鐵路局貨車(chē)列尾管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉宗洋，蔣 薈，曹 松，喻冰春

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081)

貨車(chē)列尾裝置是貨物列車(chē)取消守車(chē)后保證列車(chē)運(yùn)行安全的重要行車(chē)設(shè)備。列尾裝置是隨貨物列車(chē)運(yùn)行的移動(dòng)設(shè)備，運(yùn)用中涉及多車(chē)站、多部門(mén)的協(xié)作配合，但目前鐵路局的列尾管理大多仍處于作業(yè)手工記錄、信息電話(huà)傳遞的落后模式，使得鐵路局及車(chē)站各級(jí)管理者對(duì)作業(yè)信息的掌握難以做到及時(shí)、準(zhǔn)確、全面，這給列尾裝置的調(diào)配運(yùn)用、故障處理、責(zé)任溯源等管理帶來(lái)了諸多不便，列尾裝置的運(yùn)用管理水平和運(yùn)用效率亟待進(jìn)一步提升。

鑒于此，有必要建立一套針對(duì)鐵路局及其車(chē)站列尾運(yùn)用管理的貨車(chē)列尾管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)列尾裝置的全生命周期、運(yùn)用全過(guò)程追蹤管理。通過(guò)采集列尾各作業(yè)環(huán)節(jié)的作業(yè)數(shù)據(jù)，記錄管理列尾的到發(fā)運(yùn)用信息、運(yùn)行故障信息、檢測(cè)充電數(shù)據(jù)等，使得管理部門(mén)全面、實(shí)時(shí)掌握列尾運(yùn)用動(dòng)態(tài)，逐步優(yōu)化作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)列尾作業(yè)的科學(xué)化和規(guī)范化管理。同時(shí)，累計(jì)的作業(yè)數(shù)據(jù)可為列尾裝置的運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析提供依據(jù)，輔助管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)列尾運(yùn)用中的問(wèn)題并有針對(duì)性的處理問(wèn)題，從而降低列尾故障率，保障貨物列車(chē)運(yùn)行安全。

1 系統(tǒng)需求分析

1.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

系統(tǒng)的總體目標(biāo)為：以貨車(chē)列尾裝置運(yùn)用全過(guò)程生命周期管理為目標(biāo)，建立鐵路局、車(chē)站兩級(jí)列尾管理信息系統(tǒng)。通過(guò)車(chē)站系統(tǒng)采集、記錄列尾作業(yè)信息，實(shí)現(xiàn)列尾各作業(yè)環(huán)節(jié)的追蹤，為鐵路局、站段運(yùn)輸管理部門(mén)和作業(yè)部門(mén)提供電子化貨車(chē)列尾裝置運(yùn)營(yíng)安全管理信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)全鐵路局聯(lián)網(wǎng)的貨車(chē)列尾裝置運(yùn)用管理的在線監(jiān)控，建成覆蓋全鐵路局的集監(jiān)測(cè)、管理和決策分析為一體的貨車(chē)列尾管理信息系統(tǒng)，保障貨物列車(chē)運(yùn)行安全。

1.2 用戶(hù)需求分析

按照業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)用戶(hù)主要分為鐵路局用戶(hù)與車(chē)站用戶(hù)。鐵路局用戶(hù)包括：鐵路局業(yè)務(wù)管理人員、調(diào)度人員；車(chē)站用戶(hù)包括：業(yè)務(wù)管理人員、作業(yè)人員、維修人員。

鐵路局業(yè)務(wù)管理人員需實(shí)時(shí)掌握全鐵路局列尾裝置的運(yùn)用、維修及故障處置情況，通過(guò)系統(tǒng)分析對(duì)設(shè)備運(yùn)用及維修情況進(jìn)行客觀的運(yùn)用考核評(píng)價(jià)，從而為列尾設(shè)備選型、技術(shù)改造提供參考依據(jù)，促進(jìn)管理者有針對(duì)性地強(qiáng)化對(duì)貨車(chē)列尾裝置的運(yùn)用、維修管理力度，提高運(yùn)用、維修管理科學(xué)化水平，保障貨物運(yùn)輸安全。

鐵路局調(diào)度人員需要實(shí)時(shí)掌握全鐵路局列尾裝置的運(yùn)用、調(diào)配、運(yùn)行故障處理情況，掌握與列尾裝置相關(guān)的調(diào)度命令情況，以便總結(jié)發(fā)現(xiàn)運(yùn)用管理存在的問(wèn)題，不斷改進(jìn)，高效地指揮運(yùn)營(yíng)。

車(chē)站業(yè)務(wù)管理人員主要負(fù)責(zé)管內(nèi)列尾裝置運(yùn)用計(jì)劃的制定，協(xié)調(diào)解決列尾運(yùn)用中發(fā)生的問(wèn)題；車(chē)站列尾作業(yè)人員需及時(shí)掌握本班的車(chē)次到發(fā)信息、出務(wù)進(jìn)行列尾裝置的摘掛作業(yè)，記錄相關(guān)的作業(yè)數(shù)據(jù)；維修人員負(fù)責(zé)列尾裝置及其附屬設(shè)備的維修、保養(yǎng)、年檢等工作并做好相關(guān)記錄，解決列尾裝置運(yùn)用中發(fā)生的問(wèn)題，及時(shí)上報(bào)管理中心。

1.3 數(shù)據(jù)源分析

貨車(chē)列尾管理信息系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)源為車(chē)站列尾作業(yè)信息，此外，系統(tǒng)還需獲取必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為列尾的管理及作業(yè)提供支持。這些數(shù)據(jù)可通過(guò)設(shè)備采集、文件傳輸、Web服務(wù)，人工錄入等途徑獲取，主要包括：

（1）列車(chē)的到發(fā)計(jì)劃信息：獲取列車(chē)階段計(jì)劃，為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行列尾裝置的到發(fā)作業(yè)安排、調(diào)配資源提供支持。

（2）檢測(cè)、充電數(shù)據(jù)：在檢測(cè)和充電作業(yè)環(huán)節(jié)中自動(dòng)采集列尾主機(jī)檢測(cè)及充電作業(yè)數(shù)據(jù)，減少列尾檢測(cè)員的作業(yè)量，降低人工抄錄檢測(cè)、充電信息產(chǎn)生的誤差給管理上帶來(lái)的不便。

（3）列尾裝置運(yùn)用的動(dòng)態(tài)信息：車(chē)站列尾作業(yè)員提交的摘掛、回送、交接等運(yùn)用信息。同時(shí)，結(jié)合列車(chē)運(yùn)行軌跡信息用于追蹤列尾裝置隨貨車(chē)列車(chē)的運(yùn)行情況。

（4）故障維修信息：車(chē)站列尾作業(yè)組值班員、用修中心等用戶(hù)提交的故障維修作業(yè)信息。掌握列尾裝置故障情況有利于用戶(hù)對(duì)這類(lèi)故障進(jìn)行重點(diǎn)檢查和處理，改善設(shè)備運(yùn)用狀況。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體架構(gòu)

鐵路局列尾管理信息系統(tǒng)由車(chē)站級(jí)系統(tǒng)和路局級(jí)系統(tǒng)二級(jí)系統(tǒng)組成。其總體架構(gòu)如圖1。

車(chē)站級(jí)列尾管理信息系統(tǒng)包括配屬站、折返站/中間站版系統(tǒng)，依據(jù)其功能的不同應(yīng)用特點(diǎn)又可劃分為數(shù)據(jù)應(yīng)用子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和手持終端子系統(tǒng)。用戶(hù)可通過(guò)PC機(jī)監(jiān)控終端和手持終端實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的訪問(wèn)。

路局級(jí)系統(tǒng)主要由作業(yè)管理子系統(tǒng)、運(yùn)用追蹤子系統(tǒng)和統(tǒng)計(jì)分析子系統(tǒng)等構(gòu)成，它通過(guò)獲取各站作業(yè)信息進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，為前臺(tái)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。用戶(hù)可通過(guò)客戶(hù)端查詢(xún)各站作業(yè)信息，完成列尾裝置調(diào)配計(jì)劃制定、運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析等工作。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)

鐵路局與車(chē)站間的數(shù)據(jù)傳輸是實(shí)現(xiàn)鐵路局級(jí)系統(tǒng)與車(chē)站級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行信息交互的關(guān)鍵。鐵路局與車(chē)站間的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程如圖2：

圖2 鐵路局、車(chē)站間的數(shù)據(jù)傳輸流程

2.3 系統(tǒng)功能框架

貨車(chē)列尾管理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)應(yīng)用子系統(tǒng)分為車(chē)站級(jí)和鐵路局級(jí)二級(jí)應(yīng)用，各級(jí)系統(tǒng)的功能側(cè)重略有差異，應(yīng)用系統(tǒng)整體功能框架如圖3：

圖3 貨車(chē)列尾管理信息系統(tǒng)的主要功能結(jié)構(gòu)

根據(jù)各級(jí)用戶(hù)工作范圍，車(chē)站級(jí)系統(tǒng)為車(chē)站用戶(hù)提供到發(fā)及摘掛作業(yè)監(jiān)控、檢測(cè)充電信息查詢(xún)、電子作業(yè)日志等功能上的支持。借助這些服務(wù)，車(chē)站用戶(hù)回填列尾摘解、交接、回送等環(huán)節(jié)的作業(yè)信息，記錄列尾裝置的故障、維修情況，查看系統(tǒng)自動(dòng)接入的列尾主機(jī)檢測(cè)和電池充電信息，從而全面、實(shí)時(shí)掌握列尾主機(jī)的運(yùn)用狀態(tài)。

鐵路局級(jí)系統(tǒng)為鐵路局用戶(hù)提供了動(dòng)態(tài)管理、作業(yè)異常監(jiān)控、運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析等功能。管理人員可通過(guò)直觀的地圖展示和各種不同類(lèi)型報(bào)表實(shí)時(shí)監(jiān)控列尾的整體運(yùn)用狀況，通過(guò)系統(tǒng)提供的統(tǒng)計(jì)分析功能，全面掌握列尾裝置運(yùn)用的各種信息，從而為制定合理的調(diào)配計(jì)劃和指揮管理提供依據(jù)。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 列尾裝置的動(dòng)態(tài)追蹤

由于貨車(chē)列尾作業(yè)多采用手工記錄方式，不便于管理查看，同時(shí)列尾裝置出站后位置狀態(tài)很難確定，給列尾裝置的科學(xué)化管理帶來(lái)了極大的不便。本系統(tǒng)利用鐵路局級(jí)系統(tǒng)及車(chē)站級(jí)系統(tǒng)的信息交互與共享，同時(shí)借助部分軌邊監(jiān)測(cè)設(shè)備采集信息的有效融合實(shí)現(xiàn)了對(duì)列尾裝置的動(dòng)態(tài)追蹤。列尾裝置到達(dá)列尾作業(yè)站進(jìn)行作業(yè)時(shí)，系統(tǒng)可通過(guò)作業(yè)數(shù)據(jù)采集獲取到列尾裝置的運(yùn)用動(dòng)態(tài)信息。對(duì)于出站隨車(chē)運(yùn)用后列尾裝置，由于是隨貨物列車(chē)運(yùn)行，所以可獲取列車(chē)的運(yùn)行軌跡就可以掌握列尾裝置的運(yùn)行位置。因此，在本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，采用通過(guò)軌邊監(jiān)測(cè)設(shè)備來(lái)獲取列車(chē)的通過(guò)信息，以車(chē)次和通過(guò)時(shí)間等因素作為計(jì)算處理依據(jù)，將列車(chē)與列尾裝置建立“一對(duì)一”關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)列尾裝置站外運(yùn)行軌跡的動(dòng)態(tài)追蹤監(jiān)控。

3.2 鐵路局與車(chē)站間的數(shù)據(jù)綜合運(yùn)用

列尾裝置的運(yùn)用涉及多個(gè)作業(yè)站，數(shù)據(jù)在鐵路局與車(chē)站、車(chē)站與車(chē)站間的綜合運(yùn)用有利于各級(jí)業(yè)務(wù)管理人員全面掌握列尾裝置的運(yùn)用信息，促進(jìn)系統(tǒng)的深入應(yīng)用。

車(chē)站作業(yè)信息、列尾裝置檔案信息傳輸至鐵路局，鐵路局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器對(duì)各站的信息按規(guī)則分析、判別后入庫(kù)為鐵路局的前臺(tái)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。車(chē)站數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)收到的外站信息按車(chē)站需要進(jìn)行處理，服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，比如：(1)對(duì)接收到的外站到本站的發(fā)車(chē)記錄，后臺(tái)程序處理記錄相關(guān)信息后存儲(chǔ)作為本站的到達(dá)計(jì)劃，用戶(hù)在客戶(hù)端核對(duì)該計(jì)劃主機(jī)、電池等相關(guān)信息后選擇作業(yè)地點(diǎn)等信息即可完成回填；(2)將外站到本站的列尾回送記錄處理入庫(kù)，作業(yè)組值班員可提前獲得列尾的回送信息以合理安排人員出務(wù)；(3)通過(guò)匯總聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)作業(yè)流程缺失等不規(guī)范作業(yè)情況，以助于采取有效措施、規(guī)范作業(yè)流程。

3.3 車(chē)站檢測(cè)、充電數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集

借助數(shù)據(jù)采集終端，系統(tǒng)可全自動(dòng)實(shí)時(shí)采集列尾主機(jī)檢測(cè)臺(tái)、電池充電儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)和充電數(shù)據(jù)，并進(jìn)行有效存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)、主機(jī)檢測(cè)臺(tái)和電池充電儀制定相關(guān)數(shù)據(jù)接口協(xié)議，利用串行口等外部接口自動(dòng)采集設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集終端調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將采集到的設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)校驗(yàn)后入庫(kù)，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完整性。部署于數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)采集服務(wù)以系統(tǒng)服務(wù)形式存在數(shù)據(jù)采集終端，隨采集終端自動(dòng)啟動(dòng)，降低了人工干預(yù)的可能。列尾檢測(cè)、充電作業(yè)采集過(guò)程如圖4：

圖4 檢測(cè)、充電作業(yè)采集

3.4 高效可靠的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析

貨車(chē)列尾裝置價(jià)格高、作用大，如何合理調(diào)配、利用好現(xiàn)有的設(shè)備資源更好地服務(wù)于行車(chē)安全，同時(shí)節(jié)約購(gòu)置、維修成本是列尾管理的工作重心之一。

系統(tǒng)通過(guò)累計(jì)的列尾運(yùn)用記錄、檢測(cè)記錄、故障記錄、維修次數(shù)等作業(yè)數(shù)據(jù)，為各級(jí)管理部門(mén)提供了面向維修和運(yùn)用管理的多種自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)。比如通過(guò)對(duì)列尾裝置運(yùn)用頻次、檢測(cè)頻次、故障頻次的統(tǒng)計(jì)分析，管理者可以全面掌握管轄范圍列尾裝置的運(yùn)用情況，以便制定合理的調(diào)配方案，使列尾裝置的運(yùn)用趨于合理，避免出現(xiàn)運(yùn)用頻次過(guò)高和運(yùn)用頻次過(guò)低的現(xiàn)象，同時(shí)故障發(fā)生頻次較高的列尾裝置得到重點(diǎn)檢查維修處理。再如，通過(guò)提供對(duì)各作業(yè)點(diǎn)列尾摘掛情況的分析，管理人員對(duì)各作業(yè)點(diǎn)的資源分布、使用情況能有更加全面的了解和掌握，以此為依據(jù)可以更為合理地調(diào)配列尾資源、促進(jìn)列尾運(yùn)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

貨車(chē)列尾管理信息系統(tǒng)已在蘭州鐵路局推廣應(yīng)用。通過(guò)在蘭州鐵路局的應(yīng)用，系統(tǒng)取得了以下主要成效：各車(chē)站實(shí)現(xiàn)了自管列尾裝置的電子化檔案、臺(tái)帳管理，有效地采集了列尾裝置各作業(yè)環(huán)節(jié)的信息，規(guī)范了作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)了列尾作業(yè)的規(guī)范化和科學(xué)化管理。鐵路局管理人員可以全面掌握全局列尾裝置運(yùn)用動(dòng)態(tài)，對(duì)追溯故障責(zé)任、調(diào)配資源及考核分析等工作有了及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，管理水平和工作效率得到了較大幅度的提高。

系統(tǒng)下一步發(fā)展方向?qū)⒕o密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用需求，進(jìn)一步豐富和完善系統(tǒng)功能，提高系統(tǒng)的適應(yīng)范圍。相信貨車(chē)列尾管理信息系統(tǒng)的推廣應(yīng)用將有利于提高列尾裝置的運(yùn)用效率，更好地發(fā)揮其行車(chē)安全保障作用，對(duì)實(shí)現(xiàn)鐵路局列尾裝置運(yùn)用管理的科學(xué)化和規(guī)范化、制定合理的調(diào)配計(jì)劃、避免設(shè)備采購(gòu)浪費(fèi)將起到積極的推動(dòng)作用。

[1]王志國(guó)，馮 雷. 淺談列尾裝置的運(yùn)用與管理[J].鐵路運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2002（13）：53-54.

[2]顏?zhàn)谲? 防止列尾裝置故障安全對(duì)策的探討[J]. 甘肅科技縱橫，2008（1）：24-25.