基于電務調度指揮中心的安全管理信息系統設計

馬滄海

目前，各鐵路局、電務段對電務調度指揮中心建設多側重于對各類監測系統的整合，對安全信息的流轉、統計、分析仍沿用傳統方式，且電務調度指揮中心未與總公司聯網，缺乏統一、規范的上下貫通的便捷手段，在整合各項既有資源、加強電務安全管理工作方面有待提高。而且各鐵路局向總公司報送各類信息，存在上報數據前后不一致，難以核對；填報格式不規范，漏填、錯填現象時有發生；數據分散、關聯性差，難以針對某一典型問題進行跟蹤分析；數據不能共享，利用率低等問題。給日常的統計帶來了很大干擾，對安全信息的深度挖掘、趨勢分析無從談起，缺乏對電務設備故障信息、統計分析的有效管理利用。

為了滿足各級電務部門日常管理、統計分析、趨勢研判、應急處置、信息交流、考核管理等需求，有必要建設一個綜合性的信息平臺。該平臺以電務安全信息的管理為核心，借助各級電務調度指揮中心的軟硬件，實現信息的規范統一、集中流轉、整合共享、深度挖掘，最終建成一個開放式、低耦合的電務安全管理信息系統，為電務安全管理水平全面提升提供助力。

1 系統目標

1.1 設計原則

電務安全管理信息系統，以電務段調度指揮中心為基礎，上達鐵路總公司、鐵路局 （電務處），向下覆蓋車間、工區，實現全路電務調度指揮與綜合分析的統一管理。故障信息是電務安全管理的基礎信息，必須認真分析、充分利用。因此系統應以故障信息為核心，同時關聯故障的原因分析、整改措施及落實情況；對于突出問題和典型故障，要建立問題庫，深入跟蹤分析，形成閉環；在故障分析的同時，重點排查是否存在可能造成聯鎖失效、信號升級的安全隱患；對于結合部故障和跨局的故障，要提供通信信號跨專業聯合分析和局間協調配合的溝通方式，形成相互配合、信息共享的工作制度；在此基礎上，提供生產管理、設備管理、應急指揮、數據分析、信息發布等功能，并將數據利用各類圖表、電子地圖等方式展示。

1.2 功能定位

以電務段用戶為例，實現的功能：①對全段當日、歷史事故、故障信息的匯總、統計、分析；②對全段安全問題庫、備品、人員等應急指揮相關信息的匯總、統計；③對全段天窗修計劃及兌現情況，大修、中修、維修計劃和完成情況，施工計劃及實施情況、重點工作的計劃及執行情況的匯總、統計、分析；④對全段車站室內、室外主要電務設備履歷的靜態信息、動態變化信息的查詢，并對全段電務設備臺賬的匯總統計和分析；⑤對全段電務設備報警信息的實時搜集、分類、匯總、統計、分析，并結合設備履歷，實現對報警、隱患所在空間、時間附近設備的靜態信息的查詢和動態監測信息的調閱；⑥組織對設備故障的應急指揮，如通過調用各站集中監測系統了解設備狀態，通過視頻進行可視化指揮，通過系統調閱交通線路圖、設備履歷、技術圖紙、專家庫等，實現現代化的應急指揮管理；⑦綜合信息管理發布及上報。

對鐵路局用戶與總公司用戶而言，可實現的功能：①實現對下級相關信息的調閱查詢，通過調度指揮中心的接口查詢故障報警的分析診斷結果，對管內各單位的安全生產、組織管理、應急調度指揮、設備履歷信息進行遠程調看；②實現對各類信息的匯總統計，包括各類設備履歷臺賬匯總、安全分析報表、問題庫等；③實現對管內各單位的綜合信息管理功能，進行多種信息發布，包括領導講話、文件函電、調度命令、通知通報、電務系統簡訊、局間交流信息等；下達指導性生產任務、重點工作、專項整治任務等。

2 總體架構

2.1 業務邏輯組成

系統各業務模塊組成如圖1所示。

圖1 系統業務模塊組成

用戶可按權限的不同實現安全調度、應急指揮、生產管理、設備管理、數據分析等多種需求，以電務段用戶為例，重點介紹以下模塊。

1.安全調度模塊：可實現事故、故障、安全信息的統計分析、報表生成，問題庫的跟蹤管理，調度日志的填報查詢，調度命令的發布等功能。

2.應急指揮模塊：可查看相關單位備品、人員、站場圖、應急預案、故障處理圖冊等應急信息，可將以上信息與電子地圖進行關聯展示。

3.生產管理模塊：可實現天窗修計劃及兌現情況統計，施工計劃及實施情況查詢，重點工作如專項整治計劃及執行情況跟蹤。

4.設備管理模塊：可實現車站室內、室外主要電務設備履歷的靜態信息查詢，以及動態變化信息的跟蹤；可對指定單位電務設備臺賬進行匯總統計；可對大修、中修、維修計劃和完成情況進行匯總統計；可對指定單位的設備質量情況進行分析評價。

5.數據分析模塊：可通過與各監測系統接口實現電務設備報警信息的查詢；可結合設備履歷，實現對報警、隱患所在地點附近設備的靜態信息的查詢和動態監測信息的調閱分析。

6.接口管理模塊：可為與各專業系統的接口提供統一的數據交換方式與數據結構，系統預留與其他專業系統的接口。

計劃與各專業系統的接口：①系統需由電務段級調度指揮中心提供接口，接入信號集中監測、機車信號遠程監測、列控設備動態監測（DMS）、LAIS、CTC/TDCS等系統的關鍵報警數據，從而開展基于報警的分析、故障診斷、曲線比對等動態分析工作；②與運輸部門調度信息管理系統接口，可及時獲取故障的安監報信息；③與運輸部門施工管理信息系統接口，可及時獲取當日與電務有關的施工信息；④安監部門安全監督管理信息系統接口，可及時獲取事故、故障的定性、定責情況。

信息發布模塊、報表統計模塊、系統維護模塊不再贅述。

2.2 系統業務流程

系統主要業務流程可歸為以下4類。

1.安全管理及應急指揮：包括日常各類安全信息的報送、審核、匯總，以及應急指揮時各類應急信息的流轉方式。

2.重點工作管理：對重點工作建立問題庫，下達任務，各級電務部門對任務分解細化，按步執行，并將完成情況統計上報形成閉環管理。

3.信息發布管理：發布文件電報等各類信息，形成包含全路各局、各段的綜合信息交流平臺。

4.生產及設備管理：包括對天窗、施工的計劃、上報、審批、盯控的全過程管理，以及設備履歷、設備臺賬的統計匯總。

系統各業務流程的數據流轉情況如圖2所示。

2.3 系統網絡架構

系統網絡涉及鐵路總公司、鐵路局、電務段（車間、工區）三級機構，系統在各級單位之間的信息通信主要依賴鐵路辦公網。每一級系統都由數據庫服務器及存儲系統、應用服務器，以及一些網絡設備組成，系統設備在中心機房內通過網絡交換機組建自己的內部局域網絡，實現數據交換。

圖2 系統業務流程及數據流轉

在電務段層面，電務安全管理信息系統以電務段調度指揮中心既有網絡條件為基礎，經防火墻隔離接入監測網，系統的監測接口服務器可直接從集中監測段中心服務器接入關鍵報警數據。此外，系統與機車信號遠程監測系統、DMS系統、LAIS系統建立接口，通過與各接口系統設置的終端或接口機，經防火墻的單向隔離，接入相應的接口服務器，實現數據接入。系統網絡架構如圖3所示。

圖3 系統網絡架構圖

2.4 系統關鍵技術

1.采用瀏覽器/服務器 （B/S）和客戶端/服務器 （C/S）技術。由于B/S技術能夠靈活訪問大數據，并能夠借助服務器的強大運算能力實現對大量數據的多維統計，因此運用B/S技術構建總公司和鐵路局二級分布式管理系統，實現數據的分析匯總統計。而C/S技術能充分發揮客戶端計算機的處理能力，很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務器，因此運用C/S技術設計電務段、車間工區管理終端，實現數據的錄入、審核、校驗等大量需要預處理的工作。

2.運用異地數據同步傳輸技術和多線程即時數據庫同步技術，實現鐵路局與總公司的數據即時同步。運用定制接口協議、開發接口程序的方式，實現本系統與其他專業系統間的數據定時交互。

3.運用基于WebGIS的地理信息系統，提供系統所需要的主題矢量數據和動態實時信息，使施工信息、設備故障信息等動態信息和管界、路線、設備狀態等靜態信息能直觀展現，加強數據的可視性與臨場感，有助于應急指揮時對現場的把握。

4.運用數據庫存儲過程實現智能統計算法，實現多種業務數據聯合的多維度匯總統計。對系統數據庫進行調優，并對數據存儲統一規劃。在數據抽取時，對信息進行預處理并適當反范式化，使系統既能保持對大數據量匯總統計的快速響應，又能支持復雜的分析操作和決策支持。

5.運用基于角色的權限管理技術，嚴格控制不同范圍數據的安全訪問。用戶與操作權限之間通過角色關聯，合理分配總公司和鐵路局的數據發布權限、各終端數據查詢權限、基礎數據維護權限和系統操作權限。此外，設計身份識別規則，對可以操作系統的所有用戶進行身份識別，并對用戶的所有操作痕跡進行記錄。

3 系統建設原則

電務安全管理信息系統面向國內既有鐵路管理體制，符合全路電務管理工作的實際需要和特點，也具有與一般信息化工程相似的特點。因此，在建設過程時，在充分借鑒和吸收各路局、電務段前期建設經驗和既有系統的特點和優點的同時，要敢于創新，摸索出符合自身要求的信息系統。

1.采用 “統籌規劃、重點突出、滾動開發，穩步實施”策略建設系統。在統一領導、統一規劃、統一標準、統一資源、統一管理的原則指導下，有選擇的進行研發、實施。對成熟的、需求較強烈的功能模塊先行研發、應用與推廣，力求讓系統在不失總體性的前提下，順利投入使用。

2.嚴控規劃框架范圍，以免框架太大造成應用與推廣困難。信息系統建設初期常會因系統框架鋪的太大而出現對用戶需求理解不透，對基礎數據錄入的數據量和及時性、準確性很難達到要求等慣性問題。最終導致系統規劃和開發功能模塊繁雜，實際能應用與推廣且給用戶帶來明顯成效的模塊很少，因此必須嚴格控制系統框架范圍，避免追求大而全。

3.充分依托現有電務調度指揮中心資源，搭建統一的系統軟硬件平臺。依托于電務調度指揮中心，不僅能夠充分利用調度指揮中心的業務數據，還能夠利用各種監測系統的網絡環境、基礎數據等現有資源，提高系統間的契合度，對系統平臺的可維護性、可擴展性、經濟性、可復用性等都能起到重要作用。

4 結束語

針對鐵路電務系統當前對各類安全信息的管理模式，借助信息化手段對流程進行梳理整合，提出構建以電務安全信息為核心的信息系統的思路，重點闡述該方法具體實現的系統架構、業務流程和技術手段，并對電務安全管理信息系統的建設方式提出建議，為電務安全標準化管理提供有力的技術手段。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.運基綜合［2006］50號.鐵路電務管理信息化規劃［S］.2006.

［2］ 中華人民共和國鐵道部.運電信號函［2012］283號.關于加強電務調度指揮中心工作的指導意見［S］.2012.

［3］ 中華人民共和國鐵道部.運電信號函［2012］610號.電務調度指揮中心現場會會議紀要的通知［S］.2012.