ATP车载设备管理信息系统及其应用技术

程剑锋 肖 兴 赵显琼 贺广宇

随着铁路提速和高速铁路的建设，动车组的开行数量逐年增大，装配的ATP车载设备数量也随之成倍上升，高效率、高质量地做好ATP检修是保障动车组行车安全的基础。中国铁路总公司根据中国铁路网规划，建设了七大动车检修基地和几十个动车运用所。ATP车载设备管理信息系统（ATPMIS），是管理ATP运用履历和运维作业流程的管理信息系统，是动车检修基地现代化的标志之一。

ATPMIS立足中国铁路ATP运用维护实际，具有国际先进水平、自主知识产权，涵盖部、局、电务段、车间工区的所有业务需求，兼容多种ATP设备类型的管理，可实现ATP全路调配和网络化维修管理，达到 “智能数据采集、高效无纸检修、作业流程卡控、科学汇总统计”。2013年底完成北京铁路局和沈阳铁路局的ATPMIS建设并开始运用，2014年7月初通过由中国铁路总公司运输局组织的技术评审。

1 管理理念

ATPMIS的管理理念是以ATP履历为中心，完成ATP全生命周期管理，即管理ATP从出厂到报废的一系列活动，主要包括ATP的型式试验、运用检修、高级检修、故障维护、软件升级、配件更换、运营调配与报废等。ATP全生命周期的各项管理活动都需要对ATP履历进行更新，包括静态履历和动态履历。管理模型如图1所示。

以履历为中心的ATP信息管理对履历信息化和共享化有很高的要求。因此设计时结合履历数据结构及ATP全生命周期各个管理活动与履历之间的关系，实现ATP履历信息化；通过对数据库的合理建立和访问权限的详细设计，实现以信息化履历为中心，各管理环节分布维护、统一共享的ATP信息管理格局。

图1 ATPMIS管理模型

2 系统架构

根据中国ATP检修管理模式，ATPMIS由铁路总公司ATP车载设备管理信息系统 （以下简称总公司级系统）、铁路局ATP车载设备管理信息系统 （以下简称局级系统）、电务段ATP车载设备管理终端 （以下简称电务段终端）、车间工区ATP车载设备管理终端 （以下简称车间工区终端）组成，划分为铁路总公司、铁路局2级系统，电务段和车间工区通过作业终端访问铁路局系统。系统结构如图2所示。

图2 ATPMIS结构示意图

1.总公司级系统。对全路既有和新造ATP车载设备履历跟踪管理及配属管理；ATP车载设备检修、配件更换历史记录、软件升级历史记录和固件升级历史记录管理；对全路的ATP车载设备故障信息实时更新和统计，实现备品、备件和型式试验查询功能；完成ATP车载设备技术资料修订和版本管理，协助分析全路ATP车载设备运用、维修管理情况及故障管理情况，全路ATP车载设备信息化管理功能，以及全路共享信息支持和辅助决策支持。

2.铁路局级系统。对本局内ATP车载设备配属管理；分析和指导所辖电务段、车间工区的维修、技术、配件和设备管理，以及运用、检修业务管理；实现检修流程的监控，新出厂动车组ATP车载设备路试信息的记录和管理；实现故障数据采集、分析、处理和确认的闭环控制管理；实现备品、备件库存管理及查询、型式试验的实施及查询和技术资料的查询功能等。

3.电务段终端。接收所属铁路局的技术指导，集中管理本段内ATP车载设备履历、备品备件、故障信息和分析报告，生成ATP车载设备专业管理数据报表；高效管理ATP车载设备的检修作业流程，实现计划、作业、实绩确认闭环管理；对车间工区采集的数据进行及时审核确认；浏览访问相关技术资料。

4.车间工区终端。依据检修作业计划，完成作业任务分配，监控检修作业流程，管理检修记录台账，规范检修实绩上报，支持故障报告和处理闭环跟踪；接收所属电务段的技术分析和指导，根据运用检修过程中记录的故障信息、软件升级和配件更换，实时更新ATP车载设备动态履历，浏览访问相关技术资料。

3 主要特点

1.建立了ATP车载设备全生命周期管理信息平台。通过有效整合ATP车载设备从新造、运用、检修至报废的各个信息资源及业务流程，构建了涵盖铁路总公司、铁路局、电务段、检修工区、ATP车载设备厂家的ATP车载设备管理信息系统，实现了ATP车载设备信息的集中管理和全路信息共享。

2.具备全路联网的ATP车载设备维修计划编制功能。系统构建了周密的网络化计划编制、下达功能，根据全路动车组运行交路及走行公里信息，结合动车组入所检修及股道使用情况，根据业务规则自动预排ATP车载设备维修计划，调度人员决策并调整确认；建立了各类计划编制和排程优化模型，业务流程紧密结合，信息闭环，异常自动提醒，可有效防范ATP车载设备超期漏检，保障动车组运用安全。

3.实现ATP车载设备故障信息闭环管理。以故障闭环管理系统 （FRACAS，Failure Report Analysis and Corrective Action System）理论为基础，全面收集ATP车载设备故障及处理的相关信息，跟踪各类故障发现、检修、质检、分析、整改等业务环节，建立全路统一的ATP车载设备故障数据仓库，利用信息反馈，闭环控制，规范故障处理及分析过程，并提供多维度统计分析功能，为检修、设计、制造提供技术支持；通过建立ATP车载设备故障知识库、维修专家系统等，为ATP车载设备质量分析及评价提供决策支持。

4.实现多种车型统一、规范的ATP车载设备型式管理。兼顾不同车型ATP车载设备型式差异，建立信息共享平台，集成多种信息发布手段，建立各型式ATP车载设备统一的技术支持体系，实现ATP车载设备型式信息的规范化管理，为运用检修生产提供全方位服务；统一管理全路ATP车载设备与列车接口型式试验的报告内容和试验问题，提供试验工作进度查询和试验结果统计分析。

5.建立ATP车载设备履历集中管理、自动同步和全路共享的技术平台。制定既有各种类型ATP车载设备履历模板，并针对不同的履历内容及业务流程，制定严格的履历填写、维护权限规范；集中管理全路ATP车载设备技术履历及运用检修履历，履历数据根据动车组运用检修状态，在全路相关单位自动同步，一车一档、档随车走，有效地支持了相关运用检修业务的开展。

4 功能设计

ATPMIS以ATP的运用、检修、故障和备品4类核心业务为主线，以实现ATP相关业务管理全面信息化为目标，涵盖运用管理、维护监督、流程卡控、生产支持4个方面，拥有九大功能模块。

1.履历管理。集中管理全路ATP车载设备静态技术履历和动态检修履历，以统一的ATP车载设备编号，提供全路ATP车载设备履历的分类查询、统计和分析功能。

2.运用检修管理。管理ATP车载设备运用检修流程，规范计划编制、作业操作、实绩确认闭环管理流程，提高运用检修质量，对失修漏检的ATP车载设备实现自动告警。

3.高级检修管理。管理全路ATP车载设备高级检修计划，对接近检修日程的ATP车载设备自动告警，预测统计一段时间范围内需要检修的ATP车载设备；依据检修规程，管理ATP车载设备高级检修作业流程，实现计划、作业、实绩确认闭环管理；提供全路ATP车载设备各种维度的高级修相关信息汇总统计和查询。

4.故障管理。通过制定故障等级和故障类型划分规则，建立故障采集、分析、报告、处理和跟踪一整套闭环管理流程，规范不同等级故障对应的故障处理流程；实现全路范围ATP车载设备不同维度的故障信息统计、分析和共享。

5.专项任务管理。管理软件升级、技术改造、配件更换、文件学习等由总公司或铁路局起草的专项任务，包括管理任务的下发、转发、分派、执行、回馈和实时监控，实现对专项任务的分级闭环管理。

6.备品、备件管理。管理ATP车载设备备品、备件，建立与ATP车载设备履历管理对应的备品、备件资料库，分析配件履历和寿命周期信息，自动提供配件到限告警；提供配件资料的创建、维护、查询和分类汇总统计，对库存不满足储备要求的备品、备件进行自动告警。

7.技术资料管理。实现ATP车载设备技术资料的规范化管理，包括标准规范、规章规程、安装及原理图纸、应急预案等资料信息，保持技术资料及时更新；提供全路ATP车载设备相关技术资料的分类查询和统计分析。

8.型式试验管理。实现对所有类型ATP型式试验、新车路试结果和互联互通试验等试验过程和结果的管理；实现问题跟踪和工作进度查询，督促不同厂家对接口问题进行有效推进，确认试验结果作为ATP车载设备的技术依据；记录试验过程中存在的遗留问题，实时查询问题解决进度。

9.报表管理。包括报表生成、报表接收与审核、报表数据分析和查询等，按铁道部、铁路局、电务段和车间工区各自的业务流程实现报表的自动化管理；通过定制相应的数据和功能，定期自动生成ATP车载设备业务统计报表。

5 应用技术

为满足对全路ATP运用和维护的高效管理，ATPMIS解决了多个应用技术问题。

1.ATP车载设备信息分类及处理存储技术。ATPMIS具有 OLTP （On＿line Transaction Processing，联机事务处理）及OLAP （On＿line Analytical Processing，联机分析处理）的双重特点，对数据进行分类处理及数据存储组织统一规划，建立并行和恢复机制；在数据抽取、装载时，对信息进行预处理并适当反范式化，将当前数据和历史数据分别存储，使得系统既能够快速掌握ATP车载设备状态，又支持复杂的分析操作和决策，满足ATP车载设备信息综合应用的需要。

2.满足ATP车载设备全生命周期管理需要的综合应用方案。ATPMIS对现有的业务流程、信息内容进行全方位的梳理和再造，构筑集检修预警、作业管理、故障分析、综合查询为一体的综合业务应用方案，快速、准确地完成相关数据的采集、处理和传递，规范管理生产、运用、维修作业流程，以适应我国动车组使用强度大，跨局调配频繁的生产局面，满足ATP车载设备运用及检修维护的需要。

3.信息安全技术。ATP车载设备管理信息系统中主要涉及接入安全、系统安全、数据安全等问题。ATPMIS通过建立完善的权限管理模型、建立人员权限管理流程规范及制度、实行统一权限认证、实施IP地址绑定及硬件地址绑定、加强密码策略等措施保障信息安全；同时，充分考虑数据容灾与备份恢复策略、数据加密及解密技术、最优服务器与存储设备配置方案等。硬件配置采用多层技术架构和双机热备方案，部署高性能的数据库服务器、应用服务器、通信服务器及维护终端，可根据实际业务处理工作量来扩展设备规模。

4.系统综合监控及运维技术。ATP运用检修工作需要ATPMIS具有很高的实时性、安全性、准确性和可靠性，由于ATP信息经过多道环节，通信链路长、涉及的IT设备及处理软件多，所以需对ATP设备、各级地面服务器、数据库、应用进程进行全方位的系统监控。ATPMIS在通信协议、数据内容的设计规范中充分考虑系统监控要求，以及系统在软件级、系统级、应用级、企业级的监控机制，确保系统主要节点和关键设备的运行状态处于可监控的条件下，一旦出现异常或发生故障，能及时检测并定位，以便迅速处理排除故障。

除以上几点外，ATPMIS还设计了科学的数据展示及应用服务技术、多系统间信息交互及信息共享等应用技术。

6 结束语

基于上述系统架构、功能和应用技术，ATPMIS已经研制完成，并在铁路总公司、北京局和沈阳局及下属电务段车间工区运用实施。系统在运用过程中，较好地实现了ATP各类信息的管理和快速统计查询，各级检修修程的计划和作业统计，运用检修计划与动车管理信息系统的同步编排，检修生产过程的作业和进度监督，以及ATP故障的多维度分析统计等。随着ATPMIS在全国的推广应用，全路ATP管理将进一步实现信息化进程，为ATP高效运用、检修、安全生产和现代化管理提供重要支撑。

［1］ 中华人民共和国铁道部.信应用函 ［2013］4号.铁路电务管理信息系统ATP车载设备管理子系统总体方案.［S］.2013.

［2］ 中国铁路总公司运输局.运信应用函［2014］268号《铁路电务管理信息系统ATP车载设备管理子系统技术评审意见［S］.2014.