CIPS环境下的综合回放

崔 磊

（北京全路通信信号研究设计院，北京 100073）

CIPS系统是针对中国铁路大型编组研发的新一代编组站综合集成自动化系统，具有决策自动化、指挥数字化和执行自动化的特点，其核心是信息的高度集成。大型编组站作业流程复杂，各环节衔接紧密，不同信息间存在大量的相互作用关系。如何通过回放系统完整地再现编组站作业的全过程，是CIPS综合回放系统研究的主要内容。

1 系统构成及实现

CIPS综合回放系统由回放服务器和CIPS客户端构成，如图1所示。回放服务程序与数据库安装在回放服务器中，负责采集和存储回放数据。CIPS客户端通过以太网接入CIPS专用业务网络中，与回放系统相关的客户端软件包括应用软件和回放管理软件（回放控制台）。回放控制台通过网络从数据库中获取回放数据，并控制相应的应用软件展现回放内容。

1.1 回放内容

为综合反映编组站在到、解、集、编、发各作业环节的相互关系，CIPS回放系统在列车、调车、信息及实际作业过程等方面同步采集回放数据，完整回放编组站的行车组织过程、计划调度过程、方案决策过程和实际作业过程。目前CIPS回放系统记录并提供回放功能的数据内容如表1所示。

表1 CIPS回放系统包含的内容

1.2 软硬件环境

CIPS综合回放系统需在编组站CIPS系统大环境下运行，由回放服务器和回放客户端组成。回放服务器使用单台PC服务器实现，根据回放内容对CPU处理能力及存储空间有一定要求，回放客户端可在任一CIPS客户端完成。

CIPS回放服务器程序及客户端程序需在Dot Net Framework 2.0环境下运行，本例中使用Windows Server 2003作为操作系统（客户端使用Windows XP）。数据库选用SQL Server 2005，在数据存储及检索方面可以达到使用要求。

1.3 设计原则与技术条件

（1）回放服务

CIPS回放服务工作流程如图2所示。

CIPS回放服务要保证完整记录各时段表1所列的全部内容。为保证回放内容与实时数据的一致性，回放服务器采取与客户端相同的方法获取数据。在CIPS系统中，表1中所列内容的数据来源全部为多播数据，CIPS回放服务在网络中截取并保存这部分数据，保证用户看到的内容与回放数据库中保存内容同源，从而回放时能够反映当时现场的真实场景。

CIPS回放服务对数据的存储采用完整数据+变化增量的保存方式，在保证数据准确的基础上最大程度减少保存量；同时完整数据与增量数据的数据结构与保存方式完全相同，方便数据的检索。对表1中描述的不同种类的数据，其数据保存/数据还原方式完全相同，也在一定程度上减化了程序处理逻辑。

CIPS回放服务对不同内容的数据分别截取，将数据包副本冠以统一的时标，通过消息队列将此内容传递到存盘线程。存盘线程提取与前一包数据的变化内容，进行保存，并每隔1 h保存一次完整数据。

CIPS回放服务保存回放数据的期限可在系统中设定，清理过期数据的工作在数据库存储过程中自动完成。需长期保存的回放数据可通过客户端下载后保存为文件，并随时装载调阅。

（2）回放客户端

CIPS回放客户端由CIPS回放控制台和相关用户应用平台组成。CIPS回放控制台是对需要回放的数据进行管理的工具，具有下载回放数据、保存/读取回放文件、定位回放时刻、调整回放速度等功能，与相应的CIPS用户操作平台配合使用，可实现回放场景的再现。如图3所示。

数据下载功能允许用户通过Web Service从数据库下载数据，用户可以选择下载时段及下载内容，如图4所示。

数据保存/读取功能允许用户对重要数据进行备份，并可随时调阅。

CIPS回放控制台允许用户随时对回放速度进行调整，调整范围从1/2倍速到100倍速。

回放展现平台使用在CIPS操作界面，每个对应的客户端界面软件均受控于回放控制台，其工作状态可在正常工作/回放间进行切换。

2 综合回放功能的应用

CIPS系统开通以来，随着车务、电务、车辆等部门使用的深入，逐渐摸索出一整套利用CIPS综合回放系统完善健全运营体系的方法，在编组站日常作业中发挥着重要的作用。

2.1 作业过程回顾

CIPS回放体系几乎覆盖了编组站日常作业的全部环节，通过对一个班、一天或一段时间内作业过程的全盘回顾，便于车站对之前的工作进行总结，从而调整运营组织模式，提高作业效率。在武汉北站，车站每天的交班会是通过回放系统完成的，车站作业人员和业务领导通过对上一班作业过程的分析，可以更加准确地制定下一阶段的运输方案，取得了非常好的效果。

2.2 数据分析统计

CIPS回放系统实时记录编组站作业过程的每一瞬间，为车站的运营统计分析提供准确的基础数据。通过对回放数据的发掘整理，可以产生一系列与作业过程有关的统计分析类报表，方便车站决策指挥。

2.3 事故分析

传统事故分析通常只有通过电务部门掌握的监测系统对站场表示进行回放，回放内容仅包括道岔、区段、信号等电务设备的动作情况，信息不够全面，只能做到一边猜测作业过程一边分析原因。CIPS综合回放系统涵盖内容丰富，可以做到作业过程全方位的回放，能清晰地指出事故发生时的作业内容，包括事故发生时的作业性质、作业意图、控制指令、作业机车和携带车辆情况等，方便对事故原因进行定位。另一方面，作业过程的回放，同样方便编组站各生产部门追踪作业错误的环节和原因，监督各工作岗位的工作质量，从而加强管理。

2.4 现车安全

编组站生产作业过程中，现车安全至关重要，因此现车数据通常采取多种备份方式。在CIPS系统中采用4个途径对现车的关键数据进行备份，回放系统就是其中之一。CIPS综合回放系统具有回放现车分布过程的功能，因此，当系统中现车数据破坏或丢失的情况下，可以通过回放系统找回现车数据，并将其恢复到故障之前的任一时间点，进一步保证了CIPS系统的现车安全。

3 结束语

CIPS综合回放系统秉承CIPS系统一贯的设计理念，从用户角度出发，以方便用户使用为宗旨，打破传统编组站信息管理系统的约束，通过信息的高度集成，完成了对编组站各生产作业环节的实时监督与记录。在全路范围内率先实现了集车务信息、电务信息于一体的公用回放平台；率先形成了通过回放系统开业务交班会的新的生产管理模式；率先尝试使用回放记录进一步保证生产数据的数据安全。随着CIPS系统的发展，将会有更多的业务信息被集成到系统中来，对回放系统的综合性、集成性的要求也会越来越多，因此，综合回放系统在今后的发展中要注重于扩展性方面研究，同时更大的数据量也对系统的数据库管理策略及内存使用策略提出了新的设计要求。