鐵路客運(yùn)綜合指揮控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉祖勝，孫 武

（1.鄭州鐵路局客運(yùn)處，鄭州450052；2.鄭州峰華電子有限責(zé)任公司，鄭州450052）

隨著鐵路的快速發(fā)展，對車站的客運(yùn)設(shè)施和客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求。這就需要對原有車站的客運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行更新、整合、補(bǔ)充和完善，為旅客出行和工作人員生產(chǎn)組織提供更好的信息環(huán)境。

目前，圍繞車站客運(yùn)生產(chǎn)已建的各種自動化系統(tǒng)，如：旅客引導(dǎo)、到發(fā)通告、客運(yùn)廣播、電話問訊、旅客查詢、客運(yùn)監(jiān)控、票額揭示和自動照明等，僅做了列車時(shí)刻同步工作，各系統(tǒng)基本還處于分散管理、多渠道發(fā)布的狀態(tài)，沒有形成集成化、統(tǒng)一化和合理化運(yùn)用的局面，造成信息管理效率低下、信息發(fā)布口徑不一致、信息處理手段不統(tǒng)一和信息處理流程不透明等多種信息管理弊病。

因而，構(gòu)建鐵路客運(yùn)綜合指揮控制系統(tǒng)，對解決客運(yùn)組織業(yè)務(wù)統(tǒng)一調(diào)度指揮，實(shí)現(xiàn)車站客運(yùn)生產(chǎn)“看得到、看的全，管得到，管得好”，具有重要意義。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過先進(jìn)的信息化手段，構(gòu)建信息整合和資源共享的集中平臺，解決客運(yùn)車站人車結(jié)合問題，實(shí)現(xiàn)客運(yùn)生產(chǎn)指揮和經(jīng)營管理水平的提升，建立以下3個系統(tǒng)：（1） 控制系統(tǒng)；（2）指揮系統(tǒng)；（3）應(yīng)急管理系統(tǒng)。

1.1 控制系統(tǒng)

由客運(yùn)信息綜合平臺實(shí)現(xiàn)客運(yùn)信息的統(tǒng)一獲取和統(tǒng)一發(fā)布。主要包括：信息采集和信息發(fā)布。其中，信息采集包括中央時(shí)鐘、列車到發(fā)、客票數(shù)據(jù)、動態(tài)信息維護(hù)、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控模塊；信息發(fā)布包括廣播、引導(dǎo)、到發(fā)通告、旅客查詢、票額揭示、電話問訊和自動照明模塊。

目前車站內(nèi)客運(yùn)系統(tǒng)作為單獨(dú)運(yùn)行、單獨(dú)操作的獨(dú)立系統(tǒng)存在，信息上不能統(tǒng)一、有效、聯(lián)動管理，操作上不能統(tǒng)一指揮，尤其在廣播室人員值守少又需對各個系統(tǒng)大量、重復(fù)、逐個操作的情況下，不能在操作上統(tǒng)一調(diào)度、指揮，無法實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一、聯(lián)動。

客運(yùn)信息綜合平臺針對不同的模塊定義不同的數(shù)據(jù)接口格式，通過安全可靠的TCP連接向各個模塊實(shí)時(shí)發(fā)布所需數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)一方操作多方聯(lián)運(yùn)的數(shù)據(jù)共享模式。

設(shè)計(jì)采用集中控制方式，控制平臺負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集、更改、發(fā)布，其他模塊進(jìn)行響應(yīng)。這種設(shè)計(jì)將使車站相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備統(tǒng)一協(xié)作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并且提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、及時(shí)性。

1.1.1 信息采集

包括中央時(shí)鐘、列車到發(fā)、客票數(shù)據(jù)、動態(tài)信息維護(hù)、機(jī)房環(huán)境監(jiān)控等模塊。

1.1.2 信息發(fā)布

包括廣播、引導(dǎo)、到發(fā)通告、旅客查詢、票額揭示、電話問訊和自動照明等模塊。

由客運(yùn)信息綜合平臺根據(jù)聯(lián)動模式、訪問安全策略按照指定時(shí)間間隔發(fā)送指示,通過自動照明模塊直接控制照明系統(tǒng)，同時(shí)，照明設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)也將在控制平臺上實(shí)時(shí)顯示。所有操作過程將自動記錄于系統(tǒng)日志中，以輔助保證信息的有效性和安全性。

1.2 指揮系統(tǒng)

指揮系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)計(jì)劃管理、客運(yùn)組織狀態(tài)監(jiān)控、客運(yùn)組織統(tǒng)計(jì)分析和客流預(yù)警監(jiān)控等功能。

1.2.1 計(jì)劃管理

根據(jù)基礎(chǔ)時(shí)刻表，結(jié)合控制系統(tǒng)采集到的鐵路局客運(yùn)命令和車站客運(yùn)計(jì)劃等重要數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)日作業(yè)計(jì)劃自動生成和計(jì)劃管理的功能。

1.2.2 客運(yùn)組織狀態(tài)監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)對客運(yùn)業(yè)務(wù)管理進(jìn)程中各環(huán)節(jié)的綜合狀態(tài)進(jìn)行直觀、實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。此功能集成控制系統(tǒng)采集到的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（包括生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備，如音頻、視頻監(jiān)控設(shè)備，獲取到的實(shí)時(shí)信息），結(jié)合站場物理布局情況，全方位展示內(nèi)部各重點(diǎn)崗位實(shí)時(shí)的生產(chǎn)、管理狀況，為及時(shí)科學(xué)地制定、調(diào)整客運(yùn)生產(chǎn)組織方案提供依據(jù)。

1.2.3 客運(yùn)組織統(tǒng)計(jì)分析

結(jié)合控制系統(tǒng)采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按需實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析功能。如實(shí)現(xiàn)旅客發(fā)送、客票進(jìn)款、客發(fā)客收、管內(nèi)/直通客流的統(tǒng)計(jì)、分析功能，從而為及時(shí)科學(xué)地制定、調(diào)整客運(yùn)組織營銷方案提供依據(jù)。

1.2.4 客流預(yù)警監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)測車站實(shí)際生產(chǎn)狀況，對重要生產(chǎn)組織問題及時(shí)預(yù)警，并輔助組織者快速合理應(yīng)對的功能。

根據(jù)控制系統(tǒng)采集到的最新客流數(shù)據(jù)，結(jié)合站內(nèi)基礎(chǔ)資源信息，依據(jù)事先定義的組織方案等級和安全等級條件，自動對最新生產(chǎn)狀況做出評估，超出閾值時(shí)自動通過多種方式發(fā)出相應(yīng)預(yù)警信息，并提供相應(yīng)應(yīng)對措施，甚至按既定規(guī)則啟動相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案。

1.3 應(yīng)急管理

應(yīng)急管理系統(tǒng)主要包括人員動態(tài)信息管理、應(yīng)急預(yù)案管理、指令下達(dá)管理等功能。

1.3.1 人員動態(tài)信息管理

以人員基本信息為基礎(chǔ)，設(shè)置崗位及班次記錄，以時(shí)間、班次為基準(zhǔn)，系統(tǒng)自動排出當(dāng)班情況，特殊情況采用人工干預(yù)方式，修改人員當(dāng)班信息，較少人員維護(hù)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)車站重點(diǎn)崗位人員動態(tài)管理的目的。

1.3.2 應(yīng)急預(yù)案管理

根據(jù)預(yù)案管理方式，將應(yīng)急事件分類，并設(shè)定相應(yīng)解決方案及執(zhí)行措施。圖1為功能示意圖。

圖1 應(yīng)急預(yù)案管理功能示意圖

1.3.3 指令下達(dá)管理

根據(jù)預(yù)案分類和相應(yīng)解決方案，由指揮控制中心指定負(fù)責(zé)人，緊急情況時(shí)自動以短信形式發(fā)出命令通知，或以其他方式下達(dá)指令，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急指揮按流程、自動化處理的功能。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

系統(tǒng)主要由中心服務(wù)器、接口設(shè)備、前置機(jī)、平臺控制機(jī)、平臺指揮機(jī)等設(shè)備組成。中心服務(wù)器包含系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理邏輯，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲。接口設(shè)備通過外部數(shù)據(jù)定義接口連接其他所需數(shù)據(jù)。前置機(jī)主要實(shí)現(xiàn)外部信息采集和內(nèi)部信息發(fā)布。平臺控制機(jī)、指揮機(jī)，采用強(qiáng)大的硬件配置與高可用設(shè)計(jì)，充分調(diào)配軟硬件資源滿足客運(yùn)綜合指揮控制系統(tǒng)內(nèi)外部數(shù)據(jù)交換、傳輸發(fā)送、信息存取、備份切換等功能，保證系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)行。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 外部條件

隨著鐵路信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，許多應(yīng)用項(xiàng)目相繼投入使用，尤其是鐵路客票發(fā)售和預(yù)訂系統(tǒng)、TMIS、TDCS在全路的使用以及鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)（2 M帶寬的端口連接各站段，站段同時(shí)通過2 M專線與鐵路局聯(lián)接），這些基本完整的數(shù)據(jù)信息和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為車站客運(yùn)綜合指揮控制系統(tǒng)的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)合車站當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)狀況以及相關(guān)分系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并考慮相關(guān)業(yè)務(wù)人員對計(jì)算機(jī)的熟悉程度，系統(tǒng)建立的外部條件成熟。

從保護(hù)投資的角度考慮，涉及分系統(tǒng)建設(shè)時(shí)將充分利舊。

3.2 預(yù)留系統(tǒng)接口

預(yù)留系統(tǒng)接口主要包括鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)(TMIS)、鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)(TDCS)、鐵路客票發(fā)售和預(yù)訂系統(tǒng)（TRS）接口。

目前在不具備數(shù)據(jù)接入的條件下，采用在中心增加相應(yīng)系統(tǒng)的終端方式，保證指揮人員面前的生產(chǎn)信息完整。

3.3 系統(tǒng)性能

系統(tǒng)架構(gòu)采用分層設(shè)計(jì)，對于大量寫操作的數(shù)據(jù)上報(bào)采用服務(wù)器/客戶機(jī)模式，對于大量并發(fā)查詢的用戶采用數(shù)據(jù)/應(yīng)用/客戶機(jī)三層模式，兼顧性能和效率。

系統(tǒng)采用集中控制的方式，由指揮控制中心做出數(shù)據(jù)更改，其他模塊對其響應(yīng)。當(dāng)出現(xiàn)意外通訊故障影響系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，各模塊仍可以獨(dú)立工作，不影響正常的信息發(fā)布，從而可靠實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和及時(shí)性。

控制機(jī)和指揮機(jī)采用強(qiáng)大的硬件配置與高可用設(shè)計(jì)，充分調(diào)配軟硬件資源滿足客運(yùn)綜合指揮控制系統(tǒng)內(nèi)外部數(shù)據(jù)交換、傳輸發(fā)送、信息存取、備份切換等功能，保證系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。

系統(tǒng)采用預(yù)查詢優(yōu)化設(shè)計(jì)，批量生成查詢結(jié)果，保存緩沖數(shù)據(jù)，優(yōu)化查詢性能。

3.4 系統(tǒng)安全

系統(tǒng)安全主要包括兩部分內(nèi)容：系統(tǒng)運(yùn)行安全、系統(tǒng)信息安全。系統(tǒng)運(yùn)行安全是保證系統(tǒng)正常運(yùn)行和防止系統(tǒng)被惡意攻擊。系統(tǒng)信息安全是保證信息的完整性、保密性。

通過在系統(tǒng)內(nèi)外網(wǎng)之間設(shè)置防火墻系統(tǒng)，將整個系統(tǒng)劃分為內(nèi)網(wǎng)、外網(wǎng)和DMZ（隔離區(qū)）3個部分，通過限制訪問，隔離內(nèi)外網(wǎng)，同時(shí)，將安全防護(hù)的重點(diǎn)集中到隔離區(qū)內(nèi)的應(yīng)用服務(wù)器上，從而有效提高內(nèi)網(wǎng)控制系統(tǒng)的安全性。

系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)定期備份和手動備份功能。備份數(shù)據(jù)以異地存放的方式保存。

系統(tǒng)提供權(quán)限分級管理功能。通過對數(shù)據(jù)重要性、保密性及使用者特性分析，系統(tǒng)管理人員可對工作組、用戶進(jìn)行相應(yīng)授權(quán)，為不同用戶設(shè)置相應(yīng)操作級別，防止數(shù)據(jù)的非法訪問、修改、刪除，保證重要敏感數(shù)據(jù)的安全。

針對一般客運(yùn)的統(tǒng)計(jì)信息，和通知通告信息采用只讀訪問方式。

針對客運(yùn)旅客乘降作業(yè)計(jì)劃變更、人員到崗等信息，采用身份授權(quán)分級訪問。

4 結(jié)束語

系統(tǒng)已在鄭州鐵路局安陽、焦作等車站試運(yùn)行，解決了客運(yùn)車站綜合管理中的數(shù)據(jù)上不來、上不全的難題，對于既有客運(yùn)站改造具有重要的借鑒意義。