傅鐘暉 許 偉

TDCS/CTC車站行車數(shù)據(jù)集中化管理的研究

傅鐘暉 許 偉

摘 要：行車數(shù)據(jù)集中化管理是鐵路信息化建設(shè)中的重要組成部分。該方案有效組織并管理了車站重要的行車數(shù)據(jù)，為統(tǒng)計(jì)行車數(shù)據(jù)提供了方便的方式，為運(yùn)輸合理化提供了參考數(shù)據(jù)，也為整理、存檔車站行車數(shù)據(jù)提供了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：TDCS;集中化;管理

TDCS/CTC系統(tǒng)是從20世紀(jì)90年代初期的DMIS系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，從最初的站場(chǎng)信息監(jiān)督的行車輔助設(shè)備，發(fā)展到涵蓋行車日志管理、調(diào)度命令管理、站存車輛上報(bào)、車輛編組查詢等功能的重要行車裝備，已成為鐵路調(diào)度運(yùn)輸系統(tǒng)重要的組成部分，是實(shí)現(xiàn)鐵路安全、正點(diǎn)、高效運(yùn)行的重要技術(shù)手段。TDCS/CTC系統(tǒng)的大量信息都是從各級(jí)站段客戶端產(chǎn)生，這些信息為故障分析、場(chǎng)景再現(xiàn)提供了方便、真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，也為車務(wù)部門統(tǒng)計(jì)行車數(shù)據(jù)、進(jìn)行車輛安排及運(yùn)輸合理化提供了參考。然而，大量的日常工作信息存儲(chǔ)在各級(jí)站段的用戶終端設(shè)備上，如何管理這些重要的行車數(shù)據(jù)成了一個(gè)新的課題。

1 現(xiàn)狀分析

實(shí)際工作中，各個(gè)站段只能到設(shè)備終端來(lái)查找所需要的信息，或者在設(shè)備終端上打印出需要查找的數(shù)據(jù)，統(tǒng)一帶回進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)。由于設(shè)備始終處在7×24h工作狀態(tài)，在終端查找數(shù)據(jù)多有不便。而且終端設(shè)備的工作記錄僅存于一臺(tái)設(shè)備，若該設(shè)備出現(xiàn)異常，不能正常使用，或者設(shè)備損壞需要更換，工作記錄就會(huì)丟失，這種丟失往往是不可回退的。

由于針對(duì)運(yùn)輸信息非常重要，客戶端設(shè)備不能停用，因此各個(gè)管理部門都采取了不同的管理措施。例如：對(duì)每個(gè)設(shè)備進(jìn)行輪檢的同時(shí)將運(yùn)輸信息進(jìn)行統(tǒng)一備份;如果硬件設(shè)備存在故障，在進(jìn)行硬件設(shè)備更換的時(shí)候，將原有的運(yùn)輸數(shù)據(jù)進(jìn)行同步。終端設(shè)備每天都產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)信息，存儲(chǔ)在各級(jí)站段的終端設(shè)備中，隨著時(shí)間的推移，形成了數(shù)據(jù)量龐大的信息文件。上述方法不僅消耗大量的人力也消耗大量的時(shí)間，而且不易保證運(yùn)輸數(shù)據(jù)的完整性、及時(shí)性。因此，設(shè)備終端信息的集中管理提上了日程。

1.1 信息管理必要性

單一的設(shè)備信息對(duì)于分析問(wèn)題起的作用有限，想要分析一個(gè)故障原因或是統(tǒng)計(jì)一組列車運(yùn)行數(shù)據(jù)，單獨(dú)靠一個(gè)設(shè)備或是一個(gè)車站的記錄數(shù)據(jù)顯然不夠，可能需要多個(gè)車站，甚至是涵蓋指揮中心，進(jìn)行全方位的信息記錄分析才能得出結(jié)果。

而對(duì)于 TDCS/CTC系統(tǒng)，全局幾百個(gè)車站、上千個(gè)設(shè)備終端信息，對(duì)于日后分析故障原因、重現(xiàn)設(shè)備當(dāng)時(shí)狀況、分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、展開(kāi)優(yōu)化系統(tǒng)方案及改善管理模式起到了重要作用，所以對(duì)設(shè)備運(yùn)輸信息集中管理尤為重要。

1.2 信息管理可行性

TDCS/CTC系統(tǒng)是一個(gè)可拓展的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由中心局域網(wǎng)和若干個(gè)車站局域網(wǎng)組成，每一個(gè)局域網(wǎng)都有若干終端設(shè)備。利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)狀況，可以將各級(jí)站段的運(yùn)輸數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一存儲(chǔ)到中心站段信息管理服務(wù)器。

TDCS/CTC網(wǎng)絡(luò)是生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)，這就要求在對(duì)車站運(yùn)輸數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理的時(shí)候必須占用較小的帶寬、較小的時(shí)間，分批次進(jìn)行傳輸。

2 實(shí)現(xiàn)方式

2.1 物理網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系

TDCS系統(tǒng)中心機(jī)房是整個(gè)TDCS系統(tǒng)的“心臟”。在中心機(jī)房有海量的存儲(chǔ)空間，高效能的計(jì)算機(jī)處理能力，以及遍布全局的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。為設(shè)備終端信息集中管理提供了可靠、可行的條件。

TDCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由中心網(wǎng)絡(luò)和車站網(wǎng)絡(luò)組成。為了保證設(shè)備的穩(wěn)定性，中心網(wǎng)絡(luò)采取冗余措施，由2個(gè)不同網(wǎng)段的以太網(wǎng)絡(luò)組成，單一的網(wǎng)卡故障或是單一的網(wǎng)絡(luò)故障都不影響中心設(shè)備與車站設(shè)備的通信連接。車站局域網(wǎng)則是由物理路由環(huán)組成，一般7或8個(gè)車站會(huì)有一個(gè)物理路由點(diǎn)環(huán)回到中心網(wǎng)絡(luò)。全局車站的路由是由若干個(gè)這樣的環(huán)組成，這樣的組網(wǎng)方式確保一個(gè)車站的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，只能影響單一車站的通信，并不會(huì)影響其路由環(huán)中其他車站的通信。

中心機(jī)房的站段信息管理服務(wù)器，通過(guò)中心路由器與車站終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。中心客戶端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)則存儲(chǔ)在中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，行車數(shù)據(jù)集中化管理網(wǎng)絡(luò)連接如圖1所示。

圖1 行車數(shù)據(jù)集中化管理網(wǎng)絡(luò)連接示意圖

圖1中，當(dāng)中心路由器A或B出現(xiàn)故障，會(huì)造成中心以太網(wǎng)A或B不可使用;但對(duì)于中心站段的終端設(shè)備，例如信息管理服務(wù)器，其擁有以太網(wǎng)A和B 2個(gè)網(wǎng)段的數(shù)據(jù)鏈路，其中一條中斷，中心站段信息管理服務(wù)器仍可通過(guò)另外一條數(shù)據(jù)鏈路與車站終端通信，不會(huì)造成中心終端設(shè)備至車站的網(wǎng)絡(luò)中斷。

同樣，車站的網(wǎng)絡(luò)冗余不是體現(xiàn)在雙路由、雙網(wǎng)段上。車站的網(wǎng)絡(luò)是由若干車站串聯(lián)起來(lái)與中心路由器組成一個(gè)環(huán)狀網(wǎng)，其形狀如同“中心路由A—車站A—車站B—車站C—中心路由B”。在這個(gè)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中，正常情況下信息流通過(guò)主用數(shù)據(jù)鏈路回到中心路由器，在某一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路中斷的情況下，車站可通過(guò)備用數(shù)據(jù)鏈路回到中心路由器。例如：車站B與車站C間數(shù)據(jù)鏈路中斷，則車站A、車站B的信息仍通過(guò)主用數(shù)據(jù)鏈路回到中心，車站C的信息則是通過(guò)備用數(shù)據(jù)鏈路回到中心。這樣就確保了在這個(gè)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路中斷不會(huì)造成某一個(gè)車站信息不能到達(dá)中心。

2.2 邏輯執(zhí)行方式

為了在獲取工作記錄時(shí)效率最高，每次獲取的工作記錄最好是一個(gè)班次完整的工作記錄，最佳工作記錄獲取時(shí)間是每次交班后，將上一班的工作記錄傳輸?shù)街行恼径涡畔⒐芾矸?wù)器保存起來(lái)。但是由于各個(gè)站段要求不同，一天24h，三班的工作時(shí)間在各個(gè)站段規(guī)定也是不同的，所以要在統(tǒng)一時(shí)間將全局的站段工作記錄保存下來(lái)是不可能的。根據(jù)這個(gè)情況，可以設(shè)置3個(gè)時(shí)間，到達(dá)設(shè)定時(shí)間程序自動(dòng)開(kāi)始收集全局客戶端的工作記錄。當(dāng)然獲得完整的工作記錄，僅僅這樣還是不夠的，在程序自動(dòng)收集站段終端工作記錄時(shí)，有些站可能是已經(jīng)交班，有些可能是本班次記錄了一半，甚至在0：00時(shí)的工作記錄是記錄在前一天的最后一班。所以程序不僅要收集本天的工作記錄，還要收集前一天的工作記錄，這樣才能保證數(shù)據(jù)的完整性。

這種邏輯處理方式還具備一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：在車站與中心完全中斷后，只要在24h內(nèi)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)通道，即可保證車站數(shù)據(jù)的完整性。例如：車站環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)“中心路由A—車站A—車站B—車站C—中心路由B”，在這個(gè)環(huán)狀通道中同時(shí)出現(xiàn)了2個(gè)網(wǎng)絡(luò)中斷點(diǎn)，形如“中心路由A—車站A×車站B×車站C—中心路由B”，這時(shí)車站A與車站B中斷，同時(shí)車站C與車站B也中斷，車站B與中心處于無(wú)法通信狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)下車站B仍然存有3個(gè)小時(shí)的列車運(yùn)行計(jì)劃，甚至可以手工方式輸入列車實(shí)際運(yùn)行時(shí)刻。待網(wǎng)絡(luò)故障排除后，站段信息管理服務(wù)器會(huì)在輪循到這個(gè)車站時(shí) (見(jiàn)圖2)，獲取當(dāng)前時(shí)間的工作記錄及前一天的工作記錄。所以只要在車站出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障的24h內(nèi)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)通信，即可保證車站的工作記錄匯總到中心站段服務(wù)器是完整的。

圖2 程序處理邏輯流程圖

2.3 工作記錄的應(yīng)用

各個(gè)站段的工作記錄集中到中心后，保存到中心站段信息管理服務(wù)器。在現(xiàn)場(chǎng)終端故障并修復(fù)后，如果之前的工作記錄丟失，可以從中心向車站恢復(fù)所需的工作記錄。在中心也可調(diào)出某個(gè)車站、某個(gè)時(shí)間、某個(gè)班次的工作記錄、調(diào)度命令，這對(duì)站段的統(tǒng)計(jì)工作提供了方便。

管理部門可以有計(jì)劃的將整年的工作記錄做為資料刻錄到光盤上以便保存，也可以將這些工作記錄打印成PDF格式的文件保存起來(lái)，方便查閱管理。

總之，行車數(shù)據(jù)集中化給既有TDCS/CTC系統(tǒng)有效的保留歷史數(shù)據(jù)提供了基礎(chǔ)，方便了用戶查詢、打印、統(tǒng)計(jì)等操作，給管理方提供了有效地保留歷史數(shù)據(jù)的方式。該模式在北京局TDCS系統(tǒng)中試驗(yàn)運(yùn)行效果良好。

［1］鐵道部運(yùn)輸局．鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)(TDCS)［M］．北京：中國(guó)鐵道出版社，2006.

［2］曹傳義．健全安全保障機(jī)制，實(shí)現(xiàn)車站安全生產(chǎn)有序可控．鐵道安全，2002(1)：35～36.

［3］秦燕燕，許偉.有效冗余備份構(gòu)建可靠的TDCS通信網(wǎng)絡(luò)［J］. 鐵道通信信號(hào)，2007，43(12)：35 －37.

Abstract:Centralized management of traffic control data is an important part of railway informatization construction．We propose a solution to effectively organize and manage major traffic control data at station，which provides an easy way for traffic data statistics and reference data for attaining more rational transport and lays a foundation for archiving station traffic control data．

Key words:TDCS;Centralization;Management

傅鐘暉：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所 助理研究員100081 北京

許 偉：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所 助理研究員100081 北京

2012-05-04

(責(zé)任編輯：諸 紅)