潞安礦區鐵路貨運管理系統設計與應用

潞安化工集團有限公司鐵路運營分公司 張致達

潞安集團鐵路運營公司地處長治市郊區黃碾鎮，是一個以潞安礦區專用鐵路自營運輸為主導產業的基層二級生產經營單位?，F有運營里程128km，擁有內燃機車13臺，自備車200輛，下轄2線11個站點，固定資產5億，年煤炭運輸能力2000萬t以上，是潞安礦區煤炭外運的主通道。

潞安礦區專用鐵路是一條以煤炭運輸為主要業務的企業鐵路，列車運行速度在40～50km/h。以運銷計劃為基礎組織運輸生產，受運銷計劃的波動隨時調整運輸生產計劃。采用綜合的、扁平化的運營管理機制，具備統一調度指揮的有利條件。但是，潞安鐵路調度指揮工作目前還停留在“紙筆記錄、電話指揮”傳統手工階段，手段落后、調度員勞動強度大、信息閉塞，大大制約了鐵路運輸生產的效率。

1 系統目標

目前市場上的貨運管理系統是針對國鐵貨運組織模式的。潞安礦區專用鐵路無論是行車指揮還是貨運組織，都有其明顯的企業特點。潞安礦業集團鐵路運營公司所轄地方鐵路的運輸和貨運組織模式與國鐵運輸組織模式存在差異，具體作業內容比較單純，關注點不同，主要體現在以下幾點：

調度指揮方面，鐵路運營公司調度員不僅關注于列車的運行，而是有更多的精力關注于車輛的運行。對于現車的了解是其指揮列車運行的主要方式之一。

整個列車的指揮運行基本分成路車以及自備車兩部分：自備車部分運輸組織比較靈活，路車部分，列車需要依照運銷處分配的去向等因素編組開車。

根據礦區的基本任務要求，結合以上具體的業務需求分析，潞安礦區鐵路貨運管理信息系統主要目標是利用計算機和網絡通信技術，為行車調度員和車站值班員提供運輸組織依據和車站現車分布及編組信息，并實現各站現車編組調車等詳細信息查詢及操作，使調度員和值班員能夠及時、準確的獲取列車、機車、車輛等設備的運行狀態；同時，能對重車，空車，壞車分布信息進行查詢和管理。通過對鐵路運輸過程中的有關信息進行收集、處理、存儲和傳遞，為行車調度員和車站值班員提供更加準確的現車及編組信息，系統主要目標包括：

（1）目前潞安鐵路各裝車站均設置了軌道衡和車號識別系統，新系統實現與軌道衡和車號識別系統接口，自動獲取裝卸車數據，在貨運室設置查詢終端查詢裝卸相關信息，取消貨運員跟值班員、貨運員根礦方通過打印紙質單據進行交接的人工交接方式。

（2）改變原來人工攜帶手工貨票作業方式，實現電子貨票、貨運結算功能，提高勞動生產效率，改善勞動條件。

（3）通過系統建設構成信息共享平臺，改變原來信息匯總不及時的狀況或者不同系統間存在的信息壁壘，使得各級業務或決策機構可以實時地、方便地了解現場作業、計劃完成等情況，并根據需要提供詳細的統計分析報表，為科學決策提供數據依據。

（4）系統可以幫助生產指揮人員準確掌握車站的作業狀況、倉存、機車和車輛使用狀態、各車輛裝卸車狀態以及各車站站存車實時狀態等，更好地提高計劃調整的主動性，準確計劃和執行的兌現率，為各級調度人員和管理人員提供有效的指揮和管理工具。

（5）通過貨運系統的實施，調度精確掌握生產的實時情況，安排優化的調度方案，大大減少路車的停時，提高自備車的周轉利用率，提高運輸效率。

2 系統流程分析與軟件設計

系統設計采用自上向下基本思想將整個系統劃分為若干個模塊子系統，模塊子系統再自上而下逐步設計。根據數據流程分析可劃分為：交接站列車錄入、貨運員貨運作業錄入、發出列車交接站錄入三部分。根據軟件模塊化開發設計思想可劃分為：現車分布模塊、到發編組模塊、調車作業模塊、裝卸車模塊、站場顯示模塊、統計分析模塊。

2.1 系統數據流程分析

系統數據流程分析主要利用計算機運算和儲存性能的優勢，在交接站基礎數據錄入的情況下，對整個系統相關數據完成流向、計算、統計等處理，快速準確地將統計信息及各類輸出報表反饋給調度人員及車站工作人員，相關數據流程如圖1所示。

圖1 系統數據流程分析

到達交接站錄入主要為從國鐵交接站進入礦區錄入的相關車輛信息，此車輛信息進入本系統現車信息庫中，貨運員貨運作業錄入信息主要包括自備車，路用車相關的裝卸車信息，發出列車交接站錄入主要包括從礦區進入國鐵交接站的相關車輛信息。

2.2 系統軟件設計

系統采用客戶/服務器（Client/Server）模式架構設計，客戶端及后臺服務軟件采用跨平臺技術進行編程，實現跨平臺、跨操作系統運行；為提高系統的高可靠性，按照面向對象的數據流分析和設計思想，采用面向對象的Visual Studio．NET核心開發工具和編程技術，運用多線程、連接池、Sockets通信、Web服務等關鍵技術，以提高系統性能和效率，系統軟件主要結構如圖2所示。

圖2 系統軟件子模塊結構圖

2.2.1 系統軟件子模塊的設計思想

（1）現車管理界面終端包括現車分布管理模塊、到發編組管理、調車作業管理模塊，裝卸車管理模塊、站場顯示模塊、統計分析模塊，各個模塊之間采用獨立化設計，保持系統模塊間的低耦合性；現車管理界面終端負責將本站的現車分布、到發編組、調車計劃信息、裝卸車信息，站場圖呈現在軟件界面。

（2）后臺應用服務程序為前臺應用程序提供后臺數據存儲服務，從而保證一個前臺業務應用服務的故障情況下不影響其他應用服務功能的正常使用，同時，后臺應用程序直接接入數據庫，由數據庫為前臺應用程序提供數據服務。

2.2.2 軟件子模塊的設計原則

系統軟件平臺的設計目標是通過建設融合的、全業務、綜合性、系統化的符合鐵路發展需要的、開放的、優化的系統總體架構，滿足潞安礦區鐵路在計劃，管理，分析決策，智能調度核心業務的可靠和高效運轉，安全、維護、保障等各方面的需求。通過采用統一用戶管理、身份認證、權限管理、部署管理、監控管理等為整個運輸綜合調度管理系統提供一個統一的基礎架構支撐平臺。

（1）系統各個軟件模塊界面友好，相關提示清晰、具有在線幫助功能、操作簡單特點。

（2）系統采用自上而下的模塊化的開發方法，各功能模塊之間相對獨立耦合性低，保證系統模塊內高內聚和低耦合度。

（3）系統采用面向對象的開發語言實現模塊相關功能，采用公用組件技術和繼承關系，降低編碼量，提高程序的可維護性。

（4）系統分析、設計、編碼、測試、維護等階段提供統一的質量保證規范，并且制定完善、合理的軟件工具編碼規范，提高編碼的可讀性和可維護性。

（5）系統數據庫的建設遵循統一的基本數據字典格式和公用數據訪問接口，并且適當保留冗余數據。

（6）采用跨平臺技術進行編程，實現跨平臺、跨操作系統運行。所有參數用圖形界面軟件進行維護，實現所見即所得，方便移植和維護，采用通用化表格設計方式，用戶可以任意定義和調整表格的輸出內容和格式。

3 系統實現

3.1 主要功能

3.1.1 潞安礦區鐵路貨運管理系統涵蓋以下主要功能

（1）和集團運銷處開發的倉存、裝車系統實現信息互通，提高信息系統的實用性。

（2）現車管理：通過現車管理系統，中心調度員和車站值班員可以實時了解車站的現車分布及變化情況，以及股道上車輛的綜合信息，即車輛的匯總信息，信息內容包括：股道序號、股道名稱、車輛分類、空重狀態、檢修狀態等描述。并能夠查看各股道現車車輛的詳細信息。車輛信息實時保存在數據庫中，可實時查詢任意車號在任意時間的詳細信息。同時，提供現車與裝卸車數據同步功能、現車與編組自動轉換功能等。

（3）裝卸車管理，卸車包括到站、品名、車種、進站時間、卸空時間等信息；裝車包括編組順序、自重、載重、裝載物品、裝載狀態、裝車時間等信息；有存檔記錄，可隨時調閱查詢。

（4）實現貨運系統列車寫實功能，通過運行圖以及貨運人員填記“六個時間”自動計算統計技術作業時間（車輛等待作業時間、裝卸車時間、總停留時間、原因分析等）。并通過系統自動統計計算貨車使用費。并可以實時查詢寫實情況提供導出數據功能。

（5）實現貨運系統同國鐵交接站車號采集系統聯網，除采集車號信息外同時采集時間信息，并對車輛進行跟蹤、注銷，適時反映專用線內C車現車存車情況。并實現現車根據不同停留時長分不同顏色顯示（例如24h以內白色；24-48h綠色；48h以上紅色等）。自動統計C車專用線停留車小時，并實現月度、旬、跨時段統計分析功能。

（6）自動生成日報表，月報表，年報表；機車作業統計：包括機車產量（臺班產量，單班產量，月度總產量），利用率，運用時間，運用臺次。

（7）施工時間統計。包括封鎖時間時間，限速施工時間；長鋼車過軌統計。包括列數，車數，空重車數，過軌噸位，物品種類。

（8）設備故障次數及時長，C70數量及比例、空壞車統計（分礦別）、貨物周轉量、各區間列車通過列數。雙機重連牽引列數等。

（9）實現電子運單和電子貨票功能，取消人工攜帶手工貨票。

（10）其他功能：TDCS與貨運系統實現信息交換與共享。

3.1.2 系統操作流程

行車調度員下達調度及編組計劃到車站，車站值班員收到計劃后現車系統給出相應的提示信息，值班員根據此提示信息準備進行接發車作業，當列車實際到達車站后，此時現車管理系統將上一站的出發編組信息轉換為本站現車信息呈現在現車分布界面中，如果本站存在相關的調車作業，則值班員在調車作業管理界面編制作業單，當調車作業執行過程中，相關調車勾計劃會隨著調機位置變化自動執行同時改變股道現車分布；如果貨運員在需要登記裝卸車信息；則可以在貨運管理界面進行登記，最后值班員根據行車調度員的調度計劃對車站現車進行列車編組進行發車，此時，現車管理系統會將本站相關的現車信息轉變該趟車的出發編組。通過在對現車管理系統相關軟件的實施，提高了行車調度員和車站值班員、貨運員的工作效率，同時相關的車站作業更加流程化、規范化，并且所有的作業內容在現車系統均有詳細歷史記錄。

3.2 系統應用

潞安礦區鐵路貨運管理系統從2019年4月份在鐵運公司所有車站得到推廣使用，通過對該系統的應用，中心調度員可以實時獲取各站現車分布情況和裝卸車進度，無需采用手動記錄各個車站的現車，使得調度員更好的專注執行調度編組調車計劃的下達；同時車站值班員在列車接發車作業過程中，無需再按照傳統的記錄現車牌和手寫調車計劃單進行作業，原來落后的作業方式均可通過貨運管理系統替代完成，大大降了值班員和貨運員的勞動強度和作業出錯率。潞安礦業集團鐵路貨運系統的建設，為實現貨運管理信息化、經營管理現代化，在提高運輸效率、擴大運輸能力、提高服務質量、提升管理水平方面發揮明顯作用，為鐵路運營公司跨越式發展提供技術支撐與保障。

結束語：本文從礦區鐵路貨運管理系統實現目標入手，詳細描述了系統數據流程分析及軟件子模塊設計方法，同時介紹了系統的主要實現功能及操作流程方法；最后通過該系統的投入運用，實現了鐵路運輸現車的自動化管理，提高了運輸組織和調度水平，為全線提供了準確的運輸生產信息，使得傳統的作業方式都得了優化，在確保運輸安全的前提下，提高了鐵路運輸的工作質量，減輕了勞動強度和降低了作業出錯率。