朔黄铁路调度集中系统信息共享接口研究

李洪朋

朔黄铁路西起山西省神池南站，东至河北省黄骅港口货场，正线总长近600km，年运量近4亿吨，是我国西煤东运的第二大通道。朔黄铁路公司针对朔黄铁路的运输特点，进行朔黄铁路综合运输信息系统 （后文简称综合运输系统）的建设，并于2011年01月18日开通投产。

综合运输系统是运输生产管理与铁路信号技术、计算机信息技术密切相关的系统工程，按照业务可将其划分为：运输管理子系统、综合调度子系统、调度集中子系统、车站综合管理子系统四大部分。其中，调度集中系统作为综合运输系统的子系统，虽然独立设计和建设，但同时与其他3个子系统间存在着较为密切的运输和调度管理的信息交互和共享。

而在各铁路局，调度集中CTC系统也存在与TDMS系统的信息交互需求。CTC系统继承了TDCS－TDMS的信息交换协议 （简称为TD结合协议），即原铁道部铁信息 ［2010］158号文件 （关于印发 《列车调度指挥系统 （TDCS）与运输调度管理系统 （TDMS）信息交换规定》的通知），实现了与上游调度管理系统间的信息交互，与综合运输系统内的CTC系统接口需求有一定的类似性。

1 TD结合协议分析

在TD结合协议中，采用了建立信息共享数据库与MQ传输组合的方式，实现TDCS／CTC与TDMS信息交换与共享。频次高、数据量小、实时性要求高的数据，优先采用MQ传输方式进行数据交换；数据量大或实时性要求不高的数据，可以采用数据库方式进行数据交换，由数据提供方将数据保存至信息共享数据库；应采用并发写入方式，同时通过MQ方式发送保存成功的消息。

同时，协议中严格定义了TDCS／CTC与TDMS间信息交换内容。TDCS／CTC向TDMS提供的数据包括：基础字典、列车运行图、车站上报、调度命令、施工实际、股道占用。TDMS向TDCS／CTC提供的数据包括：基本图、开行计划、甩挂计划、施工计划、调度命令、确报信息、数据字典、其他专业信息。就综合运输系统而言，其调度集中子系统接口与TD结合协议类似，但范围和涉及面更宽广。主要体现为如下几方面：

1．铁路运输业务方面。TD结合协议信息交换内容，根据各路局的运用实际进行设计，很好地满足了各铁路局的业务需求。而朔黄铁路作为企业铁路的主干线，是一条高运量、高密度的重载货运铁路，存在企业自身的管理特点，其行车调度员与其他业务工种间的信息交换内容多于TD结合协议定义的内容，如重载列车的组合信息等。

2．设备投入成本方面。TD结合协议中共享数据库是其核心设备，其可靠性和处理能力对TD接口起着决定性的作用，因此，各路局一般采用独立的小型机进行安装部署。在铁路局整体线路规模下，一套TD共享数据库的投入占总体投入比例极低。但在朔黄线路规模下，独立设置共享数据库的投入成本占总比过高，无法构建独立的高性能共享数据库。

3．技术结构方面。TD结合协议中定义了TDCS／CTC与TDMS系统的接口，其他业务的信息系统均与TDMS系统进行接口，TDCS／CTC与外部系统间缺乏直接的接口联系，需要经过TDMS系统进行转接。相关系统结构图见图1。

图1 TD结合接口系统结构图

而在综合运输系统中，调度集中系统与其他大量系统存在着信息共享，大量接口因业务需求的更新存在着升级的可能性。TD结合协议对于综合运输系统而言过于耦合，如果直接使用TD结合协议，业务需求的变化可能会带来多个系统繁重的变更。因此，现有的TD结合协议不能完全适用于综合运输系统，需在其基础上增加新的技术手段扩展相关接口方式和接口协议。

2 面向服务的体系结构 （SOA）技术

面向服务的体系结构 （Service－Oriented Architecture，SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元称为服务，通过这些服务之间定义的良好接口和契约联系起来。接口采用中立的方式进行定义，独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在其中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。SOA模型一般采用WebService技术实现。

朔黄铁路综合运输信息系统划分为4个子系统，由多家的不同产品共同集成而成，包括了多种操作系统 （Windows／Linux／AIX），多种应用产品（运输管理系统、调度集中系统、计划系统、施工系统、机调系统、机务管理系统、车站综合管理、统计系统等），不同种类的操作系统，应用软件，系统软件和应用基础结构相互交织。凭借SOA松耦合的特性，朔黄铁路综合运输信息系统建立了信息共享平台，使得各子系统和应用产品可以按照模块化的方式来添加新服务或更新现有服务，在快速解决新业务需求的同时，将变化对整体的影响降至最低。

朔黄调度集中系统作为综合运输系统的子系统，也应该基于信息共享平台以SOA技术实现相关的数据共享服务，并根据实际的业务需要调用相对应的SOA服务。

3 朔黄调度集中系统信息共享接口的实现

朔黄调度集中系统的信息共享接口，将既有TD结合协议和SOA技术相结合，既可以兼容TD结合协议，又可以在朔黄综合运输信息系统的规范下实现接口的松耦合和高扩展性。对应的系统结构见图2，具体的实现方案如下。

2 朔黄调度集中系统信息共享接口结构图

1．较多厂家的设备在朔黄铁路大规模投产使用，考虑到系统修改成本和软件稳定性，有必要保持TD接口以支持整体系统的正常投产和运行。

2．调度集中系统结合其他系统的业务需求，梳理对外提供的数据项内容，采用WebService实现数据访问SOA接口。

图2中，结合朔黄铁路信息共享平台的设计，将TD结合共享数据库部署于信息共享平台内，以不同数据库实例的方式共享数据库硬件设备。同时，调度集中系统实现CTC Webservice，也部署于信息共享平台。

对于访问TD共享数据库的子系统和软件模块需进行梳理，分析其业务实现对共享数据库的依赖关系和数据吞吐规模：隔离对共享数据库高实时性要求的主要业务，对其接口逐步升级为CTC Webservice接口调用；对于无实时性要求、数据吞吐较低的业务系统则可以从TD结合共享数据库内获取信息。调度集中系统从外部获取数据的接口也需要根据信息共享平台的设计同步升级为从WebService获取。

4 朔黄调度集中系统信息共享接口实现样例

按照朔黄铁路信息共享平台的设计规范，朔黄调度集中系统实现了大量的WebService接口，以调度集中系统提供的列车实际运行数据为例，相应的接口定义见表1、表2、表3。

表1 获取列车车次列表的WebService接口定义

表2 获取单个列车详细信息的WebService接口定义

表3 获取列车详细信息列表的WebService接口定义

其中，表1定义获取列车车次列表的接口getTrainIndex，可根据开始时间、结束时间、调度台提供所有列车的车次集；表2定义获取列车详细信息的接口getTrainInfo，可根据列车唯一索引获取列车详细信息；表3则定义了根据开始时间、结束时间、调度台获取所有列车详细信息的接口getAllTrains。

WebService客户端需要获取数据时，可根据getTrainIndex接口输入时间范围和调度台，获取列车车次列表，并根据其反馈的列车唯一索引，进一步调用getTrainInfo接口获取详细的列车信息。也可以通过getAllTrains接口，根据输入时间范围和调度台直接获取全部列车的详细信息。

5 总结

朔黄调度集中系统经2011年01月18日开通投产至今，经历了多次的系统功能升级、线路改造升级等变更活动。正是因为SOA和WebService技术的使用，有效减低系统间的耦合度，缩小每次变更带来的影响范围，快速高效地完成了相关工作，为朔黄铁路的重载运输提供了有效保障。

［1］ 原铁道部铁信息［2010］158号 ．关于印发《列车调度指挥系统（TDCS）与运输调度管理系统（TDMS）信息交换规定》的通知．2010．

［2］ Dirk Krafzig，Karl，Banke，Dirk Slama ．Enterprise SOA中文版——面向服务架构的最佳实战［M］．北京：清华大学出版社．