铁路技术站技术作业综合管理系统设计研究

苗长俊

（中国铁道科学研究院集团有限公司 通信信号研究所，北京 100081)

1 铁路技术站技术作业综合管理系统架构设计

铁路技术站是指编组站和区段站的总称，一般设有比较完备的调车、机务、车辆等设备，主要生产活动是为邻近的铁路区段供应机车和办理货物列车的解体、编组作业，以及为到达解体列车、始发编组列车、无改编中转列车办理规定的技术作业[1]，其中调车作业是上述生产活动的核心，处于中心环节地位[2]。调车作业主要包括编制调车作业计划的决策过程和执行调车作业计划的作业过程，复杂而有序的调车作业计划可以有效地衔接技术站各项基础性的生产活动[3]。调车作业的综合统筹、安全管理、合理配置、高效执行直接关系着技术站的实际生产安全、生产成本投入，以及总体作业效率。目前，铁路技术站基本上已经装备了列车调度指挥系统(TDCS/CTC)、无线调车机车信号和监控系统(STP)、铁路运输管理信息系统(TDMS)的确报系统，TDCS/CTC系统负责列车的调度指挥，STP系统负责调车作业的防护，确报信息的管理由确报系统负责。然而，由于这些系统在技术站作业关联性不强、服务面不广，最终导致技术站关键信息存储分散，信息交互不充分。因此，为更好地满足技术站实际生产需求，实现技术站作业信息的安全卡控、综合管理和互联互通，需要结合目前既有技术装备设计技术站作业综合管理系统。

铁路技术站技术作业综合管理系统应以保障安全生产为准则，以综合信息管理平台为中心，以调车作业管控为纽带，结合实际业务分工、系统安全管理、标准化信息交互等因素，划分为站调管理子系统、现车管理子系统、统计(分析)查询子系统、接口子系统、综合信息管理平台5个部分，主要实现调车计划编制、技术作业大表铺画、作业安全卡控、现车和确报信息的实时更新；综合信息的存储、统计、分析、查询等功能，建立技术作业大表有效防止技术作业冲突，并制订合理的应急预案；实现调车作业计划上机车与地面的安全联控，保障作业安全，提升作业效率；及时关联调车作业完成情况与现车管理信息，实时准确地更新现车和确报信息；构建综合信息管理平台，便于各作业岗位间的信息统计、分析、交互和共享。铁路技术站技术作业综合管理系统架构如图1所示。

2 铁路技术站技术作业综合管理系统功能分析

2.1 站调管理子系统

站调管理子系统服务于车站调度员，能够实现电子化的调车作业计划单和技术作业大表功能，使车站调度员告别传统的作业模式，不需要再手工绘制、调整技术作业大表和调车作业计划单。站调管理子系统主要功能包括基础信息管理、计划和调度命令管理、技术作业大表的铺画。

（1）基础信息管理。基础信息管理包括：机车管理、调别管理、班记事管理。其中，机车管理用于设置机车类型、机车号范围、机车交路等信息；调别管理用于设置调别号和机车号的对应关系；班记事管理用于当班站调记录一些重要的作业事项等信息。

（2）计划和调度命令管理。计划和调度命令管理包括：列车计划管理、调车计划管理、调度命令管理。其中，列车计划管理主要为接收由TDCS/CTC系统发送的列车阶段计划、到发点等信息，具备签收、查询、打印等功能；调车计划管理包括：调车计划的编制、下达、执行状态的实时更新、调车机运行图的生成、查询、打印等功能；调度命令管理主要是接收由TDCS/CTC系统发送的调度命令，完成与调度员或者车站值班员之间的调度信息确认，具备签收、查询、打印等功能[4-5]。

（3）技术作业大表的铺画。技术作业大表的铺画是站调管理子系统的一项重要功能。站调管理子系统可以根据列车计划、调车计划、调度命令、确报信息等自动完成技术作业大表的编制和下达工作，推进调车作业进展和监控调车作业过程。调车作业钩计划编制完成后，车站调度员终端根据调车计划，按照调度工作图表的有关规定[6-7]，采用折线流的形式，自动绘制调车机车动态信息图，并根据调车作业钩计划的调整和改变而自动更新。调车作业钩计划下达至调车(区)长和调车机车，车站调度员终端会实时显示调车作业钩计划的状态信息，调车机车司机也能够通过机车显示设备进行查看、签收和执行调车作业钩计划。调车作业钩计划执行完毕后，车站调度员终端能够根据调车作业相关信息，自动生成机车的详细运行图，绘制出机车在股道运行的详细过程和对应的作业时间。此外，系统还具备作业计划的自动检查、决策优化及报警功能，检查内容包括调别、作业股道、作业时间、作业车数等信息，最大限度地避免列调和调车作业冲突，并提供更优化的作业决策建议。对于存在作业冲突的调车计划，站调管理子系统及时进行报警提醒，便于车站调度员及时更正。最终生成的技术作业图表，可以作为各作业岗位统计、分析及查询的信息依据。

图 1 铁路技术站技术作业综合管理系统架构Fig.1 Structure of comprehensive management system for technical operation of railway technical station

2.2 现车管理子系统

现车管理子系统服务于车站调度员、车站值班员和车站信号员等。车站调度员和值班员通过现车管理子系统可以在任何时刻清晰地掌握各存车线的现存车情况。现车管理子系统的主要功能包括：站内现存车情况的实时监管、现车信息与确报信息的实时更新。现车管理子系统工作模式为：列车到站后，根据该列车的确报信息，自动转换成对应股道的现车信息[8]，自动生成对应股道的详细编组顺序表。详细编组顺序表包括序号、车号、车型、自重、换长、空重、托运人等信息。如果列车需要在站内进行甩挂车作业时，现车管理子系统可以通过与站调管理子系统之间的信息交互，按照调车作业计划的完成情况，实现股道现车信息的实时更新和车辆信息的实时追踪。

随着车列解编、编组工作的实时进行，股道上的现车信息也在不断地实时更新。车列在站内调车作业完毕后，编组工作也随之完成，在股道上形成一列新的待发车列。车站调度员通过站调管理子系统向TDCS/CTC系统发送技术作业完成通知，表明本次列车已经完成作业，待机车摘挂作业完成后便可以发车。列车发车后，现车管理子系统根据接收到的该列车到发点信息，将现车信息转换为相应的确报信息，并向确报系统发送新的确报信息。

现车管理子系统还具备防溜设置、现车推演、留车提醒的功能。例如，对于在车站停车时间比较长的车辆，调车组人员可以根据需要增加防溜措施，并在系统中设置防溜标记；对于未执行的调车计划，系统可以进行现车推演，提前模拟显示调车计划执行后的现车情况，辅助车站调度员和车站信号员更好地掌握现车信息并检查调车计划编制是否准确及可靠；对于保留超过12 h、18 h后的车辆，系统可以根据需要设置自动留车提醒。

2.3 统计(分析)查询子系统

统计(分析)查询子系统服务于车站的统计(分析)人员，以及需要查询目前和历史班次作业信息的其他岗位人员。统计员需于每天18 ∶ 00对一天的作业情况进行统计，对统计分析子系统自动生成的18点报表统计等数据确认无误后进行上报。18点报表统计包括：分界站货车出入表、货车停留时间报表、装卸车报表、货物分类装车报表、分界站接入重车车流表、铁路月度货物运输计划完成情况表、新线货物交出记录表。其中，分界站货车出入表用于统计各分界口的货车接入和交出的车数、吨数等信息，接入和交出信息按空重分别进行统计；货车停留时间报表用于统计本站货车的停留时间，包括总停时、平均停时、有调中转停时及无调中转停时等；装卸车报表按货种、车型、去向等项目进行分类，对车站的装卸车作业车数、吨数进行统计。统计(分析)查询子系统还包括列车检查作业、调车作业超节时统计、班次接发列车统计、班次调车批数和调车钩数统计等功能。统计(分析)查询子系统在分析过程中，主要对铁路货物运量指标、运用效率指标等构成因素进行分析。

2.4 接口子系统

铁路技术站技术作业综合管理系统可以采用带有安全隔离的以太网接口与TDCS/CTC系统、STP系统和确报系统实现信息交互，在确保信息交互安全、高效的基础上，有效融合其他相关专业信息，为实现技术作业的综合统筹和自动化管理提供数据支撑[9]。

（1）与TDCS/CTC系统的接口。铁路技术站技术作业综合管理系统接收由TDCS/CTC系统发送过来的列车计划、调度命令、到发点等信息，并返回签收回执，同时还向TDCS/CTC系统发送调车计划、作业完成通知等信息，通过与TDCS/CTC系统的结合，不仅实现车站内多个关键作业岗位的融合，便于综合分析、统一管理，提高铁路技术站作业的效率和安全，还实现了大量运输数据信息的有效交互和共享，为后续建设车站大数据，发展智能铁路奠定技术基础。

（2）与STP系统的接口。铁路技术站技术作业综合管理系统将编制完成的调车计划和防护指令等信息发送给STP系统，并接收STP系统返回的签收回执和执行状态等信息，通过与STP系统的结合，不仅实现技术站调车作业流程自动化的全贯通，加强机车地面作业的安全联控，还丰富了系统的功能和内涵，扩大系统的服务面。

（3）与确报系统的接口。铁路技术站技术作业综合管理系统接收由确报系统发送的列车确报信息，确报信息是编制日班计划、阶段计划、调车计划、组织货物装卸和车流统计的重要依据，如车号、车型、自重、换长、标重、载重、终到站、原发站、方向号、品名、集装箱、发货人、收货人等信息，列车甩挂作业完成后，向确报系统返回新的确报信息。铁路技术站技术作业综合管理系统与确报系统的结合，联合调车作业和现车信息的综合管理，有效地串联了列车的到达、解体、编组、发送等技术作业，实现了确报信息的实时性、准确性及连贯性。

2.5 综合信息管理平台

综合信息管理平台可以采用关系型数据库管理系统，如Oracle数据库，实现数据信息的存储和共享[10]。综合信息管理平台对列车计划、调车计划、机车交路信息、现车确报信息、统计信息进行实时存储和动态更新，形成目前和历史数据的综合存储，同时结合调度命令、列车编组、调车作业完成情况生成关联信息，在技术作业大表上完成综合铺画，最终生成的技术作业图表，不仅可以作为各技术作业岗位统计、分析及查询的信息依据[11]，还可以为下一步大数据建设和应用提供数据源。系统对各项综合数据进行动态计算，实现技术作业计划的安全卡控及生成辅助决策信息，并实时发送给站调管理子系统；生成调车作业动态防护指令信息，实时向STP系统发送；根据各项生成计划制订动态应急预案；系统以年度、季度、月度等节点统计分析生成相关动态分析报告，为大数据挖掘应用提供依据和素材。例如，为实现技术作业在特殊情况下的自动调整提供关键数据支撑，为系统整体业务功能运用提升和进一步拓展奠定基础。

综合信息管理平台与各子系统间采用C/S工作模式实现信息的实时交互和综合处理。系统间通信以TCP/IP协议为基础，采用安全套接字层SSL技术，配合身份鉴别、数据加密实现数据信息交互的安全性、有效性、可控性。

3 结束语

随着铁路大数据、人工智能等技术快速发展，智能铁路成为我国铁路发展的方向。铁路技术站技术作业综合管理系统正是基于跨专业的信息融合，面向大数据，依托成熟的信息系统架构和综合信息管理平台，将作业流程自动化与安全卡控相结合，优化各技术作业岗位间的协作模式，提高各岗位的作业效率、作业安全和作业管理水平，实现技术站作业的安全可控及综合自动化，提升铁路技术站的安全综合管理水平，对将来车站劳动力资源的合理配置、信息系统资源的优化整合、车站大数据和智能化的建设和发展起到积极的推动作用。