信息化铁路运输调度指挥调度系统浅析

引言：本文概括地介绍了信息化铁路指挥系统的作用，分析了主要技术及特点。最后，对该系统的应用价值及发展提出了展望。

一、概述

铁路是国民经济的大动脉。铁路运输工作的核心在于运输调度指挥，而运输调度指挥最重要的地点在路局调度所。路局调度所是路局运输指挥中枢，担负着组织日常运输生产和确保运输安全的重要任务。长期以来，调度指挥手段落后，方式简单，已经难以满足调度指挥工作的需要，制约了铁路运输的发展。

铁路运输调度指挥系统是一个完整的铁路运输解决方案，满足了铁路运输的各种需要。在以调度为中心的系统架构下，铁路运输调度指挥系统整合了机车车辆实时跟踪、微机联锁、机车信息台、车辆号识别、设备管理、仓储管理、大屏幕显示、平面调车、局域网、财务结算、计划统计等原来各自独立的系统，使其涵盖了铁路运输各个层面，能“完整”解决铁路运输各方面的问题，使运输效率最大化。

二、系统结构

铁路运输调度指挥系统是一个全方位的控制和管理的综合系统，既包括底层的控制系统，又包括上层的管理系统。系统由调度指挥信息系统、调度集中控制系统以及机车移动信息平台3个部分组成。

1. 调度指挥信息系统

铁路日常运输工作的关键是调度指挥，建立企业内铁路运输调度指挥系统，通过计算机联网，对在生产厂区内的所有铁路车辆（包括路局车辆、企业自备车辆、机车）的状态、位置以及车辆运载的货物进行管理，掌握运输动态，对分布在各条线路上的机车和货车进行实时追踪，由计算机网络向各级调度提供日常计划和指挥所需的各种资料，包括定时报告和实时查询，而且还可生成运输情况统计报告。通过计算机联网管理全厂货车，动态掌握全厂机车车辆的运行、装卸车状态等运输生产活动，为管理人员及主要职能部门提供管理与决策信息。

调度指挥信息系统是上层系统，所有的子系统通过这个系统实现有机的结合。它通过光纤网络组成核心的计算机网络，在中心机房设立中央服务器，在各级调度、货运人员以及相关管理部门的工作场所设立工作站，组成一个完整的信息网，通过各级操作人员的操作实现对铁路货物、机车、车辆等的实时跟踪和管理，同时自动生成各级查询和统计报表，为各级调度人员和运输部门的管理人员进行生产指挥提供实时准确的数据。它由货物车辆实时跟踪系统、生产作业管理系统、计划统计系统、综合信息查询系统、系统管理功能、财务网络结算系统、车号识别系统、全厂生产网络系统、智能化辅助决策系统等几个子系统组成。

2. 调度集中控制系统

调度集中控制系统在管控中心对全厂联锁设备进行集中控制，主要包括3个层次：操作层（一层），联锁层（二层），室外设备层（三层）。操作层在管控中心，包括联锁操作机、大屏幕、调监机、服务器等；联锁层是在各信号楼的微机联锁设备，包括联锁机、接口柜、电源屏、监测机等；室外设备只包括转辙机、信号机、轨道电路及电缆。

管控中心通过全厂网络系统与各信号楼的计算机交换数据。在管控中心与信号楼之间铺设光纤，组建一个光纤网络系统。位于管控中心的操作机发出操作信息，通过网络传给信号楼的联锁机，联锁机经联锁运算后输出信号给楼内接口柜，由接口柜驱动室外设备（包括近远程）动作。信号楼上传的数据与管控中心本身产生的数据均存放在管控中心的服务器中，供调监、管理机、远程诊断等系统共享。

调度集中控制系统由调度监督系统、大屏幕显示系统、全厂集中控制系统、车站微机联锁系统、车站微机监测系统和全厂控制双网络系统等几个子系统组成。

3. 机车移动信息平台

机车信息台借助全厂无线网络成为系统的移动终端。采用的亨钧机车移动通讯技术类似于电信的蜂窝通讯，采用多基站同频分时组网通讯方式。多基站可以有效地减少死角，提高通讯质量。每个基站的通讯距离可达10km，各基站的通讯范围是重叠的，因此1个或2个基站故障时，无线网络仍可正常工作，这种无线组网方式，在国际上也是先进的，而且造价较低。除了完成调度作业计划的无线传输之外，机车信息台还集成了平面无线调车和机车黑匣子功能。它采用全集成的一体化设计，挂壁式安装，节省了车内空间。

三、关键技术

铁路运输生产调度指挥系统是一个全方位的控制和管理的综合系统，为了实现系统的功能以及达到各项严格指标要求，采用了以下几种关键技术：服务器热备架构、冗余双环网、连锁机。

1. 服务器热备架构

考虑到系统的可靠性和数据安全性，服务器采用双机热备。两台服务器通过磁盘阵列，连接成为互为备份的双机系统，当主服务器停机后，备份服务器能继续工作，防止用户的工作被中断。磁盘柜磁盘具有热插拔功能，且可以灵活组成RAID模式，当一块硬盘损坏，数据可以恢复，保证数据不丢失。

服务器拥有双机容错系统解决方案，由于采用了双机容错的集群结构，系统具有极高的可靠性。两台服务器可以作为一个整体对网络提供服务，且相互间互为监控。集群具有一定的负载平衡功能，可将一个任务的多个进程分摊到两台服务上运行，提高系统的整体性能。当一台服务器发生故障时，其上所运行的进程及服务可以自动地由另一台服务器接管，保证网络用户的工作不受影响。同时，系统采用RAID技术对数据进行保护，可确保重要数据不因系统故障而造成损失。

2. 冗余双环网

一个全厂范围的控制系统必须要有一个稳定坚固的网络结构做支撑，因此网络选型关系到整个系统的安全可靠性。控制系统的安全级别高于管理系统，因此控制系统应搭建独立的全厂网络系统。本系统选用快速工业冗余环网。该网络广泛应用于全世界大中型企业的重要控制系统中，该网络组成了2个完全电气隔离的冗余环网，实现了交换机的冗余，即使一条光缆与一台交换机同时故障也不会影响系统的正常运行。由于本身已构成环形，为冗余形态，因此，双环网不铺设二条光缆线路，而是使用了二对芯线。系统中的所有计算机均安装了RSSNET双网并发通讯软件包，各个应用软件本身并不具备双网络通讯功能，它们先将数据交给RSSNET，由RSSNET在双网络上智能化调度数据，RSSNET可以做到一条网络故障时零切换时间。

结束语

对于铁路运输调度指挥系统，大致经历信息化、信息化主导的自动化和智能化3个阶段。信息化阶段的标志是调度指挥信息系统的建立。信息化主导的自动化阶段的标志是调车作业与行车作业的自动化。系统一旦实现了智能化将使调度指挥系统达到一个新的高度，运输生产效率显著提高，人员得到进一步解放，管理更为精细。本文的创新点在于运输生产调度指挥系统可以使企业实现便捷、及时、统一、低成本、高效率的铁路运输管理。问题的研究结果对基于铁路货物运输为主的生产制造企业有一定的实践意义。

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（作者单位：北京铁路局调度所）