（工商管理专业论文）铁路电务安全生产及调度指挥系统的分析与设计.pdf

西南交通大学工商管理硕士学位论文第1 页 摘要 铁路是国民经济的大动脉，是国家重要的基础设施，同时也是非常重要的交通工 具。近年来铁路交通系统的复杂性与日俱增，特别是车辆增长的速度远远高于道路和 其他交通设施的增长速度，给社会带来了许多新问题。安全始终是铁路运输的主题， 而铁路电务安全生产及调度指挥系统的可靠性则是保证安全的前提。如果铁路电务系 统中某些环节出现故障，将会对国民经济的发展和人民的生命财产安全造成不良后果。 电务安全信息管理及调度指挥系统的主要功能是：利用调度监督装置、微机监测 装置实现对现场信号设备的实时数据采集，对设备电气特性等状态进行自动分析与预 警，便于及时发现设备缺点并及时克服，防止故障发生；通过微机监测的回放等功能 和故障诊断程序及现场视频监控装置，实现对已经发生的故障的原因分析，并对参加 故障处理的现场人员给予远程技术支持：通过安全管理程序，实现对下属车间、班组 的日常安全管理工作的监督，使基本的作业制度得到规范，以工作质量促进设备质量 的提高。 铁路电务安全生产及调度指挥系统的设计与实现体现了预先发现故障，提醒工作 人员及时解决故障的的思路：可以加强监管部门对道路情况的实时监控。系统可以及 时将影响铁路运输安全的人员三违信息、设备故障信息、环境( 隐患) 信息以及事故信息 等通报控制中心，为安全管理者提供各种安全决策信息，有效地实现了计算机安全信 息管理及辅助决策工作。 随着计算机技术、网络技术在铁路电务管理领域中得到广泛应用，对不断提高电 务设备维护、管理和决策水平，保障铁路运输安全，提高铁路运输效率提出了更高的 要求。电务安全生产信息管理及调度指挥系统在研究电务安全生产管理信息系统的基 础上，对电务部门各种信息资源( 例如：调监、微机监测、故障通知、安全生产管理、 视频监控、应急抢险等) 与调度指挥中心系统进行整合，为电务安全生产提供了便利的 技术平台。电务安全生产信息管理及调度指挥系统主要包括的子系统有，信号故障诊 断通知、无线应急通信、电务视频监控、安全资料管理等。本论文对系统架构以及各 功能模块做出了介绍说明。 关键词：电务安全生产信息管理，调度指挥，铁路视频监控，故障通知 西南交通大学工商管理硕士学位论文第| | 页 a b s t r a c t r a i l w a yi st h em a i na r t e r yo fn a t i o n a le c o n o m y , t h a ti sa l li m p o r t a n tn a t i o n a li n f r a s t r u c t u r e 。b u ta l s o t h em a i np u b l i ct r a n s p o r t i nr e c e n ty e a r s t h er a i l w a yt r a 币cs y s t e m sc o m p l e x i t ya n dc r o w d e dg r e wd a y b yd a y , e s p e c i a l l yt h eg r o w t hr a t eo ft r a i sa r ef a rh i g h e rt h a nt h er o a d sa n do t h e rt r a n s p o r tf a c i l i t i e s ，w h i c h b r i n gm a n yn e w s o c i a lp r o b l e m s a so n eo ft h em a i na r t e r i e si nt r a n s p o r t , i tc o n t r i b u t e sal o tt ot l l er a p i d g r o w t ho fn a t i o n a le c o n o m y a n d s a f e t yi nt r a n s p o r th a sb e c o m ea ni n c r e a s i n g l yi m p o r t a n ti s s u e t h e r e f o r e i ti so fg r e a ts i g n i f i c a n c et od or e s e a r c ho nt h ef a c t o r sa f f e c t i n gs a f e t yo f 仃a n s p o r ta n do nt h er u l ef o rt h e o c m l - r e n c eo fa c c i d e n t ss oa st op r e v e n tt h ea c c i d e n t sf r o mh a p p e n i n g g e n e r a l l y , t h eb u r e a u su n d e rt h em i n i s t r yo fr a i l w a y sa r em a d eu p0 ft h et r a i no p e r a t i o n s y s t e m ( s t a t i o n ) ，t h el o c o m o t i v es y s t e m , t h ec o n s t r u c t i o ns y s t e m , t h ec o m m u n i c a t i o n & s i g n a ls y s t e m t h e p o w e rs u p p l ys y s t e ma n dt h ev e h i c l e ss y s t e m t h et r a i no p e r a t i o ns y s t e m ( s t a t i o n ) i st h ec o r es y s t e r n d i r e c t l yi i ic h a r g eo fp a s s e n g e ra n df r e i g h tt r a n s p o r t a t i o n ，o t h e rs y s t e m sp r o v i d e sl o c o m o t i v e ，v e h i c l e s ， p o w e r , c i r c u i t ，c o n u 0 1a n dt e c h n i c a ls u p p l yf o ri t e v e r ys y s t e md i r i d e si n t os e c t i o n s ( s t a t i o n s ) w i t ht h e s a m cc a p a b i l i t ya c c o r d i n gt oi t sr e s p o n s i b i l i t i e s a sac o m m u n i c a t i o n & s i g n a ld e v i c e sm a i n t e n a n c ed e p a r t m e n t , t h em a i nr e s p o n s i b i l i t yo fa l lt h e $ o c t i o n su n d e rt h ec o m m u n i c a t i o n & s i g n a ls y s t e r ni s ：m a i n t a i n i n ga l lt 1 1 ee q u i p m c n t s ( s w i t c hm a c h i n e s t r a c kc i r c u i ta n ds i g n a l so u t s i d e ，t r a c kc i r c u i ta n ds i g n a l sb e t w e e ns t a t i o n s t h ei n d o o rd e v i c e st h a tc o n t r o l d i s p a t c hr o u t e sa n ds i g n a l si nm a c h i n e r yr o o m ) i ne a c hs t a t i o n ，k e e p i n gt h e mr u n n i n gi ng o o ds t a t u s 。 p r o v i d i n gh a r d w a r es e r v i c ef o rf r e i g h ta n dp a s s e n g e rt r a n s p o r t a t i o n i no r d e rt og u a r a n t e er a i l w a y t r a n s p o r t a t i o ns a f e t y , p u n c t u a l i t y , f a s ta n de f f i c i e n t t h ec o m m u n i c a t i o n & s i g n a ls e 圮 t i o n sp r o v i d es a f ea n d d e p e n d a b l ed e v i c em a i n t e n a n c e a sd i r e c t l yb e i n gu s e dt oc o n t r o l l i n gt h er e c e i v i n g ，s e n d i n ga n ds h u n t i n gt r a i n s ，t h ef i g h tn m n i n g s t a t u so ft h ee q u i p m e n t sa r et h ep r e r e q u i s i t ea n df u n d a m e n t a lo ft h es a f e t y a c c i d e n t sc a u s eh u g el o s s c st o c o u n t r ya n dt h ep e o p l e ，s o m ee v e nc a u s ei n t e r n a t i o n a lr e p e r c u s s i o n s s o m ea c c i d e n t sa r ec a u s e x ib yt h e l a c ko fc q u i p m e n t sm a i n t e n a n c e t h el a c ko fd e f e c t si n s p e c ta n df i xa n de t c t h em a i nf u n c t i o n so ft h ec o m m u n i c a t i o n s i g n a ls a f e t yi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n dd i s p a t c h i n g c o n t r o ls y s t e ma r e ：u s i n gd i s p a t c h e r ss u p e r v i s i o ne q u i p m e n ta n dm i c r o c o m p u t e rm o n i t o r i n ge q u i p m e n tt o r e a l i z er e a l - t i m ed a t ac o l l e c t i n gf r o mf i e l ds i g n a ld e v i c e s ，a u t o m a t i c a l l ya n a l y z et h es t a t u so ft h ed e v i c e s t op r e d i c t i n gt h ep o t e n t i a lf l a w sa n df i xi tt op r e v e n tf a i l u r e b yu s i n gt h ep l a y b a c kf u n c t i o na n dd i a g n o s i s f u n c t i o nf r o mt h em i c r o c o m p u t e rm o n i t o r i n ge q u i p m e n t ，u s i n gt h ef i e l dc a i i l e r 8t oi n v e s t i g a t i n gt h e a c c i d e n ta n dp r o v i d er e m o t et e c h n i c a ls u p p o r tt ot h ef i e l dt r o u b l es h o o t i n gs t a f f u s i n gt h es a f e m a n a g m e n tf u n c t i o nt os u p e r v i s et h ed a i l yw o r ko ft h ew o r k s h o p sa n dt e a m s r e g u l a t et h eo p e r a t i o n r o u t i n e sa n dp r o m o tt h eq u a l i t yo fe q u i p m e n t sb yt h eq u a l i t yo ft h ew o r k a st h ec o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dn e t w o r kt e c l m o l o g yh a sb e e nw i d e l yu s e di nt h ec o m m u n i c a t i o n s i g n a ls y s t e m , h i g h e rr e q u i r e m e n t sh a v eb e e np u tf o r w a r d ：t or a i s es i g n a le q u i p m e n tm a i n t e n a n c e ， m a n a g e m e n ta n dd e c i s i o n m a k i n gl e v e l t op r o t e c tt h er a i l w a yt r a n s p o r ts a f e t y , t oi m p r o v et h ee 衔c i e n c y o ft r a n s p o r t a t i o n t h ec o m m u n i c a t i o n & s i g n a ls a f e t yi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ta n dd i s p a t c h i n gc o n t r o l s y s t e mi sd e r i v e df r o mt h ec o m m u n i c a t i o n & s i g n a ls a f e t ym f o r r n a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m , i ti n t e g r a t e s v a r i o u ss o u r c e s ( f o re x a m p l e ：d i s p a t c h e r ss u p e r v i s i o n ， m i c r o c o m p u t e rm o n i t o r i n g ，f a u l tn o t i f i c a t i o n ， s a f e t yp r o d u c t i o nm a n a g e m e n t , v i d e os u r v e i l l a n c e ，e m e r g e n c yr e s c u e ，e t c ) w i t hd i s p a t c h i n gc o m r o l s y s t e ma n dp r o v i d eac o n v e n i e n tp l a t f o r mf o rt l l cs a f e t yp r o d u c t i o n t h em a i ns u b s y s t e mo ft h ee l e c t r i c a l s e r v i c es a f e t yp r o d u c t i o nm a n a g e m e n ta n dd i s p a t c h i n gs y s t e mi n c l u d e s ：s i g n a lf a u l td i a g n o s i sa n d n o t i f i c a t i o ns y s t e m , e m e r g e n c yw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e m , v i d e os u r v e i l l a n c es y s t e m , s e c u r i t y i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e ma n de t c i nt h i sp a p e r , t h ea u t h o ri n t r o d u c e st h em a i nf r a m e w o r ko ft h e s y s t e ma n di t sm a i nm o d u l e s k e yw o r d ：t h ec o m m u n i c a t i o n s i g n a ls a f e t yi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t , d i s p a t c h , v i d e o s u r v e i l l a n c e ，f a u l tn o t i f i c a t i o n 西南交通大学工商管理硕士学位论文第1 页 1 1 论文的背景和意义 第一章绪论 铁路是国家重要的基础设施和大众化交通工具，在经济和社会发展中起着重要的 作用。从2 0 0 7 年开始铁路系统开展了六次大面积的提速改造，同时新型的客运专线也 在大面积的开通【l 】。这样，铁路电务、工务等部门对线路及信号设备进行现场维修和维 护的工作量日益增大，列车运行密度不断增大，上线作业安全隐患进一步凸现，天窗 点兑现难度逐步增大，依托现有的设备系统和安全措施已经不能满足日益增长的安全 需求。 铁路电务信号设备系统是铁路行车运输的大脑和神经中枢，信号设备稳定、良好 的运行既保证运输的正常进行、提高行车效率，又在设备技术层面确保行车的安全， 因此电务设备的安全问题是铁路安全的必要组成部分，既是铁路企业保证产品质量的 重要保障，也是社会各界广泛关注的安全技术重点所在。因此，确保铁路电务系统设 备的安全、稳定，有效地控制和预防铁路运输事故的发生，是铁路非常关注的重要课 题之一 随着高速列车的出现。往往要求在不中断列车运行的情况下，实现电务设备的维 护、维修作业，一旦形成设备故障需要及时处理，避免对行车产生较大影响。但是， 现有电务维护大量依赖人工操作和周期性轮检轮修，存在着操作随意性大，设备运行 异常难以提前发现，维护人员上线作业安全无法保障等问题【2 】。因此在既有电务维护系 统设备的基础上，研究实现实时监测设备异常状况并给予报警、故障信息报警，实现 根据列车运行状况向维修作业人员报送实时列车信息等功能的电务安全预警系统显得 十分重要，也是今后铁路智能控制系统的一个主要研究方向。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究概况 国外对电务安全生产信息管理及调度指挥系统的研究是相当重视的，日本早在8 0 年代就设计并成功安装了基于微型电子的防护及报警设备，其内部安装有微型计算机， 能够向职工及路人提供各种安全预警信息p 】。美国的h a r m o ni n d u s t r i e s 公司也研究了类 似的设备，用于提醒维护人员注意避让1 4 1 。同时国外还充分运用现代科学技术和先进管 理方法，改进铁路管理体制，运用人机工程学、系统工程学和现代管理理论对铁路行 车事故进行分析，查找原因，制定预防措施。 西南交通大学工商管理硕士学位论文第2 页 1 2 2 国内研究概况 我国从8 0 年代末开始进行安全生产及调度指挥系统的研究和开发，在航空、机电、 煤炭、冶金、石油等行业得到了广泛的应用，取得了良好的社会和经济效果【5 1 。安全生 产及调度指挥系统虽然得到了广泛的应用，但在应用的广度和深度上还有待进一步研 究，同时在信息管理制度方面也需要进一步完善和加强。 铁路电务安全生产及调度指挥系统也进行了多年的摸索与研究，成功研制了一些 针对不同场合不同用途的安全生产装置【6 】。例如，l i b 列车接近安全防护报警系统， t d z b i 型铁路无人道口智能报警系统，轨行施工车辆防撞报警器等，这些系统在安全 报警提示等方面都进行了很好的尝试，并取得了良好的效果【7 1 但是，目前国内的研究 都是集中在某一单个领域的研究设计，没有一套对电务部门各种信息资源( 例如：调监、 微机监测、故障通知、安全生产管理、视频监控、应急抢险等) 与调度指挥中心系统进 行整合，为电务安全生产提供了便利的技术平台。 1 3 研究的必要性 现阶段，计算机技术、网络技术在铁路电务管理领域中得到广泛应用，不少单位 实现办公自动化，对不断提高电务设备维护、管理和决策水平，保障铁路运输安全， 提高铁路运输经济效益发挥了一定作用【8 】。但各系统功能各异且分散独立，不能资源共 享，导致各种数据不能有效的综合利用，特别是在设备维护、技术改造、安全管理及 事故抢险等工作中，不能为各级决策层及时提供大量准确的动态或静态信息【9 】，极不适 应当前铁路电务设备维护管理和运输安全生产的实际需要。 另外，全路目前还没有电务安全生产管理信息系统投入使用，日常生产所需的各 种信息、台帐、统计报表、上传下达等还停留在手工填报的落后水平，与铁路跨越式 发展的新形势形成了明显的反差。 电务安全生产信息管理及调度指挥系统在研究电务安全生产管理信息系统的基础 上，对电务部门各种信息资源( 例如：调监、微机监测、故障通知、安全生产管理、视 频监控、应急抢险等) 与调度指挥中心系统进行整合，促进电务安全生产，使电务管理 水平迈上一个新的台阶【l 训。 1 4 本文的结构安排及创新点 1 4 1 本文的结构安排 本文研究了电务安全预警系统及其子系统的实现，论文结构安排如下所示： 第一章绪论。简要说明了论文的研究背景及意义，综述了国内外电务安全生产及 西南交通大学工商管理硕士学位论文第3 页 调度指挥系统的研究现状，并提出了本文的结构安排和创新点。 第二章系统概要。综合阐述了电务安全生产及调度指挥系统的设计原则，提出了 电务信息管理系统的组成，设计出了电务信息管理及调度指挥系统的实现方案，分析 了电务信息管理及调度指挥系统的工作流程。 第三章系统详细设计。电务安全生产及调度指挥系统按部、局、段三级架构，并 将网络和应用辐射到车间、工区，形成三级五层的应用体系。论文提出了安全生产信 息管理、信号故障诊断通知、无线应急通信、电务视频监控、安全资料管理、安全巡 检、基地管理、调度指挥系统的设计方案。 第四章关键技术及安全策略。系统采用的s p r i n g 事务管理、多功能j a v a 树、动 态报表、串行通信长距离、t t s 真人语音朗读等关键技术，提出了安全隔离措施、防 雷措施、v p n 技术、三网隔离、数据备份等安全策略。 最后在总结分析全文研究成果的基础上，提出了需要进一步研究的问题和下一步 所要做的工作。 1 4 2 本文的创新点 ( 1 ) 符合铁路电务设备维护特点，满足电务工作人员工作要求。 ( 2 ) 依托铁路现有网络资源进行系统整合，实现各网络资源间数据和信息的快速传 递和资源共享。 ( 3 ) 建立各电务管理网络数据库系统，实现电务信息的电子化、网络化管理。 ( 4 ) 依托调度中心信息汇集展现平台，将各类信息进行汇集和集中展示，实现电务 安全生产及调度指挥的可视化、便捷化。 ( 5 ) 实现故障信息、应急抢险信息的无线传输，加强现场作业尤其是区间作业的通 信联系。 ( 6 ) 实现重点设备、施工作业的视频监控，从而加强段、车间和相关部门的综合管 理。 ( 7 ) 实现现场作业列车接近无线语音报警，保障现场作业的人身安全 1 5 主要研究内容 ( 1 ) 安全生产信息管理； ( 2 ) 信号故障诊断通知； ( 3 ) 无线应急通信； ( 4 ) 电务视频监控； ( 5 ) 安全资料管理； 西南交通大学工商管理硕士学位论文第4 页 ( 6 ) 既有系统融合： ( 7 ) 调度指挥中一1 5 建设。 西南交通大学工商管理硕士学位论文第5 页 第二章电务安全生产与调度指挥系统概要 2 1 设计原则 本系统按照先进、实用、安全可靠、开放、可扩充和易于维护等总体目标而设计。 ( 1 ) 先进性 系统设计要采用先进的技术和方法，在一定时期内既反映当今技术的先进性，又 具有很强的扩充能力，同时注意所采用的技术、设备和工具必须是相对成熟的，确保 在规定时间内投入使用。 网络平台、软、硬件平台应符合当今计算机技术的发展方向。 各软、硬件平台，必须有保证技术能不断更新，进行该产品持续开发，顺利升级 来维持系统先进性。 ( 2 ) 可靠性 系统开发应采用当今主流开发平台，确保系统的可靠性和稳定性 采用先进的成熟技术以降低系统的不稳定性。 应用软件使用成熟开发平台及组件。 对系统软件、硬件、数据库、操作系统等设计应考虑故障提示、报警，以保证在 系统发生故障后尽快恢复工作。 应用系统应具备权限界定、数据备份、病毒防杀等安全保障措施。 ( 3 ) 可扩充性 系统开放性好，易扩展移植，硬件平台具有可升级性。 应用软件结构应便于系统扩充，后续开发的软件能根据总体设计规范通过标准接 口与本系统衔接。 ( 4 ) 易维护性 系统在设计与实施中应考虑面对的用户，应采用易于维护、易于操作的开发平台。 系统采用易于安装设置、使用方便的平台。 系统的应用软件应设计系统维护功能模块，以便用户进行必要的系统维护。 ( 5 ) 可操作性 系统界面简单易懂，数据处理流程简单、方便。 业务处理流程符合常规业务处理习惯，清晰可见。 ( 6 ) 标准化 采用标准的t c p i p 、h t t p 、f t p 等计算机网络通信协议【l l l 。 应用软件开发符合总体设计要求，方便维护和扩展。 西南交通大学工商管理硕士学位论文第6 页 i i i i i i i 建立标准数据字典库，减少用户录入作业量，提高数据信息的标准化。 系统为各类信息分别提供统一的统计分析方法。 提供统一的数据交换接口及程序调用接口【1 2 】。 2 2 总体方案 2 2 1 系统组成 电务安全生产信息管理及调度指挥系统由以下几部分组成： ( 1 ) 安全生产信息管理系统； ( 2 ) 信号故障诊断通知系统； ( 3 ) 列车接近语音提示系统； ( 4 ) 无线应急通信系统； ( 5 ) 电务视频监控系统； ( 6 ) 安全资料管理； ( 7 ) 信号微机监测( 既有) ； ( s ) t d c s ( 既有) ： ( 9 ) 列控动态监测( 既有) ： ( 10 ) 安全巡检管理( 既有) ； ( 11 ) 基地信息管理( 既有) ； 0 2 ) 办公自动化( 既有) ； 电务安全生产信息管理及调度指挥系统示意图如图2 1 所示： 图2 - l电务安全生产信息管理及调度指挥系统框图 2 2 2 网络架构 电务安全生产信息管理及调度指挥系统网络基于铁通m 数据网及机关专用局域 西南交通大学工商管理硕士学位论文第7 页 网。铁通d 网采用v p n 技术满足最大下行8 m 带宽，机关专用局域网络达到千兆交换， 以满足视频等对网络带宽的要求。对于关键服务的带宽，通过核心交换机q o s 进行保 证。系统之间采用v l a n 技术进行隔离，以保证网络系统的可靠性。 考虑到网络接入管理的有关规定，目前，系统运行在m 数据网，尚未接入办公网。 口数据网覆盖全段各车间、工区，并在段网管机房汇集；在段机关，组建专用局域网， 并在段网管接入m 数据网，以保证满足各科室的应用需求。 条件成熟的情况下，可通过硬件防火墙、网闸等隔离设备，将p 数据网接入办公 网，并实现与铁路局的信息传递。 电务安全生产信息管理及调度指挥系统整体架构示意图如图2 2 ： 西南交通大学工商管理硕士学位论文第8 页 整体网络架构示意图 叵 缝 i 董敏路而 舔一之歹+ a ，一望嬖r 、 3u 。 簪电奄1 r ，晚坜监控终端 。刊答吲州：o 一一；：s ，堵。喳电0 - i 电务视频监控月品务詈9 e 、鼓火哆 湿 hj 遂竺竺芝二二：，霉粼眦遭鼍副 ：赫端调度终端弋l 日终端、0 争一 舱机 哮机 按 i 强岛换漏裔 褂 刘 脚 一 晦窘提示兵统年降电台 西南交通大学工商管理硕士学位论文第9 页 i i 基于p 数据网的应用终端只需运行正浏览器即可进行应用操作。 ( 2 ) 故障诊断通知系统 故障通知站机安装在车站信号机械室或值班工区，通过串口采集微机监测及微机 联锁实时数据，诊断分析信号故障，并通过4 0 0 m 换频发射装置，将故障报警语音信 息及时发送到电务、工务维修人员手持电台。 站机通过安装在值班工区的交换机接入m 数据网，向段中心服务器发送实时数据。 工区应用终端，安装客户端程序后，可直接查阅本站实时站场平面、开关量模拟 量实时信息、各类曲线、故障报警信息；段调度、机关科室、车间等应用终端，安装 客户端程序后，可通过段中心服务器查阅管内各站实时站场平面、开关量模拟量实时 信息、各类曲线、故障报警信息。 段中心服务器，负责存储各站实时开关量，并响应客户端请求，向客户端转发数 据，并通过短信方式向有关人员手机及时发送故障报警信息。 ( 3 ) 信号专家系统 信号专家系统安装在故障通知站机，接收故障通知系统转发的实时数据，并将分 析结果反馈到故障通知系统。由故障通知系统统一进行电台广播并提交到段中心服务 器。 “) 语音提示系统 列车接近语音提示系统，安装在各站信号机械室，从车站微机监测及微机联锁系 统串口采集车站及区间设备的实时数据( 开关量) ，经分析形成列车接近人身防护信息， 通过换频发射装置及时发送到电务、工务维修人员手持电台。 ( 5 ) 无线应急通信 各站维修人员手持台，通过各车站的基站进行无线通话；各基站间通过专用有线 网络接入铁通网络，使各基站相互连接；通过语音网关等设备，将固定电话接入到手 持通信网络，实现有线电话、无线电话的相互通话。 ( 6 ) 电务视频监控 在咽喉区、机械室等地安装固定式电务视频监控装置：在施工现场等地安装移动 式视频监控装置；通过专用网络将各监控点视频接入段调度中心。 ( 7 ) 无线网络 通过接入p 数据网的工业级无线路由，组建2 4 g 无线网络，对车站周边进行超 强无线覆盖，提供最大5 4 m 带宽的信息接入，并进行身份验证及口令认证，以保证网 络的安全性。有线网络不便联接或距离较远的地方，可通过带有无线网络接入设备的 笔记本等移动终端接入本系统。 ( 8 ) 调度中心信息汇集展现 在调度中心安装矩阵式背投显示屏，将各类应用系统信息，包括微机监测系统、 西南交通大学工商管理硕士学位论文第1 0 页 t d c s 、列控动态监测系统、故障通知系统、电务视频监控系统、安全生产信息管理系 统、安全资料管理系统、l k j 终端等，在保持各系统原有网络环境不变的前提下，通 过多路视频转换控制设备，进行视频切换和组合，并在调度大屏上复示展现。 2 2 3 应用架构 系统在应用架构上紧紧围绕3 个中心，即信息源中心、需求中心、汇集处理中心。 电务设备作为信息源中心 电务管理工作的指导思想是加强电务设备动态监测、做好电务设备维护工作、确 保电务设备正常运行，保障铁路行车安全。电务安全生产信息管理及调度指挥系统建 设，同样应在此指导思想下进行。电务设备电气特性、运用状况、维护信息、设备生 命周期管理等是本系统的核心信息源。 电务人员作为需求中心 人是一切生产、管理行为的主体。本系统以电务人员作为需求中心，充分考虑各 类生产人员、管理指挥人员的不同业务需求，紧贴一线现场，部署相应应用功能。 调度中心作为信息汇集处理中心。 调度中心是进行生产组织、指挥决策的大本营【1 7 】。在调度中心进行信息汇集处理 和集中展现，有利于管理人员及时掌握现场第一手资料，辅助领导层进行果断决策， 提高指挥决策的及时性和科学性。 系统应用架构示意图如图2 3 所示： 西南交通大学工商管理硕士学位论文第11 页 2 2 4 数据流程 r、 宅矩嬲垃 燃 lj 图2 - 3 电务安全生产信息管理及调度指挥系统应用架构图 系统的数据流向主要呈自下而上态势，即：主要数据源来自现场设备、工区；部 分数据来自机关科室。来自设备的数据一般由系统自动获得：来自工区及机关科室的 数据一般由人工输入获得。 为提高数据共享性，避免重复劳动，同一数据的获得途径只有一处，即数据源唯 一其他地方需要使用该数据时，可以在经过权限验证后实现共享。 安全生产信息管理及调度指挥系统主要利用铁通p 数据网进行数据传输，自成体 系，与微机监测专网、t d c s 专网及列控动态监测网并行，无交叉连接。 ( 1 ) 故障诊断通知 系统在信号机械室同时采集来自微机监测及微机联锁的实时数据，经数据采集盒 进行整合打包后，提供给故障通知系统及语音提示系统站机使用。站机还具有实时数 据转发功能，为其他应用系统提供数据接口，避免重复采集。 系统站机进行故障诊断分析，并将故障报警信息发送到维修人员手持电台。 站机保存该站全部数据，包括开关量、模拟量、故障报警。同时，站机向段中心 服务器传送实时开关量及故障报警，并相应服务器及客户端请求，发送所需模拟量数 据。 段中心服务器负责存储各站站机发送的全部开关量及故障报警信息。同时，相应 西南交通大学工商管理硕士学位论文第12 页 客户端请求，向客户端发送相关车站的实时开关量及客户请求的模拟量。中心服务器 还负责发送故障通知短信。 工区用户通过m 数据网或无线网络从站机获取本站数据信息、故障信息及实时站 场平面：段、车间及移动用户通过m 数据网或无线网络从段中心服务器获取管内各站 数据信息、故障信息及实时站场平面。 ( 2 ) 安全信息管理 工区用户负责录入原始数据，主要包括：工作计划、完成情况、维修工作内容 等生产信息；天窗登记、故障登记、施工登记等安全信息：设备台帐、器材台帐、设 备更换等设备信息；联锁检查、联锁变更、设备质量鉴定等质量信息；设备维修信息； 执台记录、交接班记录、会议纪要、考核等管理信息。工区用户可对本工区数据进行 查询统计分析；并接受来自段、车间的计划、任务等。 车间用户负责录入本车间的安全信息、生产信息、管理信息；接受来自段的计 划、任务，并下达给工区；查询统计本车间管内的数据信息。 段用户负责录入本段的安全信息、生产信息、管理信息，向路局上报各类申请、 故障信息、统计报表，接受来自铁路局的计划、任务，并下达给车间；查询统计本段 管内的数据信息。 铁路局接受各段上报数据，下发各类计划、批复；查询统计局管内各类信息。 ( 3 ) 安全资料信息 电务段相关人员录入安全资料，包括线路交通图、区间电缆径路图、施工计划分 布图等。 ( 4 ) 电务视频监控 从现场采集实时图像信息，通过铁通专用通道上传至段调度中心 ( 5 ) 其他既有系统 微机监测、t d c s 、列控动态监测等各自保持其原有网络通道及数据流向不变。 系统整体数据流程如图2 _ 4 所示： 西南交通大学工商管理硕士学位论文第13 页 麓 llj l 捌 j _i：；：1习 蜃_ 竺明囊 一 塔 匣 z 馥 采 毒 毯 z 廷 誉 誓 攀 j p k 警兰， z ，磊挈一饕嚣冬 r 几。厕 ) 辽 ) 氐 世 j 蚋鲷一，固肼 边兰再尊 瑟 撩 誓 薹 譬 苍 扭z t ， o 霉 譬 巨 嚣薯 嘿) 匿_ 、 褂 、墨生j 圜 2 垫积 ，1 日弋 -、墨生j t t 皇 叁 ，l 巍h 弗2 g ) n f 一叠 t 麓r 岫mo 事r 望三 公督 丫脚曩 ，当 习嚆j 刀7 皇_ l l ，一， t z 匡墨雌t 3 互t ! 意 - - _ - _ ， 簟 卫 - 一 舞 f 宴埘矗蠢乜r ：1 1 塑! 堕氅10。，i r 暖 譬, 翻、一一、l 嚣奎2 1 1 妇nr ：= ：a f ：= - ：1 o - r - i n 一专h 一、 r 应一 1 i ：1 7 弋：1 7 ( 戮)0 嚣) 【+千i 。，_ _ ： i u ( s - ；h 西7 叫 u u 2 2 5 总体方案设计概述 图2 _ 4 数据流程示意图 ( 1 ) 安全生产信息管理总体方案概述 西南交通大学工商管理硕士学位论文第1 4 页 电务安全生产信息管理系统按部、局、段三级架构，并将网络和应用辐射到车间、 工区，形成三级五层的应用体系【1 8 】。 系统的研究范围涵盖电务安全生产、日常办公的主要内容，包括班组日常生产管 理、安全调度、设备维护、通信管理等。 信息的主要源头为工区。应用层为b s 架构【1 9 】。 ( 2 ) 信号故障诊断通知系统总体方案概述 信号故障诊断通知系统信息源来自现有微机监测及微机联锁系统。在信息采集端 ( r s 2 3 2 c 砧d 设置光电隔离装置【2 0 1 ，避免对现有设备造成影响。 在研究信号关系原理的基础上，建立故障诊断分析数学模型，通过对现场信号设 备实时数据的分析，形成信号设备故障报警，并通过文字、语音( 无线电台) 、短信等多 种形式将故障报警及时通知到相关人员。 设计与信号专家系统的信息接口，采集信号专家系统的分析结果，并进行故障报 警通知。 开发实时站场平面展现软件，并利用铁通v l a n 网络，将实时站场平面及故障报 警通知延伸到相关人员桌面终端。 ( 3 ) 无线应急通信总体方案概述 在主要车站设置无线通信单元，覆盖车站及区间；利用有线网络，将各车站通信 单元链接到段调度中心。实现固定电话、无线手持电台的语音通信。 ( 4 ) 电务视频监控总体方案概述 在进出站咽喉、信号机械室等监控点设置固定监控装置，在施工现场设置移动监 控装置，通过网络( 车站光纤、区间通话柱、无线) 将现场视频实时传输到段调度中心及 其他部门 ( 5 ) 调度中心信息汇集展现方案概述 考虑到信息安全问题，各类信息在段调度指挥中心的汇集，不采用网络连接的方 案，而是通过多路视频控制器将各信息终端视频输出的信息直接复视到调度中心大屏。 西南交通大学工商管理硕士学位论文第1 5 页 第三章电务安全生产及调度指挥系统详细设计 3 1 安全生产信息管理子系统 3 1 1 功能概述 安全生产信息管理子系统采用部、局、段三级架构，段内又设车间、工区即三级 五层的应用体系。具体功能模块分为系统管理、安全调度、生产管理、设备维护、通 信设备、通信业务、个人工作区等七部分内容。 ( 1 ) 生产管理子系统主要包括以下内容：重点工作管理；年月表编制、变更、审批、 执行；任务完成情况统计分析：车间、工区日常事务管理：违章违纪考核管理等。 使用对象：电务段信号专业相关业务主管人员；车间、工区相关人员。 ( 2 ) 安全调度管理子系统主要包括以下内容：调度日志管理：信号设备故障管理( 故 障登记、上报、故障定性、各类统计分析等) ；天窗修管理( 计划编制、兑现情况统计分 析) ；调度命令、通话记录等起草、发送、签收；信号施工管理；应急抢修信息实时查 询；通信故障管理；电务调度相关的其他管理内容。 使用对象：段以及段级以上电务调度；安全分析人员。 ( 3 ) 设备维护子系统：对信号设备器材从采购入所、发放、使用、更换、维修、中修、 大修、到报废等各个环节进行全生命周期动态管理。 主要包括：设备器材台帐管理( 含发放、应急备品、使用、更换等) ；信号设备统计 分析；使用情况管理：维修管理；中修管理；设备质量管理；联锁管理；信号图纸管 理：设备质量监督检查：维修成本分析等。 使用对象：部、局、段、车间、工区相关人员( 按业务范围及使用权限进行访问) 。 ( 4 ) 通信业务管理子系统主要包括以下内容：各类通信业务、通信故障的受理登记； 对管内各类通信业务进行登记、汇总、上报；通信资费计算、汇总、上报：站名略号 导入、查询：铁路电话号码本信息维护；子系统所涉各类数据字典维护等。使用对象： 铁道部运输局通信处、铁路局电务处通信科、电务段通信科相关通信业务主管。 ( 5 ) 通信设备管理子系统主要包括以下内容：专用通信设备管理( 台帐建立、查询统 计、上报) ；自管通信设备管理( 台帐建立、查询统计) ；运通图管理( 图纸发布、查阅) ； 通信设备分类、运通图分类等数据字典维护等。 使用对象：铁道部运输局通信处、铁路局电务处通信科、电务段通信科相关通信 设备主管。 ( 6 ) 系统管理子系统对本系统所涉及到的关键公共数据信息进行维护，并对系统运 行日志进行管理，是本系统的基础。 主要包括：机构信息维护；线别、车站维护；管界维护；用户及权限管理；公共 西南交通大学工商管理硕士学位论文第16 页 数据字典维护；系统菜单管理：系统日志管理等。 使用对象：部、局、段系统管理员。 ( 7 ) 个人工作区：提供个人基本信息维护、电子邮件、网络u 盘、待办工作处理、 文件下载等功能，是系统用户的个人工作