左長進(jìn)

（鄭州鐵路局 信息化處，鄭州 450052）

鐵路統(tǒng)型云端復(fù)示系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

左長進(jìn)

（鄭州鐵路局 信息化處，鄭州 450052）

鐵路統(tǒng)型云端復(fù)示系統(tǒng)是鐵路列車自動識別系統(tǒng)不可分割的重要組成部分，為車輛段，車站，機(jī)務(wù)段有關(guān)崗位提供了機(jī)車車輛管理的有效手段。系統(tǒng)安裝簡單，使用方便，運(yùn)行穩(wěn)定，便于維護(hù)。系統(tǒng)的投入使用，提高了管理工作的質(zhì)量和效率。

鐵路統(tǒng)型；復(fù)示系統(tǒng)；維護(hù)

根據(jù)鐵路總公司《關(guān)于加快組織部分車輛專用設(shè)備研發(fā)的通知》（運(yùn)輛管驗(yàn)電〔2012〕930 號）電報(bào)精神和有關(guān)要求，鄭州鐵路局下發(fā)了《關(guān)于下達(dá)＜鄭州鐵路局 2013 年第一批科技發(fā)展計(jì)劃 ＞ 的通知》（ 鄭科 委〔2013〕3 號 ）文 件 ,組 織對“ 鐵 路 統(tǒng)型AEI云端設(shè)備及其復(fù)示系統(tǒng)”（下稱系統(tǒng)）進(jìn)行研究開發(fā)并組織運(yùn)用 。鐵路局車輛處、信息化處聯(lián)合有關(guān)單位組成課題組，對該系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究和開發(fā)工作，系統(tǒng)順利研發(fā)成功，并投入運(yùn)行。2013 年9月通過鐵路局技術(shù)評審，得到評審專家的好評。該項(xiàng)目結(jié)合鄭州鐵路局車號自動識別系統(tǒng)多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和在日常工作中發(fā)現(xiàn)的不足，對系統(tǒng)進(jìn)行全新研究和功能優(yōu)化，目的是研制更加符合鐵路管理和應(yīng)用的機(jī)車車輛自動識別系統(tǒng)。本文介紹的鐵路統(tǒng)型云端復(fù)示系統(tǒng)，對鐵路運(yùn)輸信息集成平臺建設(shè)和鐵路基礎(chǔ)信息的充分利用具有一定的參考意義。

目前，控制處理系統(tǒng)（CPS，Controlling & Processing System）由車站維護(hù)，地面設(shè)備由車輛段維護(hù)，CPS與地面設(shè)備通信經(jīng)常發(fā)生故障，一旦發(fā)生故障，必須由車站、車輛段、通信段等單位共同處理，經(jīng)常造成部門之間的矛盾，延長了故障處理時間。該系統(tǒng)的研制成功，不僅使故障邊界清晰可見，也方便故障處理、日常維護(hù)和信息利用工作。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)信息流設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)利用無線射頻識別技術(shù)、微波技術(shù)、通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)思想、云計(jì)算理論，系統(tǒng)的研制采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)技術(shù)，利用可視化開發(fā)工具，分布數(shù)據(jù)庫技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議等，使其具有很強(qiáng)的適用性和可靠性。該系統(tǒng)較全面恰當(dāng)?shù)乩矛F(xiàn)有計(jì)算機(jī)技術(shù)，機(jī)車車輛自動識別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)軟件與網(wǎng)絡(luò)合理結(jié)合，發(fā)揮鐵路新技術(shù)資源的功能。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是無論在任何一個網(wǎng)絡(luò)接節(jié)上，均可實(shí)現(xiàn)對其他節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控，以方便站段對故障的處理和系統(tǒng)維護(hù)。在鐵路總公司、鐵路局車號庫兼容的條件下，最大限度滿足車站、車輛段、機(jī)務(wù)段等單位對機(jī)車車輛信息采集和應(yīng)用的需要。在車站機(jī)房內(nèi)，可通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控和維護(hù)，檢查端口狀態(tài)、參數(shù)配置、程序運(yùn)行等。可向其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行軟件包傳輸、安裝、配置等操作，基本實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)格結(jié)構(gòu)信息處理。系統(tǒng)信息流程如圖1所示。

圖1 鐵路統(tǒng)型端復(fù)示系統(tǒng)信息流程圖

1.2 統(tǒng)型云端復(fù)示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.2.1 設(shè)計(jì)思想

（1）該復(fù)示系統(tǒng)重點(diǎn)是為列檢所和終端用戶開發(fā)的監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)。為方便現(xiàn)場用戶的使用，避免煩瑣的系統(tǒng)安裝和配置。設(shè)計(jì)思想是自動接收地面設(shè)備或CPS及云層復(fù)示的列車信息，自動入庫，自動分析和統(tǒng)計(jì)。

（2）在網(wǎng)格結(jié)構(gòu)模型中的每個節(jié)點(diǎn)上，均設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)一致且兼容的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，考慮到全路車號庫系統(tǒng)是鄭州鐵路局開發(fā)推廣的系統(tǒng)，如果更新必然會有較大的工作量。因此，為保證全路車號庫的兼容性，保持鐵路局以上數(shù)據(jù)接口格式不變。

1.2.2 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為方便安裝和應(yīng)用，該系統(tǒng)采用 dbf數(shù)據(jù)庫和VFP 面向?qū)ο蟮木幊坦ぞ?，工具通?,接口簡單，便于實(shí)現(xiàn)各種功能需求。下面對重要的數(shù)據(jù)表和參數(shù)文件進(jìn)行描述。

（1）車號數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

采用自由表結(jié)構(gòu)，便于信息傳遞和不同系統(tǒng)的兼容。車號數(shù)據(jù)表用于保存機(jī)車車輛的全部內(nèi)容,并保存時間戳內(nèi)容，各字段定義如表 1 所示。

按照一列車為大列 90 個車設(shè)計(jì) ,每個車信息長度為 24 bit，因此設(shè)計(jì)每個車序字段長度為 240 bit，以保存 10個車的信息，9個車序可滿足要求。這樣也有利于系統(tǒng)擴(kuò)充。

（2）車輛數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

車輛數(shù)據(jù)表采用自由表結(jié)構(gòu)，用于保存車輛的編組情況，各字段定義如表2所示。

（3）機(jī)車數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)

表1 車號數(shù)據(jù)各字段定義

表2 車輛數(shù)據(jù)各字段定義

機(jī)車數(shù)據(jù)表采用自由表結(jié)構(gòu)，用于保存列車中機(jī)車的屬性及狀態(tài)。各字段定義如表3所示。

表3 機(jī)車數(shù)據(jù)各字段定義

（4）AEI參數(shù)表設(shè)計(jì)

AEI參數(shù)表可定義列車方向，股道編號，車站名稱和電報(bào)略碼等，各字段定義如表4所示。

序號 :輸入 01，02，…。

車站略碼 :輸入車站的電報(bào)碼，對與專用線車站，可以輸入相鄰車站的略碼，也可以輸入本專用線接軌車站的略碼。

表4 AEI參數(shù)各字段定義

站名:輸入車站的漢字站名。

設(shè)備編號 :輸入 01，02，…。

列車方向:輸入0為上行方向，輸入1為下行方向。每個 AEI分上下行，所以每個 AEI要輸入兩條記錄，以區(qū)分上下行。

接入交出:輸入0為接入，輸入1為交出。設(shè)備說明 :是對 AEI的說明。

1.3 系統(tǒng)的兼容性設(shè)計(jì)

1.3.1 短文件名的兼容性設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)思想，短文件名 8 bit，擴(kuò)展名 3 bit。在列車報(bào)文中，有數(shù)據(jù)報(bào)文和消息與信息報(bào)文，以文件名第 1 位區(qū)分，站名略碼 3 bit，AEI編號 1 bit，流水號 3 bit構(gòu)成，文件名第 1 位是 D 和 M。文件擴(kuò)展名的 3 bit是 :月份 1 bit，日期 2 bit。月份的 10 月、11 月、12 月分別用 A、B、C 表示。

設(shè)計(jì)依據(jù)是根據(jù)車站車流情況，可實(shí)現(xiàn)長短文件名轉(zhuǎn)換，以滿足鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的需要。文件名中的流水號是 1 ～ 999，以表示每天的列車數(shù)量，如果按照每天合計(jì) 1 440 min，按 3 min 一趟估計(jì)，最多 480 列車，3 bit流水號即可滿足需要。為避免報(bào)文跨年度問題，設(shè)計(jì)有長文件名，在 8 bit文件名后增加有處理報(bào)文的時間戳，可實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)庫中報(bào)文的有效利用。

1.3.2 文件序號的設(shè)計(jì)

文件序號是很重要的一個技術(shù)要點(diǎn),如果序號重復(fù)則會覆蓋前面的報(bào)文，導(dǎo)致車輛信息丟失。為保證報(bào)文序號的兼容性和擴(kuò)展性，方便報(bào)文流水號的維護(hù)工作，設(shè)計(jì)了報(bào)文序號編排方法和維護(hù)界面，直觀簡便。

報(bào)文序號編排方法。報(bào)文序號是車號信息的關(guān)鍵標(biāo)識之一，每天的報(bào)文保持連續(xù)，且具有唯一性。從 0:00 起，第 1 列列車的序號為 1， 第 2 列 列車的為 2，…。利用“年月日加 AEI號碼”做為關(guān)鍵字確定序號是很好的方法。在數(shù)據(jù)庫編程中，利用下列模糊查詢技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

此外，應(yīng)用模糊查詢技術(shù),可方便實(shí)現(xiàn)車輛信息查詢。按照列車通過日期、時間段，也可按照車次、到達(dá)時間、出發(fā)時間、屬性、車種、車號、AEI編號進(jìn)行分類排序和查詢車輛數(shù)據(jù)。

2 鐵路統(tǒng)型云端復(fù)示應(yīng)用

2.1 統(tǒng)型復(fù)示系統(tǒng)的主要功能

列檢復(fù)示系統(tǒng)是在車輛段列檢所安裝列檢復(fù)示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛信息的監(jiān)控查詢，通過信息狀態(tài)判斷地面設(shè)備是否正常，以便及時發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行維修，通過信息判斷，判斷車輛信息的車輛狀態(tài)，以便扣車維修。車站利用復(fù)示系統(tǒng)，可加強(qiáng)車輛的管理工作，減輕抄車號的繁重勞動。

該系統(tǒng)除了基本的信息復(fù)示功能外，還具有時鐘自動同步功能，報(bào)文時間戳功能，按地面設(shè)備分類復(fù)示功能，按字段排序功能，壞標(biāo)簽聲音報(bào)警功能等。

2.2 列車信息

列車信息包括車次，客貨標(biāo)記，到達(dá)日期，到達(dá)時分，通過時分，標(biāo)簽數(shù)量，通過股道（AEI編號），上下行方向等。通過自動識別列車信息，自動入庫，以便對列車信息進(jìn)行管理。

按照列車信息進(jìn)行分類登記，有通過日期，通過時間，AEI編號，AEI名稱，列車方向，貨車數(shù)，客車數(shù)，車輛總數(shù)，部屬車，自備車數(shù)，客車數(shù)，未識別車數(shù)，機(jī)車數(shù)，出入標(biāo)識等明細(xì)信息，便于分類管理?？蓪π畔⑦M(jìn)行刪除和恢復(fù)，可按 AEI統(tǒng)計(jì)出列數(shù)。

2.3 列車實(shí)時動態(tài)

2.3.1 列車統(tǒng)計(jì)

實(shí)現(xiàn)列車信息分類統(tǒng)計(jì)。按照 AEI編號，AEI名稱，列車方向，統(tǒng)計(jì)時間段，分類統(tǒng)計(jì)出總列數(shù)，貨車列數(shù)，客車列數(shù)，總輛數(shù)，部屬車數(shù)，自備車數(shù)，客車數(shù)，未識別數(shù)，機(jī)車數(shù)等。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。

圖1 列車統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.3.2 貨車統(tǒng)計(jì)

實(shí)現(xiàn)列車信息分類統(tǒng)計(jì)。按照 AEI編號，AEI名稱，列車方向，統(tǒng)計(jì)時間，實(shí)現(xiàn)貨車統(tǒng)計(jì)，分類統(tǒng)計(jì)出貨車的總列數(shù)，總輛數(shù)，部屬車數(shù)，自備車數(shù)，客車數(shù)，未識別數(shù)，機(jī)車數(shù)等。

2.3.3 客車統(tǒng)計(jì)

實(shí)現(xiàn)列車信息分類統(tǒng)計(jì)。按照 AEI編號，AEI名稱，列車方向，統(tǒng)計(jì)時間，實(shí)現(xiàn)客車統(tǒng)計(jì)，分類統(tǒng)計(jì)出客車的總列數(shù)，客車列數(shù)，總輛數(shù)，客車數(shù)，未識別數(shù)，機(jī)車數(shù)等。

2.4 AEI分頁動態(tài)查詢

對于一個車站有多個列檢所的情況，復(fù)示系統(tǒng)把全站所有 AEI信息都顯示出來，區(qū)分不開哪幾臺AEI設(shè)備是該列檢所管理的。因此，開發(fā)了 AEI分頁動態(tài)查詢窗口，該列檢所不僅可以監(jiān)控全站所有AEI狀態(tài)，可針對本列檢所管理的幾臺設(shè)備重點(diǎn)監(jiān)控。

按照 AEI編號分頁顯示。頁面中有 16 個選項(xiàng)卡，分別是“全站 AEI”，“AEI 1”，“AEI 2”…“AEI15”。如圖2所示。

圖2 AEI編號分頁顯示

例如“全站 AEI”選項(xiàng)卡，可顯示全站 AEI信息?！癆EI 12”選項(xiàng)卡，只顯示第 12 號 AEI 的信息。

3 結(jié)束語

該系統(tǒng)安裝簡單，使用方便，運(yùn)行穩(wěn)定，便于維護(hù)。系統(tǒng)均為模塊化結(jié)構(gòu)，操作簡單，故障范圍邊界明顯，維護(hù)界面清晰，只要網(wǎng)絡(luò)連接正常，即可劃分出故障范圍，地面設(shè)備故障可自行處理，避免了與車站、通信部門之間配合處理故障的矛盾?？蛇h(yuǎn)程管理，方便維護(hù)，滿足現(xiàn)場工作的需求。鐵路統(tǒng)型云端復(fù)示系統(tǒng)的運(yùn)用，可實(shí)現(xiàn)列車信息的動態(tài)管理，自動生成有關(guān)報(bào)表，方便各種信息查詢輸出。提高了管理人員的工作效率和工作質(zhì)量，系統(tǒng)兼容良好，具有良好的應(yīng)用前景。

[1] M Tomizuka. Automated Highway Systems.AnIntelligent Transportation System for the Next Century[ J ]. IEEE International Symposium on Industrial Electronics, 1997 (1):1-4.

[2] 沈海燕，史 宏，須征文，魯 錦 . 鐵路車號自動識別系統(tǒng)（ATIS）的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用 [J]. 中國鐵路，2001（6）.

[3] 左長進(jìn) .車號自動識別系統(tǒng)的故障處理方法 [J]. 鐵路計(jì) 算機(jī)應(yīng)用，2005，14（7）：107-109.

[4] 左長進(jìn) .車號自動識別系統(tǒng)的組網(wǎng)方式與配置方法 [J]. 鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2007，16（8）：25-28.

[5] 林水生，周 亮（譯）.物聯(lián)網(wǎng)—連接一切物體的網(wǎng)絡(luò) [M].北京 ：國防工業(yè)出版社，2011，5.

責(zé)任編輯 徐侃春

Development and application for Top of Clouds Railway Uniform Repeating Information System

ZUO Changjin
( Information Of ce, Zhengzhou Railway Administration, Zhengzhou 450052, China )

The Top of Clouds Railway Uniform Repeating Information System was an important part in the Automatic Train Identi cation System, it was provided an effective means for train and locomotives management of railway stions and depots. The System was simple to install, easy to use, stable operation, easy maintenance. The System was put into use to improve the quality and ef ciency of the management.

railway uniform; Repeating System; maintenance

U284.55 ∶ TP39

：A

1005-8451（2015）01-0029-04

2014-06-19

左長進(jìn)，高級工程師。