铁路编组站综合自动化系统车务数据在线维护平台设计

田 宇，刘珍珍，李瑞辰，蒋元华，刘 青

（1.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；2.中国铁道科学研究院研究生部，北京 100081)

1 概述

编组站作为铁路重要的基层生产单位，是铁路枢纽及干线畅通的关键环节[1-3]。编组站综合自动化(SAM)系统是由铁路编组站内行车作业、调车作业、货车信息管理三大自动化设备组成的系统。SAM系统将编组站作业计划及调度指挥管理与作业过程自动安全控制有机结合[4]，通过车站作业人员集中办公，提高沟通效率，并可以实现列车、调车、本务机按照阶段计划自动办理进路开放手续，达到减员增效的目的。目前，SAM系统已经成功地运用于全国十多个大中型编组站。姚宇峰[5]、王健[6]、刘青[7]、许展瑛[8]等分别在SAM的智能化、能力查定、综合自动化的仿真平台，以及SAM车站行车岗位的配置等方面进行了深入研究。这些研究在不同方向丰富了SAM的内容和体系结构，但在SAM车务数据在线维护方面鲜有研究。

车务数据是SAM系统控制功能实现的基础和编组站安全作业卡控的依据。车务数据的准确性是编组站安全办理列车作业和调车作业的前提和保障。为将一些车站注重的、能够帮助系统提高编组站作业效率，以及增加编组站安全作业卡控的可配置数据归类管理，将这类数据定义为车务数据。车务数据包含列车运行图卡控数据、接触网数据、维修分区数据、接车进路自动触发时机数据和自动下达技术作业通知时机数据等。各项车务数据的功能如下。

（1）列车运行图卡控数据。帮助SAM系统卡控列车在站内按图行车，有效防护错误办理列车进路。

（2）接触网、维修分区数据。帮助SAM系统在值班员操作界面上自动标记接触网区域和维修分区，相关停电或施工天窗区域在防护人员盯控界面上一目了然，提高电务人员和工务人员的防护效率和安全性。配合SAM系统自动排列进路功能，系统不会向停电或施工天窗区域开放进路，有效地防护现场检修人员的安全。

（3）接车进路自动触发时机数据。保证进路在合适的时机开放，保证列车运行速度不降低，提高区间通过能力，防止机外停车。

（4）自动下达技术作业通知时机数据。帮助系统在合适时机自动下达技术作业通知，让现场作业人员能够及时进行技术作业，不会因为技术作业通知下达的早或晚而影响技术作业效率。

目前车务数据的制作与更换都需要技术人员和车站人员、电务人员相互配合。由于异地办公，流程繁琐，不但需要变更手续的申请批复，还需要现场施工要点换装新数据，重启作业终端，影响现场作业。另外，厂家技术人员和车站人员、电务人员需要反复核对、校准数据，导致效率低下。现阶段SAM系统应用车站不断增长，全路列车运行图调整频繁，伴随车站不定时的对供电网区域和维修分区划分进行变更，技术人员和车站人员、电务人员的工作量增加，导致时间与财务成本双高。

为满足实际需求、提质增效，车务数据在线维护平台的研究就显得十分必要。车务数据在线维护平台能够在数据制作过程中自动校核数据，从源头保证数据的准确性。车务数据在线维护平台可以优化编组站现场更换车务数据的过程，实现数据的制作、校核、更换流程化、标准化作业，作业过程完全可控、可追溯，保障车务数据更换的及时性、可靠性，消灭错换、漏换、提前换等不安全操作。

2 车务数据在线维护平台的设计

2.1 平台系统架构

车务数据在线维护平台设计采用C-S架构，分为服务端、客户端，以及通信层3个部分。车务数据在线维护平台系统架构如图1所示。

服务端由数据库服务器和FTP服务器组成。①数据库服务器。为车务数据在线维护和换装业务提供数据储存服务；通过分离既有SAM系统数据库和车务数据在线维护平台数据库实现数据隔离，保障数据安全。②FTP服务器。为车务数据在线维护和换装业务提供文件收发平台，以压缩文件格式传输保证数据完整性和可用性。

客户端分为车务数据维护终端和车务数据维护客户端。①车务数据维护终端。由用户管理模块、列车运行图数据模块、接触网数据模块、维修分区数据模块、数据校核模块和数据在线换装模块等关键模块组成，关键模块功能描述如表1所示。②车务数据维护客户端。提供命令的接收和转发功能，在车务数据维护终端和既有SAM系统之间起桥梁的作用；监测既有SAM系统的运行状态，包括运行状态和主备用状态。

图1 车务数据在线维护平台系统架构Fig.1 Framework and structure of online maintenance platform

表1 关键模块功能描述Tab.1 Key module function descriptions

通信层由双层环形局域网和消息过滤器构成。①双层环形局域网。隔离既有SAM系统主用网和热备网，并与车务数据在线维护平台隔离，达到网络冗余效果，提高可用性。②消息过滤器。过滤收发消息，保障不与既有SAM系统消息流产生交叉干扰，占用通信资源，提高网络的可达性和稳定性。

2.2 车务数据在线维护平台关键技术

（1）保障数据传输安全的操作流程卡控。严密的流程设计可以防止操作人员反复操作软件导致数据版本混乱，保障数据传输安全。软件提供从新建编辑、继续编辑、数据签认、数据发布、数据更新、数据回退到结束流程一整套操作流程。每当需要编辑新数据时需要结束上一阶段的流程才能进行新建编辑。数据签认完成后在此轮流程内不能够返回修改签认过的数据。数据发布成功后才能对数据进行更新操作。一步一步环环相扣，保证数据更新的安全性和一致性。当数据更新后如果发现数据问题，提供数据回退的补救措施。车务数据在线维护平台操作流程如图2所示。

（2）保障数据传输通道稳定的UDP组播通信。SAM系统采用双环网多点连接，保证系统通信安全稳定。在SAM环网上各软件和接口机、服务器的通信消息数量庞大，为不给SAM系统通信转发软件增加转发压力，结合软件平台自身一对多通信的特点，车务数据在线维护平台在设计时采用UDP组播通信的方式，并开发系统自用消息过滤模块，保证车务数据维护终端和客户端软件的通信高效稳定。车务数据在线维护平台采用专用多播地址，不与既有SAM系统产生交叉，达到通信隔离的目的。

（3）保障数据传输效率的.net数据交换。车务数据在线维护平台的设计初衷是提质增效，而原始的列车运行图卡控数据、接触网数据和维修分区数据等车务数据的更换是非常复杂的过程。从车站、电务部门对数据的提报，到厂家针对提报进行数据制作，再到车站、电务部门核对数据并上报数据变更计划，进行现场要点，最后到厂家派出专人在现场更换数据，无一不是降低效率、提高成本的过程。车务数据在线维护平台采用.net数据交换技术，将编辑的数据生成本地配置文件并传送至SAM系统操作终端，平台通知SAM终端软件替换新配置文件并重新加载数据库。此过程在线完成，不需要现场要点和厂家专人配合，可以完全按照规定时间进行数据变更，消除要点对现场作业的干扰，达到提质增效的目的。

图2 车务数据在线维护平台操作流程图维护平台操作流程图Fig.2 Operation flow of online maintenance platform

3 结束语

为提升管理水平和服务质量，优化SAM系统，提高编组站作业效率，从车务数据变更流程入手，研发车务数据在线维护平台。从数据制作方面减少厂家、车站和电务部门多次转译、校验的过程，并通过计算机按照数据制作流程保证数据格式的标准化和统一化；从数据变更流程方面进行简化，可以实现车务数据在线运维，简化繁琐的数据变更审批手续，不影响现场实时作业；从人力成本方面减少车站、电务和厂家的重复沟通，降低人力成本。目前，车务数据在线维护平台已经在株洲北站、昆明东站和合肥东站稳定运行。另外，还会进一步研发SAM系统的扩充功能，不断完善车务数据在线维护平台功能。