车站管理信息系统与STP系统研究

车站管理信息系统与STP系统研究

王世强

朔黄铁路发展有限责任公司062350

摘要：无线调车机车信号和监控系统（STP）是重要的车站调车作业安全防护系统，在车站专用调车机安全防护和调车监控上起到了至关重要的作用，本文以朔黄铁路为例，通过研究车站管理信息系统与STP系统的关系，以及系统数据对接与数据共享的实现方式，解析了车站各个应用系统的内在联系，为车站日常作业的信息化闭环管理提供参考。

关键词：数据对接；车站管理信息化；安全防护；数据共享

序言

随着铁路运输的不断发展，中国路网运营里程飞速增长，自2003年起，中国铁路进入跨越式发展新时期。同时，铁路运输体质的改革、信息技术的发展推动了铁路各项新技术的创新。车站管理信息系统作为铁路运输管理信息系统（简称TMIS系统）的重要组成部分之一，在TMIS中占有举足轻重的地位。车站管理信息系统在设计之初，解决了车站作业的不少问题，但由于系统在设计及功能上存在很多的不足，不仅不能很好满足现场实际工作，而且也制约了整个TMIS功能的发挥。对于重载专线铁路而言，传统车站管理信息系统在与调度集中系统（简称CTC系统）、STP等专业的对接和数据利用上仍有瓶颈，没有对各种行车数据进行有效的综合利用，严重制约了车站综合信息利用的优越性的发挥。本文主要探讨诸如朔黄铁路这样的重载专线铁路在车站管理信息系统与STP系统在数据利用和深度整合上的可行性和实际意义。

1目前现状

随着朔黄铁路运量的不断攀升，对信息化应用水平的要求也在不断增加。在调度层面主要使用了运输管理、综合调度、调度集中等系统。在车站管理层面，主要使用铁路车站管理信息系统。由于重载铁路运输组织比较复杂，万吨列车、1.74万吨列车、2万吨列车混跑，车站作业较以往更为繁琐，基于重载铁路的车站管理信息系统数据整合和利用的研究，可有效改善车站作业水平，提升铁路的整体运输效率。

朔黄线共有40个车站，其中神池南站、肃宁北站、黄骅港站、神港站是最为关键的四个技术站，承担着全线重车接入、空车编组、万吨重组和解编、调车编组等作业内容。以黄骅港站为例，车站延绵11.7km，到发线多达100条。主要业务包括管内重车卸空及空车回空作业。作为神华路网空车回空的起始站，车站承担着大量的重车解编，空车编组作业，其专用调车机多达11台，调车作业非常繁忙。随着铁路运量的不断攀升，车站的规模和作业量都在急剧增加，这对车站的日常组织和安全保障提出了更高的要求。从传统的增加人力投入已经不能解决这一矛盾。由于车站作业以站调为主，站调又以调车为主线，车站调车的实施又以STP系统为依托，所以合理利用STP系统的数据，可以有效提升车站管理信息系统数据量，使调车管理、车站统计、现车管理等环节的数据闭环，最终达到提升车站作业水平、提高作业效率的目标。

2车站管理信息化需求

2.1车站作业一次性作业过程

如图1所示，从列车进站开始，到列车出站，对其中的相关作业过程进行了描述，横向表示作业顺序，纵向表示各个作业的流程。下面对各阶段作业流程进行描述。

图1车站作业一次性作业过程

接车准备：值班员同意邻站的发车预告后，根据站场股道使用情况，提前指挥信号员开放列车进路。

列车到达：列车到达后，车号员根据编组顺序表及货票核对现车，并将现车情况告知站调；站调在技术作业图上绘制列车到达的实际运行线。

列检作业：列检人员对车辆进行检查，如果发现需要扣修的车辆，则进行扣修车；如果发现需要厂修的车辆，则进行厂修；站调员通过助理值班员得到列检作业时间，并在技术作业图上绘制列检作业时间线。

调车作业：站调结合现车情况、列车计划、运销计划编制调车作业计划，并将调车作业单发给调车组、值班员、机车、车号员；值班员根据调车计划，指挥信号员开放调车进路；调车组与调车司机相互配合完成调车作业，并将调车作业完成情况及时反馈给站调；站调绘制机车动态线，并通过车号员掌握现车变化情况。

装卸车作业：当待装或待卸车辆调至货位后，货运员组织车辆的装卸作业及编制相应的货票；站调通过车号员掌握现车变化情况，并绘制翻车机作业线。

出发准备：车号员填写列车编组顺序表，并与货票一起送到机车上；值班员预告列车出发，邻站同意后，值班员指挥信号员开放列车出发进路。

列车出发：列车出发后，车号员掌握现车变化情况，及时告知站调；站调绘制列车出发实际运行线。

2.2车站站调员岗位分析

车站日常作业分为列车作业和调车作业，列车作业以车站值班员为主，负责列车的接发车，主要使用CTC等行车调度系统；调车作业以站调为主，负责调车作业，包括调车计划、装卸车计划的制定与实施，与列检等相关人员的联系协调等。主要使用站调系统、计划系统等。从图2可以看出，车站站调员是联系调度员、车站值班员、助理值班员、车号员、调车组、列检人员等岗位的关键人员。

图2车站关键岗位作业关系示意图

站调员需要自动接收调度员下达的列车运行班计划及阶段计划。计划内容主要为车次、到发时间点、接发车股道、计划类型（始发、通过、到发、终到）。站调需要据此计划，并结合现车、运销计划等编制调车计划。所以车站管理信息系统需要从CTC系统中获取列车运行计划及调度命令信息。

站调员需要依据行调计划和翻车计划编制调车计划，在编制好调车作业单后，需要发送给值班员、调车组和调车机。值班员需要根据调车计划指挥信号员开放调车信号，调车组和机车根据调车作业单进行调车作业。在调车实施过程中，站调员需要对实际的调车计划执行情况进行监督，以确定其状态是未执行、执行中或已完成。此过程，车站管理信息系统需要从STP系统中获取相关的调车情况反馈信息。

站调员的另一项职责是要了解本站的现车分布及变化情况，以及股道上车辆的综述信息，即车辆的汇总信息，主要包括：股道信息、重车数、空车数、车列描述。同时还包括车辆详细信息：序号、车号、车型、货名、到站、发站、自重、换长、货重、车况（检修等）、车次、到站时间、到达股道、是否有铁鞋、是否有闸。车站管理信息系统可以从车号系统中获取列车编组信息，当现车发生变化时，如甩挂、编组等作业，系统应能及时获取变化信息。但传统的车站管理信息系统不能获取STP系统的反馈信息，需要站调员进行人工确认，这无形中增加了站调员的工作量。

站调员在接收到实时计划后，需要将实时计划线绘制在技术作业图上。运行线上记录列车的实际运行时间点及接入的股道，同时标记车次号信息以及车数信息。实时计划运行线的绘制是依据调度员下达的计划，根据计划的到达、出发时间点及到达股道绘制计划线，当列车实际到达或出发时，根据到达、出发时间信息绘制实际线。列车到达车站后，需要进行列检，站调需要根据列检的开始时间和结束时间绘制列车的列检时间线。在有翻车作业的车站需要根据翻车机的作业时间，来绘制翻车机的作业时间。站调员依据调车计划及调车计划执行情况绘制机车的动态线，主要从整体上反应机车在各时间段内的状态，同时显示作业时间点、作业车次、作业方法、作业车数。技术作业图的自动绘制依赖于大量数据的采集，包括与CTC系统、STP系统、列检系统等外部系统的接口。

除此之外，站调需要接收货车管理信息系统发送的车统23车辆检修通知单，制定调车计划，送相应的车辆到车检中心进行检修。接收车统26检修车回送单，制定回送计划，送相应车辆到对应检修所。接收车统36检修车辆竣工验收移交记录，制定调车计划，从车辆检修中心取相应检修好的车辆。

各种查询信息对站调员综合掌握车站运输信息同样重要，其中包括货票信息、确报信息、机车司机信息、调度命令、运销编组计划、施工计划、历史进站列车车辆信息、交接班记录等。这些信息的获取需要依托车站管理信息系统与货票系统、确报系统、车号系统、施工系统等外部系统的有效数据对接。

3既有系统分析

3.1无线调车机车信号和监控系统

STP系统作为CTC的配套系统主要以实现无线调车机车信号显示、调车作业单由地面无线上传机车、调车作业单及工作情况实时显示等功能，同时做到对调车作业全过程进行安全防护。调车司机能看到车站站场的实际情况，对车站的存车及进路开放情况一目了然，使调车作业更加透明。系统可以依据限制条件进行制动控制，避免人为因素造成的调车事故的发生。系统全程记录整个调车作业过程，通过地面处理程序回放查询每一时刻调车作业情况。系统填补了现有监控装置不能对调车安全进行监控的空白。其主要特点如下：

1.以图形方式实时显示站场信息，画面直观，视野开阔。

2.实时采集调车命令，自动搜索调车进路，正确复示调车信号显示状态。

3.自动修正走行距离，消除调车作业走行累计误差。

4.实时显示调车车列位置、走行方向、走行速度和距前方调车信号距离。

5.自动计算监控模式曲线，连续监督调车作业过程，防止调车作业事故的发生。

6.实时记录调车作业过程及其相关操作。

7.检索、回放调车作业的过程和细节。

可以看出，STP设计的主体原则是解决调车作业安全防护问题，在实际应用中，通过STP系统可以实施掌握调车动态信息，进而掌握股道现车情况。但由于既有的STP系统没有对站调系统形成反馈机制，站调对现车的修改还需要通过车号员进行反馈，这大大影响了作业效率。

3.2主要存在问题

传统的车站管理信息系统作为TIMS的关键组成部分，实现了与车号系统、货票系统、确报系统以及CTC/TDCS等系统的对接，在长期的技术演进过程中逐步实现了车站日常运输组织的大多数功能。作为核心模块的站调系统主要从CTC/TDCS获取站场表示信息和计划信息，同时从车号系统、预确报系统、货票系统及列检系统中获取各类行车信息。上述系统将数据推送至站调系统，数据没有反向交互。同时，站调系统在制定调车计划后，将计划发送至STP系统，这也是单向数据流，站调系统不能技术获取调车情况及股道现车的反馈信息。在部分车站，没有设置站调系统或站调员，而是由调车区长负责下达调车计划，实现操作直接在STP系统上进行，整个调车过程与外部系统无数据对接，所以，大多数车站的STP系统与站调系统或其他系统没有做到有效的数据共享。

4车站管理系统对接的实现

为解决车站管理信息系统在业务在互联互通问题，朔黄铁路部署了具有自身特点的车站管理信息系统。系统包括了计划管理、现场管理、调度监督、统计分析站务管理以及STP系统。

4.1系统结构

STP系统单站与中心系统的网络架构是多个车站合用一套中心系统，部署在车站的主要是STP系统车站设备，以及站调员终端、车号终端、统计终端等，中心设备部署在远端的中心机房。网络系统不再使用传统的2M组网方式，而是利用以太网组网模式。在网络安全方面，按照网络安全部署原则进行安全防护，防止网络安全问题的发生。

车站管理信息系统与STP系统形成一个整体，在系统内部实现数据交换和整合。车站管理信息系统与多个外部系统进行对接，包括综合调度系统、调度集中系统、运输信息系统、货场管理信息系统、确报系统、机调系统、运销系统、车号识别系统和货票系统等。这些系统主要通过接口服务器实现数据对接，方式主要有MQ和WebService两种。

接口服务器接收到其他外部系统通过MQ和WebService发送给本系统的数据后，根据数据类型，通过应用服务器发送给对应的子系统。其他各子系统需要向其他外部系统发送数据时，首先通过应用服务器发送给接口服务器。接口服务器根据数据类型，如果是主动发送的数据，则通过MQ发送给对应的外部系统。如果是查询数据或应答数据，通过WebService发送给对应的外部系统。

4.2STP系统应用方式

在上述系统架构下，STP系统与车站管理信息系统的子模块计划管理系统接口，从车站计划管理系统中获取调车作业计划信息，由STP系统将调车作业计划发送至机车，并由STP系统实时将调车作业计划完成情况反馈至车站计划管理系统，根据调车作业计划完成情况自动生成技术作业图表。

图3STP系统与站调系统的业务流程

从图3可以看出，STP系统在进行调车作业的同时，可以将作业数据传送给站调系统，使站调系统具备了自动铺画技术作业图表的能力。最大程度降低了站调人员的劳动强度，使站调员的双手从繁重的图线绘制的工作中解放出来，更好的进行车站日常的调车组织和日常管理。STP系统数据的综合利用，给现车系统提供实时的股道车辆编组变化信息，使现车系统可以及时自动修改现车，避免了车号员的重复劳动，从而减少了站调员与车号员人工确认的工作量。

不仅如此，车站统计员的作业量也大大减少。系统不仅可以从CTC系统中获取车站列车运行数据以生成货车停留时间登记表、号码制货车停留时间登记薄、货运量统计表、装卸车报表、中停时统计等技术统计报表，还可通过获取最新的股道占存车信息，生成现在车统计表，避免了统计员的重复劳动。

5结论

铁路运输是国民经济的重要支撑，安全和效率是铁路运输工作的永恒主题，朔黄铁路在长期的运输实践中以现场实际需求为出发点，对既有的信息化系统资源进行整合，在保证安全的前提下，以“提质增效”为目标，对各部系统数据进行了综合利用和深度挖掘，在车站作业组织和日常管理的信息化应用层面进行了探索，从而解决了自动铺画技术作业图表、实现车站运输数据自动统计、实现调车动态监控以及现车自动化管理等业务提升，有效提高了车站作业效率和信息化水平。从实际使用效果上看，具有很好的应用前景，实践证明了该架构具备一定的推广意义。

参考文献：

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