配屬站列尾管理信息系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王新軍，曹 松，喻冰春 ，劉宗洋

（1. 蘭州鐵路局 迎水橋車站，寧夏751700；2.中國鐵道科學(xué)研究院電子計算技術(shù)研究所，北京100081）

貨車列尾裝置是為了適應(yīng)貨物列車取消守車、保證列車運行安全而設(shè)計的安全防護(hù)設(shè)備，集無線遙控和傳輸技術(shù)、自動控制技術(shù)為一體，可有效防止列車折角塞門關(guān)閉和列車運行中的溜逸放飏事故，是保證貨物運輸安全的重要行車設(shè)備[1]。

貨車列尾裝置實行固定配屬制度，按線路分區(qū)段運用，具有運用數(shù)量大、運用頻次大、作業(yè)環(huán)節(jié)多、作業(yè)點分散、配合協(xié)調(diào)部門較多等特點。同時列尾裝置又是由車務(wù)、機務(wù)、電務(wù)等多個鐵路部門參與管理和使用的，在運用中需要多部門間的協(xié)調(diào)組織。而目前各車站對列尾裝置的管理大多仍停留在手工記錄、電話聯(lián)系的階段，人為干擾較大，信息傳遞、卡控?zé)o法做到及時準(zhǔn)確，不利于管理部門及時準(zhǔn)確地掌握列尾裝置的整體運用情況，也不利于合理調(diào)配利用列尾設(shè)備，并給發(fā)生列尾故障后的責(zé)任追溯和分析帶來困難[2]。

為了進(jìn)一步提升科技保安全的水平，形成對列尾裝置的科學(xué)化、信息化管理，迫切需要建立一套列尾裝置管理信息系統(tǒng)，對列尾裝置各作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行安全卡控管理，通過信息的共享，使各級管理人員實時監(jiān)測每臺列尾主機的運用、作業(yè)及維修狀態(tài)，進(jìn)一步提升管理水平和管理效率，同時，為各級運輸管理部門合理配置列尾設(shè)備資源、分析列尾裝置故障原因、及時采取針對性措施提供強有力的技術(shù)支撐，從而進(jìn)一步保障貨物列車運行安全。

1 需求分析

配屬站列尾管理信息系統(tǒng)的服務(wù)對象主要包括3類人員：車站管理人員、車站列尾作業(yè)人員和車站調(diào)度人員。

車站管理人員需實時掌握本站段列尾裝置的綜合運用、維修和故障處理情況，系統(tǒng)應(yīng)提供綜合統(tǒng)計分析功能，輔助管理者及時發(fā)現(xiàn)列尾裝置在運用中存在的問題，有針對性地強化對列尾裝置的運用和維修管理，同時也為列尾設(shè)備選型和改造提供參考依據(jù)。

車站列尾作業(yè)人員需掌握與其相關(guān)的列尾裝置動態(tài)信息，記錄其作業(yè)信息，進(jìn)行必要的安全卡控提示，保障列尾作業(yè)的安全有效。

車站調(diào)度人員需要實時掌握本站段列尾裝置的運用、調(diào)配和運行故障處理情況，掌握與列尾裝置相關(guān)的調(diào)度命令情況，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，實現(xiàn)高效指揮運營。

2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.1 物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

配屬站列尾管理信息系統(tǒng)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1，本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集器、主機檢測臺、電池充電儀和監(jiān)控終端組成。

（1） 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：存儲列尾業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)等，主要包括列尾摘掛、檢測、充電、故障和維修等各類數(shù)據(jù)。

（2） 數(shù)據(jù)采集器：實時采集主機檢測臺和電池充電儀的檢測、充電數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時解析、入庫。

（3） 主機檢測臺：檢測列尾主機的狀態(tài)，其檢測數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)采集器實時接入系統(tǒng)。

（4） 電池充電儀：對列尾主機電池進(jìn)行充電，其充電數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)采集器實時接入系統(tǒng)。

（5） 監(jiān)控終端：主要包括值班員監(jiān)控終端，作業(yè)人員監(jiān)控終端和維修人員監(jiān)控終端，利用監(jiān)控終端可查看掌握相關(guān)列尾作業(yè)動態(tài)。

2.2 邏輯功能結(jié)構(gòu)

配屬站列尾管理信息系統(tǒng)的邏輯功能結(jié)構(gòu)如圖2，本系統(tǒng)在邏輯上分為4層：數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)層，業(yè)務(wù)邏輯層和系統(tǒng)應(yīng)用層。

圖2 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖

（1） 數(shù)據(jù)采集層：用于采集系統(tǒng)應(yīng)用的各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集方式主要包括：人工錄入，與自動化設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換接入數(shù)據(jù)，與外部相關(guān)信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換接入數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在數(shù)據(jù)庫中。

圖1 系統(tǒng)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

（2） 數(shù)據(jù)層：對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲，包括運用數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、維修數(shù)據(jù)、動態(tài)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。

（3） 業(yè)務(wù)邏輯層：提供支持上層應(yīng)用的領(lǐng)域框架、工作流引擎、基礎(chǔ)類庫和通用模版等。

（4） 系統(tǒng)應(yīng)用層：提供面向系統(tǒng)各類用戶的各種應(yīng)用功能，包括檔案管理、運用管理、檢測管理、故障管理、維修管理和人員管理等。

3 系統(tǒng)功能

配屬站列尾管理信息系統(tǒng)由9大模塊構(gòu)成：檔案管理、運用管理、檢測管理、故障管理、維修管理、動態(tài)管理、作業(yè)報表、系統(tǒng)管理和移動手持系統(tǒng)。各模塊功能結(jié)構(gòu)見圖3。

圖3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

（1） 檔案管理：實現(xiàn)配屬站的列尾裝置及其附屬設(shè)備的電子化檔案管理。

（2） 運用管理：實現(xiàn)列尾裝置各項作業(yè)環(huán)節(jié)的電子化采集和管理，對列尾摘解、交接、安裝、調(diào)整和回送等作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行有效記錄，有助于規(guī)范作業(yè)流程，實現(xiàn)信息化管理。運用主界面見圖4。

圖4 列尾摘掛計劃及作業(yè)回填監(jiān)控界面圖

（3） 檢測管理：系統(tǒng)實時接入各場區(qū)列尾主機檢測臺的檢測數(shù)據(jù)和電池充電儀的充電數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、共享和展示。

（4） 運行故障管理：記錄列尾運行故障的信息，接入列尾主機的運行數(shù)據(jù)，形成故障責(zé)任分析的依據(jù)，并且利用系統(tǒng)進(jìn)行有效存檔，同時，系統(tǒng)可按車站管理要求對列尾運行故障進(jìn)行統(tǒng)計分析，形成分析圖表。

（5） 維修管理：實現(xiàn)對列尾故障維修、送廠修、定期檢修的記錄管理，實現(xiàn)對列尾裝置故障處理的閉環(huán)管理，車站相關(guān)管理人員可對每臺列尾主機的維修和故障狀況進(jìn)行核查，實時掌握列尾維修的作業(yè)情況以及故障處理情況。

（6） 動態(tài)管理：實現(xiàn)配屬站自管列尾裝置的動態(tài)管理，系統(tǒng)可根據(jù)管理要求實時生成看板動態(tài)數(shù)據(jù)，使列尾管理人員實時掌握各區(qū)段列尾動態(tài)信息，以輔助車站高效指揮和調(diào)配管理。

（7） 作業(yè)報表：實現(xiàn)列尾作業(yè)日志的電子化管理，減輕值班員每日匯總整理的工作量，同時有助于各級管理人員及時掌握作業(yè)情況。同時，系統(tǒng)可按車站管理要求，自動產(chǎn)生各類運用統(tǒng)計報表和工作量統(tǒng)計報表，提高管理效率。

（8） 系統(tǒng)管理：實現(xiàn)對車站列尾系統(tǒng)用戶的基礎(chǔ)信息管理、功能授權(quán)管理，以及系統(tǒng)中基礎(chǔ)字典信息的配置管理等。

（9）移動手持系統(tǒng)[4]：列尾作業(yè)人員利用移動手持系統(tǒng)，及時掌握列車到發(fā)計劃，接收作業(yè)任務(wù)，回填作業(yè)信息。部分界面見圖5。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 自動生成摘掛計劃

配屬站列尾管理信息系統(tǒng)通過與現(xiàn)車系統(tǒng)和貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)[3]做數(shù)據(jù)接口，對接入的超偏載設(shè)備檢測數(shù)據(jù)和確報數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和校驗判別，自動產(chǎn)生列尾摘掛計劃，使得列尾值班員和列尾作業(yè)員依據(jù)階段計劃合理有效安排摘掛作業(yè)，也可減少數(shù)據(jù)錄入工作量，提高工作效率。

圖5 移動手持系統(tǒng)界面圖

4.2 數(shù)據(jù)采集器的功能實現(xiàn)

通過數(shù)據(jù)采集器，可實時采集主機檢測臺、電池充電儀的檢測數(shù)據(jù)和充電數(shù)據(jù)，并進(jìn)行有效存儲和數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)采集器通過與主機檢測臺和電池充電儀制定數(shù)據(jù)接口協(xié)議，利用串行口、以太網(wǎng)接口等外部接口將設(shè)備檢測數(shù)據(jù)接入，同時，數(shù)據(jù)采集器將采集到的設(shè)備檢測數(shù)據(jù)進(jìn)一步解析、檢驗和入庫，保證數(shù)據(jù)的實時性和完整性。

4.3 移動手持系統(tǒng)的實現(xiàn)

列尾作業(yè)員利用移動手持系統(tǒng)可掌握列尾摘掛計劃，實時回填作業(yè)情況，有效保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時效性。移動手持系統(tǒng)主要由手持終端、手持終端應(yīng)用軟件、移動應(yīng)用服務(wù)和無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，通過在手持終端上部署手持終端應(yīng)用軟件，利用無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供的站場無線通信服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并且與移動應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從而實現(xiàn)作業(yè)信息的實時采集和共享。

5 應(yīng)用分析

配屬站列尾管理信息系統(tǒng)于2010年7月在蘭州鐵路局迎水橋車站完成了部署、實施及培訓(xùn)工作，現(xiàn)已正式運行，取得了以下應(yīng)用效果：

（1） 實現(xiàn)了列尾裝置的電子化檔案管理，取消了紙質(zhì)列尾裝置履歷簿、檢測記錄簿和列尾作業(yè)日志表。使本薄填記的差錯率得到了有效的控制，降低了現(xiàn)場作業(yè)人員的勞動強度，基礎(chǔ)管理工作得到了很大的提升。

（2） 通過對各環(huán)節(jié)列尾作業(yè)的數(shù)據(jù)采集和安全卡控管理，實現(xiàn)了作業(yè)流程的規(guī)范化和信息化管理，技術(shù)站間的信息實現(xiàn)共享，設(shè)備的運用狀態(tài)保持了較高的水平。

（3） 通過數(shù)據(jù)共享，使車站管理人員可實時有效掌握列尾運用、故障和維修動態(tài)，提高了管理效率。車站管理人員通過使用該系統(tǒng)，檢查發(fā)現(xiàn)了大量不規(guī)范的操作環(huán)節(jié)，將設(shè)備的安全隱患發(fā)現(xiàn)在設(shè)備上線前，降低了設(shè)備運行的安全風(fēng)險。

（4） 通過對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的匯總分析，為管理人員發(fā)現(xiàn)作業(yè)環(huán)節(jié)中存在的問題、進(jìn)行考核管理和決策支持提供了參考依據(jù)，提升了管理水平。

2010年8 月，迎水橋車站的日平均列尾摘掛作業(yè)量為114次，月列尾運行故障2次； 2011年1月，隨著太中銀鐵路的開通，迎水橋車站增加了“迎-靖”區(qū)段線，日平均摘掛作業(yè)量增加到了188次，而月運行故障下降為0次，并且連續(xù)5個月實現(xiàn)責(zé)任零故障。由此可見，迎水橋車站通過運用配屬站列尾管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了全年配屬站故障6臺次，其中車站責(zé)任零故障，列尾運行故障率較前一年有了大幅度的下降，有效地發(fā)揮了列尾裝置保安全的作用。

6 結(jié)束語

通過配屬站列尾管理信息系統(tǒng)在迎水橋車站的實際應(yīng)用，提升了迎水橋車站的列尾作業(yè)網(wǎng)絡(luò)化水平、信息化水平和科技含量，提高了列尾作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量，進(jìn)一步強化了作業(yè)卡控和安全管理工作。通過在迎水橋車站的試點成功，有效地驗證了系統(tǒng)的可操作性和應(yīng)用價值。為推廣該系統(tǒng)應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。配屬站列尾管理信息系統(tǒng)也適用于折返站和區(qū)段站的列尾管理。

[1] 賈艷. 列尾裝置在鐵路運輸安全中的作用[J] .鐵道貨運,2005（9）：25-27.

[2] 陳璞. 貨物列車運用列尾裝置后管理模式探討[J] . 鐵道運輸與經(jīng)濟， 2002， 24（9）：14-15.

[3] 蔣薈，劉春煌，曹松. 貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J] . 中國鐵路，2008（7）：22-25.

[4] 曹松，劉春煌，史宏. 貨檢移動手持系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J] . 中國鐵道科學(xué)，2011，31（2）.