铁路统型云端复示系统的开发与应用

左长进

（郑州铁路局 信息化处，郑州 450052）

铁路统型云端复示系统的开发与应用

左长进

（郑州铁路局 信息化处，郑州 450052）

铁路统型云端复示系统是铁路列车自动识别系统不可分割的重要组成部分，为车辆段，车站，机务段有关岗位提供了机车车辆管理的有效手段。系统安装简单，使用方便，运行稳定，便于维护。系统的投入使用，提高了管理工作的质量和效率。

铁路统型；复示系统；维护

根据铁路总公司《关于加快组织部分车辆专用设备研发的通知》（运辆管验电〔2012〕930 号）电报精神和有关要求，郑州铁路局下发了《关于下达＜郑州铁路局 2013 年第一批科技发展计划 ＞ 的通知》（ 郑科 委〔2013〕3 号 ）文 件 ,组 织对“ 铁 路 统型AEI云端设备及其复示系统”（下称系统）进行研究开发并组织运用 。铁路局车辆处、信息化处联合有关单位组成课题组，对该系统进行了深入研究和开发工作，系统顺利研发成功，并投入运行。2013 年9月通过铁路局技术评审，得到评审专家的好评。该项目结合郑州铁路局车号自动识别系统多年的应用经验和在日常工作中发现的不足，对系统进行全新研究和功能优化，目的是研制更加符合铁路管理和应用的机车车辆自动识别系统。本文介绍的铁路统型云端复示系统，对铁路运输信息集成平台建设和铁路基础信息的充分利用具有一定的参考意义。

目前，控制处理系统（CPS，Controlling & Processing System）由车站维护，地面设备由车辆段维护，CPS与地面设备通信经常发生故障，一旦发生故障，必须由车站、车辆段、通信段等单位共同处理，经常造成部门之间的矛盾，延长了故障处理时间。该系统的研制成功，不仅使故障边界清晰可见，也方便故障处理、日常维护和信息利用工作。

1 系统设计

1.1 系统信息流设计

该系统利用无线射频识别技术、微波技术、通信技术、物联网思想、云计算理论，系统的研制采用面向对象的开发技术，利用可视化开发工具，分布数据库技术，网络传输协议等，使其具有很强的适用性和可靠性。该系统较全面恰当地利用现有计算机技术，机车车辆自动识别技术，实现了计算机软件与网络合理结合，发挥铁路新技术资源的功能。

系统的设计思想是无论在任何一个网络接节上，均可实现对其他节点的监控，以方便站段对故障的处理和系统维护。在铁路总公司、铁路局车号库兼容的条件下，最大限度满足车站、车辆段、机务段等单位对机车车辆信息采集和应用的需要。在车站机房内，可通过远程网络对设备状态的监控和维护，检查端口状态、参数配置、程序运行等。可向其他节点进行软件包传输、安装、配置等操作，基本实现了网格结构信息处理。系统信息流程如图1所示。

图1 铁路统型端复示系统信息流程图

1.2 统型云端复示系统设计

1.2.1 设计思想

（1）该复示系统重点是为列检所和终端用户开发的监控应用系统。为方便现场用户的使用，避免烦琐的系统安装和配置。设计思想是自动接收地面设备或CPS及云层复示的列车信息，自动入库，自动分析和统计。

（2）在网格结构模型中的每个节点上，均设计了结构一致且兼容的数据库系统，考虑到全路车号库系统是郑州铁路局开发推广的系统，如果更新必然会有较大的工作量。因此，为保证全路车号库的兼容性，保持铁路局以上数据接口格式不变。

1.2.2 数据库结构设计

为方便安装和应用，该系统采用 dbf数据库和VFP 面向对象的编程工具，工具通用 ,接口简单，便于实现各种功能需求。下面对重要的数据表和参数文件进行描述。

（1）车号数据表设计

采用自由表结构，便于信息传递和不同系统的兼容。车号数据表用于保存机车车辆的全部内容,并保存时间戳内容，各字段定义如表 1 所示。

按照一列车为大列 90 个车设计 ,每个车信息长度为 24 bit，因此设计每个车序字段长度为 240 bit，以保存 10个车的信息，9个车序可满足要求。这样也有利于系统扩充。

（2）车辆数据表设计

车辆数据表采用自由表结构，用于保存车辆的编组情况，各字段定义如表2所示。

（3）机车数据表设计

表1 车号数据各字段定义

表2 车辆数据各字段定义

机车数据表采用自由表结构，用于保存列车中机车的属性及状态。各字段定义如表3所示。

表3 机车数据各字段定义

（4）AEI参数表设计

AEI参数表可定义列车方向，股道编号，车站名称和电报略码等，各字段定义如表4所示。

序号 :输入 01，02，…。

车站略码 :输入车站的电报码，对与专用线车站，可以输入相邻车站的略码，也可以输入本专用线接轨车站的略码。

表4 AEI参数各字段定义

站名:输入车站的汉字站名。

设备编号 :输入 01，02，…。

列车方向:输入0为上行方向，输入1为下行方向。每个 AEI分上下行，所以每个 AEI要输入两条记录，以区分上下行。

接入交出:输入0为接入，输入1为交出。设备说明 :是对 AEI的说明。

1.3 系统的兼容性设计

1.3.1 短文件名的兼容性设计

设计思想，短文件名 8 bit，扩展名 3 bit。在列车报文中，有数据报文和消息与信息报文，以文件名第 1 位区分，站名略码 3 bit，AEI编号 1 bit，流水号 3 bit构成，文件名第 1 位是 D 和 M。文件扩展名的 3 bit是 :月份 1 bit，日期 2 bit。月份的 10 月、11 月、12 月分别用 A、B、C 表示。

设计依据是根据车站车流情况，可实现长短文件名转换，以满足铁路运输生产的需要。文件名中的流水号是 1 ～ 999，以表示每天的列车数量，如果按照每天合计 1 440 min，按 3 min 一趟估计，最多 480 列车，3 bit流水号即可满足需要。为避免报文跨年度问题，设计有长文件名，在 8 bit文件名后增加有处理报文的时间戳，可实现历史数据库中报文的有效利用。

1.3.2 文件序号的设计

文件序号是很重要的一个技术要点,如果序号重复则会覆盖前面的报文，导致车辆信息丢失。为保证报文序号的兼容性和扩展性，方便报文流水号的维护工作，设计了报文序号编排方法和维护界面，直观简便。

报文序号编排方法。报文序号是车号信息的关键标识之一，每天的报文保持连续，且具有唯一性。从 0:00 起，第 1 列列车的序号为 1， 第 2 列 列车的为 2，…。利用“年月日加 AEI号码”做为关键字确定序号是很好的方法。在数据库编程中，利用下列模糊查询技术实现。

此外，应用模糊查询技术,可方便实现车辆信息查询。按照列车通过日期、时间段，也可按照车次、到达时间、出发时间、属性、车种、车号、AEI编号进行分类排序和查询车辆数据。

2 铁路统型云端复示应用

2.1 统型复示系统的主要功能

列检复示系统是在车辆段列检所安装列检复示系统，实现车辆信息的监控查询，通过信息状态判断地面设备是否正常，以便及时发现并进行维修，通过信息判断，判断车辆信息的车辆状态，以便扣车维修。车站利用复示系统，可加强车辆的管理工作，减轻抄车号的繁重劳动。

该系统除了基本的信息复示功能外，还具有时钟自动同步功能，报文时间戳功能，按地面设备分类复示功能，按字段排序功能，坏标签声音报警功能等。

2.2 列车信息

列车信息包括车次，客货标记，到达日期，到达时分，通过时分，标签数量，通过股道（AEI编号），上下行方向等。通过自动识别列车信息，自动入库，以便对列车信息进行管理。

按照列车信息进行分类登记，有通过日期，通过时间，AEI编号，AEI名称，列车方向，货车数，客车数，车辆总数，部属车，自备车数，客车数，未识别车数，机车数，出入标识等明细信息，便于分类管理。可对信息进行删除和恢复，可按 AEI统计出列数。

2.3 列车实时动态

2.3.1 列车统计

实现列车信息分类统计。按照 AEI编号，AEI名称，列车方向，统计时间段，分类统计出总列数，货车列数，客车列数，总辆数，部属车数，自备车数，客车数，未识别数，机车数等。统计结果如图1所示。

图1 列车统计结果

2.3.2 货车统计

实现列车信息分类统计。按照 AEI编号，AEI名称，列车方向，统计时间，实现货车统计，分类统计出货车的总列数，总辆数，部属车数，自备车数，客车数，未识别数，机车数等。

2.3.3 客车统计

实现列车信息分类统计。按照 AEI编号，AEI名称，列车方向，统计时间，实现客车统计，分类统计出客车的总列数，客车列数，总辆数，客车数，未识别数，机车数等。

2.4 AEI分页动态查询

对于一个车站有多个列检所的情况，复示系统把全站所有 AEI信息都显示出来，区分不开哪几台AEI设备是该列检所管理的。因此，开发了 AEI分页动态查询窗口，该列检所不仅可以监控全站所有AEI状态，可针对本列检所管理的几台设备重点监控。

按照 AEI编号分页显示。页面中有 16 个选项卡，分别是“全站 AEI”，“AEI 1”，“AEI 2”…“AEI15”。如图2所示。

图2 AEI编号分页显示

例如“全站 AEI”选项卡，可显示全站 AEI信息。“AEI 12”选项卡，只显示第 12 号 AEI 的信息。

3 结束语

该系统安装简单，使用方便，运行稳定，便于维护。系统均为模块化结构，操作简单，故障范围边界明显，维护界面清晰，只要网络连接正常，即可划分出故障范围，地面设备故障可自行处理，避免了与车站、通信部门之间配合处理故障的矛盾。可远程管理，方便维护，满足现场工作的需求。铁路统型云端复示系统的运用，可实现列车信息的动态管理，自动生成有关报表，方便各种信息查询输出。提高了管理人员的工作效率和工作质量，系统兼容良好，具有良好的应用前景。

[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，须征文，鲁 锦 . 铁路车号自动识别系统（ATIS）的实现及应用 [J]. 中国铁路，2001（6）.

[3] 左长进 .车号自动识别系统的故障处理方法 [J]. 铁路计 算机应用，2005，14（7）：107-109.

[4] 左长进 .车号自动识别系统的组网方式与配置方法 [J]. 铁路计算机应用，2007，16（8）：25-28.

[5] 林水生，周 亮（译）.物联网—连接一切物体的网络 [M].北京 ：国防工业出版社，2011，5.

责任编辑 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

左长进，高级工程师。