基于TDCS/CTC平臺(tái)的鐵路施工安全防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

郝俊麗，劉景霞

（內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的背景下，鐵路建設(shè)高速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸已經(jīng)成為我國(guó)交通運(yùn)輸體系的重要組成，為全面提升鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩裕瑒t應(yīng)該在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上做好相對(duì)較為全面的分析，對(duì)多種類(lèi)型工作掌握充分。其中，針對(duì)TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)的研究，不僅需要提升鐵路行車(chē)安全性，同時(shí)應(yīng)圍繞運(yùn)輸效率展開(kāi)探究，將系統(tǒng)平臺(tái)建立的作用充分展現(xiàn)。但是，當(dāng)前TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)僅可以實(shí)現(xiàn)信息顯示及命令生成等相關(guān)輔助工作，在施工過(guò)程中應(yīng)用效果不夠明顯，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的規(guī)范，減少所產(chǎn)生的限制，加強(qiáng)對(duì)TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重視，合理將全新技術(shù)融入到各個(gè)階段應(yīng)用，針對(duì)行車(chē)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面探究，建立健全安全監(jiān)控體系，確保在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)能夠進(jìn)一步提升行車(chē)調(diào)度的安全性。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

鐵路安全防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要目的就是保證鐵路行車(chē)安全，并通過(guò)TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)的建立，優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)軟硬件平臺(tái)的優(yōu)化建設(shè)，將預(yù)警及防護(hù)的功能展現(xiàn)。而且其作為直接指揮形成TDCS/CTC系統(tǒng)，在作業(yè)方面可以實(shí)現(xiàn)信息顯示、信息檢索、信息儲(chǔ)存及命令生成等，有效將多個(gè)系統(tǒng)整合，打破信息孤島的問(wèn)題，形成統(tǒng)一管理模式，對(duì)鐵路形成安全進(jìn)行全面分析，發(fā)揮多樣化措施的作用[1]。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

鐵路施工安全防護(hù)系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)工作應(yīng)遵循TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，并圍繞安全性及可靠性所展現(xiàn)，充分掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以便于實(shí)現(xiàn)對(duì)多樣化設(shè)計(jì)工作的控制，杜絕所產(chǎn)生的影響及限制，如下圖1為系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)。

2.2 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

1）在TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，應(yīng)建立并健全作業(yè)管理中心，并針對(duì)車(chē)站二級(jí)機(jī)制及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提升管理效果，并加強(qiáng)對(duì)行車(chē)指揮調(diào)度的認(rèn)識(shí)，確保功能不會(huì)出現(xiàn)相互干擾的情況，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，全面分析工作原則及制度，并在現(xiàn)有信息管理的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，將安全防護(hù)系統(tǒng)的功能有效實(shí)現(xiàn)，從而合理對(duì)信息交互閉環(huán)控制，提升工作的完整性，改善傳統(tǒng)工作所面臨的問(wèn)題。

3）通過(guò)施工邊界安全聯(lián)控技術(shù)的運(yùn)用，有助于構(gòu)建施工計(jì)劃方案，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理情況，進(jìn)一步提升進(jìn)度及狀態(tài)監(jiān)控的效果，將其有效整合到TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)當(dāng)中，為系統(tǒng)的運(yùn)行及各項(xiàng)問(wèn)題的處理提供保障。

4）施工安全防護(hù)系統(tǒng)所涉及的工作較多，為實(shí)現(xiàn)合理地進(jìn)行控制，則應(yīng)該完善關(guān)鍵階段，通過(guò)靜態(tài)卡控及動(dòng)態(tài)防護(hù)等展開(kāi)管理，對(duì)前期準(zhǔn)備、過(guò)程以及后續(xù)管理等工作了解充分，及時(shí)將安全隱患形成作業(yè)問(wèn)題解決，實(shí)現(xiàn)更加全面的進(jìn)行優(yōu)化與落實(shí)，最大程度保證施工的安全性，杜絕多種因素影響及限制，發(fā)揮不可替代的作用及價(jià)值。

2.3 系統(tǒng)硬件平臺(tái)

1）管控服務(wù)器。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況將其設(shè)置在調(diào)度中心，并通過(guò)管控業(yè)務(wù)信息的提取，實(shí)現(xiàn)有效展開(kāi)邏輯處理工作，為信息交換及優(yōu)化提供更多幫助，以雙機(jī)熱備PC服務(wù)器所展開(kāi)。

2）外部作業(yè)隔離機(jī)。通常設(shè)置在車(chē)站機(jī)房中，同時(shí)也是車(chē)站施工作業(yè)內(nèi)外交互設(shè)備，在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中，有助于實(shí)現(xiàn)合理的展開(kāi)施工管理工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息邏輯處理與信息分發(fā)系統(tǒng)優(yōu)化，采取承兌隔離設(shè)置方式，實(shí)現(xiàn)更加有效對(duì)多種類(lèi)型工作進(jìn)行處理。

3）施工管理終端。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)選擇符合車(chē)站運(yùn)行的位置，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備施工管理情況，合理對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，將施工作業(yè)的效果充分展現(xiàn)，更加有效地展開(kāi)編輯與處理工作，尤其是針對(duì)施工方案錄入與施工登記處理工作，并做好狀態(tài)監(jiān)控等而更像工作，提升整體控制的效果[2]。

2.4 系統(tǒng)工作流程

TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要健全硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)對(duì)系統(tǒng)流程有著充足的掌握，如下圖2所示。首先從TDMS系統(tǒng)獲取主要信息，并針對(duì)管理人員提供的信息數(shù)據(jù)，對(duì)服務(wù)器進(jìn)行全面分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)多種類(lèi)型工作的處理與優(yōu)化，生成TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)，同時(shí)應(yīng)對(duì)邊界信息、施工命令等信息了解充分，調(diào)度人員應(yīng)順利完成信息的檢查，并傳輸給管理終端與室外終端，從而現(xiàn)實(shí)施工作業(yè)邊界。隨后，系統(tǒng)根據(jù)命令展開(kāi)工作，掌握施工進(jìn)度及條件，確認(rèn)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)狀態(tài)，確保行車(chē)進(jìn)度得到實(shí)時(shí)更新。對(duì)于施工作業(yè)卡控環(huán)節(jié)，應(yīng)避免出現(xiàn)敵對(duì)情況，并建立報(bào)警系統(tǒng)。除此之外，針對(duì)室外終端顯示信息來(lái)講，應(yīng)掌握附近列車(chē)的位置信息，分析其與施工區(qū)域作業(yè)距離，一旦距離相對(duì)較近，需要及時(shí)進(jìn)行報(bào)警提醒，為后續(xù)檢查與位置優(yōu)化提供幫助。最后，針對(duì)待施工結(jié)束階段，車(chē)站值班人員及施工人員應(yīng)確認(rèn)結(jié)束狀態(tài)，并針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況執(zhí)行工作，確保業(yè)務(wù)恢復(fù)正常運(yùn)行，更加有效對(duì)系統(tǒng)工作流程進(jìn)行規(guī)劃。

3 安全防護(hù)

3.1 靜態(tài)卡控

通過(guò)信息的下達(dá)，安全防護(hù)系統(tǒng)將核查由TDMS系統(tǒng)所發(fā)送的相關(guān)信息，并對(duì)施工負(fù)責(zé)人所錄入的信息進(jìn)行準(zhǔn)確分析，從而制定施工方案，對(duì)施工計(jì)劃變化及施工項(xiàng)目等各項(xiàng)信息進(jìn)行整合與儲(chǔ)存。若出現(xiàn)信息不符合的情況，系統(tǒng)會(huì)立即觸發(fā)卡控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)工作的優(yōu)化與控制，發(fā)送較為準(zhǔn)確的報(bào)警信息。而且施工安全防護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)用的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況健全多種類(lèi)型工作，實(shí)現(xiàn)更加全面合理地進(jìn)行規(guī)劃與控制，減少多種因素限制，制定多樣化工作模式，避免施工設(shè)備產(chǎn)生安全事故，影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行。

施工作業(yè)邊界信息應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況納入到TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)當(dāng)中，通過(guò)對(duì)安全卡控的優(yōu)化，對(duì)施工作業(yè)時(shí)段內(nèi)邊界外部調(diào)度作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行全面檢查，掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況。尤其是針對(duì)時(shí)間、進(jìn)路以及股道的信息，一旦存在無(wú)法順利運(yùn)行或敵對(duì)的關(guān)系，則觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，從而對(duì)列調(diào)作業(yè)計(jì)劃信息進(jìn)行規(guī)范，形成相對(duì)較為全面的信息記錄方式，為動(dòng)態(tài)調(diào)查與防控提供更多幫助[3]。

3.2 動(dòng)態(tài)防護(hù)

動(dòng)態(tài)防護(hù)工作在實(shí)際開(kāi)展的過(guò)程中，應(yīng)針對(duì)多種類(lèi)型工作的開(kāi)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，如室外終端實(shí)時(shí)向施工管理終端反饋?zhàn)鳂I(yè)情況，通過(guò)對(duì)施工作業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)督與防護(hù)，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控，一旦出現(xiàn)狀態(tài)更新超時(shí)及異常的情況，系統(tǒng)會(huì)發(fā)送報(bào)警信息，為動(dòng)態(tài)防護(hù)系統(tǒng)的順利進(jìn)行提供幫助。室外終端實(shí)時(shí)顯示車(chē)站表示信息，在鐵路列車(chē)正常行駛到臨近施工邊界時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)送提醒，當(dāng)施工計(jì)劃內(nèi)列調(diào)車(chē)輛離開(kāi)施工邊界后，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)送聲光報(bào)警，提醒鐵路列車(chē)司機(jī)制動(dòng)或規(guī)避現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員。所以說(shuō)，針對(duì)動(dòng)態(tài)防護(hù)來(lái)講，需要在監(jiān)控報(bào)警的支撐下進(jìn)行優(yōu)化，并通過(guò)報(bào)警信息的及時(shí)發(fā)送，全面提升報(bào)警的可靠性，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高效的對(duì)施工進(jìn)行管理。

3.3 施工進(jìn)程記錄

TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)記錄施工內(nèi)容及信息，并針對(duì)靜態(tài)卡控及動(dòng)態(tài)防護(hù)等多種類(lèi)型工作貫穿到各個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)揮一定的作用及優(yōu)勢(shì)，提升報(bào)警的效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)程的監(jiān)管。在施工完結(jié)匯總階段，系統(tǒng)可以將自身的功能展現(xiàn)，滿(mǎn)足施工作業(yè)階段性總結(jié)，進(jìn)一步優(yōu)化施工作業(yè)管控方案，從而對(duì)多種類(lèi)型工作進(jìn)行控制，提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效果，實(shí)現(xiàn)功能的擴(kuò)展，進(jìn)而得到大數(shù)據(jù)的支撐[4]。

4 案例分析

4.1 基本技術(shù)介紹

防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要就是通過(guò)優(yōu)化創(chuàng)新促進(jìn)鐵路行車(chē)安全，所以在實(shí)際開(kāi)展施工環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)應(yīng)用的重視，如安全技術(shù)，通過(guò)對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的加密處理，保證信息的安全性。而對(duì)于系統(tǒng)間雙重網(wǎng)絡(luò)隔離，主要就是通過(guò)設(shè)置隔離接機(jī)口，并采用串口或USB連接的方式，在非IP似有些以上運(yùn)用加密算法進(jìn)行處理，由專(zhuān)門(mén)開(kāi)飛數(shù)據(jù)同步軟件實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)單向通信，保證網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。除此之外，服務(wù)器加固技術(shù)的運(yùn)用，主要就是自主訪(fǎng)問(wèn)控制的方式，建立程序可信執(zhí)行保護(hù)等加固措施，建立系統(tǒng)運(yùn)行方案，確保各種運(yùn)行程序的穩(wěn)定運(yùn)行，并鑒別連接設(shè)備，提升數(shù)據(jù)的保密性，支撐防護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 實(shí)際案例

以某車(chē)站為例，該車(chē)站應(yīng)用了一套基于TDCS/CTC平臺(tái)的鐵路施工安全防護(hù)系統(tǒng)，組建了一個(gè)由15個(gè)專(zhuān)家組成的專(zhuān)業(yè)評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)，用以指揮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施。經(jīng)過(guò)模糊關(guān)系矩陣的計(jì)算，對(duì)與各評(píng)價(jià)等級(jí)對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。如果車(chē)站的得分處于指標(biāo)隸屬區(qū)間內(nèi)，則可判定為“安全”。如果超出該區(qū)間，便表明車(chē)站存在安全隱患。例如，某車(chē)站人員水平的隸屬區(qū)間為[3，4]，得分為3.56，證明該車(chē)站工作人員的水平可滿(mǎn)足安全工作要求，也證明鐵路施工安全防護(hù)系統(tǒng)具有較高推廣價(jià)值。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)TDCS/CTC系統(tǒng)平臺(tái)的建立，應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行情況有著充足的掌握，配合安全防護(hù)系統(tǒng)的功能，構(gòu)建相對(duì)較為全面的施工計(jì)劃。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理的認(rèn)識(shí)，形成符合鐵路行車(chē)安全監(jiān)督的方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工作業(yè)的全過(guò)程監(jiān)督，將安全防護(hù)的效果充分展現(xiàn)，增強(qiáng)施工聯(lián)防控制效果，促使施工管理的安全級(jí)別不斷提升，杜絕所產(chǎn)生的影響及限制。