基于电务调度指挥中心的安全管理信息系统设计

2015-01-01马沧海

铁道通信信号 2015年6期

马沧海

目前，各铁路局、电务段对电务调度指挥中心建设多侧重于对各类监测系统的整合，对安全信息的流转、统计、分析仍沿用传统方式，且电务调度指挥中心未与总公司联网，缺乏统一、规范的上下贯通的便捷手段，在整合各项既有资源、加强电务安全管理工作方面有待提高。而且各铁路局向总公司报送各类信息，存在上报数据前后不一致，难以核对；填报格式不规范，漏填、错填现象时有发生；数据分散、关联性差，难以针对某一典型问题进行跟踪分析；数据不能共享，利用率低等问题。给日常的统计带来了很大干扰，对安全信息的深度挖掘、趋势分析无从谈起，缺乏对电务设备故障信息、统计分析的有效管理利用。

为了满足各级电务部门日常管理、统计分析、趋势研判、应急处置、信息交流、考核管理等需求，有必要建设一个综合性的信息平台。该平台以电务安全信息的管理为核心，借助各级电务调度指挥中心的软硬件，实现信息的规范统一、集中流转、整合共享、深度挖掘，最终建成一个开放式、低耦合的电务安全管理信息系统，为电务安全管理水平全面提升提供助力。

1 系统目标

1.1 设计原则

电务安全管理信息系统，以电务段调度指挥中心为基础，上达铁路总公司、铁路局（电务处），向下覆盖车间、工区，实现全路电务调度指挥与综合分析的统一管理。故障信息是电务安全管理的基础信息，必须认真分析、充分利用。因此系统应以故障信息为核心，同时关联故障的原因分析、整改措施及落实情况；对于突出问题和典型故障，要建立问题库，深入跟踪分析，形成闭环；在故障分析的同时，重点排查是否存在可能造成联锁失效、信号升级的安全隐患；对于结合部故障和跨局的故障，要提供通信信号跨专业联合分析和局间协调配合的沟通方式，形成相互配合、信息共享的工作制度；在此基础上，提供生产管理、设备管理、应急指挥、数据分析、信息发布等功能，并将数据利用各类图表、电子地图等方式展示。

1.2 功能定位

以电务段用户为例，实现的功能：①对全段当日、历史事故、故障信息的汇总、统计、分析；②对全段安全问题库、备品、人员等应急指挥相关信息的汇总、统计；③对全段天窗修计划及兑现情况，大修、中修、维修计划和完成情况，施工计划及实施情况、重点工作的计划及执行情况的汇总、统计、分析；④对全段车站室内、室外主要电务设备履历的静态信息、动态变化信息的查询，并对全段电务设备台账的汇总统计和分析；⑤对全段电务设备报警信息的实时搜集、分类、汇总、统计、分析，并结合设备履历，实现对报警、隐患所在空间、时间附近设备的静态信息的查询和动态监测信息的调阅；⑥组织对设备故障的应急指挥，如通过调用各站集中监测系统了解设备状态，通过视频进行可视化指挥，通过系统调阅交通线路图、设备履历、技术图纸、专家库等，实现现代化的应急指挥管理；⑦综合信息管理发布及上报。

对铁路局用户与总公司用户而言，可实现的功能：①实现对下级相关信息的调阅查询，通过调度指挥中心的接口查询故障报警的分析诊断结果，对管内各单位的安全生产、组织管理、应急调度指挥、设备履历信息进行远程调看；②实现对各类信息的汇总统计，包括各类设备履历台账汇总、安全分析报表、问题库等；③实现对管内各单位的综合信息管理功能，进行多种信息发布，包括领导讲话、文件函电、调度命令、通知通报、电务系统简讯、局间交流信息等；下达指导性生产任务、重点工作、专项整治任务等。

2 总体架构

2.1 业务逻辑组成

系统各业务模块组成如图1所示。

图1 系统业务模块组成

用户可按权限的不同实现安全调度、应急指挥、生产管理、设备管理、数据分析等多种需求，以电务段用户为例，重点介绍以下模块。

1.安全调度模块：可实现事故、故障、安全信息的统计分析、报表生成，问题库的跟踪管理，调度日志的填报查询，调度命令的发布等功能。

2.应急指挥模块：可查看相关单位备品、人员、站场图、应急预案、故障处理图册等应急信息，可将以上信息与电子地图进行关联展示。

3.生产管理模块：可实现天窗修计划及兑现情况统计，施工计划及实施情况查询，重点工作如专项整治计划及执行情况跟踪。

4.设备管理模块：可实现车站室内、室外主要电务设备履历的静态信息查询，以及动态变化信息的跟踪；可对指定单位电务设备台账进行汇总统计；可对大修、中修、维修计划和完成情况进行汇总统计；可对指定单位的设备质量情况进行分析评价。

5.数据分析模块：可通过与各监测系统接口实现电务设备报警信息的查询；可结合设备履历，实现对报警、隐患所在地点附近设备的静态信息的查询和动态监测信息的调阅分析。

6.接口管理模块：可为与各专业系统的接口提供统一的数据交换方式与数据结构，系统预留与其他专业系统的接口。

计划与各专业系统的接口：①系统需由电务段级调度指挥中心提供接口，接入信号集中监测、机车信号远程监测、列控设备动态监测（DMS）、LAIS、CTC/TDCS等系统的关键报警数据，从而开展基于报警的分析、故障诊断、曲线比对等动态分析工作；②与运输部门调度信息管理系统接口，可及时获取故障的安监报信息；③与运输部门施工管理信息系统接口，可及时获取当日与电务有关的施工信息；④安监部门安全监督管理信息系统接口，可及时获取事故、故障的定性、定责情况。

信息发布模块、报表统计模块、系统维护模块不再赘述。

2.2 系统业务流程

系统主要业务流程可归为以下4类。

1.安全管理及应急指挥：包括日常各类安全信息的报送、审核、汇总，以及应急指挥时各类应急信息的流转方式。

2.重点工作管理：对重点工作建立问题库，下达任务，各级电务部门对任务分解细化，按步执行，并将完成情况统计上报形成闭环管理。

3.信息发布管理：发布文件电报等各类信息，形成包含全路各局、各段的综合信息交流平台。

4.生产及设备管理：包括对天窗、施工的计划、上报、审批、盯控的全过程管理，以及设备履历、设备台账的统计汇总。

系统各业务流程的数据流转情况如图2所示。

2.3 系统网络架构

系统网络涉及铁路总公司、铁路局、电务段（车间、工区）三级机构，系统在各级单位之间的信息通信主要依赖铁路办公网。每一级系统都由数据库服务器及存储系统、应用服务器，以及一些网络设备组成，系统设备在中心机房内通过网络交换机组建自己的内部局域网络，实现数据交换。

图2 系统业务流程及数据流转

在电务段层面，电务安全管理信息系统以电务段调度指挥中心既有网络条件为基础，经防火墙隔离接入监测网，系统的监测接口服务器可直接从集中监测段中心服务器接入关键报警数据。此外，系统与机车信号远程监测系统、DMS系统、LAIS系统建立接口，通过与各接口系统设置的终端或接口机，经防火墙的单向隔离，接入相应的接口服务器，实现数据接入。系统网络架构如图3所示。

图3 系统网络架构图

2.4 系统关键技术

1.采用浏览器/服务器（B/S）和客户端/服务器（C/S）技术。由于B/S技术能够灵活访问大数据，并能够借助服务器的强大运算能力实现对大量数据的多维统计，因此运用B/S技术构建总公司和铁路局二级分布式管理系统，实现数据的分析汇总统计。而C/S技术能充分发挥客户端计算机的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器，因此运用C/S技术设计电务段、车间工区管理终端，实现数据的录入、审核、校验等大量需要预处理的工作。

2.运用异地数据同步传输技术和多线程即时数据库同步技术，实现铁路局与总公司的数据即时同步。运用定制接口协议、开发接口程序的方式，实现本系统与其他专业系统间的数据定时交互。

3.运用基于WebGIS的地理信息系统，提供系统所需要的主题矢量数据和动态实时信息，使施工信息、设备故障信息等动态信息和管界、路线、设备状态等静态信息能直观展现，加强数据的可视性与临场感，有助于应急指挥时对现场的把握。

4.运用数据库存储过程实现智能统计算法，实现多种业务数据联合的多维度汇总统计。对系统数据库进行调优，并对数据存储统一规划。在数据抽取时，对信息进行预处理并适当反范式化，使系统既能保持对大数据量汇总统计的快速响应，又能支持复杂的分析操作和决策支持。

5.运用基于角色的权限管理技术，严格控制不同范围数据的安全访问。用户与操作权限之间通过角色关联，合理分配总公司和铁路局的数据发布权限、各终端数据查询权限、基础数据维护权限和系统操作权限。此外，设计身份识别规则，对可以操作系统的所有用户进行身份识别，并对用户的所有操作痕迹进行记录。

3 系统建设原则

电务安全管理信息系统面向国内既有铁路管理体制，符合全路电务管理工作的实际需要和特点，也具有与一般信息化工程相似的特点。因此，在建设过程时，在充分借鉴和吸收各路局、电务段前期建设经验和既有系统的特点和优点的同时，要敢于创新，摸索出符合自身要求的信息系统。

1.采用 “统筹规划、重点突出、滚动开发，稳步实施”策略建设系统。在统一领导、统一规划、统一标准、统一资源、统一管理的原则指导下，有选择的进行研发、实施。对成熟的、需求较强烈的功能模块先行研发、应用与推广，力求让系统在不失总体性的前提下，顺利投入使用。

2.严控规划框架范围，以免框架太大造成应用与推广困难。信息系统建设初期常会因系统框架铺的太大而出现对用户需求理解不透，对基础数据录入的数据量和及时性、准确性很难达到要求等惯性问题。最终导致系统规划和开发功能模块繁杂，实际能应用与推广且给用户带来明显成效的模块很少，因此必须严格控制系统框架范围，避免追求大而全。

3.充分依托现有电务调度指挥中心资源，搭建统一的系统软硬件平台。依托于电务调度指挥中心，不仅能够充分利用调度指挥中心的业务数据，还能够利用各种监测系统的网络环境、基础数据等现有资源，提高系统间的契合度，对系统平台的可维护性、可扩展性、经济性、可复用性等都能起到重要作用。