施工调度命令电子化传达系统的设计与实践

刘洪亮

（中国铁路济南局集团有限公司 运输部，济南 250001）

铁路营业线施工是运输组织的重要组成部分，按照中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）的要求，为不断提高施工作业效率和质量，应加强施工组织，积极推广使用先进技术，提高铁路营业线施工管理的信息化程度[1]。目前，中国铁路济南局集团有限公司（简称：济南局集团公司）已设计并研发施工计划、施工命令、施工电子登记管理等信息系统，但当前施工调度命令仍然采用纸质的传达方式，存在传达慢、效率低、易出错、不安全等问题。针对施工调度命令传达存在的问题，本文基于Web Service，采用AJAX及网络安全等技术，研发了施工调度命令电子化传达系统，向施工负责人、现场防护员及施工作业车司机等传达电子化施工调度命令，增强施工调度命令传达的时效性、准确性、安全性，为铁路运输安全持续稳定提供支撑[2]。

1 铁路施工调度命令传达现状及问题

铁路施工调度命令是指施工作业当日由列车调度员发布的准许施工作业开始、确认施工作业结束等与实际施工作业有关的调度命令[3]。施工调度命令内容较多且流程复杂，传统的纸质传达方式的传达过程主要存在以下问题。

1.1 耗时长、效率低

施工期间，车站值班员通过调度集中（CTC，Centralized Traffic Control）系统和列车调度指挥系统（TDCS，Train Dispatching and Commanding System）接收列车调度员发布的调度命令，车站值班员核对、确认、签收调度命令，然后打印纸质调度命令，核对无误且具备施工条件后，交给驻站联络员；驻站联络员使用对讲机向施工负责人、现场防护员进行传达。传达调度命令必须复诵核对，且常遇到调度命令内容较多的情况。据测算，使用对讲机传达一次调度命令平均需要3 min，耗时较长、效率较低[4]。

1.2 干扰大、易差错

传达调度命令人员主要使用450 MHz对讲机，受参与通话人员众多、信号强弱不一等因素影响，调度命令的传达、复诵、确认易受到较大干扰，出现差错，造成传达困难，甚至出现在特殊情况下无法传达的问题。

1.3 安全性较差

施工需使用路用列车（施工作业车）时，车站值班员须指派助理值班员去现场向路用列车司机交递书面调度命令。受行车室、助理值班员室与机车停车位置距离的影响，向司机现场递交一次调度命令平均需要20 min。更为重要的是，助理值班员向司机递交调度命令有时需要横越站场线路，存在劳动安全风险隐患[5]。

2 系统设计

根据模块化设计的原则，本文在施工调度命令电子化传达系统设计中采用高内聚、松耦合的方式，对基础数据进行统一管理，业务模块间只进行必要的数据交互，使得各业务模块间的影响尽量小，保证了系统基础数据的完整统一，使得系统业务模块易于修改和扩充。

2.1 总体架构

施工调度命令电子化传达系统的开发遵循统一设计、系统整合、增量实施的原则，按照总体目标设计软件总体架构，以调度命令在铁路运输管理信息系统（TMIS，Transportation Management Information System）和调度指挥管理信息系统（DMIS，Dispatch Management Information System）（简称：T/D）间传递、调度命令内容查询签认、内外网的传输为主要内容构建核心应用。系统总体架构如图1所示。

图1 系统总体架构

（1）设施层包括计算资源、存储资源、网络资源和安全资源。保证系统的高稳定性，有效利用信息化资源，具有灵活的可扩展性。

（2）网络层包括内部生产网、互联网，应用场景中可使用车站Wi-Fi、移动互联网，通过安全平台实现内部生产网与互联网的互通。

（3）数据层主要包括基础数据、业务数据和外部数据。外部数据包括与TMIS、DMIS、CTC系统、TDCS的接口数据。

（4）应用层主要包括施工维修日计划、施工调度命令传达、流程监控 、统计分析等。

（5）访问层包括PC端和移动终端的访问。PC端访问通过内部生产网实现数据交互，移动终端访问通过移动互联网、车站Wi-Fi实现数据交互。

2.2 网络架构

系统的应用服务器、数据库服务器、文件服务器均部署在内部生产网，可通过内部生产网与TMIS、DMIS、CTC系统、TDCS实现数据交互。同时，系统需要通过互联网将调度命令传达到具体岗位人员，因此，通过安全平台实现逻辑隔离后，系统在互联网区域设置了应用服务器，并通过互联网实现应用服务器与移动终端间的数据传输。系统网络架构，如图2所示。

图2 系统网络架构

2.3 安全设计

系统从网络安全、主机安全、管理安全、数据安全等多个角度保障平台的安全性，采用边界控制、安全接入等技术，从虚拟机安全防护、漏洞扫描和防病毒等方面考虑，确保主机系统安全，采用国家保密局认证加密算法对数据进行加密，保障信息的私密性，防止恶意篡改。

3 系统功能

为实现施工调度命令的自动接收、传达，通过T/D结合，自动同步接收CTC/TDCS下达的施工调度命令，车站值班员（车务应急值守人员）根据调度命令规定的受令处所，指定发送至施工有关人员，施工有关人员通过移动终端App接收、读取调度命令[6]。同时，车站值班员在施工调度命令电子化传达系统内关联施工调度命令，各有关单位完成登销记的签认工作，系统功能架构如图3所示。

图3 系统功能架构

3.1 施工维修日计划管理

本系统通过与TMIS、DMIS的数据接口，智能读取施工维修日计划，自动生成登记内容。

3.2 施工调度命令传达

系统实现与TMIS、DMIS的对接，升级T/D结合程序，增加消息队列（MQ，Message Queue）传输方式，实现调度命令实时传输功能[7]。

（1）施工调度命令接收

将TMIS端做为一个受令点，自动接收CTC/TDCS下达的施工调度命令，并可通过调度命令ID与计划进行关联。

（2）施工调度命令下达

接收到调度命令后，车站值班员在系统中选择施工负责人、现场防护员、施工作业车司机、盯岗干部等相关人员，并点选“手机签认”功能，下达施工调度指令。

（3）调度命令接收签认

现场工作人员可以在移动终端App中查询计划，可进行查询、签认调度命令，并回传车站值班员操作端。移动终端App兼备语音对讲、组群通话、录音回放、提示报警等扩展功能。

（4）流程监控及统计分析

系统可对调度命令传达的过程进行实时跟踪，对传达、签认相关岗位人员的反应时间进行统计，并可对调度命令传达过程中的数据进行统计分析。

3.3 基础信息管理

基础信息管理包括同步组织机构、人员信息，确定相关人员岗位，维护施工管理相关制度和站场、线路基本参数信息等功能。

4 关键技术

4.1 Web Service

Web Service是一个平台独立、低耦合，包含基于可编程的Web的应用程序，可使用开放的标准通用标记语言子集（XML，Extensible Markup Language）标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，可用于开发分布式、交互操作的应用程序。Web Service技术可使得运行在不同计算机上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件，即可实现数据的交互和集成。应用之间即使开发语言、平台框架或内部协议不同，也均可基于Web Service实现数据交互。本文通过Web Service技术实现施工调度命令电子化传达系统与TMIS、DMIS、CTC系统、TDCS的数据交互。

4.2 AJAX技术

AJAX（Asynchronous Javascript And XML）在浏览器与 Web 服务器之间使用异步数据传输，从而使网页从服务器请求少量的信息，而不是整个页面。使用 JavaScript 向服务器提出请求并处理响应，不会阻塞用户核心对象XMLHttpRequest。通过该对象，JavaScript 可在不重载页面的情况下与 Web 服务器交互数据，在不需要刷新页面的情况下，即可产生局部刷新的效果。系统通过AJAX技术实现界面业务数据的快速实时更新。

4.3 网络安全技术

系统的内外网数据通过安全平台进行交互，在安全可控的前提下与其他业务系统进行必要的数据交换。基于安全套接字协议（SSL，Secure Sockets Layer）/传输层安全协议（ TLS ，Transport Layer Security）端到端的安全数据传输，保障了信息传输的安全性；防止字典攻击，识别异常用户，限制异常用户发送行为；限制登录IP，确保外部连接无法访问；形成防注入攻击机制，保障数据的安全性[8]。

5 结束语

施工调度命令电子化传达系统已完成相关功能的研发并在济南局集团公司范围内投产运行。该系统提高了铁路营业线施工的科技含量、提升铁路营业线施工的安全性。增强施工调度命令传达的时效性、准确性。解决了传统方式下调度命令传达耗时长、效率低、干扰大、易出错等问题。减轻了现场工作人员的劳动强度，提高工作效率。其方便快捷的操作，利于减轻车站值班员、施工负责人、盯岗干部等相关人员的劳动强度，将更多精力放到施工作业中，完善人防、物防、技防“三位一体”的安全保障体系。