鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)的整體設計

王增力 黃澤星

（中鐵武漢勘察設計研究院有限公司，武漢 430071）

鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)的整體設計

王增力 黃澤星

（中鐵武漢勘察設計研究院有限公司，武漢 430071）

介紹鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)的技術方案和系統(tǒng)結構，探討基礎數(shù)據(jù)平臺、網絡通道的建設方案，給出應用系統(tǒng)的3個構成層次，以電務段安全生產指揮中心為例，分析站段級中心的組成和功能。系統(tǒng)對提高鐵路局的整體運輸組織效率具有重要作用。

鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)；整體設計；技術方案

鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)是按照原鐵道部的《鐵路信息化總體規(guī)劃》要求，堅持“統(tǒng)一領導、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一資源、統(tǒng)一管理”的原則，集“安全、生產、管理”為一體的綜合管理系統(tǒng)。是鐵路信息化應用體系層次結構中的最高層次——“鐵路智能運輸信息系統(tǒng)”的組成部分。

[編者按]：隨著我國鐵路快速發(fā)展，鐵路運輸生產日趨繁忙，相應對鐵路運輸生產、客貨運輸組織、調度指揮、施工管理、安全管理、應急管理等各方面均提出更高要求。為加強鐵路安全管理，確保行車安全，提高管理和生產效率，實現(xiàn)鐵路生產決策科學化，提升鐵路安全生產管理水平，武漢鐵路局結合全局既有信息管理平臺建設現(xiàn)狀、信息資源配置情況和運輸安全生產的實際需求，于2013年開始進行全局安全生產中心建設，目前全局安全生產指揮系統(tǒng)已基本建設完成并投入使用。本期“專題報導”是中鐵武漢勘察設計研究院有限公司項目組成員在兩年的設計施工配合中取得經驗的總結，文章分別從整體到局部，從不同方面對設計思路、系統(tǒng)結構、功能、建設方案等進行論述，希望對相似工程有一定的借鑒作用。

1　對既有生產管理模式的思考

1）各系統(tǒng)在專業(yè)內垂直化管理，相對獨立、自成體系。

2）各系統(tǒng)間信息不共享，造成“信息孤島”和“信息浪費”。

3）既有各信息系統(tǒng)不利于各類突發(fā)事件的應急搶險集中指揮。

4）生產指揮不集中，制約“大運輸”的協(xié)調發(fā)展與管理創(chuàng)新。

2　鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)結構

鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)體系結構采用局、站段二級結構，系統(tǒng)結構框如圖1所示。應用系統(tǒng)邏輯框如圖2所示。局級安全生產指揮中心和局級應急指揮中心設置在鐵路局辦公大樓，相關業(yè)務管理處室設立指揮分中心，站段級安全生產指揮中心則是在各生產站段設立站段級中心。

局級安全生產指揮中心和局級應急指揮中心以各專業(yè)信息平臺為支撐，包括各專業(yè)安全生產指揮分中心。在日常安全生產組織中，各分中心相對獨立，負責各系統(tǒng)內部安全生產管理，但又相互聯(lián)系、相互協(xié)調、資源共享，確保路局安全生產順利進行。路局安全生產指揮中心的主要功能是復示、監(jiān)控、指揮、指導站段的安全生產工作。

站段級中心設在各站段，通過對日常安全管理和生產指揮信息的全面掌控，實現(xiàn)對信息的及時處置，集中指揮。

3　鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)功能

鐵路局安全生產指揮中心具備安全管理、生產指揮、施工管理、應急指揮、信息管理等基本功能。通過可視化平臺實現(xiàn)全局各業(yè)務系統(tǒng)運營管理過程信息的復示、監(jiān)控、分析以及針對所有業(yè)務系統(tǒng)的綜合監(jiān)控等功能，實現(xiàn)對全局鐵路運營相關的移動設備和固定設備的綜合監(jiān)控，實現(xiàn)所有業(yè)務系統(tǒng)實時報警信息的綜合監(jiān)控，在各業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)報警詳細信息的監(jiān)控、分析。具備緊急情況下應急指揮、應急事件處理過程的監(jiān)控及應急救援指揮的決策支持。

1）安全管理功能。將全局各系統(tǒng)檢測、監(jiān)測設備有關信息納入集中監(jiān)控管理，實現(xiàn)信息共享，并對關鍵、重大、特殊生產過程（如大型施工等）實施現(xiàn)場監(jiān)控。

2）生產指揮功能。側重對主要的運輸生產環(huán)節(jié)（如車務系統(tǒng)運輸組織，設備管理單位行車設備施工、檢修等）實施全過程閉環(huán)管理，對主要行車崗位的作業(yè)標準化實施跟蹤管理，具備生產計劃編制、審批、傳達、跟蹤管理功能，實現(xiàn)全局生產指揮管理。

3）施工管理功能。依據(jù)現(xiàn)行“天窗修”施工管理辦法規(guī)定的程序、內容、標準等，運用信息手段實施“天窗修”、施工檢修作業(yè)過程管理、安全卡控。

4）應急指揮功能。包含應急處理和應急資源提供。應急資源提供包含應急處置流程（信息收集、確認分級、通知領導和干部、確定應急方案、方案實施、過程落實及反饋、恢復、應急結束）和應急信息庫（應急預案、應急人員信息、地理信息、應急設備信息等）。

5）資源共享功能。通過整合全局網絡信息資源，形成全局統(tǒng)一的信息化公共基礎平臺，為業(yè)務應用層的各應用系統(tǒng)提供公用基礎資源環(huán)境。

6）信息管理功能。能夠對全局人員、設備、機構等全面反映，側重于動態(tài)掌握、分析主要行車設備運用狀況和質量。

4　既有信息系統(tǒng)的接入與整合

4.1既有信息系統(tǒng)接入安全生產指揮中心系統(tǒng)

既有信息系統(tǒng)接入安全生產指揮中心系統(tǒng)如表1所示。

4.2基礎數(shù)據(jù)平臺

為了把以上信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)用活，在全鐵路局范圍內發(fā)揮更大的作用，而不是僅用于本專業(yè)，在路局搭建統(tǒng)一的、符合相關技術和數(shù)據(jù)標準、可保障共享安全的基礎數(shù)據(jù)平臺。在保證網絡安全的前提下，在路局中心機房實現(xiàn)信息系統(tǒng)間的連接，為各個系統(tǒng)間的信息交換與共享提供公共的數(shù)據(jù)交換、存儲、訪問服務。

基礎數(shù)據(jù)平臺以TMIS為核心，同其他信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過網絡或數(shù)據(jù)接口與全局生產信息共享平臺進行交換，實現(xiàn)互聯(lián)互通。基礎數(shù)據(jù)由全局生產信息共享平臺統(tǒng)一對外發(fā)布，實現(xiàn)數(shù)據(jù)基礎編碼標準化，利于數(shù)據(jù)一致性。即在保證信息安全的前提下，利用數(shù)據(jù)抽取（采集、清洗、轉換）或同步等技術手段，將包括TMIS信息在內的全局信息系統(tǒng)中異構和非異構的數(shù)據(jù)信息以及全路基礎數(shù)據(jù)字典，集中存儲于基礎數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)庫，并由其與其他信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)的集中存儲、統(tǒng)一共享和歸口發(fā)布。

在路局中心機房設置信息共享數(shù)據(jù)庫，通過TMIS網絡分別與提供共享數(shù)據(jù)源的既有信息系統(tǒng)以及需要共享信息的其他信息系統(tǒng)相連接。通過應用服務器提供的服務以完成二者之間的數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)系統(tǒng)間信息共享。

通過防火墻等安全技術和增設負載均衡器作為安全訪問控制層，對系統(tǒng)的訪問進行安全認證、協(xié)議轉換、格式識別，對交換的信息進行內容過濾，保證數(shù)據(jù)交換的合法性與合理性。

在非TMIS網運行的部分信息系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)信息無法在基礎數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)集中存儲和互聯(lián)互通，近期采取復示方式。

4.3數(shù)據(jù)接口方式

各系統(tǒng)向基礎數(shù)據(jù)平臺提供的數(shù)據(jù)接口方式主要分為數(shù)據(jù)傳輸類接口和文件傳輸類接口。

由于鐵路局信息化歷史長、系統(tǒng)多、情況復雜，系統(tǒng)集成需要逐步實施完成。安全、生產和應急現(xiàn)場的數(shù)據(jù)要求同步更新，維修、應急資源和信息提供的數(shù)據(jù)要求異步更新。

表1　既有信息系統(tǒng)接入安全生產指揮中心系統(tǒng)列表

5　安全生產指揮中心應用系統(tǒng)構成層次

鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)支撐層（基礎數(shù)據(jù)平臺、地理信息平臺、線路實景平臺、TDCS/CTC查詢系統(tǒng)、SCADA遠動復示系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)）、局指揮中心層（局級安全生產指揮中心、局應急指揮中心）、分中心及站段級中心層（業(yè)務處室指揮分中心、站段級安全生產指揮中心）構成。

5.1數(shù)據(jù)支撐層

1）基礎數(shù)據(jù)平臺(見前)

2）地理信息（GIS）平臺，通過國家測繪地圖和路局的鐵路地理數(shù)據(jù)信息，生成發(fā)布于鐵路生產網（TMIS）內的地圖服務。該地圖服務提供給局平臺和各專業(yè)部門及站段的相關應用系統(tǒng)使用，地理信息平臺只提供基本的地圖瀏覽、地圖測量服務、地圖共享服務。

3）線路實景平臺，綜合利用GPS定位技術和移動測量技術，通過采集鐵路沿線的視頻圖像，并允許用戶根據(jù)位置快速查找、定位、瀏覽線路、站場及設備實景。做到視頻、行車固定設備綜合圖和管界圖“三圖聯(lián)動”，在播放視頻時，對應里程坐標的行車固定設備綜合圖和管界圖始終與視頻同步。

5.2局指揮中心層

1）局級安全生產指揮中心

局級安全生產指揮中心全面掌握全局的安全、生產動態(tài)情況，合理調度、指導生產、施工和維護管理等。各業(yè)務分中心負責各專業(yè)系統(tǒng)內部的安全生產管理，各分中心間通過安全生產指揮中心系統(tǒng)進行資源共享。

局級安全生產指揮中心向局調度中心、局應急指揮中心、局辦、各業(yè)務處室指揮分中心（車務、機務、工務、電務、車輛、供電、客運、貨運、房產、安監(jiān)、公安、軍代等）提供各類信息服務，為日常安全生產管理和應急搶險指揮提供支持。

2）局應急指揮中心

局應急指揮中心主要功能包括應急通信系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像接入、綜合展示系統(tǒng)和會議擴音系統(tǒng)。

5.3分中心、站段級中心層

1）在各業(yè)務處建立分中心，預留分中心接口。業(yè)務處室分中心主要為日常生產管理服務，并配合應急搶險指揮服務。

2）站段級安全生產指揮中心設在各生產站段，作為對應局級指揮分中心的子系統(tǒng)，同時網絡應用終端延伸至車間、班組。

5.4電務段的安全生產指揮中心

電務段安全生產指揮中心由信號集中監(jiān)測系統(tǒng)、預警平臺系統(tǒng)、TDCS/CTC系統(tǒng)、列控動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（DMS）、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、客專視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電務動態(tài)智能管理系統(tǒng)（SDIMS）、安全生產管理信息系統(tǒng)、可視化安全生產調度指揮系統(tǒng)構成。其中，電務動態(tài)智能管理系統(tǒng)（SDIMS）、安全生產管理信息系統(tǒng)、可視化安全生產調度指揮系統(tǒng)為新增系統(tǒng)。

通過安全生產指揮中心平臺，還實現(xiàn)日常生產計劃全流程網上審批，現(xiàn)場作業(yè)全工程實時監(jiān)控，應急搶險、設備故障處置全過程指揮，施工和安全管理全過程跟蹤，可視化動態(tài)管理，各類生產任務指標及技術設備資料實時查詢等功能。

可視化安全生產調度系統(tǒng)是基于電子地圖的人員位置可視化、工作任務可視化、事件場景可視化的綜合調度系統(tǒng)，包括調度管理、框選管理、組群管理、監(jiān)控管理、分析管理5個模塊。系統(tǒng)由前端手持終端、云調度智能平臺和客戶端組成。

6　網絡通道的適應性改造

鐵路局中心及各站段新建安全生產指揮系統(tǒng),需要將大量數(shù)據(jù)和視頻信息接入到相應系統(tǒng)中，作為支撐各系統(tǒng)進行分析、統(tǒng)計的基礎數(shù)據(jù)，以及安全生產指揮中心了解現(xiàn)場情況的重要手段。

網絡通道是安全生產指揮中心系統(tǒng)的基礎保障。大量數(shù)據(jù)信息和視頻信息的傳輸需要穩(wěn)定和具有充足帶寬資源的網絡通道作為基礎保障。

改造后的安全生產指揮系統(tǒng)的網絡通道如圖3所示。

鐵路局安全生產指揮系統(tǒng)工程完善網絡通道建設主要在以下3個層次進行完善：

1）骨干網絡通道建設

鐵路局骨干OTN系統(tǒng)覆蓋全局管范圍內各主要鐵路干線，在業(yè)務匯聚點、鐵路交匯點及樞紐節(jié)點的位置設置OTN節(jié)點，實現(xiàn)各鐵路沿線的各種業(yè)務至局樞紐大顆粒業(yè)務的匯聚，滿足各類業(yè)務不斷增長的帶寬需求。

2）站段網絡通道建設

為滿足各站段新建安全生產指揮中心系統(tǒng)的網絡通道需求，在各系統(tǒng)站段設SDH傳輸設備，利用光纜接入傳輸骨干網；在各站段新設ONU設備，利用光纜接入就近通信機房的OLT設備；在各系統(tǒng)站段新設數(shù)據(jù)網接入交換機，利用光纜接入就近通信機房的數(shù)據(jù)網接入路由器；完成各系統(tǒng)站段至就近通信機房的光纜通道建設。

3）站段至車間完善網絡通道建設

根據(jù)各專業(yè)站段至管轄車間的網絡帶寬需求，對既有鐵路傳輸系統(tǒng)設備進行擴容改造，同時新設部分車間至就近車站通信機房的網絡通道。

7　網絡、信息安全及系統(tǒng)安全保障

重點從系統(tǒng)體系安全、安全管理制度、硬件安全、軟件安全、數(shù)據(jù)庫安全、網絡安全以及計算機病毒防止等方面進行綜合考慮，形成縱深的防御體系。

具體的安全措施主要包括統(tǒng)一系統(tǒng)IP地址；建立數(shù)字證書認證體系；通過身份認證和訪問授權技術，實行分等級、分權限的訪問控制；對重要和機密信息實現(xiàn)加密傳輸和數(shù)字簽名；對內部服務網和安全生產網間采用防火墻和虛擬專網等技術實施隔離和保護；在內部服務網和外部服務網間采用物理隔離，禁止相互訪問；在公共網絡和業(yè)務系統(tǒng)專網間采用專用網絡協(xié)議；采用病毒防護、入侵監(jiān)測、內容過濾和日志審計等多種技術手段。

8　實現(xiàn)效果

鐵路局安全生產指揮中心系統(tǒng)充分利用基礎數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對全局信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享；實現(xiàn)對局、站段日常安全管理和生產指揮信息的全面掌控；實現(xiàn)關鍵作業(yè)環(huán)節(jié)全過程網上實時監(jiān)控；實現(xiàn)在非正常情況及事故應急搶險全過程的集中指揮；實現(xiàn)對作業(yè)標準化和效率效益指標全面分析。滿足鐵路運輸安全管理、生產指揮、施工管理、應急指揮、資源共享、信息管理等需要。

該系統(tǒng)是對鐵路既有生產管理模式的一次革命性創(chuàng)新。武漢鐵路局經過兩年的建設，目前已全面建成了該系統(tǒng)，在全局各部門各業(yè)務處段加強運輸安全生產管理、優(yōu)化運輸生產組織、提高工作效率方面起到了積極的促進作用。

[1]鐵信息[2005]4號 關于發(fā)布《鐵路信息化總體規(guī)劃》的通知[S].

The paper introduces the technical solution and structure of the dispatching control system for safety production of the Railway Administration, discusses the development schemes of fundamental data platform and communication network, puts forward three hierarchies of the application system, and analyzes the function and structure of the dispatching control system for safety production of stations and deopts by taking the system for depots as an example. The system can plays a key role for improving the effi ciency of transportation organizations of the Railway Administration.

dispatching control system for safety production; integrated design; technical solution

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.03.013

2016-02-26）