基于GIS的CIR數(shù)據(jù)管理工作要點及優(yōu)化設(shè)計

摘 要：文章介紹了鐵路GIS數(shù)據(jù)及CIR數(shù)據(jù)的內(nèi)容和作用，總結(jié)了鐵路GIS數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)采集、整理各階段管理工作的要點，針對CIR數(shù)據(jù)在管理中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，重點闡述了CIR數(shù)據(jù)管理在方案制定、數(shù)據(jù)驗證、升級加載等各階段的工作要點，并提出一種利用GSM-R無線數(shù)據(jù)傳輸在庫檢中實現(xiàn)CIR數(shù)據(jù)升級的方法和流程，可以提高數(shù)據(jù)升級的效率。

關(guān)鍵詞：GIS；CIR；GSM-R；地理信息系統(tǒng)；調(diào)度通信

引言

隨著我國鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的不斷發(fā)展，技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)車綜合無線通信設(shè)備（簡稱CIR）得到了廣泛的應(yīng)用，CIR集成了GSM-R及450MHz模擬制式下調(diào)度通信、無線調(diào)度命令傳送、無線車次號校核信息傳送和其他業(yè)務(wù)功能，已經(jīng)成為機(jī)車和動車組的主要車載通信設(shè)備，裝備各類列車兩萬多套。

為實現(xiàn)CIR基于位置的呼叫，滿足CIR調(diào)度功能的運(yùn)用需求，需要正確加載CIR數(shù)據(jù)。CIR數(shù)據(jù)用于向司機(jī)提供運(yùn)行位置、短號碼、選線提示、模式轉(zhuǎn)換、站名顯示及車站電話等信息，是以鐵路GIS數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，依據(jù)GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號數(shù)據(jù)制作，是CIR正常運(yùn)用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

鐵路GIS數(shù)據(jù)和CIR數(shù)據(jù)管理是伴隨著鐵路無線通信設(shè)備的發(fā)展而形成的一項新的數(shù)據(jù)管理工作，實現(xiàn)并保證CIR調(diào)度通信功能的正常運(yùn)用。作為一項數(shù)據(jù)管理工作中的兩個部分，鐵路GIS數(shù)據(jù)管理和CIR數(shù)據(jù)管理的重點和工作要點又有不同，分別做闡述。

1 鐵路GIS數(shù)據(jù)及管理工作要點

1.1 鐵路GIS概述

GIS（Geography Information System，地理信息系統(tǒng)）是在計算機(jī)系統(tǒng)的支持下，結(jié)合地理學(xué)、地圖學(xué)、遙感和計算機(jī)科學(xué)，對地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的信息系統(tǒng)。

鐵路GIS是指鐵路地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)采集、存儲、管理全國鐵路地理信息數(shù)據(jù)，形成詳盡的數(shù)據(jù)庫，并能以圖像化、地圖化的方式顯示。鐵路GIS由總公司數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、各路局?jǐn)?shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集管理器、GPS手動采集器、GPS自動采集板及專用數(shù)據(jù)通道組成。

鐵路GIS數(shù)據(jù)庫按鐵路線為單位存儲信息點的經(jīng)緯度、海拔、調(diào)度區(qū)段等信息。每條鐵路線上，每隔一百米采集一個信息點，在車站中心、進(jìn)出站信號機(jī)、局界等位置采集特殊的信息點信息，經(jīng)過對采集數(shù)據(jù)的整理、匯編、上傳、審批，最終形成全國統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。目前，鐵路GIS數(shù)據(jù)庫已經(jīng)存儲全國各類鐵路線總長度達(dá)九萬多公里。

鐵路GIS數(shù)據(jù)的主要用途是用于CIR數(shù)據(jù)的制作，CIR數(shù)據(jù)中的各鐵路線經(jīng)緯度信息來自鐵路GIS數(shù)據(jù)庫。

1.2 鐵路GIS數(shù)據(jù)管理工作要點

對鐵路GIS數(shù)據(jù)的管理，主要是對鐵路GIS數(shù)據(jù)的申請、采集、整理、上傳的各階段進(jìn)行管理，按照“依法合規(guī)、及時準(zhǔn)確、嚴(yán)格規(guī)范”的原則進(jìn)行。

1.2.1 鐵路GIS數(shù)據(jù)申請、采集的工作要點

鐵路GIS數(shù)據(jù)的新增及變更要填寫申請表，明確線路代碼、線路類型、線路里程、通信制式等線路信息，經(jīng)審批后上傳。

手動數(shù)據(jù)采集需要正確采集線路起止點、站中心、進(jìn)出站信號機(jī)、局界點、通信模式轉(zhuǎn)換點等點的信息，公里標(biāo)需要采用運(yùn)營正式公里標(biāo)。進(jìn)行數(shù)據(jù)審核時，重點審查采集的信息點是否準(zhǔn)確到位、信息點有無遺漏、公里標(biāo)的輸入是否正確等。手動數(shù)據(jù)的采集可以結(jié)合新建線路靜態(tài)驗收進(jìn)行。

自動數(shù)據(jù)采集要在機(jī)車TAX箱插入GPS自動采集板，在行車的過程中對經(jīng)緯度、海拔、車次、時間等信息進(jìn)行自動采集存儲。自動采集時需要確認(rèn)機(jī)車LKJ數(shù)據(jù)已經(jīng)灌裝，采集時上下行線路要全程采集。新建線路的聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間是數(shù)據(jù)自動采集的關(guān)鍵時期，可借助檢測車進(jìn)行上線采集。

1.2.2 鐵路GIS數(shù)據(jù)整理、上傳的工作要點

現(xiàn)場手動、自動數(shù)據(jù)采集完成后，要在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)上進(jìn)行整理、上傳工作。進(jìn)行數(shù)據(jù)整理時，要根據(jù)GSM-R編號方案、線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、調(diào)度區(qū)段設(shè)置等相關(guān)文件正確錄入車站電話號碼、車站代碼、調(diào)度區(qū)段名稱等信息，嚴(yán)格復(fù)核后上傳總公司數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，經(jīng)過總公司審核后存儲入數(shù)據(jù)庫。

2 CIR數(shù)據(jù)及管理工作要點

2.1 CIR數(shù)據(jù)的作用

CIR數(shù)據(jù)包括主控、GPS、MMI（CIR的操作顯示終端）等單元的數(shù)據(jù)，是以鐵路GIS數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，依據(jù)GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案數(shù)據(jù)制作并進(jìn)行設(shè)備升級加載。CIR數(shù)據(jù)的主要作用如下：

（1）在GSM-R區(qū)段，確定列車運(yùn)行位置，基于運(yùn)行位置在MMI上顯示當(dāng)前的線路名、區(qū)段名稱、通信制式，MMI上對應(yīng)按鍵顯示出前方車站、本地車站、后方車站的名稱，“車站”和“調(diào)度”按鍵對應(yīng)本線路車站值班臺和調(diào)度臺短號碼。

（2）在450MHz通信區(qū)段，確定列車的運(yùn)行位置，基于運(yùn)行位置在MMI顯示當(dāng)前的線路、區(qū)段名稱、通信制式和通信頻率等。

（3）在450MHz和GSM-R切換區(qū)域，通過數(shù)據(jù)定位信息實現(xiàn)450MHz和GSM-R通信模式的自動切換。

（4）在多條運(yùn)行線路并行且距離較近，定位信息無法區(qū)分線路時，或在GSM-R區(qū)段多條線路共用GSM-R基站小區(qū)時，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中預(yù)先設(shè)定區(qū)域向CIR主控單元、MMI等輸出運(yùn)行線路選線列表信息，進(jìn)行語音提示，供司機(jī)選擇當(dāng)前的運(yùn)行線路。

2.2 CIR數(shù)據(jù)管理中出現(xiàn)的主要問題

對CIR數(shù)據(jù)的管理，主要是對CIR數(shù)據(jù)的制作、驗證、加載的各階段進(jìn)行管理，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和及時性，提高數(shù)據(jù)升級的效率。CIR數(shù)據(jù)的管理涉及到鐵路GIS數(shù)據(jù)、GSM-R編號數(shù)據(jù)、列車交路及入庫檢修等多方面，又與新線開通、列車運(yùn)行需求緊密相關(guān)，在管理中遇到以下主要問題：

（1）缺少對運(yùn)用數(shù)據(jù)的統(tǒng)一規(guī)范。

各CIR廠家雖然按照技術(shù)規(guī)范的要求制作數(shù)據(jù)，但是對實際運(yùn)營線路名稱顯示、語音提示點、選線列表、通信錄等制作不統(tǒng)一，選線區(qū)域范圍的劃定不一致，造成各個廠家的CIR數(shù)據(jù)在運(yùn)用中差別較大，給司機(jī)操作帶來很大不便。有的廠家選線語音提示過多，干擾了司機(jī)的正常操作。

（2）CIR數(shù)據(jù)版本號命名不統(tǒng)一，版本管理不便。

對版本號的標(biāo)識，各個廠家版本號命名規(guī)則各不相同，在設(shè)備中的查看方法也不一樣。因為升級頻繁，往往前一次還沒完成，下一次升級又開始，特別是還有機(jī)車和動車組跨局調(diào)配的以及返廠修等情況，造成了CIR的版本狀況復(fù)雜，不利于維護(hù)統(tǒng)計。

（3）不同廠家CIR數(shù)據(jù)升級的方法及時長不同，維護(hù)不便。

目前不同廠家的CIR設(shè)備內(nèi)部硬件平臺不統(tǒng)一，有單片機(jī)控制和工控機(jī)控制兩種，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及算法不統(tǒng)一，升級方法和攜帶的工具不同，設(shè)備單次升級的時長也差別很大，給維護(hù)帶來不便。

（4）數(shù)據(jù)變更頻繁，修改升級工作量較大。

新線開通、站名更改、列車交路變更、GSM-R編號數(shù)據(jù)調(diào)整等原因均會引起CIR數(shù)據(jù)的變更，而現(xiàn)有的CIR數(shù)據(jù)庫，即使增加支線或修改某個站名，都要對整個CIR數(shù)據(jù)庫進(jìn)行升級。CIR數(shù)量較多，又裝備在各類列車上，機(jī)車隸屬于不同的機(jī)務(wù)段、動車隸屬于不同的動車段，列車調(diào)撥流動性大、回庫時間不統(tǒng)一，造成數(shù)據(jù)升級的難度和工作量較大。

（5）GSM-R編號數(shù)據(jù)調(diào)整時，CIR數(shù)據(jù)的修改升級難以同步完成。

當(dāng)GSM-R編號數(shù)據(jù)特別是短號碼數(shù)據(jù)調(diào)整時，GSM-R編號數(shù)據(jù)的修改通常在一個或幾個天窗點就可以完成，而對應(yīng)CIR數(shù)據(jù)的修改升級因為裝配的列車數(shù)量多、流動性大，又涉及到外局運(yùn)行的列車，升級工作需要數(shù)周時間才能完成，對外局列車的升級進(jìn)度也難以把控，給這期間調(diào)度通信功能的正常運(yùn)用帶來影響。

2.3 CIR數(shù)據(jù)管理工作要點

針對CIR數(shù)據(jù)管理中的問題，需要對CIR數(shù)據(jù)的管理進(jìn)行統(tǒng)一組織和規(guī)范，采取有效措施減少和避免問題的發(fā)生。在目前的技術(shù)規(guī)范條件下，可以采取的措施有：統(tǒng)一制定升級方案規(guī)范數(shù)據(jù)應(yīng)用、合并升級次數(shù)減少工作量、加強(qiáng)與GSM-R編號數(shù)據(jù)調(diào)整的配合、增進(jìn)相關(guān)單位的信息交流等。

具體來說，CIR數(shù)據(jù)管理在各階段的工作要點如下：

2.3.1 對會引起CIR數(shù)據(jù)變更的原因進(jìn)行分析確認(rèn)

首先要對新線開通、站名更改、列車交路變更和GSM-R編號數(shù)據(jù)調(diào)整等會引起CIR數(shù)據(jù)變更的原因進(jìn)行收集和分析，根據(jù)實際情況，確認(rèn)管內(nèi)CIR數(shù)據(jù)是否需要升級。確需升級時，盡可能把數(shù)據(jù)修改合并在一次數(shù)據(jù)升級中完成，對于高鐵客專線的開通，沒有普通機(jī)車運(yùn)行交路的，當(dāng)次升級可以不涉及普通機(jī)車，減少升級次數(shù)和工作量。

2.3.2 制定數(shù)據(jù)升級方案

為統(tǒng)一和規(guī)范各個廠家的數(shù)據(jù)運(yùn)用，便于操作和維護(hù)管理，需要在征求使用單位意見的基礎(chǔ)上，根據(jù)CIR工作模式設(shè)置原則，統(tǒng)一制定數(shù)據(jù)升級方案，作為當(dāng)次數(shù)據(jù)升級工作的大綱。

升級方案制定中需要注意和確定的關(guān)鍵信息：

（1）確定數(shù)據(jù)升級的版本號。

方案中統(tǒng)一確定當(dāng)次升級的版本號，各個廠家當(dāng)次升級的版本號一致，版本號上要標(biāo)有時間，并且要把版本號標(biāo)注在CIR的MMI菜單中，便于查看和管理。

（2）確定升級數(shù)據(jù)中的線路名稱、車站名稱、線路起止點等線路基本信息。

CIR的MMI顯示的線路名稱、車站名稱要與線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一致，使用正式公布的線路名稱、車站名稱，需注意車站名稱更改的情況。

（3）確定樞紐地區(qū)及線路并線區(qū)段選線語音提示點的位置、

選線區(qū)域的范圍、選線列表的內(nèi)容。

方案中對選線語音提示點的位置和選線區(qū)域要配圖表說明，選線語音提示點的位置選擇要恰當(dāng)，與鐵路GIS數(shù)據(jù)、基站覆蓋情況及短號碼路由指向相符合；選線區(qū)域的劃定要充分考慮各類列車的交路和調(diào)度通信需求，減少的語音提示的次數(shù)；各個廠家在同一區(qū)域選線列表的內(nèi)容相同，便于司機(jī)操作。

（4）確定運(yùn)行中MMI上車站站名的按鍵顯示。

車站站名按鍵顯示規(guī)則要符合CIR技術(shù)規(guī)范要求，特別要注意樞紐地區(qū)、車站有多個場的情況下，站名顯示要滿足運(yùn)行不同交路列車的調(diào)度通信需求。

（5）確定線路短號碼和線路代碼。

目前CIR中MMI上的“調(diào)度”“車站”按鍵用短號碼數(shù)據(jù)進(jìn)行呼叫，需要要根據(jù)相關(guān)文件及規(guī)范，對各條線的短號碼及現(xiàn)場基站的短號碼路由指向情況進(jìn)行梳理，特別注意核對樞紐地區(qū)聯(lián)絡(luò)線的歸屬調(diào)度臺和實際覆蓋基站的短號碼路由指向是否一致（現(xiàn)場情況往往因為各種原因易出問題，造成CIR在某些區(qū)段調(diào)度呼叫不通）。線路代碼也是CIR數(shù)據(jù)制作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在發(fā)送無線車次號校核信息時需要上傳，要在方案中對線路代碼加以明確。

（6）確定升級列車的范圍、升級次序和進(jìn)度、完成時間節(jié)點、備品備件及軌道車的升級等其他事項。

2.3.3 數(shù)據(jù)制作、添乘驗證和升級加載

（1）數(shù)據(jù)升級方案制定后，各個廠家根據(jù)升級方案進(jìn)行數(shù)據(jù)制作。數(shù)據(jù)制作完成后，要對各廠家的新版數(shù)據(jù)進(jìn)行添乘驗證，在添乘中對站名顯示、語音提示點、選線列表、模式轉(zhuǎn)換點等數(shù)據(jù)進(jìn)行核對，并對MMI上的站名顯示按鍵進(jìn)行撥測試驗，保證新版數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

（2）數(shù)據(jù)驗證無誤后，各級業(yè)務(wù)部門下達(dá)升級工單，現(xiàn)場工區(qū)根據(jù)升級要求和列車出入庫情況，進(jìn)行逐臺列車CIR數(shù)據(jù)的升級，并做好臺帳管理工作。

（3）對于涉及GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號數(shù)據(jù)調(diào)整，對應(yīng)CIR數(shù)據(jù)的修改升級不能短時間完成的情況，在數(shù)據(jù)升級期間采取CIR張貼提示卡、申請GSM-R編號數(shù)據(jù)新舊短號碼暫時并用等方法過渡（例如：在合蚌客專、筧杭線、合武繞行線等線路的短號碼數(shù)據(jù)調(diào)整時，對運(yùn)行列車的CIR數(shù)據(jù)升級采用了以上方法順利過渡）；對于涉及外局列車運(yùn)行本局線路，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)升級的，向相關(guān)鐵路局發(fā)電文告知。

3 CIR數(shù)據(jù)升級方式的優(yōu)化設(shè)計

GSM-R網(wǎng)絡(luò)可采用GPRS方式傳輸數(shù)據(jù)，利用GPRS方式可以進(jìn)行CIR數(shù)據(jù)的無線傳輸。下一步可以將目前既有分散的庫檢臺進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，組建CIR檢修管理系統(tǒng)，接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)，在核心網(wǎng)增加CIR數(shù)據(jù)監(jiān)測管理服務(wù)器，統(tǒng)一儲存、監(jiān)控、管理各廠家的數(shù)據(jù)版本，利用GSM-R網(wǎng)絡(luò)GPRS方式進(jìn)行CIR數(shù)據(jù)包的無線數(shù)據(jù)傳輸，同時在CIR庫檢中增加“數(shù)據(jù)版本校核”這一項目及相關(guān)功能。

主要工作流程如下：

（1）各廠家對CIR新版數(shù)據(jù)提前做好實驗、驗證，保證數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。將驗證好的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在CIR數(shù)據(jù)監(jiān)測管理服務(wù)器中。

（2）在庫檢中進(jìn)行“數(shù)據(jù)版本校核”項目時，CIR通過庫檢基站GSM-R網(wǎng)絡(luò)向CIR數(shù)據(jù)監(jiān)測管理服務(wù)器發(fā)送CIR的廠家、數(shù)據(jù)版本號等信息。

（3）CIR數(shù)據(jù)監(jiān)測管理服務(wù)器收到CIR數(shù)據(jù)版本信息后進(jìn)行校核，判斷CIR數(shù)據(jù)版本是否為最新。當(dāng)發(fā)現(xiàn)新版本時，CIR數(shù)據(jù)監(jiān)測管理服務(wù)器根據(jù)CIR的IP地址，通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)以GPRS方式進(jìn)行CIR數(shù)據(jù)包的傳輸。為保證數(shù)據(jù)包傳輸準(zhǔn)確，可采取數(shù)據(jù)校驗、核對、糾錯等方法。

（4）CIR收到新版本數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)的加載、重置，完成后由庫檢人員進(jìn)行各項目例行庫檢，確認(rèn)CIR數(shù)據(jù)升級良好、各項單元狀態(tài)正常。

利用這種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)升級的優(yōu)點有：

（1）將CIR數(shù)據(jù)存儲在地面的CIR數(shù)據(jù)監(jiān)測管理服務(wù)器中，利用GSM-R無線傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減少了攜帶工具逐臺上車升級的工作量。

（2）數(shù)據(jù)升級過程在庫檢中進(jìn)行，升級后通過庫檢作業(yè)來把控，而不是通過GSM-R無線數(shù)據(jù)傳輸方式對運(yùn)用中的CIR在線升級，可以避免對CIR的正常運(yùn)用造成影響，且不占用線路上GSM-R信道資源，保證數(shù)據(jù)升級的安全性、可靠性。

（3）CIR庫檢中增加“數(shù)據(jù)版本校核”這一項目，對所有入庫檢修的列車均進(jìn)行數(shù)據(jù)版本的校核作業(yè)，可以及時發(fā)現(xiàn)新數(shù)據(jù)版本并進(jìn)行升級，保證數(shù)據(jù)運(yùn)用的及時性，避免升級中出現(xiàn)遺漏。

（4）利用機(jī)車號與IP地址的對應(yīng)關(guān)系，CIR數(shù)據(jù)監(jiān)測管理服務(wù)器可以根據(jù)已升級列車的IP地址，確定升級列車的機(jī)車號，便于對列車CIR數(shù)據(jù)升級情況進(jìn)行分析、統(tǒng)計。下一步還可以擴(kuò)展庫檢臺的遙測功能，實時查詢列車的CIR數(shù)據(jù)版本信息，及時把控數(shù)據(jù)版本的運(yùn)用情況。

4 結(jié)束語

隨著GSM-R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展和CIR的廣泛運(yùn)用，鐵路GIS數(shù)據(jù)和CIR數(shù)據(jù)管理已經(jīng)成為一項十分重要的數(shù)據(jù)管理工作，工作量加大的同時，對管理工作的水平也提出了更高的要求。文章結(jié)合近幾年數(shù)據(jù)管理工作的實際，闡述了GIS數(shù)據(jù)及CIR數(shù)據(jù)的特點和管理工作的要點，提出了利用GSM-R網(wǎng)絡(luò)GPRS方式進(jìn)行數(shù)據(jù)升級的方法和實現(xiàn)流程，通過這種方法，可以有效提高數(shù)據(jù)升級的效率，在應(yīng)用中還要對方案進(jìn)一步細(xì)化，并制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

參考文獻(xiàn)

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