天鐵鐵路運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)的設(shè)計

段鳳明（天津天鐵集團有限公司計電廠，河北省涉縣 056404）

天鐵鐵路運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)的設(shè)計

段鳳明（天津天鐵集團有限公司計電廠，河北省涉縣 056404）

天鐵集團運輸部由于調(diào)度作業(yè)是手工作業(yè)，效率低，差錯率高，在企業(yè)擴大生產(chǎn)過程中遇到了調(diào)度組織的困難。根據(jù)自己的實際情況，利用計算機和信息化手段，設(shè)計了鐵路運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)，實時動態(tài)掌握現(xiàn)場作業(yè)，改變作業(yè)及管理方式，顯著提高了作業(yè)效率，滿足了生產(chǎn)要求。

鐵路 運輸 調(diào)度 指揮 系統(tǒng) 信息化 作業(yè) 設(shè)計

1 前言

天鐵運輸部承擔(dān)著本公司原燃料進廠、產(chǎn)品外發(fā)及廠內(nèi)鐵水運送的任務(wù)，是公司的鐵路運輸大動脈。鐵路運輸在整個公司生產(chǎn)過程中占有重要地位，鐵路運輸?shù)耐〞撑c否在很大程度上決定著全公司生產(chǎn)運輸?shù)墓?jié)奏。隨著天鐵生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，運輸部的鐵路站場由7個增加到9個，鐵路運量也逐年增加。整個站場內(nèi)無論是局車保有量還是冶金車運輸頻率都大大增加，運輸部的調(diào)度作業(yè)由于是手工作業(yè)，完全不能滿足現(xiàn)代運輸生產(chǎn)的需要，嚴(yán)重影響作業(yè)效率。因此，研制一套功能完善的調(diào)度指揮系統(tǒng)，搭建運輸生產(chǎn)組織的信息化平臺勢在必行。

2 面臨的問題

2.1 問題分析

運輸量的增大要求鐵路調(diào)度組織更加精細化，要求現(xiàn)場各類信息的傳遞和反饋必須要及時準(zhǔn)確，只靠人工信息傳遞方式很難滿足運輸工作的需求，運輸效率也無法得到提高。主要制約運輸組織的問題體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）部調(diào)人員對于現(xiàn)場作業(yè)情況需通過許多中間環(huán)節(jié)獲得，速度慢，不能時時掌握兩級調(diào)度的作業(yè)情況，不利于對運輸作業(yè)的整體規(guī)劃；

（2）站調(diào)下達計劃為手寫，傳遞不方便且容易出現(xiàn)錯誤，而傳遞口頭計劃更是容易出錯；

（3）車號員手工抄車號，每天幾百輛車出入廠，出錯率很高；

（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計速度慢，停時、運量等統(tǒng)計都有一定的時間差；

（5）需要查找歷史數(shù)據(jù)時，手工帳查找很困難。

2.2 設(shè)計的目標(biāo)

通過對問題的分析，可以看到問題原因主要在各個作業(yè)環(huán)節(jié)信息傳遞不暢，信息滯后，人工作業(yè)的效率低，錯誤率高。因此，需要研制一套功能完善的調(diào)度指揮系統(tǒng)，使調(diào)度能夠?qū)崟r動態(tài)掌握現(xiàn)場作業(yè)情況，信息的上傳和調(diào)度指令的下達及時迅速，搭建運輸生產(chǎn)組織的信息化平臺。

3 方案的確定

3.1 目標(biāo)分析

從主要問題分析看，運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)需要是一個集數(shù)據(jù)傳遞、調(diào)度命令傳達、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、運輸統(tǒng)計和運輸組織優(yōu)化的綜合管理指揮系統(tǒng)。要保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)的上傳、調(diào)度命令的下達、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計都及時準(zhǔn)確，并提供作業(yè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化分析功能。

3.2 方案設(shè)計

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

要實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速傳遞，必須要有完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，鐵路運輸?shù)墓芾黼S著鐵路線的延伸而延伸。運輸部的管理站點多在鐵路線旁邊，較為分散，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計采用星形連接方式，用光纖連接鐵路沿線各信號樓、調(diào)度室、列檢室等。為了在第一時間獲得列車進出站信息，在運輸部鐵路和國鐵交接處安裝一套雙向識別的車號識別系統(tǒng)，車輛到達及外發(fā)時自動感應(yīng)并獲取車號。

3.2.2 服務(wù)器和工作站

整個系統(tǒng)的實時性要求很強，并發(fā)性要求較高，對數(shù)據(jù)存儲的安全性和保密性都要求很高。權(quán)衡數(shù)據(jù)量、工作站數(shù)量和服務(wù)器性價比，選用兩臺HP DL580作為服務(wù)器，應(yīng)用集群技術(shù)做成雙機熱備，當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時自動切換到備用服務(wù)器上，不會影響到整個系統(tǒng)的運行。采用HP磁盤陣列作為存儲介質(zhì)，磁盤陣列RAID5結(jié)構(gòu)配置，保證存儲速度的同時能夠在線更換硬盤。

工作站都在安裝在信號樓、調(diào)度室等位置，要求24 h不間斷開機，對計算機性能要求較高，為此選用聯(lián)想P4商用機。

3.2.3 操作系統(tǒng)和軟件結(jié)構(gòu)

為了方便用戶的學(xué)習(xí)和使用，選用Misrosoft WindowsServer2003作為服務(wù)器操作系統(tǒng)，Misrosoft WindowsXP Professional作為客戶端操作系統(tǒng)。程序開發(fā)語言采用當(dāng)前較為流行的Delphi作為程序開發(fā)語言，它功能強大，簡單易學(xué)，靈活性高。后臺數(shù)據(jù)庫采用了微軟的SQLSERVER2000企業(yè)版，此數(shù)據(jù)庫應(yīng)用十分廣泛，穩(wěn)定性和可靠性都能夠保證。

軟件結(jié)構(gòu)采用C/S結(jié)構(gòu)，雖然C/S結(jié)構(gòu)不如B/S結(jié)構(gòu)可移植性強，但是本系統(tǒng)不存在跨平臺移植問題，同時C/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和客戶端響應(yīng)速度較快，數(shù)據(jù)實時性很強，對服務(wù)器的壓力小，非常適合鐵路運輸調(diào)度這種要求反應(yīng)迅速但數(shù)據(jù)總量并不大的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

4 方案實施

4.1 網(wǎng)絡(luò)連接

整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以編組站機房為中心，連接了運輸部調(diào)度，編組站調(diào)度、機務(wù)段調(diào)度、車輛段列檢、編組站信號等20多個客戶端，涵蓋了部調(diào)、站調(diào)、列檢、信號、車號等現(xiàn)場所有作業(yè)點，保證所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都能及時上傳。服務(wù)器、磁盤陣列也安放在編組站機房，服務(wù)器和客戶機用防火墻隔開見圖1。

4.2 軟件設(shè)計

軟件結(jié)構(gòu)分列車管理、現(xiàn)車管理、機車管理、計劃管理、自備車管理、數(shù)據(jù)查詢、報表統(tǒng)計、系統(tǒng)維護幾個部分。

列車管理模塊對進出廠的列車進行管理和操作；現(xiàn)車管理對所有廠內(nèi)車輛的跟蹤與管理；計劃管理控制著調(diào)度計劃的編制與執(zhí)行；機車管理對機車使用情況及司機副司機班次情況進行管理；自備車管理對自備車維修及修程進行跟蹤。

4.2.1 調(diào)度計劃跟蹤

各站（區(qū)）調(diào)制定好作業(yè)計劃后通過系統(tǒng)發(fā)送給信號員和車號員，信號員根據(jù)計劃安排機車進路，并根據(jù)具體執(zhí)行情況逐條執(zhí)行計劃，車號員跟蹤車輛變化情況，部調(diào)擁有所有計劃查看的權(quán)限，這樣部調(diào)不但能實時掌握現(xiàn)場車輛動態(tài)，同時對各區(qū)站調(diào)作業(yè)計劃安排也一目了然，對部調(diào)的整體作業(yè)協(xié)調(diào)起到了很好的輔助作用。

4.2.2 車輛信息跟蹤

現(xiàn)場的車輛分局車和廠內(nèi)自備車，在局車進廠時通過安裝在交接線處的車號識別裝置自動讀取車號車種等信息，車號員經(jīng)過檢查后錄入到系統(tǒng)現(xiàn)車表中，車輛在廠內(nèi)的卸車、倒運、裝車等一切作業(yè)系統(tǒng)都留有記錄，當(dāng)車輛出廠時通過車號識別裝置讀取車號信息，車號員確認后將車輛信息從現(xiàn)車表中刪除。自備車的車輛信息提前錄入到系統(tǒng)中，自備車的作業(yè)信息都在系統(tǒng)內(nèi)有記錄，自動形成自備車作業(yè)記錄表，同時系統(tǒng)根據(jù)自備車的修程對需要檢修的自備車自動提醒，形成一套完整的車輛電子檔案，極大的提高車輛管理水平。

4.2.3 機車使用跟蹤及效率分析

系統(tǒng)內(nèi)所有的調(diào)別及機車都有相應(yīng)的編號，每天機務(wù)調(diào)度對本班次機車所屬調(diào)別進行安排，系統(tǒng)內(nèi)所有的作業(yè)計劃都與調(diào)別及機車號相關(guān)聯(lián)，通過關(guān)聯(lián)可以對機車臺班實際運行時間、作業(yè)勾數(shù)、運行里程及油耗等信息進行統(tǒng)計，并記錄機車的輪修計劃、修程等信息，匯總形成機車運行情況曲線圖和統(tǒng)計表，為分析機車使用效率提供第一手的數(shù)據(jù)。

4.2.4 車輛列檢跟蹤

局車在進廠到出廠的整個作業(yè)過程中，列檢人員及貨運人員對車輛要做進行廠列檢、翻前列檢、翻后列檢、發(fā)車列檢等多次檢查，列檢人員檢查完畢后錄入車輛列檢結(jié)果，對出現(xiàn)問題的車輛標(biāo)識出問題原因，不能移動或使用的車輛可以直接進行封存，調(diào)度在安排作業(yè)時不能對此車輛再進行操作，避免故障車輛誤動，出現(xiàn)問題的車輛系統(tǒng)保留記錄，當(dāng)此車輛再次進廠時系統(tǒng)會進行提醒，引起列檢人員的注意。

4.2.5 人性化的查詢和豐富報表

系統(tǒng)在主界面上除顯示站場、股道和車輛的車號信息之外，還分幾種方式分別顯示到站、發(fā)站、到達時間、停時、列檢結(jié)果等經(jīng)常需要查詢的信息，用戶只需要進行簡單的選擇就能夠得到需要的信息，各崗位還可根據(jù)自己崗位關(guān)注重點來選擇顯示的信息，減少查詢的工作量。系統(tǒng)除了提供鐵路運輸需要的常規(guī)報表像18點日報表、18點月報表，班運輸情況統(tǒng)計等報表之外，還提供了機車班工作效率月統(tǒng)計，停時曲線圖等輔助分析報表。

4.2.6 完善的安全設(shè)計

系統(tǒng)安全是所有應(yīng)用系統(tǒng)都要面對的問題，一個成熟的系統(tǒng)必須要完善的數(shù)據(jù)的安全策略。由于整個系統(tǒng)接入到集團公司內(nèi)部網(wǎng)中，必須采用必要的網(wǎng)絡(luò)邊界防御手段來抵抗來自外部的各種威脅，也需要采用防病毒手段來抵抗當(dāng)今變化各異的病毒。確保數(shù)據(jù)安全，根據(jù)安全性考慮，系統(tǒng)設(shè)計做了以下幾點規(guī)劃：

（1）除了安裝殺毒軟件和防火墻設(shè)置等常規(guī)手段外，還通過防火墻將客戶機的IP地址和MAC地址進行綁定，只允許已登錄的IP地址訪問服務(wù)器，確保系統(tǒng)外的計算機不能訪問系統(tǒng)。

（2）在客戶機上進行登錄用戶的限制，對每臺客戶端允許登錄的用戶名進行限制，每臺機器只允許特定的用戶登錄，確保系統(tǒng)安全。

（3）數(shù)據(jù)定時備份，使用sql2000server數(shù)據(jù)庫自動備份功能，每天將數(shù)據(jù)定時備份，并定時將備份的數(shù)據(jù)在遠程服務(wù)器二次備份，確保數(shù)據(jù)的安全。

5 系統(tǒng)的創(chuàng)新點

5.1 圖形化顯示站場及作業(yè)

傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示多是表格顯示方式，把要顯示的信息按照表格逐條顯示，此系統(tǒng)做了一個大膽的創(chuàng)新，采用圖形化顯示數(shù)據(jù)，先根據(jù)站場、股道情況繪制站場圖，然后把機車和車輛情況在站場上匯總顯示，并把機車及各種車輛按照不同的圖形顯示，車輛的各種狀態(tài)（空車、重車、故障、檢修等），用不同的顏色表示，正在執(zhí)行作業(yè)的機車和車輛閃爍表示，讓調(diào)度和信號等作業(yè)人員能夠?qū)囕v的位置有更加直觀的概念。

5.2 系統(tǒng)消息通知框

C/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)在客戶機上要承擔(dān)一定的工作，這就有可能出現(xiàn)客戶機數(shù)據(jù)和服務(wù)器上的數(shù)據(jù)不一致，客戶機和服務(wù)器數(shù)據(jù)同步過于頻繁又會影響整個系統(tǒng)的效率。為此設(shè)計了消息通知框的功能，在執(zhí)行列車進站、列車出站、調(diào)度命令下達、計劃下達等作業(yè)時，相應(yīng)數(shù)據(jù)接收方的消息框中會出現(xiàn)消息提示，點擊消息提示，就可以更新消息提示部分所對應(yīng)的數(shù)據(jù)，不但能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性，而且減少了系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)傳遞量，提高系統(tǒng)運行效率。

6 結(jié)束語

天鐵集團運輸部運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)自2006年正式運行后，信號、車號、列檢等各崗位操作人員能夠及時將自己要傳遞信息向所有需要部門發(fā)布，減少了數(shù)據(jù)傳遞環(huán)節(jié)，提高了傳遞的速度和準(zhǔn)確性，通過數(shù)據(jù)共享，部調(diào)能夠掌握現(xiàn)場作業(yè)動態(tài)，各站（區(qū)）調(diào)度也能及時掌控所轄區(qū)間所有作業(yè)信息，并能了解相關(guān)站（區(qū)）作業(yè)動態(tài)，使調(diào)度安排工作更加合理高效。2007年全年到達車輛10萬多輛，下發(fā)調(diào)車作業(yè)計劃1.5萬條,裝卸車1 000余萬t。日最高到達車輛從2006年的325輛提高到497輛，局車停留時間平均減少1.3 h，機車平均每月減少1.1臺班，裝卸車等待時間減少15 min，運輸作業(yè)效率有較大地提高，滿足了公司發(fā)展的需求。

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單實用、安全可靠、具有較好的通用性、開放性、擴展性、可維護性，充分保護企業(yè)的投資，是企業(yè)信息化建設(shè)過程的一個很好選擇。

[1]郝瑛.唐鋼鐵路運輸調(diào)度指揮系統(tǒng)的創(chuàng)新方案[J].鐵道運輸與經(jīng)濟,2008(8):39-41.

[2]胡東源.全力推進鐵路運輸調(diào)度指揮現(xiàn)代化[J].中國鐵路,2001 (4):14-17.

[3]李萍,楊海.超鐵路運輸調(diào)度指揮管理信息系統(tǒng)（DMIS）與實施[J].世界軌道交通,2004(10):53-55.

Design of Tiantie Railway Transportation Dispatching and Commanding System

Duan Fengming

The transportation department of Tiantie Group encountered dispatching and organizing difficulties during enterprise production expansion process due to manual operated, low efficient and high error-rate dispatch.As per the practical situation,with computerand informatization approaches,the author designed the dispatching and commanding system for railway transportation to dynamically control site operation on real time base,and changed operating and managing method. The operation efficiency was remarkably improved and production requirement met.

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（收稿 2010－12－14責(zé)編趙實鳴）

段鳳明，男，2001年畢業(yè)于北方交通大學(xué)自動控制專業(yè)，工程師，現(xiàn)在天鐵計電廠計算機中心工作。