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1 前言
沿用一臺電話、一張圖、一支筆的傳統手工方式的鐵路運輸調度系統，能夠得到的信息量少、實時性、可靠性差，各級調度人員在忙、緊張、疲勞的狀況下被動指揮，其后果是計劃兌現率低，對非常事件的處理，應變能力不夠，延誤時機影響鐵路運輸能力的發揮[1]。
利用計算機技術和先進的通信技術，迅速從聯鎖系統中獲取和傳輸與調度指揮有關的信息已成為現實。鐵路運輸管理信息系統（TMIS）和行車調度指揮信息系統（DMIS）是鐵路運輸信息化建設的兩個標志性應用系統。TMIS和DMIS都是按照網絡化、信息化、模塊化的原則設計開發的。為保證系統的運行安全，兩系統都是各自獨立運行，自成系統。在國家鐵路上，已經有了廣泛的應用，但在企業鐵路上的應用仍然有限。考慮到企業鐵路運營規模較國家鐵路而言較小，以及以調車、小運轉為主的作業模式，因此對于企業鐵路而言，將TMIS和DMIS兩個系統結合起來，實現系統間的信息共享十分必要，加強現車管理也是滿足企業鐵路實際運輸需求的必然選擇。
近幾年，通過業內各方面技術人員的共同努力，在企業鐵路運輸綜合控制和信息化方面取得了很大的進展，但是如何真正使企業鐵路運輸綜合信息控制系統更完善，更具有可用性，更穩定可靠是一個關鍵。
2 三層C/S體系結構及特點
2.1 傳統系統體系結構
客戶/服務器（C/S）結構是上世紀90年代開始流行的一種體系結構，在C/S結構下，應用系統被分成前臺（客戶機）和后臺（服務器）兩部分，應用處理有客戶端完成，數據訪問和事務處理有服務器承擔。C/S結構其優點體現在：
(1) 可靠的數據完整性和安全性控制；
(2) 高效的聯機事務處理性能；
(3) 很好的開放性和易擴充性；
(4) 高效的應用程序開發。
C/S結構的應用系統易于擴展，處理效率更高。但這種模式具有內在缺陷，即客戶端具有平臺相關性；隨著應用邏輯和程序界面占用越來越多的硬件資源，客戶端變得越來越“胖”；客戶端管理復雜，維護困難。為解決C/S模式的內在缺陷，出現了三層C/S模式結構，這種模式把傳統C/S結構中客戶端的應用邏輯分離開來，形成一個單一的應用服務器，從而大大降低客戶機對硬件的要求，使系統更容易擴展[2]。
2.2 鐵路運輸綜合信息控制系統體系結構
本系統采用三層的體系結構，但是不同于傳統的三層體系結構（即客戶、應用服務器和數據庫服務器），而是在原有的兩層體系結構（客戶、服務器）的中間加一層通信服務器，通信服務器專門處理客戶機與應用服務器之間的通信問題，這樣可以減輕應用服務器的負擔，為鐵路運輸綜合信息控制系統提供更好的安全性和更高的效率。
相對于采用傳統C/S結構的鐵路運輸綜合信息控制系統，改進后的C/S體系結構具有如下優點：
(1) 安全性加強。在通信服務器和應用服務器中備有另外的安全機構，系統可以阻止入侵者進入其他部分；
(2) 效率提高。所有與通信相關的問題都由通信服務器來處理，這既減輕了應用服務器端的負擔，也降低了應用服務器的鏈接代價，使應用服務器專心于數據服務而不是頻繁地和客戶端的應用程序交流。各層的邏輯關系清晰明了，真正做到了“瘦客戶”；
(3) 易于維護。當通信的功能需要修改時，客戶端的應用程序和應用服務器的程序不必更新，維護的代價大大降低；
(4) 可伸縮性。三層結構是明確進行分割的，邏輯上各自獨立，并且能單獨實現。由于它們是邏輯劃分的，與物理位置不一定相對應，因此它們的硬件系統構成是很靈活的，各部分可以選擇與其處理負荷和處理特性相適應的硬件；
(5) 可共享性。單個應用服務器可以為處于不同位置的客戶應用程序提供服務。
3 系統的結構及功能
3.1 系統網絡結構
系統以控制中心為總控，以車輛信息管理、車輛調度及運行監控、調控處理為核心，以調度子系統、車流子系統、計劃統計綜合分析子系統、應用服務器為構架。通過計算機聯鎖對區域內車輛、設備的狀態和位置進行實時監控，同時對貨運進行管理，掌握運輸動態。系統的開發將加強企業交通運輸管理，加速車輛周轉，降低企業內部物流成本，提高運輸效率。
圖1 系統網絡結構圖
3.2 系統數據流程
圖2 簡單描述了鐵路運輸綜合信息控制系統的數據流情況。
圖2 系統數據流程圖
3.3 系統功能結構
計劃統計綜合分析子系統，可以實現以下功能：
(1) 自動獲取計量信息；
(2) 數據的統計分析；
(3) 數據的查詢。
車流管理子系統，通過設置車號識別系統，關鍵作業工序視頻監控系統，以及計算機聯鎖等提供的相關信息，主要實現以下功能：
(1) 車輛現車表實時跟蹤顯示；
(2) 車輛移動和貨物狀態實時跟蹤處理；
(3) 實時跟蹤繪制《機車實績運行圖》；
(4) 交接班現車表、技術作業大表生成。
圖3 系統結構圖
調度管理子系統，主要實現以下功能：
(1) 運輸計劃的生成、顯示、執行與調配；
(2) 通過視頻監控各個裝卸點的工作狀態，實時獲取裝卸信息，記錄并存儲裝卸作業相關信息，為組織調車作業提供依據；
(3) 自動生成調車作業單，并通過無線列調設備發送到作業機車（司機）和調車組人員；(4) 交接班現場作業記錄表生成。
應用服務器主要功能：
(1) 系統可實現對設備設施的管理，初始化、更新、維護各種設備設施信息；
(2) 系統實現各工作站的數據交換、數據處理、數據轉換、數據存儲等功能，并可實現查詢、打印等功能；
(3) 建立系統數據庫，存儲系統靜態信息和動態信息，方便進行系統維護和更新基礎數據；(4) 實現管控中心與上級機構的連接。
4 系統開發方法及技術
應用系統在數據處理方面采用C/S結構，支持ODBC和OPC。Server 端操作系統采用Windows 2000 Server中文版、ORACLE數據庫；Client端用戶統一界面為Windows 2000 Professional界面，數據結構開放，支持TCP/IP協議。應用系統在數據信息發布方面采用Internet結構，支持用戶通過Web瀏覽進行綜合查詢。
采用的關鍵技術如下：
? 采用磁盤陣列：為保障系統數據安全性，可使用磁盤陣列設備作為系統的主存儲器。磁盤陣列設備可以使得在任何一塊硬盤損壞的情況下仍然能夠保證數據的完整性；
? 采用服務器集群：為保障服務安全性，使系統能夠在任何情況下連續工作，可采用兩臺相同配置的服務器主機并構建服務器集群。這樣，在任何一臺服務器損壞的情況下，另外一臺會自動接手其工作。
5 研究意義
研究結果表明此系統將大幅度提高企業鐵路的運輸能力，主要表現在：
(1) 有助于優化運輸組織：行車指揮工作一改過去傳統的傳遞信息的方式，信息化、系統化的設計，以及車號追蹤，無線列調和現車跟蹤等技術，為優化運輸組織、提高運輸服務和經濟效益創造了條件；
(2) 有助于規范運輸組織工作：避免了傳統的調度方法中，由于種種原因，導致行車調度不能按計劃作業，甚至無計劃行車現象的發生，使得總控調度不能全面、及時掌握現場情況，影響運輸組織工作正常開展；
(3) 有助于提高運輸效率：系統自動根據“車號信息”、“作業計劃”、“閉塞聯系”、“機車定位信息”以及微機聯鎖提供的相關信息，及時準確的找到機車運行的起始點和目的地，按照機車優先級別進行調度，自動開放相應的進路。同時跟蹤車輛甩掛和連接的位置，考慮多臺機車同時作業的合理進路，解決無計劃行車的問題，并且提高行車效率；
(4) 解決了集中調度監控的問題：從單一的鐵路區域控制逐步走向統一調度指揮控制，實現調度專家智能系統在調車場的應用，全方位提高鐵路運輸的安全和效率；
(5) 防止貨運事故發生：調度貨運計劃是行車調度組織實現日（班）調車計劃的具體行動計劃，通過計算機下達計劃，保證了信息傳遞的準確，快捷，車輛現車實時跟蹤系統改變了“手寫人記”的原始狀態，從而保障貨運安全。
6 結語
此系統通過及時向鐵路運輸指揮調度部門提供準確的現場各項數據信息，增加了調度指揮的應變能力和反應能力，提高了企業鐵路的運輸能力和管理效率。系統采用改進后的三層C/S模式，在原有的兩層體系結構中間加了一層通信服務器，既發揮了C/S模式成熟的技術特長，又針對鐵路系統的特殊需要，提供了更好的安全性和傳輸效率。此系統具有較強的應用價值，實踐證明，對于大幅度提高企業鐵路運輸能力具有明顯作用。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號