铁路客运综合指挥控制系统的设计与实现

刘祖胜，孙 武

（1.郑州铁路局客运处，郑州450052；2.郑州峰华电子有限责任公司，郑州450052）

随着铁路的快速发展，对车站的客运设施和客运服务质量提出了更高的要求。这就需要对原有车站的客运系统进行更新、整合、补充和完善，为旅客出行和工作人员生产组织提供更好的信息环境。

目前，围绕车站客运生产已建的各种自动化系统，如：旅客引导、到发通告、客运广播、电话问讯、旅客查询、客运监控、票额揭示和自动照明等，仅做了列车时刻同步工作，各系统基本还处于分散管理、多渠道发布的状态，没有形成集成化、统一化和合理化运用的局面，造成信息管理效率低下、信息发布口径不一致、信息处理手段不统一和信息处理流程不透明等多种信息管理弊病。

因而，构建铁路客运综合指挥控制系统，对解决客运组织业务统一调度指挥，实现车站客运生产“看得到、看的全，管得到，管得好”，具有重要意义。

1 系统设计

通过先进的信息化手段，构建信息整合和资源共享的集中平台，解决客运车站人车结合问题，实现客运生产指挥和经营管理水平的提升，建立以下3个系统：（1） 控制系统；（2）指挥系统；（3）应急管理系统。

1.1 控制系统

由客运信息综合平台实现客运信息的统一获取和统一发布。主要包括：信息采集和信息发布。其中，信息采集包括中央时钟、列车到发、客票数据、动态信息维护、机房环境监控模块；信息发布包括广播、引导、到发通告、旅客查询、票额揭示、电话问讯和自动照明模块。

目前车站内客运系统作为单独运行、单独操作的独立系统存在，信息上不能统一、有效、联动管理，操作上不能统一指挥，尤其在广播室人员值守少又需对各个系统大量、重复、逐个操作的情况下，不能在操作上统一调度、指挥，无法实现信息的统一、联动。

客运信息综合平台针对不同的模块定义不同的数据接口格式，通过安全可靠的TCP连接向各个模块实时发布所需数据，实现一方操作多方联运的数据共享模式。

设计采用集中控制方式，控制平台负责数据收集、更改、发布，其他模块进行响应。这种设计将使车站相关生产设备统一协作，同时实现数据共享，并且提高数据传输的准确性、及时性。

1.1.1 信息采集

包括中央时钟、列车到发、客票数据、动态信息维护、机房环境监控等模块。

1.1.2 信息发布

包括广播、引导、到发通告、旅客查询、票额揭示、电话问讯和自动照明等模块。

由客运信息综合平台根据联动模式、访问安全策略按照指定时间间隔发送指示,通过自动照明模块直接控制照明系统，同时，照明设备的当前状态也将在控制平台上实时显示。所有操作过程将自动记录于系统日志中，以辅助保证信息的有效性和安全性。

1.2 指挥系统

指挥系统主要实现计划管理、客运组织状态监控、客运组织统计分析和客流预警监控等功能。

1.2.1 计划管理

根据基础时刻表，结合控制系统采集到的铁路局客运命令和车站客运计划等重要数据，实现日作业计划自动生成和计划管理的功能。

1.2.2 客运组织状态监控

实现对客运业务管理进程中各环节的综合状态进行直观、实时监控的功能。此功能集成控制系统采集到的各生产环节的实时基础数据（包括生产监控设备，如音频、视频监控设备，获取到的实时信息），结合站场物理布局情况，全方位展示内部各重点岗位实时的生产、管理状况，为及时科学地制定、调整客运生产组织方案提供依据。

1.2.3 客运组织统计分析

结合控制系统采集到的基础数据，按需实现生产数据的统计、分析功能。如实现旅客发送、客票进款、客发客收、管内/直通客流的统计、分析功能，从而为及时科学地制定、调整客运组织营销方案提供依据。

1.2.4 客流预警监控

实现自动监测车站实际生产状况，对重要生产组织问题及时预警，并辅助组织者快速合理应对的功能。

根据控制系统采集到的最新客流数据，结合站内基础资源信息，依据事先定义的组织方案等级和安全等级条件，自动对最新生产状况做出评估，超出阈值时自动通过多种方式发出相应预警信息，并提供相应应对措施，甚至按既定规则启动相应应急预案。

1.3 应急管理

应急管理系统主要包括人员动态信息管理、应急预案管理、指令下达管理等功能。

1.3.1 人员动态信息管理

以人员基本信息为基础，设置岗位及班次记录，以时间、班次为基准，系统自动排出当班情况，特殊情况采用人工干预方式，修改人员当班信息，较少人员维护，达到实现车站重点岗位人员动态管理的目的。

1.3.2 应急预案管理

根据预案管理方式，将应急事件分类，并设定相应解决方案及执行措施。图1为功能示意图。

图1 应急预案管理功能示意图

1.3.3 指令下达管理

根据预案分类和相应解决方案，由指挥控制中心指定负责人，紧急情况时自动以短信形式发出命令通知，或以其他方式下达指令，实现应急指挥按流程、自动化处理的功能。

2 系统结构

系统结构见图2。

系统主要由中心服务器、接口设备、前置机、平台控制机、平台指挥机等设备组成。中心服务器包含系统的数据处理逻辑，实现系统基础数据的存储。接口设备通过外部数据定义接口连接其他所需数据。前置机主要实现外部信息采集和内部信息发布。平台控制机、指挥机，采用强大的硬件配置与高可用设计，充分调配软硬件资源满足客运综合指挥控制系统内外部数据交换、传输发送、信息存取、备份切换等功能，保证系统安全、高效地运行。

图2 系统结构

3 系统实现

3.1 外部条件

随着铁路信息化建设的不断推进，许多应用项目相继投入使用，尤其是铁路客票发售和预订系统、TMIS、TDCS在全路的使用以及铁路通讯网络的建设（2 M带宽的端口连接各站段，站段同时通过2 M专线与铁路局联接），这些基本完整的数据信息和网络环境为车站客运综合指挥控制系统的建设奠定了基础。

结合车站当前的网络建设状况以及相关分系统的现状，并考虑相关业务人员对计算机的熟悉程度，系统建立的外部条件成熟。

从保护投资的角度考虑，涉及分系统建设时将充分利旧。

3.2 预留系统接口

预留系统接口主要包括铁路运输管理信息系统(TMIS)、铁路调度指挥系统(TDCS)、铁路客票发售和预订系统（TRS）接口。

目前在不具备数据接入的条件下，采用在中心增加相应系统的终端方式，保证指挥人员面前的生产信息完整。

3.3 系统性能

系统架构采用分层设计，对于大量写操作的数据上报采用服务器/客户机模式，对于大量并发查询的用户采用数据/应用/客户机三层模式，兼顾性能和效率。

系统采用集中控制的方式，由指挥控制中心做出数据更改，其他模块对其响应。当出现意外通讯故障影响系统运行时，各模块仍可以独立工作，不影响正常的信息发布，从而可靠实现数据共享，提高数据传输的准确性和及时性。

控制机和指挥机采用强大的硬件配置与高可用设计，充分调配软硬件资源满足客运综合指挥控制系统内外部数据交换、传输发送、信息存取、备份切换等功能，保证系统安全、高效运行。

系统采用预查询优化设计，批量生成查询结果，保存缓冲数据，优化查询性能。

3.4 系统安全

系统安全主要包括两部分内容：系统运行安全、系统信息安全。系统运行安全是保证系统正常运行和防止系统被恶意攻击。系统信息安全是保证信息的完整性、保密性。

通过在系统内外网之间设置防火墙系统，将整个系统划分为内网、外网和DMZ（隔离区）3个部分，通过限制访问，隔离内外网，同时，将安全防护的重点集中到隔离区内的应用服务器上，从而有效提高内网控制系统的安全性。

系统提供数据定期备份和手动备份功能。备份数据以异地存放的方式保存。

系统提供权限分级管理功能。通过对数据重要性、保密性及使用者特性分析，系统管理人员可对工作组、用户进行相应授权，为不同用户设置相应操作级别，防止数据的非法访问、修改、删除，保证重要敏感数据的安全。

针对一般客运的统计信息，和通知通告信息采用只读访问方式。

针对客运旅客乘降作业计划变更、人员到岗等信息，采用身份授权分级访问。

4 结束语

系统已在郑州铁路局安阳、焦作等车站试运行，解决了客运车站综合管理中的数据上不来、上不全的难题，对于既有客运站改造具有重要的借鉴意义。