短信服务在铁路调度应急指挥系统中的应用

李 欣

（北京经纬信息技术有限公司，北京 100081）

铁路调度应急指挥工作中有多种工作场景需要将重要信息批量传递给相关工作人员，短信作为信息通知的方式之一，因其基于移动通信服务与手机号捆绑的特性，使其成为向终端用户定向传达即时信息的重要手段。目前，许多业务系统采用全球移动通信系统（GSM，Global System for Mobil communication）的短信模块直接通过手机通信卡发送短信，这种方式不仅存在网络安全方面的隐患[1]，也存在批量短信逐条发送效率低下的问题。鉴于短信集成是群发短信的最佳方式，可通过应用程序编程接口（API，Application Programming Interface）将短信服务与业务系统相结合，实现短信内容在业务系统中的自动发送。本文结合铁路调度应急指挥系统具体业务需求，基于API 调用方式，将短信服务应用于铁路调度应急指挥系统中，实现在应急调度业务场景下短信内容快速、准确地定向传达，提高信息通知的安全性与效率。

1 铁路调度应急指挥系统概述

为了实现铁路调度应急指挥工作统一管理、统一处置、联动高效的目标，有效防止多头指挥、反应迟缓等现象，中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）调度中心推动建设了铁路调度应急指挥系统（简称：铁路应急系统）。该系统集国铁集团、铁路局集团公司、铁路站段三级一体化管理，应用功能涵盖调度应急辅助预警、应急处置过程管理、应急值守、应急决策支持、应急演练、应急基础资料管理、应急预案管理、应急指令、应急总结分析、系统管理等，包含调度应急指挥的事前预警、事中处置、事后分析、日常基础支持等内容。

铁路应急系统实现三级贯通、信息自动传递，解决因多头指挥、信息不畅产生的相同信息向多部门重复反馈问题。一键启动通知功能极大地缩短了应急响应通知时长，提高了应急通知效率。系统实现监测预警、启动通知、过程盯控、辅助决策、恢复评价等应急处置的全过程管理，以及日常列车运行监控、故障影响范围自动分析、应急处置方案辅助生成、应急处置过程动态跟踪等，为应急有备、科学处置、安全有序、畅通高效的目标提供了支撑。

2 短信服务需求分析

按照集国铁集团、铁路局集团公司、铁路站段三级一体化管理的总体需求，分别按国铁集团公司级、铁路局集团公司级、铁路站段级进行短信服务需求分析。

2.1 国铁集团公司级需求

国铁集团公司级用户主要负责列车日常的监测预警及大型突发事件的应急处置工作。其主要需求如下：

（1）及时收集、掌握全国铁路（简称：全路）的各种突发情况，在国铁集团各部门间构建应急情况下信息流通、展示的途径；

（2）结合调度命令、通知公告等形式和手段，指挥全路影响较为重大的突发事件的处置[2]；

（3）铁路局集团公司级调度应急指挥系统建立数据共享和信息沟通机制，组织做好全路的调度应急指挥工作，包括一般事项广播和重点事项定向、定点推送。

2.2 铁路局集团公司级需求

铁路局集团公司级用户负责调度日常监控、组织协调铁路局集团公司管内的调度应急指挥工作、接收国铁集团的应急总体预案及指导意见等。其主要需求如下：

（1）实时接收国铁集团调度应急指挥过程中的通知、指令、文电、公告或其他形式的应急处置信息；

（2）及时收集和报告铁路局集团公司管内的列车突发情况、列车晚点情况、故障灾害等信息。开展管内调度应急指挥处置，并将相关情况提报给国铁集团调度应急相关岗位；

（3）给相关的铁路站段、车长推送列车运行状态预警信息[3]和运输调整方案信息；

（4）组织管内调度应急指挥相关的岗位进行调度应急指挥，应急处置情况下，向管内单位推送相关的文电、命令、方案等。

2.3 铁路站段级需求

铁路站段级用户主要负责站车的应急事件处理和报告站内、车内发生的临时突发情况，并按照国铁集团、铁路局集团公司的要求，组织应急处置工作。主要需求为接收国铁集团和铁路局集团公司应急调度过程中的相关指令信息，并执行应急处置具体任务，反馈应急处置执行情况。

3 短信服务功能设计与实现

3.1 功能设计

3.1.1 应急响应通知

在应急响应启动时，通过在应急响应通知模板中填写应急事件发生的地点、事件详情描述、响应等级、事件类型等信息，勾选出通知单位及联系人，应急响应信息以短信方式发送给联系人并通知相应单位的当日值守人员[4]。通过应急启动通知，可以实现各铁路局集团公司间、国铁集团与铁路局集团公司、铁路站段间的信息交互和联动管理。

3.1.2 应急指令通知

通过应急指令编辑模板，填写指令内容、上传通知附件，选择受令单位后进行指令下达，在指令下达时将指令内容以短信方式发送给受令单位当日的值守人员。实现一般事项广播或重点事项推送，以及应急指挥过程中指令、通知、文电等信息的流转与及时通知功能。

3.1.3 开行异常通知

在发出停车异常预警的情况下，或者根据信息反馈得知故障影响行车后，通过筛选故障点所在线路、具体故障站点或区间、通过该故障点的途径时段，找到未来一段时间内通过该故障点的所有客运列车，以及通过铁路信息集成平台提供的相应列车的车长信息，通过录入短信通知内容，勾选出需要通知的车次，将短信内容发送给相应列车的车长。通过开行异常通知功能，为相关单位提前做好应急准备提供支持。

3.1.4 安全工作汇报通知

通过安全工作汇报通知功能，实现汇报内容一次编辑，短信批量群发。提前建立通讯录，可以设置组织机构常用联系人、将联系人分设群组。短信发送支持通讯录选取常用联系人或联系群，也可以人工录入临时信息接收号码，一键多人群发，可以即时发送也可以定时发送[5]。实现向主管安全与应急的相关人员及时汇报当日班次的安全生产情况。

3.2 功能实现流程与安全保障

3.2.1 功能实现流程

铁路应急系统短信服务功能依托12306 短信服务平台（简称：短信服务平台），实现短信发送与状态解析，具体实现流程如图1所示。

图1 短信发送实现流程

（1）短信服务平台提供API，铁路应急系统通过调用该接口，接入短信服务平台；

（2）铁路应急系统通过接口服务将信息内容与发送目标作为对象发送至短信服务平台，短信服务平台接收待发送内容后进行处理；

（3）短信服务平台将处理后的状态结果反馈给接入方；

（4）短信从内部服务网（简称：内网）服务平台穿过安全隔离，推送至外部服务网（简称：外网）代理网关；

（5）外网代理网关将短信推送至通信运营商（主要包括移动、联通、电信等）；

（6）由手机号码归属地的相应通信运营商网关将短信推送至手机端；

（7）手机在接收短信后将短信接收状态返回给相应通信运营商；

（8）相应通信运营商将短信接收结果再返回给短信服务平台；

（9）短信服务平台按照接入号码将短信发送结果逐一反馈给铁路应急系统，从而实现短信的发送与发送状态的监控。

3.2.2 安全保障

（1）接入安全：接入方连接至短信服务平台时，内容经过信息摘要算法（MD5，Message-Digest algorithm）加密处理[6]。短信服务平台建立应用接入的连接数管理，防止恶意连接，主动断开登录超时的连接，保证短信发送资源安全可靠。

（2）处理安全：短信服务平台提供了流量控制机制，防止接入方恶意大规模、大批量提交请求[7]。可设业务优先级，保证关键业务的处理时效性。

（3）运行安全：通过网络防火墙、代码安全、敏感词过滤[8]等安全策略保证运行安全。短信服务平台服务器置于被防火墙保护的私有网段内，从而避免了来自外界的不明攻击和系统结构探测；严格检查短信服务平台代码的安全性，能捕捉到绝大多数未知的安全问题，保证应用程序安全运行，不被攻击者利用；使用敏感词过滤机制，保证携带非法词汇的短信不被发送，降低风险。

3.3 平台特色

（1）短信重发机制[9]：短信服务平台自动重发发送失败的短信；指定次数重复推送在一段时间内未收到接收状态的短信，防止短信漏发、迟发。

（2）定时发送与时间偏移：可定制定时短信发送任务，在指定时间将事前编辑好的短信内容发与指定联系人；对于整点发送的定时任务，时间自动偏移5 min，避免信道拥堵和信息反馈集中。

（3）发送状态提醒：实时显示并自动刷新短信的接收状态；集中显示同一主题相同内容的接收状态信息；对于发送失败、未收到接收状态的短信，重点提醒。

4 潜在问题及解决方案

一般情况下，短信发送后30 s 内手机端即可收到短信，短信发送端可以看到短信的接收状态，此外，还有短信发送失败、手机接收失败、短信发送延迟、发送状态延迟等几种特殊情况。

4.1 短信发送失败

应用接入短信平台连接失败；调用短信发送服务失败；通信运营商发送失败（例如手机关机、网络环境差、短信内容含敏感字等情况）。

解决方案：短信服务平台提供连接失败即刻重连机制，以及24 h 进程活跃监测，基本避免连接异常或服务调用异常造成短信发送失败的情况。极端情况造成的短信发送失败，可根据业务需要进行重发或补发。

4.2 手机接收失败

短信发送成功但用户手机没有收到短信，需要排查手机端问题，包含拦截软件的安全设置、智能手机异常显示、信号不稳定、短信空间不足、手机关机等通用短信接收问题。具体情况与解决方案如下。

（1）垃圾短信拦截[10]。检查手机是否安装骚扰拦截软件，例如360 安全卫士、手机管家等，如设有短信拦截则需要取消，具体设置因手机型号而异。

（2）手机系统异常。手机长时间未关机，智能手机长期运行，系统异常也会影响信息接收，关机、重启后可能会看到之前已接收但未显示的短信。

（3）短信箱已满。删除不重要的短信，关机、重启后可以显示未读短信。

（4）通信信号较弱或不稳定。在地下室、隧道等通信信号较弱的环境，或者用户使用双卡双待手机、所在地区信号不稳定、手机欠费、关机等情况下，新收到的手机短信无法正常显示，在保证手机开机，有通信话费余额，通信信号正常后，新收到的短信即可恢复显示。

4.3 短信发送延迟

批量发送信道拥堵或者特殊时期通信运营商对内容进行审查，会出现批量短信发送延迟；在网络环境较差的情况下，会出现个别短信发送延迟。

解决方案：短信信道拥堵较为严重时，短信服务平台会自动启动优先级处理机制，按照优先级顺序处理拥堵短信队列。在触发内容审查机制后（不含敏感内容），可以通过短信服务平台与通信运营商协调，一定程度解除审查，加快短信发送进度。

4.4 短信状态延迟

通信运营商自动重发失败，导致状态延迟；通信运营商未收到接收状态回执；通信运营商未将接收状态反馈给短信服务平台；代理网关延迟向内网服务推送接收状态；短信服务平台延迟向接入端反馈接收状态。

解决方案：发送短信时尽量避免整点发送，因为整点时各业务短信发送比较集中，返回状态也比较集中，造成的短信发送状态可能出现延迟的情况。对于在一段时间内未收到接收状态的重要信息进行指定次数的重复推送，确保信息及时收到。

5 应用效果

短信服务中的应急响应通知、应急指令通知及开行异常通知等功能已在全路应用，实现了应急指挥人员通过内部办公网，将应急系统产生的应急信息以短信形式直接传达给相关工作人员，信息传达高效、便捷、安全可靠，成为各铁路局集团公司应急指挥工作中信息通知的主要手段。

安全工作汇报功能已在国铁集团试点应用，其定时发送功能解决了工作人员需要定点完成工作任务的困扰，准时发送成功率为98%以上。短信发送失败后平台将自动重发，最大限度地避免短信通知被漏发。目前短信发送量约6 万条/年，其功能操作简便，批量信息送达准时，异常情况主动提醒的应用效果获得用户好评与认可。

6 结束语

文章从需求分析、功能设计、具体实现及应用效果，介绍短信服务在铁路调度应急系统中的应用，实现了铁路应急系统中的短信即时通知等相应功能。通过发送失败自动重发、短信延迟提醒、避开整点发送等措施，保证短信不漏发，发送状态及时反馈。目前，对于短信接收端，还存在一些非正常情况，例如：为保证短信内容及时接收制定的发送延迟自动重发机制，可能会因延迟导致用户收到多条重复短信；对于文字内容较多的短信，一般按照几十字一条进行拆分发送，可能因信道拥堵或信号不稳导致接收端收到的短信内容顺序不连续等情况，致使用户提取短信有效信息的效率降低。今后还须对短信的重复发送、长短信内容不连续等问题进行深入研究，降低重复内容骚扰，提升长短信内容阅读体验。