地一體化系統提供的機車位置、速度、方向、車列長度。

3.1.5 短消息接口。包括短消息接口終端和短消息發送設備，實現短消息的發送。

3.1.6 UPS。中心系統配置UPS，系統經UPS為所有設備統一供電。外電斷電后UPS可利用電池繼續供電，保證系統正常運行，滿足中心兩小時不間斷持續供電。

3.1.7 網絡交換機。系統采用100M/1000M快速以太網交換機進行網絡通信。

3.2 車地一體化硬件

3.2.1 地面設備。其一，GPS服務器。根據接收到的機車信息，結合GPS基站數據實現機車定位信息計算和處理。其二，數據轉發服務器。實現與計算機連鎖、GPS基站、管理系統之間的數據交換和傳輸。其三，機車監控地面系統。進行調車作業計劃及執行結果、機車定位信息、報警信息的邏輯處理轉發等功能，與計算機連鎖系統接口獲取信號表示信息，實現與機車之間的數據交換，包括向機車發送調車計劃、計劃執行情況及機車位置信息的獲取；

3.2.2 機車設備配置。其一，車載系統。實現機車速度、定位信息的校核，與車載電臺接口進行數據的傳輸；能夠實時顯示機車位置、速度信息和報警信息；通過人機操作界面確認調車計劃的執行確認；根據現場實時狀態對機車進行防護報警，防止人為疏忽造成的調車事故。其二，車載GPS。實現從GPS獲取機車位置信息。

4 系統軟件功能

系統中軟件包括既有系統的接口、調監系統、車地一體化系統、報表與預留接口四部分。

4.1 既有系統的接口

既有的車號識別、成品裝車、計量系統等系統實現接口功能。如圖2所示：

圖 2 系統與既有調度系統的協作

通過數據通信接口或數據庫共享接口，實現與既有系統的數據共享。從既有系統中獲取車號、計量等信息；與車地一體化系統相結合，在計劃執行過程中向實時傳輸和接收車輛狀態信息的更新情況，從而使既有系統與本系統協調工作。

4.2 調度監控系統

4.2.1 調車計劃的管理。其一，實現調車計劃的制訂、變更、分發和下達，計劃執行的反饋。與車地一體化系相結合，自動跟蹤調車計劃的執行，實時更新現場車輛的位置變化情況，并對計算機連鎖操作表示與調車計劃不一致情況進行報警提示，防止操作員錯誤操作而導致調車作業與計劃不一致。其二，與車地一體化系統相結合，可以完全保證站場機車同時作業時按調車計劃監控作業，并對錯誤操作發出報警提示；在無車地一體化系統時，只有兩臺機車的作業計劃中不包含相同股道，則可按計劃計劃監控作業，并提供人工確認作業執行情況的技術手段。其三，系統提供技術手段，實與從既有系統、車地一體化系統、計算機連鎖的數據接口，對收集到的各系統數據并進行綜合處理和集中保存；將需要向各系統和終端分發的數據按授權許可的約定通過系統內部或外部接口發送。

4.2.2 調度監督顯示。系統將采集的來自車站的列車運行信息存儲于中心數據庫并將以下信息相互結合起來以圖形方式顯示。信息包括：來自計算機連鎖系統的信號機開放與關閉狀態，進路鎖閉、開通、占用、出清、解鎖狀態；結合機車運行定位系統獲取到的各作業機車的位置、速度信息、調車作業計劃執行進度。提供調度及其他崗位終端的顯示這些信息的技術手段。

4.2.3 信息查詢與顯示。其一，現車及計劃信息的顯示，根據不同用戶的不同需求查詢現車信息、車輛到站信息、車輛裝卸量等信息。其二，系統提供接口，可以使現場各個部門等能接入系統進行信息的獲取。

4.2.4 大屏幕系統。在西山站調度中心建立大屏幕監督顯示墻，可以將調度監控系統信息和視頻監控信息在大屏幕系統上顯示。整套系統采用最新三星面板的DID顯示屏，所有設備均采用模塊化的設計，對顯示信號的接入冗余顯示方案，以及分布式信號處理技術，最大程度地提升了整體大屏幕系統的可靠性和安全性，并具備良好的顯示信號數量的擴展能力。

大屏幕顯示系統拼接墻由18套DID顯示單元。以3（行）×6（列）的方式拼接而成。大屏幕系統結構如圖3所示：

圖 3 大屏幕系統結構

4.3 車地一體化系統。車地一體化系統由地面設備（與相關系統的接口設備、地面主機、GPS系統）和車載設備（車載主機、車載通信設備、車載GPS）構成，地面設備原則上一個連鎖站場配置一套地面設備，車載設備每臺機車配置一套，主要實現以下功能：

4.3.1 機車定位。監測調車作業時機車實際位置信息。

4.3.2 機車運行監控。速度監控，防止調車作業時機車超過允許的最高限制速度運行；超速報警：調車作業時機車超過允許的最高限制速度運行時報警；冒進報警：調車作業時機車冒進阻擋信號機時報警；

4.3.3 調車計劃的無線傳輸及校核。系統能實現調車作業計劃無線發送和自動校核的功能。系統提供調車作業單無線傳輸平臺，將調度員制定或編輯好的調車作業計劃通過無線網絡下達到機車，能自動反饋接收回執，并隨著調車作計劃執行進度，自動完成作業計劃“鉤鉤清”；在作業計劃執行過程中，系統自動檢查信號開放是否與計劃相同，當與計劃不符時，系統將自動發出預警并記錄。

4.4 報表及預留接口

4.4.1 統計、分析和查詢功能。系統能實現對運輸生產全流程中產生的各種數據進行統計和分析，根據需要生成報表。這些報表包括裝卸日、周、月、季度、年報表；調車作業統計和分析、歷史記錄的查詢、機車作業技術大表的查詢；日報短消息的生成和發送；車輛運行情況的歷史記錄查詢、站場數據的歷史回放和查詢等。

4.4.2 系統預留接口功能。系統預留接口，提供數據通信的接口協議、規約，數據格式，調度管理功能的數據庫結構及含義，以使買方可對系統進行擴充及數據共享。

5 結論

信息化系統在現場應用之后，情況良好，表明系統滿足要求，可以實現生產作業從計劃的制訂、下達、執行到反饋、監督、評估、分析等環節的無縫鏈接，實現企業鐵路運輸過程中的管理控制一體化。

[1]王一文.企業鐵路運輸調度管理系統的設計與實現[D].蘭州交通大學，2012.

[2]李志杰，方旭明.無線Mesh網絡中一種QoS保證的跨層調度方法[J].鐵道學報，2012（10）：61-67.

TN913.3

A

1671-0037（2014）10-62-2

周洋（1983.1-），男，碩士研究生，研究方向：交通工程。