新鋼鐵路貨運調監(jiān)系統(tǒng)的設計與應用

向學慶

（江西新余鋼鐵集團有限公司 運輸部，江西 新余 338001）

新余鋼鐵集團有限公司(以下簡稱新鋼)運輸部鐵路貨運調監(jiān)系統(tǒng)是一套智能化的計算機網(wǎng)絡綜合管理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)連接運輸部行車總調度臺、貨運總調度臺、7個車站、30臺機車和若干行車、貨運、信號終端，是及時、準確地為新鋼鐵路行車指揮人員、貨運人員及其他各級管理人員提供現(xiàn)代化調度指揮、貨運作業(yè)管理的高效工具。該系統(tǒng)綜合運用了當今成熟和先進的計算機、光纖網(wǎng)絡通訊、智能控制、現(xiàn)代物流、數(shù)據(jù)庫、調度組織和鐵路信號等技術，實現(xiàn)了車號自動識別、現(xiàn)車貨運信息和現(xiàn)車位置動態(tài)管理、車站現(xiàn)場微機聯(lián)鎖信號和現(xiàn)車綜合信息大屏顯示調度監(jiān)督、行車技術作業(yè)圖表自動繪制、各類貨運統(tǒng)計報表自動生成及各類信息歷史回放等功能。

1 貨運調監(jiān)系統(tǒng)的設計

1.1 系統(tǒng)總體架構

1.1.1 光纜環(huán)網(wǎng)

使用單模光纖，從運輸部調度中心起，串接所有車站形成光纖環(huán)網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)內環(huán)流，即使外環(huán)網(wǎng)出現(xiàn)故障，也不影響信息傳輸。

1.1.2 網(wǎng)絡架構

貨運調監(jiān)系統(tǒng)是對貨運車輛流程的全過程監(jiān)控，從車輛進廠開始，首先對車輛車號進行識別建檔，隨之加入貨運和車輛位置信息，然后通過網(wǎng)絡和人工干預動態(tài)監(jiān)控和調整相關信息內容，車輛的解體、編組、中轉、裝卸取送、技術經(jīng)濟指標分析、各類統(tǒng)計報表等都在網(wǎng)絡監(jiān)控與記錄范圍內，實現(xiàn)這些功能網(wǎng)絡硬件架構見圖1。

1.2 系統(tǒng)運行硬件環(huán)境

1.2.1 中心機房設備

中心機房設備是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲中心，主要由綜合信息管理系統(tǒng)各類服務器、磁盤陣列、硬件防火墻、UPS電源及防雷設備等組成。

1.2.1.1 服務器和磁盤陣列柜

機房服務器主要有數(shù)據(jù)庫服務器、web服務器、微機聯(lián)鎖接口服務器、大屏服務器、應用服務器。

數(shù)據(jù)庫服務器主要完成貨運信息、調度指揮等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲，還為其他子系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)存儲，是網(wǎng)絡系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務器由2套HP DL 380G5 5110 高性能服務器構成，采用雙機熱備方式工作，2臺服務器連接共享磁盤陣列HP MSA500 G2 ALL，共享磁盤陣列雙路配置見如圖2，實現(xiàn)RAID(獨立冗余磁盤陣列) 1.5鏡像。磁盤陣列中的所有磁盤均支持熱拔插方式，故障盤更換時不需要停機，更換RAID組中的磁盤后能自動同步和數(shù)據(jù)恢復，使數(shù)據(jù)具有高度安全性。數(shù)據(jù)庫采用ORACLE數(shù)據(jù)庫管理軟件。

web服務器由1臺HP DL 380G5 5110高性能服務器組成，系統(tǒng)以Windows 2003作為操作系統(tǒng)平臺，17寸液晶顯示器作為顯示界面。

圖1 貨運調監(jiān)系統(tǒng)網(wǎng)絡架構圖

圖2 雙機熱備服務器共享磁盤陣列雙路配置結構圖

1.2.1.2 硬件防火墻

硬件防火墻采用FORTIGATE 200A硬件設備。采用硬件防火墻隔離后，外部計算機必須通過硬件防火墻才能進入鐵路運輸貨運調監(jiān)網(wǎng)絡，提高了貨運調監(jiān)網(wǎng)絡的安全性。

1.2.1.3 UPS電源及防雷設備

系統(tǒng)中心機房配置兩路電源箱和1臺10 kV 的UPS，外電經(jīng)電源箱后，再經(jīng)UPS為中心機房所有設備統(tǒng)一供電。外電斷電后UPS可利用電池繼續(xù)供電，保證系統(tǒng)的正常運行。

系統(tǒng)從電源系統(tǒng)、信號線端口、提升地電位3個方面進行防雷電侵害保護設計。

1.2.2 調度大廳設備

調度大廳設備是整個系統(tǒng)的功能體現(xiàn)設備，主要包括行車調度終端、裝車貨調終端、卸車貨調終端和大屏幕顯示 (采用單片式 DLP 背投拼接投影顯示系統(tǒng)，由6個模塊化、標準化、一體化的 LANBODMD-67 系列投影系統(tǒng)投影箱體疊加組成) 設備，完成貨運信息管理、現(xiàn)車管理自動化、遠程集中控制、現(xiàn)場情況監(jiān)視等功能。

1.2.3 網(wǎng)絡設備

從網(wǎng)絡的統(tǒng)一規(guī)劃和優(yōu)良的性價比出發(fā)，綜合考慮到網(wǎng)絡的安全性、先進性、適用性和可擴充性，在設計上系統(tǒng)網(wǎng)絡設備選用思科交換機和光纖組成1個千兆光纖環(huán)網(wǎng)。中心機房采用1臺千兆 CISCO WS-C4500三層核心交換機，其余二級車站選用CISCO3560二層交換機，均通過雙光纖收發(fā)器接入形成光纖環(huán)網(wǎng)。再利用網(wǎng)絡技術和各種網(wǎng)絡協(xié)議，將貨運調監(jiān)系統(tǒng)網(wǎng)內所有終端、服務器等按就近原則進行組網(wǎng)，中心機房和各車站構成相對獨立的 OSPF (開放式最短路徑優(yōu)先) 域，再由交換機和光纖進行連接，保證網(wǎng)絡的路由冗余、鏈路備份和快速恢復，在光纖網(wǎng)絡出現(xiàn)單點故障情況下，仍然可保證整個網(wǎng)絡的暢通。

1.2.4 用戶終端設備

系統(tǒng)用戶終端是按就近原則，通過10M/100M寬帶網(wǎng)線接入系統(tǒng)，為便于系統(tǒng)的維護檢修及應急措施處理，最大限度地減少設備故障對系統(tǒng)運行帶來的影響，系統(tǒng)終端采用統(tǒng)一配置，采用研華-610H系列工控機作為主機。

1.3 系統(tǒng)軟件功能

貨物信息管理功能主要是對車輛從到達、解體、裝卸取送、編組至出發(fā)全過程進行調度和動態(tài)跟蹤管理，包括物流信息實時查詢、修改、統(tǒng)計分析、分類打印、車輛信息自動調整、微機聯(lián)鎖信號和工業(yè)電視信號監(jiān)控等。系統(tǒng)對用戶進行分級權限管理，憑密碼按班別登錄，可憑單字段信息或多字段組合信息調取數(shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計、權限內修改、打印等。系統(tǒng)設系統(tǒng)維護管理、基礎信息管理、調度管理、進出廠管理、裝卸作業(yè)管理、現(xiàn)車管理、查詢管理和統(tǒng)計管理8 項主要功能。

1.3.1 系統(tǒng)維護管理功能

系統(tǒng)維護管理功能主要負責確保系統(tǒng)按鐵路運輸工藝規(guī)則安全運行，包括用戶信息、崗位信息、部門信息、權限管理、登錄日志查詢、操作日志查詢、用戶密碼修改、計劃執(zhí)行出錯記錄查詢、錯誤計劃刪除、刷新及清除報表 10 個子功能。

1.3.2 基礎信息管理功能

基礎信息管理功能主要負責對鐵路運輸相關貨物、車輛、機車和線路等信息進行管理，包括貨物信息、貨物類別信息、貨物大類信息、車輛狀態(tài)信息、車輛狀態(tài)類別信息、股道信息、作業(yè)站信息、機車信息、廠車信息、車型信息、車種信息、股道用途信息、到發(fā)站信息、收發(fā)貨單位信息、調別對應機車號信息 15 個子功能。

1.3.3 調度管理功能

調度管理功能主要負責對鐵路行車調度和貨運調度的工作指令和快捷需求信息進行管理，包括調度命令、調度命令管理、等起票信息登記、行貨調品名交班報表、行貨調車號交班報表、批量刪除貨票信息、站間列車運行圖、站間列車編組順序表8個子功能。

1.3.4 進出廠管理功能

進出廠管理功能主要負責對進出廠車輛的車號和貨物信息進行管理，包括進廠貨票信息錄入、進廠信息錄入、進廠貨票信息維護、進廠信息查詢、股道出廠信息錄入、車號出廠信息錄入、出廠信息維護、出廠信息查詢、車號識別手工錄入、車號自動識別信息維護、返廠車登記、貨票信息查詢 12 個子功能。

1.3.5 裝卸作業(yè)管理功能

裝卸作業(yè)管理功能主要負責對車輛的裝車和卸車信息進行管理，包括卸車信息登記、卸車信息查詢維護、卸車信息綜合查詢、裝車計劃登記、裝車信息登記、裝車信息查詢維護、裝車信息綜合查詢、裝車計劃查詢維護8個子功能。

1.3.6 現(xiàn)車管理功能

現(xiàn)車管理功能主要負責對管轄范圍內的所有現(xiàn)在車輛進行動態(tài)管理，包括現(xiàn)車信息添加、現(xiàn)車信息修改、改變車輛位置、改變車輛順序、刪除現(xiàn)車信息、車輛狀態(tài)修改、列檢扣修車管理等子功能。

1.3.7 查詢管理功能

查詢管理功能主要負責對車輛和物流的信息進行查詢，包括現(xiàn)車信息查詢 (見圖 3)、當前計劃查詢、歷史計劃查詢、車輛動態(tài)查詢、返廠車查詢、車號識別記錄查詢、列檢扣修記錄查詢、現(xiàn)車統(tǒng)計查詢、局車老牌車查詢9個子功能。

1.3.8 統(tǒng)計管理功能

統(tǒng)計管理功能主要負責對整個鐵路運輸進行原始作業(yè)的記錄和統(tǒng)計、作業(yè)量的統(tǒng)計和分析、運輸指標的統(tǒng)計和分析等，包括進廠貨運作業(yè)報表 (見圖4)、出廠貨運作業(yè)報表、廠內貨運作業(yè)報表、站接發(fā)車數(shù)統(tǒng)計、裝卸車統(tǒng)計、局車保有量統(tǒng)計、分品類統(tǒng)計、號碼制停時統(tǒng)計、各站非號碼制停時統(tǒng)計、運輸生產(chǎn)日報、運輸收費清單、運輸指標完成情況統(tǒng)計等 26個子功能。

2 貨運調監(jiān)系統(tǒng)應用效果

實踐證明，新鋼貨運調監(jiān)系統(tǒng)運用了當今先進的數(shù)字技術、網(wǎng)絡技術和無線技術，實現(xiàn)了鐵路行車指揮的無聲化、信息反饋的自動化、運營管理智能化、車號采集自動化、命令下達網(wǎng)絡化、現(xiàn)場監(jiān)控實時化，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟效益和社會效益。

2.1 減少小運轉列車到達后等待時間

系統(tǒng)應用后，到達站在列車出發(fā)前可自動提取列車編組順序，站間小運轉列車到達后，解體作業(yè)機車可以立即對車列進行解體作業(yè)，節(jié)省了車號員現(xiàn)場核對到達列車編組順序的環(huán)節(jié)和作業(yè)時間，減少了機車的等待時間，增加了解體機車的純作業(yè)時間。2008 年新鋼機車的臺日產(chǎn)量為 22 796 t·km，以每個車站每班按接4趟普通貨物小運轉計，每趟小運轉車號員現(xiàn)場核對編組的時間按 30 min 計，每天機車有效作業(yè)時間按 21 h 計，則7個車站全年因系統(tǒng)實施后增加機車純作業(yè)時間487 臺日，明顯增加經(jīng)濟效益。

圖4 進廠貨運作業(yè)報表圖

2.2 加速了車輛的周轉

系統(tǒng)實施后，由于進廠車輛的貨票信息提前錄入系統(tǒng)且各車站在車輛未到本站就可先行查詢，便于卸車前的聯(lián)系和準備；各車站節(jié)省了站間小運轉到站后現(xiàn)場核對編組的時間；各車站節(jié)省了站間小運轉到站后解體前貨物品名、去向的電話核對時間；站間交接不需遞報列車編組且貨車信息可提前掌握，便于科學地提前制定調車作業(yè)計劃，車輛周轉速度明顯加快，1 次作業(yè)停時壓縮了 3 h 左右，貨車延期使用費支出明顯得到壓縮。

2.3 為企業(yè)減少人力成本

系統(tǒng)正式運作后，各車站現(xiàn)場車號員得以精減，行車調度由原來的三級調度減為兩級調度，共精減人員 46 人，每年減少一定人力成本。

2.4 提高工作效率

系統(tǒng)實施后，所有貨車信息緊隨車輛調動的實時動態(tài)而變化，一線操作人員不再頻繁抄收與核對列車編組，行車指揮人員了解車輛動態(tài)點擊鼠標即可實時查詢，發(fā)布調度命令可使用文字短信息方式定點定人發(fā)送且有接收反饋，絕大部分統(tǒng)計和交接班工作通過系統(tǒng)自動完成，行車和貨運工作人員的勞動強度大幅減輕，工作差錯大幅減少，工作效率明顯提高。

2.5 保證行車安全

系統(tǒng)通過大屏幕顯示系統(tǒng)，將各車站車列運行實況、計劃執(zhí)行情況、機車運行實跡、車輛使用狀況和各個裝卸貨場的取送實況送至各級調度操作終端，不僅可以避免調度指揮錯誤，還可以讓各終端操作人員對現(xiàn)場作業(yè)動態(tài)進行實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)安全隱患或違章操作可以立即采取有效措施將安全隱患消滅于萌芽狀態(tài)。

3 結論

新鋼鐵路貨運調監(jiān)系統(tǒng)使鐵路運輸從人工管理發(fā)展到信息化管理，在信息化的基礎上實現(xiàn)智能化，用智能化優(yōu)化運輸過程，使鐵路運輸更安全、更高效，使整個調度指揮過程在有序的可控狀態(tài)下運行，特別是將微機聯(lián)鎖信息與運輸管理的信息結合在一起，解決了目前物流運輸中難以及時掌控現(xiàn)場動態(tài)現(xiàn)車信息的難題，實現(xiàn)了運輸調度信息采集處理的自動化和高效化。