【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。隨著機(jī)務(wù)生產(chǎn)布局調(diào)整，接管外點(diǎn)的增多，點(diǎn)多線廣，加大了管理的跨度及難度，運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的重新構(gòu)架和設(shè)計(jì)已經(jīng)迫在眉睫。哈 爾濱機(jī)務(wù)段合段前原各系統(tǒng)都是以本段為主的單機(jī)版軟件，致使哈爾濱機(jī)務(wù)段無法實(shí)現(xiàn)機(jī)車運(yùn)用安全的有效統(tǒng)一管理。 因此，我們必須充分依靠信息化手段整合生產(chǎn)資源，共享路局“ TDCS”信息、 乘務(wù)員出退勤 系統(tǒng)以及監(jiān)控等相關(guān)部門信息，實(shí)現(xiàn)外點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)控制，使系統(tǒng)不再僅限于本段管理，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)段本部及各外點(diǎn)機(jī)車調(diào)度、人員派班等行車組織的每一個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)形成閉環(huán)管理，有效對(duì)全段人、車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、跟蹤，實(shí)現(xiàn)機(jī)車運(yùn)用安全自上而下的垂直式管理，為機(jī)務(wù)行車安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。 研究目標(biāo)和內(nèi)容 本課題的研究目標(biāo)， 本課題的研究目標(biāo)：在 充分考察和研究乘務(wù)員作業(yè)卡控點(diǎn)和安全作業(yè)規(guī)律的基礎(chǔ)上，采用系統(tǒng)融合的方法，綜合各種因素之間的制約作用，采用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)鐵路機(jī)務(wù)運(yùn)用安全管理系統(tǒng)，從而達(dá)到在遵循安全規(guī)律的基礎(chǔ)上全面控制的目的，提高乘務(wù)員作業(yè)安全管理水平。 本課題的研究?jī)?nèi)容包括： 1）、分析現(xiàn)狀，調(diào)研系統(tǒng)的需求 現(xiàn)在哈爾濱機(jī)務(wù)段本部所使用的“運(yùn)用安全管理系統(tǒng)”是一段單點(diǎn)的管理系統(tǒng)，大部分重要工作都需要手工作業(yè)的方式來完成。單一的功能和復(fù)雜而煩瑣的過程，導(dǎo)致各部門無法實(shí)時(shí)聯(lián)系與緊密溝通，生產(chǎn)效率過低等問題。隨著機(jī)務(wù)生產(chǎn)布局調(diào) 整，接管外點(diǎn)的增多，分布廣，距離遠(yuǎn)，增加了管理的跨度及難度。因此，當(dāng)前運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的局限性充分地體現(xiàn)出來了。而前期工作主要是對(duì)哈爾濱機(jī)務(wù)段的運(yùn)安管理系統(tǒng)進(jìn)行分析調(diào)研，搜集計(jì)劃、派班、出退勤、候班，動(dòng)態(tài)管理，行車組織，機(jī)車輔助操縱等人員的反饋信息及需求，整合全段的運(yùn)用管理機(jī)制，為管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)。 鐵路機(jī)務(wù)運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3 2）、設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)的總體，劃分子系統(tǒng)及模塊 總體設(shè)計(jì)主要是在系統(tǒng)需求分析的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)的 C/S 或 B/S 架構(gòu)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的劃分、設(shè)備的配置、數(shù)據(jù)的存貯方式以及整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)規(guī)劃等方面進(jìn)行合理的安排。 C/S 和 B/S 是當(dāng)今世界開發(fā)模式技術(shù)架構(gòu)的兩大主流技術(shù)。本課題將針對(duì)各部門的工作性質(zhì)、工作特點(diǎn)和工作需求，選擇合適的 C/B/S 的架構(gòu)，并克服其架構(gòu)中的弱項(xiàng)。 系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)的任務(wù)是劃分子系統(tǒng)，然后確定子系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中必須考慮以的幾個(gè)問題：如何將一個(gè)系統(tǒng)劃分成多個(gè)子系統(tǒng)；每個(gè)子系統(tǒng)如何劃分成多個(gè)模塊；如何確定子系統(tǒng)之間、模塊之間傳送的數(shù)據(jù)及其調(diào)用關(guān)系；如何評(píng)價(jià)并改進(jìn)模塊結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。 3）、詳細(xì)設(shè)計(jì)模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 詳細(xì)設(shè)計(jì)主要有處理過程設(shè)計(jì)以確定每個(gè)模塊內(nèi)部的詳細(xì)執(zhí)行過程，包括局部數(shù)據(jù)組織、 控制流、每一步的具體加工要求等，一般來說，處理過程模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)的難度已不太大，關(guān)鍵是用一種合適的方式來描述每個(gè)模塊的執(zhí)行過程，常用的有流程圖、問題分析圖和過程設(shè)計(jì)語言等；除了處理過程設(shè)計(jì)，還有代碼設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、輸入輸出設(shè)計(jì)等。 4）、測(cè)試系統(tǒng)，在單一部門進(jìn)行試運(yùn)行，根據(jù)測(cè)試結(jié)果和試運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行改進(jìn) 此部分對(duì)已完成的運(yùn)安管理系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，然后在段內(nèi)進(jìn)行試點(diǎn)運(yùn)行。在測(cè)試過程和試運(yùn)行過程中，對(duì)所出現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)的修正，并在工作人員的反饋下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。 鐵路機(jī)務(wù)運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 4 2 運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的概述 隨著 nIterne/tIntrnaet 和 Wbe 技術(shù)的日益成熟，目前企業(yè)紛紛信息化手段現(xiàn)信息通訊、企業(yè)管理和電子商務(wù)。作為關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈的鐵路系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的目標(biāo)也加快了信息化管理的步 伐。 中國(guó)鐵路自上個(gè)世紀(jì)九十年代后步入了一個(gè)高速增長(zhǎng)期，高科技在鐵路各行業(yè)部門得到了廣泛應(yīng)用，使鐵路正從一個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)向現(xiàn)代化企業(yè)過渡。一九九二年哈局在原南岔機(jī)務(wù)段研制開發(fā)了“機(jī)車運(yùn)用安全微機(jī)管理系統(tǒng)” ，并于兩年后通過了哈爾濱鐵路局的局級(jí)鑒定。在鐵道部運(yùn)輸局的大力支持下，近年來該系統(tǒng)經(jīng)過不斷開發(fā)和繼續(xù)完善，已在哈局全部機(jī) 務(wù)段推廣應(yīng)用。 2020 年鐵道部發(fā)布了新的《機(jī)務(wù)行車安全管理規(guī)則》，按照新的《機(jī)務(wù)行車安全管理規(guī)則》的規(guī)定和要求，哈爾濱機(jī)務(wù)段投入大量的人力和物力，在原有運(yùn)用安全管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，與北京金京銘科技公司合作，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了全面改造和重新開發(fā)。目前，系統(tǒng)的全面開發(fā)工作已經(jīng)完成，進(jìn)入全面試運(yùn)行階段。新的運(yùn)用安全管理信息系統(tǒng)包括機(jī)車調(diào)度室自動(dòng)化系統(tǒng)、監(jiān)控安全分析系統(tǒng)和運(yùn)用干部管理系統(tǒng)三個(gè)部分，基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)務(wù)段運(yùn)用安全微機(jī)自動(dòng)化管理。運(yùn)用安全管理信息系統(tǒng)經(jīng)過多年的研究開發(fā)，已經(jīng)有了深厚經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)積淀，為系統(tǒng)的進(jìn)一 步開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。今后，我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)運(yùn)用安全管理信息系統(tǒng)的全路聯(lián)網(wǎng)，建立異地車間、本段、路局之間的廣域網(wǎng)絡(luò)，最終并入全路 TMIS 網(wǎng)絡(luò)。 [4] 運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的概況 國(guó) 外發(fā)展 在國(guó)外發(fā)達(dá)地區(qū)所采用 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，能使各部門聯(lián)系緊密，信息傳輸快，高自動(dòng)化，智能化，運(yùn)輸效率高，同時(shí)采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)的維護(hù)和管理。 歐洲是世界上鐵路最發(fā)達(dá)的地區(qū)之 一 。在較大范圍內(nèi)開發(fā)并應(yīng)用新型計(jì)算機(jī)輔助鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)；使用 European Train Control System 取代陳舊技術(shù)，自動(dòng)化系統(tǒng)得到 廣泛應(yīng)用；為了歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)的互聯(lián)和兼容問題，制定了統(tǒng)一的、開放性信號(hào)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了安全、高效、科學(xué)的運(yùn)行模式 [5]。 以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的運(yùn)用安全管理系統(tǒng)產(chǎn)生于上世紀(jì)五十年代，發(fā)展與六十年代，特別是六十年代中期，美國(guó)南太平洋鐵路公司研制建立了綜合運(yùn)營(yíng)管理信息系統(tǒng) 鐵路機(jī)務(wù)運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5 TOPS(Total Operations Processing Systerm)獲得了極大成功，成為鐵路運(yùn)輸管理應(yīng)用計(jì)算機(jī)的一個(gè)里程碑。隨后北美鐵路和美國(guó)鐵路等十余個(gè)公司紛紛對(duì) TOPS 進(jìn)行了技術(shù)改造，建立了自己的運(yùn)用安全管理系統(tǒng)， 西歐許多國(guó)家和日 本等技術(shù)比較先進(jìn)的國(guó)家也隨之建立了類似的管理系統(tǒng)。 世界上發(fā)展較快，效果最好的運(yùn)用安全管理系統(tǒng)有：日本新干線的 COMTRAC 系統(tǒng)。他是 1972 年投入使用的。 東日本鐵路公司開發(fā)了一種心的綜合系統(tǒng)，在其管轄區(qū)域內(nèi)對(duì)新干線忘了進(jìn)行運(yùn)營(yíng)控制和管理。該系統(tǒng)名為： COSMOS，于 1996 年 11 月投入使用。與先前的系統(tǒng)相比，它具有下列優(yōu)點(diǎn)：能適應(yīng)新干線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的要求；改善了調(diào)度功能；管理系統(tǒng)化；客運(yùn)服務(wù)質(zhì)量提高 [6]。 之后系統(tǒng)內(nèi)容不斷擴(kuò)大，功能日益強(qiáng)大。為日本新干線列車的管理組織運(yùn)輸做出了重要貢獻(xiàn)，是委屈位置比較成功 的運(yùn)用安全管理系統(tǒng)。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 在國(guó)內(nèi)，隨著機(jī)務(wù)生產(chǎn)布局調(diào)整，以及跨局繼乘機(jī)車數(shù)量的不斷增加，對(duì)機(jī)車運(yùn)行的安全性和可靠性有了更高的要求，需要一段多點(diǎn)制的調(diào)度集中。機(jī)務(wù)段原使用的運(yùn)用安全管理系統(tǒng)必須在功能上有所擴(kuò)展，形式上有所整合，管理上有所卡控?，F(xiàn)在的機(jī)車乘務(wù)員作業(yè)管理（計(jì)劃、派班、出退勤、候班，人員動(dòng)態(tài)管理，行車組織，機(jī)車輔助操縱）都是單系統(tǒng)且不具有關(guān)聯(lián)性和相互制約的作用，人為因素比較多，效率低，在管理上存在漏洞，不適應(yīng)安全、高效的鐵路發(fā)展需要。 、 幾年來，我們過鐵路按照鐵道部的總體部署，已把管理信息系統(tǒng) 的建設(shè)和應(yīng)用作為加強(qiáng)運(yùn)輸生產(chǎn)組織、指揮、管理、促進(jìn)市場(chǎng)營(yíng)銷、推進(jìn)鐵路現(xiàn)代化的重要內(nèi)容。 1996年，鐵道部決定建設(shè)運(yùn)輸調(diào)度指揮管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 DMIS 系統(tǒng)）。該系統(tǒng)采用鐵路信號(hào)、計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)，通過鐵路專用的數(shù)據(jù)通道，將鐵道部調(diào)度中心，各個(gè)鐵路局調(diào)度中心、所以分居調(diào)度中心及覆蓋全路的所以車站的 DMIS 設(shè)備連接成一個(gè)實(shí)時(shí)、可靠、安全的 DMIS 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 后改名為 TDCS 系統(tǒng)。以 TDCS 為平臺(tái)，組建分散自律、智能化、高安全、高可靠的新一代調(diào)度集中系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 CTC 系統(tǒng)），是實(shí)現(xiàn)鐵路提速、高速以及減員增效的跨越式發(fā)展 的根本保證。 運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的 功能 運(yùn)用安全系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)務(wù)段運(yùn)用車間微機(jī)自動(dòng)化管理的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。運(yùn)用安全管理信息系統(tǒng)包括三個(gè)部分：機(jī)車調(diào)度室自動(dòng)化系統(tǒng)、乘務(wù)員出退勤系統(tǒng)和服務(wù)器系 鐵路機(jī)務(wù)運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 6 統(tǒng) 自動(dòng)化系統(tǒng)包括機(jī)車周轉(zhuǎn)圖系統(tǒng)、機(jī)車計(jì)劃管理、人員計(jì)劃管理、人員管理、考勤管理、出退勤管理、換乘點(diǎn)（外段）出退勤管理、乘務(wù)員待班管理、運(yùn)行揭示管理、電話查詢、觸摸屏查詢、大屏幕顯示等管理功能，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)車周轉(zhuǎn)圖、電子名牌、自動(dòng)派班、換乘點(diǎn)（外段）出退勤遠(yuǎn)程管理等關(guān)鍵技術(shù)。 機(jī)車周轉(zhuǎn)圖 ：編制基本圖、計(jì)劃圖、實(shí)際圖； 自動(dòng)接受機(jī)調(diào)圖；由機(jī)車周轉(zhuǎn)圖生成機(jī)統(tǒng) 機(jī)統(tǒng) 27； 機(jī)車計(jì)劃與人員計(jì)劃 ：編制機(jī)車計(jì)劃，或由機(jī)車周轉(zhuǎn)圖生成機(jī)車計(jì)劃；自動(dòng)接受機(jī)調(diào)機(jī)車計(jì)劃；編制人員計(jì)劃（自動(dòng)派班生成人員計(jì)劃）；自動(dòng)生成出勤計(jì)劃、待班計(jì)劃；編制機(jī)車檢修計(jì)劃； 人員管理 ： ⑴電子名牌管理：自動(dòng)倒牌、手工倒牌、記錄出退勤信息、特征標(biāo)識(shí)、人員查詢、人員交換、機(jī)班交換、人員請(qǐng)銷假、名牌備份、名牌發(fā)布； ⑵考勤管理：人員考勤臺(tái)帳、人員考勤查詢與匯總； 待班管理 ⑴待乘臺(tái)帳：由人員計(jì)劃自動(dòng)生成待乘計(jì)劃；記錄出入寓信息，待乘臺(tái)帳查詢； ⑵乘務(wù)員出 入寓卡控： IC 卡出入寓、自動(dòng)記錄出入寓正晚點(diǎn)、自動(dòng)提醒叫班、保休時(shí)間不足報(bào)醒； ⑶干部查房管理：干部查房登記（ IC 卡）、干部查房情況記錄； ⑷無計(jì)劃人員待班；待班樓房間管理； 出勤管理 ： ⑴出勤臺(tái)帳：由人員計(jì)劃自動(dòng)生成出勤計(jì)劃；記錄出勤信息，出勤臺(tái)帳查詢； 鐵路機(jī)務(wù)運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 ⑵乘務(wù)員出勤卡控： IC 卡出勤、記錄出勤時(shí)間、自動(dòng)記錄出勤正晚點(diǎn)、自動(dòng)提醒叫班、出勤預(yù)警、保休不足報(bào)警、連續(xù)三個(gè)夜班報(bào)警； ⑶運(yùn)行揭示：運(yùn)行揭示出勤核對(duì)、交付乘務(wù)員的運(yùn)行揭示打??； ⑷明示圖：交付乘務(wù)員的明示圖打??； 退勤管理 ： ⑴退勤臺(tái)帳：自動(dòng)生 成退勤臺(tái)帳、記錄退勤信息；退勤臺(tái)帳查詢； ⑵乘務(wù)員退勤卡控：退勤 IC 卡控制、記錄退勤時(shí)間、退勤名牌自動(dòng)倒牌； 換乘點(diǎn)（外段）遠(yuǎn)程工作站 ： ⑴接收計(jì)劃：從本段接收指定的計(jì)劃，準(zhǔn)備出勤； ⑵出勤登記： IC 卡出勤，或手工輸入出勤信息； ⑶退勤登記： IC 卡退勤，或手工輸入退勤信息； ⑷更新數(shù)據(jù)置本段服務(wù)器：將出勤退勤信息發(fā)送回本段服務(wù)器； 大屏幕控制 ：機(jī)車、人員計(jì)劃發(fā)布到大屏幕顯示，或顯示用戶自定義的內(nèi)容。 電話查詢 ：乘務(wù)員通過電話查詢計(jì)劃及名牌位置； 觸摸屏查詢 ：查詢個(gè)人信息、操縱評(píng)分、運(yùn)行揭示 、規(guī)章制度、檢修計(jì)劃等； 1運(yùn)行揭示 ：運(yùn)行揭示編輯及打??；運(yùn)行揭示自動(dòng)出示和撤除； 1明示圖 ：明示圖繪圖及打??； 1運(yùn)用報(bào)表 ：乘務(wù)員百安賽、個(gè)人走行公里、出勤計(jì)劃、待班計(jì)劃、學(xué)習(xí)名單、出勤登記薄、退勤登記薄、待乘登記薄、交班表、考勤表等； 1操作記錄 ：電話查詢記錄；退勤檢索記錄；值班員操作記錄（記錄值班員所有有關(guān)計(jì)劃、名牌等操作，用于備查）； 1系統(tǒng)名稱設(shè)置 ：人員交路設(shè)置、計(jì)劃名稱設(shè)置、運(yùn)行揭示線路設(shè)置、機(jī)車周轉(zhuǎn)圖線路、區(qū)段設(shè)置、車種、車型設(shè)置、機(jī)車狀態(tài)設(shè)置等； 1系統(tǒng)安全 ： ⑴工作 站設(shè)置：規(guī)定各工作站功能分布，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定安全； ⑵用戶權(quán)限設(shè)置：對(duì)各級(jí)用戶規(guī)定讀寫權(quán)限，使系統(tǒng)各種操作可控，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全。 信息化運(yùn)輸安全系統(tǒng)技術(shù)需求 鐵路機(jī)務(wù)運(yùn)安系統(tǒng)在研究與設(shè)計(jì)的同時(shí)，需要多方面的計(jì)算機(jī)的技術(shù)來支持 。 包含多種網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)安全技術(shù)。 鐵路機(jī)務(wù)運(yùn)用安全管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 8 基于 B_S 和 C_S 結(jié)構(gòu)的研究 在系統(tǒng)架構(gòu)的研究中，主要運(yùn)用到了 C/S 和 B/S 兩種結(jié)構(gòu)。然而這兩種結(jié)構(gòu)都具有各自的特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。因此在系統(tǒng)架構(gòu)的研究中，整體架構(gòu)的設(shè)計(jì)，子系統(tǒng)與C/S、 B/S 架構(gòu)之間的選擇都對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)劣起著至關(guān)重要的作用。因此，如何 設(shè)計(jì)統(tǒng)架構(gòu)，如何科學(xué)的使用 C/S、 B/S 及突破其架構(gòu)的限制和劣勢(shì)等難點(diǎn)，就成為了主要的研究對(duì)象 [7]。 C/S 架構(gòu)的劣勢(shì)在于維護(hù)成本和投資大。在整個(gè)運(yùn)輸安全系統(tǒng)中，必須建立實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)同步，這就要在兩地間建立實(shí)時(shí)的通訊連接，保持兩地的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器在線運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)管理人員既要對(duì)服務(wù)器維護(hù)管理，又要對(duì)客戶端維護(hù)和管理，這需要大量的時(shí)間和復(fù)雜的技術(shù)支持，維護(hù)成本很高，維護(hù)任務(wù)量大。同時(shí) C/S 結(jié)構(gòu)的軟件還需要針對(duì)不同的操作系統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)不同版本的軟件，并且在以后的軟件更新升級(jí)工作中，也存在著諸多的不便。 B/S 應(yīng)用服務(wù)器 運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重。由于 B/S 架構(gòu)管理軟件只安裝在服務(wù)器端（ Server）上，網(wǎng)絡(luò)管理人員只需要管理服務(wù)器就行了，用戶界面主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器（ Server）端完全通過 WWW 瀏覽器實(shí)現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（ Browser）實(shí)現(xiàn)，所有的客戶端只有瀏覽器，網(wǎng)絡(luò)管理人員只需要做硬件維護(hù)。但是，應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重，一旦發(fā)生服務(wù)器 “崩潰 ”等問題，后果不堪設(shè)想。因此， B/S 架構(gòu)中存在著較大的安全隱患。 基于 WebService