潞安矿区铁路货运管理系统设计与应用

潞安化工集团有限公司铁路运营分公司 张致达

潞安集团铁路运营公司地处长治市郊区黄碾镇，是一个以潞安矿区专用铁路自营运输为主导产业的基层二级生产经营单位。现有运营里程128km，拥有内燃机车13台，自备车200辆，下辖2线11个站点，固定资产5亿，年煤炭运输能力2000万t以上，是潞安矿区煤炭外运的主通道。

潞安矿区专用铁路是一条以煤炭运输为主要业务的企业铁路，列车运行速度在40～50km/h。以运销计划为基础组织运输生产，受运销计划的波动随时调整运输生产计划。采用综合的、扁平化的运营管理机制，具备统一调度指挥的有利条件。但是，潞安铁路调度指挥工作目前还停留在“纸笔记录、电话指挥”传统手工阶段，手段落后、调度员劳动强度大、信息闭塞，大大制约了铁路运输生产的效率。

1 系统目标

目前市场上的货运管理系统是针对国铁货运组织模式的。潞安矿区专用铁路无论是行车指挥还是货运组织，都有其明显的企业特点。潞安矿业集团铁路运营公司所辖地方铁路的运输和货运组织模式与国铁运输组织模式存在差异，具体作业内容比较单纯，关注点不同，主要体现在以下几点：

调度指挥方面，铁路运营公司调度员不仅关注于列车的运行，而是有更多的精力关注于车辆的运行。对于现车的了解是其指挥列车运行的主要方式之一。

整个列车的指挥运行基本分成路车以及自备车两部分：自备车部分运输组织比较灵活，路车部分，列车需要依照运销处分配的去向等因素编组开车。

根据矿区的基本任务要求，结合以上具体的业务需求分析，潞安矿区铁路货运管理信息系统主要目标是利用计算机和网络通信技术，为行车调度员和车站值班员提供运输组织依据和车站现车分布及编组信息，并实现各站现车编组调车等详细信息查询及操作，使调度员和值班员能够及时、准确的获取列车、机车、车辆等设备的运行状态；同时，能对重车，空车，坏车分布信息进行查询和管理。通过对铁路运输过程中的有关信息进行收集、处理、存储和传递，为行车调度员和车站值班员提供更加准确的现车及编组信息，系统主要目标包括：

（1）目前潞安铁路各装车站均设置了轨道衡和车号识别系统，新系统实现与轨道衡和车号识别系统接口，自动获取装卸车数据，在货运室设置查询终端查询装卸相关信息，取消货运员跟值班员、货运员根矿方通过打印纸质单据进行交接的人工交接方式。

（2）改变原来人工携带手工货票作业方式，实现电子货票、货运结算功能，提高劳动生产效率，改善劳动条件。

（3）通过系统建设构成信息共享平台，改变原来信息汇总不及时的状况或者不同系统间存在的信息壁垒，使得各级业务或决策机构可以实时地、方便地了解现场作业、计划完成等情况，并根据需要提供详细的统计分析报表，为科学决策提供数据依据。

（4）系统可以帮助生产指挥人员准确掌握车站的作业状况、仓存、机车和车辆使用状态、各车辆装卸车状态以及各车站站存车实时状态等，更好地提高计划调整的主动性，准确计划和执行的兑现率，为各级调度人员和管理人员提供有效的指挥和管理工具。

（5）通过货运系统的实施，调度精确掌握生产的实时情况，安排优化的调度方案，大大减少路车的停时，提高自备车的周转利用率，提高运输效率。

2 系统流程分析与软件设计

系统设计采用自上向下基本思想将整个系统划分为若干个模块子系统，模块子系统再自上而下逐步设计。根据数据流程分析可划分为：交接站列车录入、货运员货运作业录入、发出列车交接站录入三部分。根据软件模块化开发设计思想可划分为：现车分布模块、到发编组模块、调车作业模块、装卸车模块、站场显示模块、统计分析模块。

2.1 系统数据流程分析

系统数据流程分析主要利用计算机运算和储存性能的优势，在交接站基础数据录入的情况下，对整个系统相关数据完成流向、计算、统计等处理，快速准确地将统计信息及各类输出报表反馈给调度人员及车站工作人员，相关数据流程如图1所示。

图1 系统数据流程分析

到达交接站录入主要为从国铁交接站进入矿区录入的相关车辆信息，此车辆信息进入本系统现车信息库中，货运员货运作业录入信息主要包括自备车，路用车相关的装卸车信息，发出列车交接站录入主要包括从矿区进入国铁交接站的相关车辆信息。

2.2 系统软件设计

系统采用客户/服务器（Client/Server）模式架构设计，客户端及后台服务软件采用跨平台技术进行编程，实现跨平台、跨操作系统运行；为提高系统的高可靠性，按照面向对象的数据流分析和设计思想，采用面向对象的Visual Studio．NET核心开发工具和编程技术，运用多线程、连接池、Sockets通信、Web服务等关键技术，以提高系统性能和效率，系统软件主要结构如图2所示。

图2 系统软件子模块结构图

2.2.1 系统软件子模块的设计思想

（1）现车管理界面终端包括现车分布管理模块、到发编组管理、调车作业管理模块，装卸车管理模块、站场显示模块、统计分析模块，各个模块之间采用独立化设计，保持系统模块间的低耦合性；现车管理界面终端负责将本站的现车分布、到发编组、调车计划信息、装卸车信息，站场图呈现在软件界面。

（2）后台应用服务程序为前台应用程序提供后台数据存储服务，从而保证一个前台业务应用服务的故障情况下不影响其他应用服务功能的正常使用，同时，后台应用程序直接接入数据库，由数据库为前台应用程序提供数据服务。

2.2.2 软件子模块的设计原则

系统软件平台的设计目标是通过建设融合的、全业务、综合性、系统化的符合铁路发展需要的、开放的、优化的系统总体架构，满足潞安矿区铁路在计划，管理，分析决策，智能调度核心业务的可靠和高效运转，安全、维护、保障等各方面的需求。通过采用统一用户管理、身份认证、权限管理、部署管理、监控管理等为整个运输综合调度管理系统提供一个统一的基础架构支撑平台。

（1）系统各个软件模块界面友好，相关提示清晰、具有在线帮助功能、操作简单特点。

（2）系统采用自上而下的模块化的开发方法，各功能模块之间相对独立耦合性低，保证系统模块内高内聚和低耦合度。

（3）系统采用面向对象的开发语言实现模块相关功能，采用公用组件技术和继承关系，降低编码量，提高程序的可维护性。

（4）系统分析、设计、编码、测试、维护等阶段提供统一的质量保证规范，并且制定完善、合理的软件工具编码规范，提高编码的可读性和可维护性。

（5）系统数据库的建设遵循统一的基本数据字典格式和公用数据访问接口，并且适当保留冗余数据。

（6）采用跨平台技术进行编程，实现跨平台、跨操作系统运行。所有参数用图形界面软件进行维护，实现所见即所得，方便移植和维护，采用通用化表格设计方式，用户可以任意定义和调整表格的输出内容和格式。

3 系统实现

3.1 主要功能

3.1.1 潞安矿区铁路货运管理系统涵盖以下主要功能

（1）和集团运销处开发的仓存、装车系统实现信息互通，提高信息系统的实用性。

（2）现车管理：通过现车管理系统，中心调度员和车站值班员可以实时了解车站的现车分布及变化情况，以及股道上车辆的综合信息，即车辆的汇总信息，信息内容包括：股道序号、股道名称、车辆分类、空重状态、检修状态等描述。并能够查看各股道现车车辆的详细信息。车辆信息实时保存在数据库中，可实时查询任意车号在任意时间的详细信息。同时，提供现车与装卸车数据同步功能、现车与编组自动转换功能等。

（3）装卸车管理，卸车包括到站、品名、车种、进站时间、卸空时间等信息；装车包括编组顺序、自重、载重、装载物品、装载状态、装车时间等信息；有存档记录，可随时调阅查询。

（4）实现货运系统列车写实功能，通过运行图以及货运人员填记“六个时间”自动计算统计技术作业时间（车辆等待作业时间、装卸车时间、总停留时间、原因分析等）。并通过系统自动统计计算货车使用费。并可以实时查询写实情况提供导出数据功能。

（5）实现货运系统同国铁交接站车号采集系统联网，除采集车号信息外同时采集时间信息，并对车辆进行跟踪、注销，适时反映专用线内C车现车存车情况。并实现现车根据不同停留时长分不同颜色显示（例如24h以内白色；24-48h绿色；48h以上红色等）。自动统计C车专用线停留车小时，并实现月度、旬、跨时段统计分析功能。

（6）自动生成日报表，月报表，年报表；机车作业统计：包括机车产量（台班产量，单班产量，月度总产量），利用率，运用时间，运用台次。

（7）施工时间统计。包括封锁时间时间，限速施工时间；长钢车过轨统计。包括列数，车数，空重车数，过轨吨位，物品种类。

（8）设备故障次数及时长，C70数量及比例、空坏车统计（分矿别）、货物周转量、各区间列车通过列数。双机重连牵引列数等。

（9）实现电子运单和电子货票功能，取消人工携带手工货票。

（10）其他功能：TDCS与货运系统实现信息交换与共享。

3.1.2 系统操作流程

行车调度员下达调度及编组计划到车站，车站值班员收到计划后现车系统给出相应的提示信息，值班员根据此提示信息准备进行接发车作业，当列车实际到达车站后，此时现车管理系统将上一站的出发编组信息转换为本站现车信息呈现在现车分布界面中，如果本站存在相关的调车作业，则值班员在调车作业管理界面编制作业单，当调车作业执行过程中，相关调车勾计划会随着调机位置变化自动执行同时改变股道现车分布；如果货运员在需要登记装卸车信息；则可以在货运管理界面进行登记，最后值班员根据行车调度员的调度计划对车站现车进行列车编组进行发车，此时，现车管理系统会将本站相关的现车信息转变该趟车的出发编组。通过在对现车管理系统相关软件的实施，提高了行车调度员和车站值班员、货运员的工作效率，同时相关的车站作业更加流程化、规范化，并且所有的作业内容在现车系统均有详细历史记录。

3.2 系统应用

潞安矿区铁路货运管理系统从2019年4月份在铁运公司所有车站得到推广使用，通过对该系统的应用，中心调度员可以实时获取各站现车分布情况和装卸车进度，无需采用手动记录各个车站的现车，使得调度员更好的专注执行调度编组调车计划的下达；同时车站值班员在列车接发车作业过程中，无需再按照传统的记录现车牌和手写调车计划单进行作业，原来落后的作业方式均可通过货运管理系统替代完成，大大降了值班员和货运员的劳动强度和作业出错率。潞安矿业集团铁路货运系统的建设，为实现货运管理信息化、经营管理现代化，在提高运输效率、扩大运输能力、提高服务质量、提升管理水平方面发挥明显作用，为铁路运营公司跨越式发展提供技术支撑与保障。

结束语：本文从矿区铁路货运管理系统实现目标入手，详细描述了系统数据流程分析及软件子模块设计方法，同时介绍了系统的主要实现功能及操作流程方法；最后通过该系统的投入运用，实现了铁路运输现车的自动化管理，提高了运输组织和调度水平，为全线提供了准确的运输生产信息，使得传统的作业方式都得了优化，在确保运输安全的前提下，提高了铁路运输的工作质量，减轻了劳动强度和降低了作业出错率。