信息化鐵路運輸調度指揮調度系統淺析

引言：本文概括地介紹了信息化鐵路指揮系統的作用，分析了主要技術及特點。最后，對該系統的應用價值及發展提出了展望。

一、概述

鐵路是國民經濟的大動脈。鐵路運輸工作的核心在于運輸調度指揮，而運輸調度指揮最重要的地點在路局調度所。路局調度所是路局運輸指揮中樞，擔負著組織日常運輸生產和確保運輸安全的重要任務。長期以來，調度指揮手段落后，方式簡單，已經難以滿足調度指揮工作的需要，制約了鐵路運輸的發展。

鐵路運輸調度指揮系統是一個完整的鐵路運輸解決方案，滿足了鐵路運輸的各種需要。在以調度為中心的系統架構下，鐵路運輸調度指揮系統整合了機車車輛實時跟蹤、微機聯鎖、機車信息臺、車輛號識別、設備管理、倉儲管理、大屏幕顯示、平面調車、局域網、財務結算、計劃統計等原來各自獨立的系統，使其涵蓋了鐵路運輸各個層面，能“完整”解決鐵路運輸各方面的問題，使運輸效率最大化。

二、系統結構

鐵路運輸調度指揮系統是一個全方位的控制和管理的綜合系統，既包括底層的控制系統，又包括上層的管理系統。系統由調度指揮信息系統、調度集中控制系統以及機車移動信息平臺3個部分組成。

1.調度指揮信息系統

鐵路日常運輸工作的關鍵是調度指揮，建立企業內鐵路運輸調度指揮系統，通過計算機聯網，對在生產廠區內的所有鐵路車輛（包括路局車輛、企業自備車輛、機車）的狀態、位置以及車輛運載的貨物進行管理，掌握運輸動態，對分布在各條線路上的機車和貨車進行實時追蹤，由計算機網絡向各級調度提供日常計劃和指揮所需的各種資料，包括定時報告和實時查詢，而且還可生成運輸情況統計報告。通過計算機聯網管理全廠貨車，動態掌握全廠機車車輛的運行、裝卸車狀態等運輸生產活動，為管理人員及主要職能部門提供管理與決策信息。

調度指揮信息系統是上層系統，所有的子系統通過這個系統實現有機的結合。它通過光纖網絡組成核心的計算機網絡，在中心機房設立中央服務器，在各級調度、貨運人員以及相關管理部門的工作場所設立工作站，組成一個完整的信息網，通過各級操作人員的操作實現對鐵路貨物、機車、車輛等的實時跟蹤和管理，同時自動生成各級查詢和統計報表，為各級調度人員和運輸部門的管理人員進行生產指揮提供實時準確的數據。它由貨物車輛實時跟蹤系統、生產作業管理系統、計劃統計系統、綜合信息查詢系統、系統管理功能、財務網絡結算系統、車號識別系統、全廠生產網絡系統、智能化輔助決策系統等幾個子系統組成。

2.調度集中控制系統

調度集中控制系統在管控中心對全廠聯鎖設備進行集中控制，主要包括3個層次：操作層（一層），聯鎖層（二層），室外設備層（三層）。操作層在管控中心，包括聯鎖操作機、大屏幕、調監機、服務器等；聯鎖層是在各信號樓的微機聯鎖設備，包括聯鎖機、接口柜、電源屏、監測機等；室外設備只包括轉轍機、信號機、軌道電路及電纜。

管控中心通過全廠網絡系統與各信號樓的計算機交換數據。在管控中心與信號樓之間鋪設光纖，組建一個光纖網絡系統。位于管控中心的操作機發出操作信息，通過網絡傳給信號樓的聯鎖機，聯鎖機經聯鎖運算后輸出信號給樓內接口柜，由接口柜驅動室外設備（包括近遠程）動作。信號樓上傳的數據與管控中心本身產生的數據均存放在管控中心的服務器中，供調監、管理機、遠程診斷等系統共享。

調度集中控制系統由調度監督系統、大屏幕顯示系統、全廠集中控制系統、車站微機聯鎖系統、車站微機監測系統和全廠控制雙網絡系統等幾個子系統組成。

3.機車移動信息平臺

機車信息臺借助全廠無線網絡成為系統的移動終端。采用的亨鈞機車移動通訊技術類似于電信的蜂窩通訊，采用多基站同頻分時組網通訊方式。多基站可以有效地減少死角，提高通訊質量。每個基站的通訊距離可達10km，各基站的通訊范圍是重疊的，因此1個或2個基站故障時，無線網絡仍可正常工作，這種無線組網方式，在國際上也是先進的，而且造價較低。除了完成調度作業計劃的無線傳輸之外，機車信息臺還集成了平面無線調車和機車黑匣子功能。它采用全集成的一體化設計，掛壁式安裝，節省了車內空間。

三、關鍵技術

鐵路運輸生產調度指揮系統是一個全方位的控制和管理的綜合系統，為了實現系統的功能以及達到各項嚴格指標要求，采用了以下幾種關鍵技術：服務器熱備架構、冗余雙環網、連鎖機。

1.服務器熱備架構

考慮到系統的可靠性和數據安全性，服務器采用雙機熱備。兩臺服務器通過磁盤陣列，連接成為互為備份的雙機系統，當主服務器停機后，備份服務器能繼續工作，防止用戶的工作被中斷。磁盤柜磁盤具有熱插拔功能，且可以靈活組成RAID模式，當一塊硬盤損壞，數據可以恢復，保證數據不丟失。

服務器擁有雙機容錯系統解決方案，由于采用了雙機容錯的集群結構，系統具有極高的可靠性。兩臺服務器可以作為一個整體對網絡提供服務，且相互間互為監控。集群具有一定的負載平衡功能，可將一個任務的多個進程分攤到兩臺服務上運行，提高系統的整體性能。當一臺服務器發生故障時，其上所運行的進程及服務可以自動地由另一臺服務器接管，保證網絡用戶的工作不受影響。同時，系統采用RAID技術對數據進行保護，可確保重要數據不因系統故障而造成損失。

2.冗余雙環網

一個全廠范圍的控制系統必須要有一個穩定堅固的網絡結構做支撐，因此網絡選型關系到整個系統的安全可靠性?？刂葡到y的安全級別高于管理系統，因此控制系統應搭建獨立的全廠網絡系統。本系統選用快速工業冗余環網。該網絡廣泛應用于全世界大中型企業的重要控制系統中，該網絡組成了2個完全電氣隔離的冗余環網，實現了交換機的冗余，即使一條光纜與一臺交換機同時故障也不會影響系統的正常運行。由于本身已構成環形，為冗余形態，因此，雙環網不鋪設二條光纜線路，而是使用了二對芯線。系統中的所有計算機均安裝了RSSNET雙網并發通訊軟件包，各個應用軟件本身并不具備雙網絡通訊功能，它們先將數據交給RSSNET，由RSSNET在雙網絡上智能化調度數據，RSSNET可以做到一條網絡故障時零切換時間。

結束語

對于鐵路運輸調度指揮系統，大致經歷信息化、信息化主導的自動化和智能化3個階段。信息化階段的標志是調度指揮信息系統的建立。信息化主導的自動化階段的標志是調車作業與行車作業的自動化。系統一旦實現了智能化將使調度指揮系統達到一個新的高度，運輸生產效率顯著提高，人員得到進一步解放，管理更為精細。本文的創新點在于運輸生產調度指揮系統可以使企業實現便捷、及時、統一、低成本、高效率的鐵路運輸管理。問題的研究結果對基于鐵路貨物運輸為主的生產制造企業有一定的實踐意義。

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（作者單位：北京鐵路局調度所）