TDCS/CTC車站行車數據集中化管理的研究

傅鐘暉 許 偉

TDCS/CTC車站行車數據集中化管理的研究

傅鐘暉 許 偉

摘 要：行車數據集中化管理是鐵路信息化建設中的重要組成部分。該方案有效組織并管理了車站重要的行車數據，為統計行車數據提供了方便的方式，為運輸合理化提供了參考數據，也為整理、存檔車站行車數據提供了基礎。

關鍵詞：TDCS;集中化;管理

TDCS/CTC系統是從20世紀90年代初期的DMIS系統發展而來，從最初的站場信息監督的行車輔助設備，發展到涵蓋行車日志管理、調度命令管理、站存車輛上報、車輛編組查詢等功能的重要行車裝備，已成為鐵路調度運輸系統重要的組成部分，是實現鐵路安全、正點、高效運行的重要技術手段。TDCS/CTC系統的大量信息都是從各級站段客戶端產生，這些信息為故障分析、場景再現提供了方便、真實、可靠的數據，也為車務部門統計行車數據、進行車輛安排及運輸合理化提供了參考。然而，大量的日常工作信息存儲在各級站段的用戶終端設備上，如何管理這些重要的行車數據成了一個新的課題。

1 現狀分析

實際工作中，各個站段只能到設備終端來查找所需要的信息，或者在設備終端上打印出需要查找的數據，統一帶回進行分析、統計。由于設備始終處在7×24h工作狀態，在終端查找數據多有不便。而且終端設備的工作記錄僅存于一臺設備，若該設備出現異常，不能正常使用，或者設備損壞需要更換，工作記錄就會丟失，這種丟失往往是不可回退的。

由于針對運輸信息非常重要，客戶端設備不能停用，因此各個管理部門都采取了不同的管理措施。例如：對每個設備進行輪檢的同時將運輸信息進行統一備份;如果硬件設備存在故障，在進行硬件設備更換的時候，將原有的運輸數據進行同步。終端設備每天都產生大量的實時信息，存儲在各級站段的終端設備中，隨著時間的推移，形成了數據量龐大的信息文件。上述方法不僅消耗大量的人力也消耗大量的時間，而且不易保證運輸數據的完整性、及時性。因此，設備終端信息的集中管理提上了日程。

1.1 信息管理必要性

單一的設備信息對于分析問題起的作用有限，想要分析一個故障原因或是統計一組列車運行數據，單獨靠一個設備或是一個車站的記錄數據顯然不夠，可能需要多個車站，甚至是涵蓋指揮中心，進行全方位的信息記錄分析才能得出結果。

而對于 TDCS/CTC系統，全局幾百個車站、上千個設備終端信息，對于日后分析故障原因、重現設備當時狀況、分析統計數據、展開優化系統方案及改善管理模式起到了重要作用，所以對設備運輸信息集中管理尤為重要。

1.2 信息管理可行性

TDCS/CTC系統是一個可拓展的網絡結構，由中心局域網和若干個車站局域網組成，每一個局域網都有若干終端設備。利用現有的網絡狀況，可以將各級站段的運輸數據通過網絡統一存儲到中心站段信息管理服務器。

TDCS/CTC網絡是生產網絡，這就要求在對車站運輸數據進行統一管理的時候必須占用較小的帶寬、較小的時間，分批次進行傳輸。

2 實現方式

2.1 物理網絡連接關系

TDCS系統中心機房是整個TDCS系統的“心臟”。在中心機房有海量的存儲空間，高效能的計算機處理能力，以及遍布全局的網絡結構。為設備終端信息集中管理提供了可靠、可行的條件。

TDCS系統網絡由中心網絡和車站網絡組成。為了保證設備的穩定性，中心網絡采取冗余措施，由2個不同網段的以太網絡組成，單一的網卡故障或是單一的網絡故障都不影響中心設備與車站設備的通信連接。車站局域網則是由物理路由環組成，一般7或8個車站會有一個物理路由點環回到中心網絡。全局車站的路由是由若干個這樣的環組成，這樣的組網方式確保一個車站的網絡出現故障，只能影響單一車站的通信，并不會影響其路由環中其他車站的通信。

中心機房的站段信息管理服務器，通過中心路由器與車站終端設備進行數據傳輸。中心客戶端產生的數據則存儲在中心數據庫服務器中，行車數據集中化管理網絡連接如圖1所示。

圖1 行車數據集中化管理網絡連接示意圖

圖1中，當中心路由器A或B出現故障，會造成中心以太網A或B不可使用;但對于中心站段的終端設備，例如信息管理服務器，其擁有以太網A和B 2個網段的數據鏈路，其中一條中斷，中心站段信息管理服務器仍可通過另外一條數據鏈路與車站終端通信，不會造成中心終端設備至車站的網絡中斷。

同樣，車站的網絡冗余不是體現在雙路由、雙網段上。車站的網絡是由若干車站串聯起來與中心路由器組成一個環狀網，其形狀如同“中心路由A—車站A—車站B—車站C—中心路由B”。在這個環狀網絡中，正常情況下信息流通過主用數據鏈路回到中心路由器，在某一個數據鏈路中斷的情況下，車站可通過備用數據鏈路回到中心路由器。例如：車站B與車站C間數據鏈路中斷，則車站A、車站B的信息仍通過主用數據鏈路回到中心，車站C的信息則是通過備用數據鏈路回到中心。這樣就確保了在這個環狀網絡中，一個數據鏈路中斷不會造成某一個車站信息不能到達中心。

2.2 邏輯執行方式

為了在獲取工作記錄時效率最高，每次獲取的工作記錄最好是一個班次完整的工作記錄，最佳工作記錄獲取時間是每次交班后，將上一班的工作記錄傳輸到中心站段信息管理服務器保存起來。但是由于各個站段要求不同，一天24h，三班的工作時間在各個站段規定也是不同的，所以要在統一時間將全局的站段工作記錄保存下來是不可能的。根據這個情況，可以設置3個時間，到達設定時間程序自動開始收集全局客戶端的工作記錄。當然獲得完整的工作記錄，僅僅這樣還是不夠的，在程序自動收集站段終端工作記錄時，有些站可能是已經交班，有些可能是本班次記錄了一半，甚至在0：00時的工作記錄是記錄在前一天的最后一班。所以程序不僅要收集本天的工作記錄，還要收集前一天的工作記錄，這樣才能保證數據的完整性。

這種邏輯處理方式還具備一個優點：在車站與中心完全中斷后，只要在24h內恢復網絡通道，即可保證車站數據的完整性。例如：車站環狀網絡“中心路由A—車站A—車站B—車站C—中心路由B”，在這個環狀通道中同時出現了2個網絡中斷點，形如“中心路由A—車站A×車站B×車站C—中心路由B”，這時車站A與車站B中斷，同時車站C與車站B也中斷，車站B與中心處于無法通信狀態，在這個狀態下車站B仍然存有3個小時的列車運行計劃，甚至可以手工方式輸入列車實際運行時刻。待網絡故障排除后，站段信息管理服務器會在輪循到這個車站時 (見圖2)，獲取當前時間的工作記錄及前一天的工作記錄。所以只要在車站出現網絡故障的24h內恢復網絡通信，即可保證車站的工作記錄匯總到中心站段服務器是完整的。

圖2 程序處理邏輯流程圖

2.3 工作記錄的應用

各個站段的工作記錄集中到中心后，保存到中心站段信息管理服務器。在現場終端故障并修復后，如果之前的工作記錄丟失，可以從中心向車站恢復所需的工作記錄。在中心也可調出某個車站、某個時間、某個班次的工作記錄、調度命令，這對站段的統計工作提供了方便。

管理部門可以有計劃的將整年的工作記錄做為資料刻錄到光盤上以便保存，也可以將這些工作記錄打印成PDF格式的文件保存起來，方便查閱管理。

總之，行車數據集中化給既有TDCS/CTC系統有效的保留歷史數據提供了基礎，方便了用戶查詢、打印、統計等操作，給管理方提供了有效地保留歷史數據的方式。該模式在北京局TDCS系統中試驗運行效果良好。

［1］鐵道部運輸局．鐵路列車調度指揮系統(TDCS)［M］．北京：中國鐵道出版社，2006.

［2］曹傳義．健全安全保障機制，實現車站安全生產有序可控．鐵道安全，2002(1)：35～36.

［3］秦燕燕，許偉.有效冗余備份構建可靠的TDCS通信網絡［J］. 鐵道通信信號，2007，43(12)：35 －37.

Abstract:Centralized management of traffic control data is an important part of railway informatization construction．We propose a solution to effectively organize and manage major traffic control data at station，which provides an easy way for traffic data statistics and reference data for attaining more rational transport and lays a foundation for archiving station traffic control data．

Key words:TDCS;Centralization;Management

傅鐘暉：中國鐵道科學研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

許 偉：中國鐵道科學研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

2012-05-04

(責任編輯：諸 紅)