铁路局货车列尾管理信息系统的设计与实现

刘宗洋，蒋 荟，曹 松，喻冰春

(中国铁道科学研究院 电子计算技术研究所，北京 100081)

货车列尾装置是货物列车取消守车后保证列车运行安全的重要行车设备。列尾装置是随货物列车运行的移动设备，运用中涉及多车站、多部门的协作配合，但目前铁路局的列尾管理大多仍处于作业手工记录、信息电话传递的落后模式，使得铁路局及车站各级管理者对作业信息的掌握难以做到及时、准确、全面，这给列尾装置的调配运用、故障处理、责任溯源等管理带来了诸多不便，列尾装置的运用管理水平和运用效率亟待进一步提升。

鉴于此，有必要建立一套针对铁路局及其车站列尾运用管理的货车列尾管理信息系统，实现对列尾装置的全生命周期、运用全过程追踪管理。通过采集列尾各作业环节的作业数据，记录管理列尾的到发运用信息、运行故障信息、检测充电数据等，使得管理部门全面、实时掌握列尾运用动态，逐步优化作业流程，实现列尾作业的科学化和规范化管理。同时，累计的作业数据可为列尾装置的运用统计分析提供依据，辅助管理者及时发现列尾运用中的问题并有针对性的处理问题，从而降低列尾故障率，保障货物列车运行安全。

1 系统需求分析

1.1 系统建设目标

系统的总体目标为：以货车列尾装置运用全过程生命周期管理为目标，建立铁路局、车站两级列尾管理信息系统。通过车站系统采集、记录列尾作业信息，实现列尾各作业环节的追踪，为铁路局、站段运输管理部门和作业部门提供电子化货车列尾装置运营安全管理信息服务，实现全铁路局联网的货车列尾装置运用管理的在线监控，建成覆盖全铁路局的集监测、管理和决策分析为一体的货车列尾管理信息系统，保障货物列车运行安全。

1.2 用户需求分析

按照业务需求，系统用户主要分为铁路局用户与车站用户。铁路局用户包括：铁路局业务管理人员、调度人员；车站用户包括：业务管理人员、作业人员、维修人员。

铁路局业务管理人员需实时掌握全铁路局列尾装置的运用、维修及故障处置情况，通过系统分析对设备运用及维修情况进行客观的运用考核评价，从而为列尾设备选型、技术改造提供参考依据，促进管理者有针对性地强化对货车列尾装置的运用、维修管理力度，提高运用、维修管理科学化水平，保障货物运输安全。

铁路局调度人员需要实时掌握全铁路局列尾装置的运用、调配、运行故障处理情况，掌握与列尾装置相关的调度命令情况，以便总结发现运用管理存在的问题，不断改进，高效地指挥运营。

车站业务管理人员主要负责管内列尾装置运用计划的制定，协调解决列尾运用中发生的问题；车站列尾作业人员需及时掌握本班的车次到发信息、出务进行列尾装置的摘挂作业，记录相关的作业数据；维修人员负责列尾装置及其附属设备的维修、保养、年检等工作并做好相关记录，解决列尾装置运用中发生的问题，及时上报管理中心。

1.3 数据源分析

货车列尾管理信息系统的主要数据源为车站列尾作业信息，此外，系统还需获取必要的基础数据为列尾的管理及作业提供支持。这些数据可通过设备采集、文件传输、Web服务，人工录入等途径获取，主要包括：

（1）列车的到发计划信息：获取列车阶段计划，为现场作业人员进行列尾装置的到发作业安排、调配资源提供支持。

（2）检测、充电数据：在检测和充电作业环节中自动采集列尾主机检测及充电作业数据，减少列尾检测员的作业量，降低人工抄录检测、充电信息产生的误差给管理上带来的不便。

（3）列尾装置运用的动态信息：车站列尾作业员提交的摘挂、回送、交接等运用信息。同时，结合列车运行轨迹信息用于追踪列尾装置随货车列车的运行情况。

（4）故障维修信息：车站列尾作业组值班员、用修中心等用户提交的故障维修作业信息。掌握列尾装置故障情况有利于用户对这类故障进行重点检查和处理，改善设备运用状况。

2 系统设计

2.1 总体架构

铁路局列尾管理信息系统由车站级系统和路局级系统二级系统组成。其总体架构如图1。

车站级列尾管理信息系统包括配属站、折返站/中间站版系统，依据其功能的不同应用特点又可划分为数据应用子系统、数据采集子系统和手持终端子系统。用户可通过PC机监控终端和手持终端实现对系统的访问。

路局级系统主要由作业管理子系统、运用追踪子系统和统计分析子系统等构成，它通过获取各站作业信息进行处理、存储，为前台应用提供数据支持。用户可通过客户端查询各站作业信息，完成列尾装置调配计划制定、运用统计分析等工作。

2.2 数据传输设计

铁路局与车站间的数据传输是实现铁路局级系统与车站级系统进行信息交互的关键。铁路局与车站间的数据传输过程如图2：

图2 铁路局、车站间的数据传输流程

2.3 系统功能框架

货车列尾管理信息系统中数据应用子系统分为车站级和铁路局级二级应用，各级系统的功能侧重略有差异，应用系统整体功能框架如图3：

图3 货车列尾管理信息系统的主要功能结构

根据各级用户工作范围，车站级系统为车站用户提供到发及摘挂作业监控、检测充电信息查询、电子作业日志等功能上的支持。借助这些服务，车站用户回填列尾摘解、交接、回送等环节的作业信息，记录列尾装置的故障、维修情况，查看系统自动接入的列尾主机检测和电池充电信息，从而全面、实时掌握列尾主机的运用状态。

铁路局级系统为铁路局用户提供了动态管理、作业异常监控、运用统计分析等功能。管理人员可通过直观的地图展示和各种不同类型报表实时监控列尾的整体运用状况，通过系统提供的统计分析功能，全面掌握列尾装置运用的各种信息，从而为制定合理的调配计划和指挥管理提供依据。

3 关键技术

3.1 列尾装置的动态追踪

由于货车列尾作业多采用手工记录方式，不便于管理查看，同时列尾装置出站后位置状态很难确定，给列尾装置的科学化管理带来了极大的不便。本系统利用铁路局级系统及车站级系统的信息交互与共享，同时借助部分轨边监测设备采集信息的有效融合实现了对列尾装置的动态追踪。列尾装置到达列尾作业站进行作业时，系统可通过作业数据采集获取到列尾装置的运用动态信息。对于出站随车运用后列尾装置，由于是随货物列车运行，所以可获取列车的运行轨迹就可以掌握列尾装置的运行位置。因此，在本系统的实现过程中，采用通过轨边监测设备来获取列车的通过信息，以车次和通过时间等因素作为计算处理依据，将列车与列尾装置建立“一对一”关系，从而实现对列尾装置站外运行轨迹的动态追踪监控。

3.2 铁路局与车站间的数据综合运用

列尾装置的运用涉及多个作业站，数据在铁路局与车站、车站与车站间的综合运用有利于各级业务管理人员全面掌握列尾装置的运用信息，促进系统的深入应用。

车站作业信息、列尾装置档案信息传输至铁路局，铁路局数据库服务器对各站的信息按规则分析、判别后入库为铁路局的前台应用提供数据支持。车站数据库对收到的外站信息按车站需要进行处理，服务于现场作业，比如：(1)对接收到的外站到本站的发车记录，后台程序处理记录相关信息后存储作为本站的到达计划，用户在客户端核对该计划主机、电池等相关信息后选择作业地点等信息即可完成回填；(2)将外站到本站的列尾回送记录处理入库，作业组值班员可提前获得列尾的回送信息以合理安排人员出务；(3)通过汇总联网数据，及时发现作业流程缺失等不规范作业情况，以助于采取有效措施、规范作业流程。

3.3 车站检测、充电数据的自动采集

借助数据采集终端，系统可全自动实时采集列尾主机检测台、电池充电仪的检测数据和充电数据，并进行有效存储和数据共享。数据采集终端通过、主机检测台和电池充电仪制定相关数据接口协议，利用串行口等外部接口自动采集设备检测数据。同时，数据采集终端调用数据库服务器将采集到的设备检测数据经数据解析、数据校验后入库，保证数据的实时性和完整性。部署于数据采集终端的数据采集服务以系统服务形式存在数据采集终端，随采集终端自动启动，降低了人工干预的可能。列尾检测、充电作业采集过程如图4：

图4 检测、充电作业采集

3.4 高效可靠的自动统计分析

货车列尾装置价格高、作用大，如何合理调配、利用好现有的设备资源更好地服务于行车安全，同时节约购置、维修成本是列尾管理的工作重心之一。

系统通过累计的列尾运用记录、检测记录、故障记录、维修次数等作业数据，为各级管理部门提供了面向维修和运用管理的多种自动化统计分析服务。比如通过对列尾装置运用频次、检测频次、故障频次的统计分析，管理者可以全面掌握管辖范围列尾装置的运用情况，以便制定合理的调配方案，使列尾装置的运用趋于合理，避免出现运用频次过高和运用频次过低的现象，同时故障发生频次较高的列尾装置得到重点检查维修处理。再如，通过提供对各作业点列尾摘挂情况的分析，管理人员对各作业点的资源分布、使用情况能有更加全面的了解和掌握，以此为依据可以更为合理地调配列尾资源、促进列尾运用。

4 结束语

货车列尾管理信息系统已在兰州铁路局推广应用。通过在兰州铁路局的应用，系统取得了以下主要成效：各车站实现了自管列尾装置的电子化档案、台帐管理，有效地采集了列尾装置各作业环节的信息，规范了作业流程，实现了列尾作业的规范化和科学化管理。铁路局管理人员可以全面掌握全局列尾装置运用动态，对追溯故障责任、调配资源及考核分析等工作有了及时准确的数据支持，管理水平和工作效率得到了较大幅度的提高。

系统下一步发展方向将紧密结合现场应用需求，进一步丰富和完善系统功能，提高系统的适应范围。相信货车列尾管理信息系统的推广应用将有利于提高列尾装置的运用效率，更好地发挥其行车安全保障作用，对实现铁路局列尾装置运用管理的科学化和规范化、制定合理的调配计划、避免设备采购浪费将起到积极的推动作用。

[1]王志国，冯 雷. 浅谈列尾装置的运用与管理[J].铁路运输与经济，2002（13）：53-54.

[2]颜宗军. 防止列尾装置故障安全对策的探讨[J]. 甘肃科技纵横，2008（1）：24-25.