一种机运调度综合管理系统的设计和实现

周 洋 郭荣昌

（1.郑州市轨道交通设计研究院有限公司，河南 郑州 450000；2.兰州交通大学，甘肃 兰州 730070）

一种机运调度综合管理系统的设计和实现

周 洋1郭荣昌2

（1.郑州市轨道交通设计研究院有限公司，河南 郑州 450000；2.兰州交通大学，甘肃 兰州 730070）

在信息化建设的大背景之下，本文建立了一套石油企业铁路业务的信息化系统，为石油企业运输部门的全部作业提供安全可靠的平台，实现了无声化的指挥、自动智能的管理，提高了石油企业的生产效率。

信息化；调度命令；调车作业单；信息系统

近几年来，我国铁路事业快速发展，逐步实现了我国铁路的信息化建设，但是，大铁的CTC系统并不符合地方企业铁路的信息化业务，所以，有必要按照各个地方铁路企业的特点，设计一套信息系统。

1 机运调度综合管理系统简介

石化铁路机运管理综合系统是一套智能化的、集成的综合管理信息系统。系统利用计算机技术、通讯技术和交通运输理论知识建立起一套在保证行车安全的基础上，实现铁路运输调度指挥现代化、物流和运输管理的自动化和智能化的系统。其目的是提高企业运输生产效率、提高作业的安全性和改善运输作业的条件。石化铁路运输部门以铁路车辆的行车作业和装卸洗作业为主要的生产过程。对于车站信号的实时状态、车辆的车号、车辆位置、装载属性、车辆状态等生产数据的准确性和一致性有很高的要求，而车站信号、车辆的位置、状态及装载货物等处于一个不断变化的动态过程。因此，系统应能够及时、准确、完整、统一的对铁路运输的各个环节提供自动化的管理和智能化的帮助。系统应充分考虑铁路运输过程的动态性和实时性需求，解决货运、车流、信息流的动态关系，将降低作业复杂程度，实现辅助安全监督，提高工作效率。

2 系统总体结构

石化机运调度综合管理系统由调度中心机械室设备、车站调度室设备、车地一体化设备、其他远程终端设备构成。

信号机械室和调度室局域网以及各终端设备通信系统可以采用公司既有网络系统；系统与既有运输调度管理系统通过以太网通信和数据共享实现接口；计算机连锁系统通过物理隔离的接口接入系统；系统中车地一体化系统通过接口实现物理隔离，保证各系统的独立及各系统的可靠性和安全性；车地一体化系统中地面系统与车载系统通过无线传输系统、GPRS进行通信，根据站场规模的大小可设置一到两个地面传输系统；视频监控系统通过大屏幕系统接入系统。该系统作为信息共享及处理的平台，将集成既有运输调度管理系统、连锁系统、车地一体化系统、大屏系统，为整个石化铁路运输提供一体化管理平台。系统整体结构示意如图1所示：

3 系统硬件说明

3.1 服务中心和车站硬件

3.1.1 数据库服务器。采用双机热备带磁盘阵列制式，主要实现对系统数据的存储和访问、数据出去逻辑。

3.1.2 应用及WEB服务器。应用逻辑实现对既有调度系统接口、行车调度管理逻辑、报表服务等应用逻辑的实现；WEB应用主要实现通过B/S方式访问系统的WEB服务和UI逻辑实现。

图 1 石化机运调度综合管理系统总体结构

3.1.3 系统维护终端。完成系统基础数据的维护、系统各设备运行状态的监控管理功能、各种报警信息的管理和查询。

3.1.4 调监工作站。实时显示各车站现场状态，包括信号机开放、轨道占用出清、道岔开通方向；车地一体化系统提供的机车位置、速度、方向、车列长度。

3.1.5 短消息接口。包括短消息接口终端和短消息发送设备，实现短消息的发送。

3.1.6 UPS。中心系统配置UPS，系统经UPS为所有设备统一供电。外电断电后UPS可利用电池继续供电，保证系统正常运行，满足中心两小时不间断持续供电。

3.1.7 网络交换机。系统采用100M/1000M快速以太网交换机进行网络通信。

3.2 车地一体化硬件

3.2.1 地面设备。其一，GPS服务器。根据接收到的机车信息，结合GPS基站数据实现机车定位信息计算和处理。其二，数据转发服务器。实现与计算机连锁、GPS基站、管理系统之间的数据交换和传输。其三，机车监控地面系统。进行调车作业计划及执行结果、机车定位信息、报警信息的逻辑处理转发等功能，与计算机连锁系统接口获取信号表示信息，实现与机车之间的数据交换，包括向机车发送调车计划、计划执行情况及机车位置信息的获取；

3.2.2 机车设备配置。其一，车载系统。实现机车速度、定位信息的校核，与车载电台接口进行数据的传输；能够实时显示机车位置、速度信息和报警信息；通过人机操作界面确认调车计划的执行确认；根据现场实时状态对机车进行防护报警，防止人为疏忽造成的调车事故。其二，车载GPS。实现从GPS获取机车位置信息。

4 系统软件功能

系统中软件包括既有系统的接口、调监系统、车地一体化系统、报表与预留接口四部分。

4.1 既有系统的接口

既有的车号识别、成品装车、计量系统等系统实现接口功能。如图2所示：

图 2 系统与既有调度系统的协作

通过数据通信接口或数据库共享接口，实现与既有系统的数据共享。从既有系统中获取车号、计量等信息；与车地一体化系统相结合，在计划执行过程中向实时传输和接收车辆状态信息的更新情况，从而使既有系统与本系统协调工作。

4.2 调度监控系统

4.2.1 调车计划的管理。其一，实现调车计划的制订、变更、分发和下达，计划执行的反馈。与车地一体化系相结合，自动跟踪调车计划的执行，实时更新现场车辆的位置变化情况，并对计算机连锁操作表示与调车计划不一致情况进行报警提示，防止操作员错误操作而导致调车作业与计划不一致。其二，与车地一体化系统相结合，可以完全保证站场机车同时作业时按调车计划监控作业，并对错误操作发出报警提示；在无车地一体化系统时，只有两台机车的作业计划中不包含相同股道，则可按计划计划监控作业，并提供人工确认作业执行情况的技术手段。其三，系统提供技术手段，实与从既有系统、车地一体化系统、计算机连锁的数据接口，对收集到的各系统数据并进行综合处理和集中保存；将需要向各系统和终端分发的数据按授权许可的约定通过系统内部或外部接口发送。

4.2.2 调度监督显示。系统将采集的来自车站的列车运行信息存储于中心数据库并将以下信息相互结合起来以图形方式显示。信息包括：来自计算机连锁系统的信号机开放与关闭状态，进路锁闭、开通、占用、出清、解锁状态；结合机车运行定位系统获取到的各作业机车的位置、速度信息、调车作业计划执行进度。提供调度及其他岗位终端的显示这些信息的技术手段。

4.2.3 信息查询与显示。其一，现车及计划信息的显示，根据不同用户的不同需求查询现车信息、车辆到站信息、车辆装卸量等信息。其二，系统提供接口，可以使现场各个部门等能接入系统进行信息的获取。

4.2.4 大屏幕系统。在西山站调度中心建立大屏幕监督显示墙，可以将调度监控系统信息和视频监控信息在大屏幕系统上显示。整套系统采用最新三星面板的DID显示屏，所有设备均采用模块化的设计，对显示信号的接入冗余显示方案，以及分布式信号处理技术，最大程度地提升了整体大屏幕系统的可靠性和安全性，并具备良好的显示信号数量的扩展能力。

大屏幕显示系统拼接墙由18套DID显示单元。以3（行）×6（列）的方式拼接而成。大屏幕系统结构如图3所示：

图 3 大屏幕系统结构

4.3 车地一体化系统。车地一体化系统由地面设备（与相关系统的接口设备、地面主机、GPS系统）和车载设备（车载主机、车载通信设备、车载GPS）构成，地面设备原则上一个连锁站场配置一套地面设备，车载设备每台机车配置一套，主要实现以下功能：

4.3.1 机车定位。监测调车作业时机车实际位置信息。

4.3.2 机车运行监控。速度监控，防止调车作业时机车超过允许的最高限制速度运行；超速报警：调车作业时机车超过允许的最高限制速度运行时报警；冒进报警：调车作业时机车冒进阻挡信号机时报警；

4.3.3 调车计划的无线传输及校核。系统能实现调车作业计划无线发送和自动校核的功能。系统提供调车作业单无线传输平台，将调度员制定或编辑好的调车作业计划通过无线网络下达到机车，能自动反馈接收回执，并随着调车作计划执行进度，自动完成作业计划“钩钩清”；在作业计划执行过程中，系统自动检查信号开放是否与计划相同，当与计划不符时，系统将自动发出预警并记录。

4.4 报表及预留接口

4.4.1 统计、分析和查询功能。系统能实现对运输生产全流程中产生的各种数据进行统计和分析，根据需要生成报表。这些报表包括装卸日、周、月、季度、年报表；调车作业统计和分析、历史记录的查询、机车作业技术大表的查询；日报短消息的生成和发送；车辆运行情况的历史记录查询、站场数据的历史回放和查询等。

4.4.2 系统预留接口功能。系统预留接口，提供数据通信的接口协议、规约，数据格式，调度管理功能的数据库结构及含义，以使买方可对系统进行扩充及数据共享。

5 结论

信息化系统在现场应用之后，情况良好，表明系统满足要求，可以实现生产作业从计划的制订、下达、执行到反馈、监督、评估、分析等环节的无缝链接，实现企业铁路运输过程中的管理控制一体化。

[1]王一文.企业铁路运输调度管理系统的设计与实现[D].兰州交通大学，2012.

[2]李志杰，方旭明.无线Mesh网络中一种QoS保证的跨层调度方法[J].铁道学报，2012（10）：61-67.

TN913.3

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1671-0037（2014）10-62-2

周洋（1983.1-），男，硕士研究生，研究方向：交通工程。