集成平臺在鐵路總公司調度系統中的應用研究

劉 哲

(北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070)

1 概述

鐵路運輸調度系統（以下簡稱調度系統）是實現鐵路調度信息化的重要手段，主要包括兩部分：運輸調度管理系統（TDMS）、列車調度指揮及調度集中系統（TDCS/CTC）。

調度系統分為中國鐵路總公司（以下簡稱總公司）、鐵路局集團公司（以下簡稱鐵路局）、站段三級應用。總公司級TDMS5.0 系統實現了各鐵路局相關運輸信息上報、日（班）計劃批復、調度命令下達、運輸動態監測、查詢統計分析等功能[1]。總公司級TDCS/CTC3.0 系統實現了全路行車信息匯聚、運行圖復視、站場信息監視等功能[2-3]。

為進一步提高調度信息化水平，滿足透明化指揮和精細化管理的要求，調度系統需要改進以往數據獲取只能依靠逐級上報的模式，同時也需要接入更多來自其他專業系統的信息。鐵路部門從2013年開始啟動了鐵路運輸信息集成平臺（以下簡稱集成平臺）一期的建設，實現了運輸生產現場信息的高度集中[4]。隨后調度系統基于集成平臺進行了功能升級和優化，使調度能夠更快速、更精準地掌握各類重要運輸信息[5]。

2 集成平臺簡介

傳統的鐵路信息系統按照各專業分散建設，致使條塊分割、共享困難、難以發揮整體效益。集成平臺與各應用系統進行對接，將分散在不同應用系統中的列車、車輛、貨物、機車、乘務員、客票、客服、集裝箱等運輸信息的數據匯集形成集中的數據環境，再加以整合、加工、銜接，為各應用系統提供數據服務和應用服務，從而實現各系統之間的信息共享[6]。

集成平臺分總公司和鐵路局兩級、分主題建庫，按照“強化數據采集、提升數據質量、實現數據集中”的思路，建立統一的信息采集方式與數據集中機制，替代以往逐級上報的信息采集方式。同時集成平臺促進業務流程優化，實現一個崗位設置一個應用、一次操作全程共享，避免重復匯報。

集成平臺的建成為推動運輸組織流程優化、提高客貨運服務水平提供技術支撐，徹底改變了鐵路信息系統的現狀，對鐵路信息化具有劃時代的意義。

3 集成平臺在鐵總調度系統中的應用構建

3.1 應用目標

集成平臺從各專業系統采集現場動態數據，實時提供給調度系統。無需調度系統與各專業系統單獨接口，也無需下級報告，即可快速獲取現場信息。總公司、鐵路局、站段三級基于同一現場數據，使得運輸信息更加透明、調度指揮更加精準。

基于集成平臺，總公司級調度系統應用優化的目標如下。

1）通過圖形化的方式展現和監視列車、車輛、貨物、機車、乘務員、集裝箱的動態位置、走行軌跡和實時狀態。

2）在列車運行圖的運行線上關聯查詢編組、乘務員、客票等運輸信息。

3）為貨主提供貨物追蹤服務，為旅客提供客車正晚點服務。

4）掌握全路各站現在車情況，以及所有貨車的作業全過程。輔助推算車流，為編制貨運日計劃和分界口交接計劃提供決策依據。

5）掌握全路機車運用、備用和檢修情況，計算周轉時間和折返時間。

6）掌握全路動車組運用、熱備、出入廠和車底編組情況。

7）掌握各站段的檢修車、修竣車、報廢車信息，提前預警即將到達檢修周期的車輛；輔助優化檢修計劃，進一步壓縮檢修率，保障車輛運輸安全。

8）掌握乘務員的聯系方式，遇有突發情況時調度可直接聯系乘務員了解現場情況；掌握乘務員值乘及出退勤情況，提前預警以預防發生司機乘務員超勞現象。

3.2 架構設計

在應用的架構設計上采用模塊化處理，對各模塊進行拆分以降低耦合性，模塊之間采用接口調用的方式，實現不同模塊之間的并行開發。并運用SOA 技術理念，采用分層設計的模式[7]，降低應用的復雜度，應用架構設計如圖1 所示。整個架構從下至上分為5 層。

1）數據采集層：將分散在不同應用系統中的相關數據，通過事件報文的形式進行匯集，分為站段報告和同級交換兩類事件。事件傳輸模塊采用MQ技術實現[8]，負責接收各類事件的報文；事件處理入庫模塊負責校驗和處理，將解析的數據寫入各類不同主題的數據庫。

2）數據集中層：建立集中的靜態數據和動態數據的數據庫。靜態數據包括運輸規則、技術資料和模型字典；動態數據主要包括貨物、列車、機車、車輛、車流、乘務等主要運輸管理對象的相關信息。各業務對象主題數據庫主要存放的是當前到歷史的數據，主要用于查詢、統計、分析；部分存放的是當前到未來的數據，用于預測、預報、預警。

3）數據服務層：通過應用服務器對外提供數據服務調用接口。應用服務器通過IIS 以負載均衡方式對外提供服務，服務器安裝WEBORB 組件，實現應用與后臺數據庫的交互。數據服務主要提供各類主題數據的實時位置、狀態、軌跡及其變化趨勢的信息查詢服務，同時提供基礎性的即席統計與分析信息查詢服務。

圖1 基于集成平臺的總公司級調度應用架構設計Fig.1 Architecture design of railway dispatching application based on integrated platform

4）業務平臺層：按照松耦合、可重用的功能組織方式，根據用戶訪問層的輸入，進行邏輯的處理，在一個統一的服務基礎平臺之上實現系統全部業務功能的服務化。

5）用戶訪問層：面向系統最終用戶，按照業務人員的崗位要求，通過裝配業務功能和流程交付復合的業務應用。采用FLEX 富客戶端技術實現[9]，具有較好的人機交互體驗，減少Web 應用對網絡的壓力，大幅度的提高應用服務器和數據庫服務器的能力。

3.3 應用功能

應用功能分為路網圖、運行圖、列車開行、現車及車流、貨流及裝卸、運力資源6 個部分，功能結構如圖2 所示。

1）路網圖

通過路網示意圖的方式展現全路列車實時運行位置、狀態和走行軌跡，以實現對全路所有運行列車進行全程實時監控。路網示意圖功能界面如圖3所示。

2）運行圖

通過列車運行圖的方式展現全路列車的計劃、實際運行線，選擇運行線可進一步查詢該列車的時刻表、機車、交路、編組、乘務、客貨票信息，這些集成的詳細信息均來源于集成平臺從各個不同的生成系統所收集到的數據。列車運行圖功能界面如圖4 所示。

3）列車開行

匯總顯示各鐵路局編制的日（班）計劃、階段計劃、階段調整計劃、實際報點，并將各鐵路局的分段信息串接形成列車全程信息。實現客運列車的編組、客票、車底交路、車底運用、乘務、機車信息查詢，實現貨運列車的確報、貨票、機車、司機信息查詢。實現列車正晚點實時監視、正晚點統計、區段列車統計、受事故或災害影響列車范圍統計。實現行包班列、集裝箱班列、軍列、臨客及旅游列車開行信息查詢統計。

4）現車及車流

《秀才胡同》用典更重于典故的使用，大多是每提及一個典故便賦予歌詞一種氛圍。這首歌通過多個典故的交織重疊來敘寫故事，這也是其高明之處：已經向已經有了完整骨架的愛情故事中填充更多的典故以組成其血肉，使得歌曲無論從哪個方面都有可玩味的地方，以人類比便是豐腴之楊貴妃。

圖2 基于集成平臺的總公司級調度應用功能結構Fig.2 Structure of functions of railway dispatching application based on integrated platform

圖3 基于路網示意圖的動態位置追蹤Fig.3 Dynamic position tracking based on railway network diagram

匯總顯示全路的現在車分布情況和具體結構，查詢所有貨車的動態信息，包括貨車車種、車型、掛運車次、空重狀態、發貨人、收貨人、貨物名稱等。根據列車計劃和實際運行線、確報、裝卸車、運貨五進行車流推算，推算未來時段內的車流分布、卸車站到達預報、分界口通過車流預報。

5）貨流及裝卸

實現運貨五明細查詢及去向別統計，實現電子貨票的明細查詢及統計。對貨物車輛進行實時位置監控、在途站停監控及超時預警、旅速統計、編組站中轉時間統計，從而實現對貨物的追蹤和晚點預警。實現裝卸車計劃、實際、兌現率查詢。

6）運力資源

實現各機務段機車運用及備用情況查詢，包括機車在庫、在技術站、在途的狀態和位置信息。實現值乘人員包括司機、機械師、列檢、車長信息查詢。實現集裝箱、篷布信息查詢。實現客貨車輛的檢修信息查詢。實現動車組的運用、熱備、檢修信息查詢。動車組運用信息查詢功能如圖5 所示。

3.4 應用創新

與原有調度系統相比，基于集成平臺的總公司調度系統不僅在功能上有了大幅提升，而且在諸多方面實現了創新。

1）基于運輸現場實時上報的動態數據，使得調度指揮更加精準。

3）對列車在各鐵路局的分段數據進行全程串接，為各類信息集成展現打下了基礎。

圖4 基于列車運行圖的綜合查詢Fig.4 Comprehensive query based on train operation chart

4）基于“號碼制現車”優化了車流推算的模型，使車流推算結果更加精確。

圖5 車底運用及編組查詢Fig.5 Train vehicle operation and marshalling enquiries

5）采用定向查詢和監視預警兩種模式。定向查詢模式按照業務主題進行處理分析，監視預警模式由系統主動向客戶端推送實時處理的數據。

6）對TDMS 和TDCS/CTC 的接口T/D 結合協議進行了升級擴展，實現了兩大調度系統的深度融合[10-11]。

4 結束語

集成平臺一期面向貨物運輸全過程管理，將列車、貨車、貨物、機車、機車乘務員和集裝箱運輸數據進行集中。調度系統基于集成平臺一期的數據，實現了貨運信息的集成和展現，取得了好的效果。

目前集成平臺二期正在建設當中，其建設目標是要整合既有客運信息系統相關數據，實現客車、動車、客車乘務員、客票、行包數據集中與信息共享。調度系統未來可通過集成平臺二期建設獲取到客運類信息，支撐實現客運調度指揮精細化管理，推動客運組織流程優化，進一步提高計劃編制和客運服務水平。