龚利
【摘 要】针对当前我国铁路机务信息化存在的全路发展不平衡、信息采集缺乏统一规划、各机务系统标准不一和未能实现高效的互通互联等问题,提出了铁路智能机务信息系统方案,并对系统总体框架和关键技术进行了阐述.铁路智能机务信息系统对各类机务系统的多种信息进行采集、传输和共享,统一数据格式和融合利用.系统综合平台以及多个业务子系统的建设与推广应用,显著提高了机务处置效率、节约了成本、提升安全风险管理水平,满足机车业务处理需求,提升了企业效益. 【期刊名称】《铁路计算机应用》
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【年(卷),期】2019(028)009
【总页数】5页(P40-44)
【关键词】智能机务;机务信息化;总体框架
水过滤芯【作 者】龚利
【作者单位】中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所, 北京 100081
【正文语种】中 文
【中图分类】U268.2;TP39
铁路机务信息化已经在机车调度、运用安全、检修、整备、设备、验收等领域得到实现，铁路技术人员研发了许多机务应用系统，也积累了一定的技术和经验[1-2]，如各铁路局集团公司（简称：铁路局）机务段使用的机车整备信息管理系统，对整备流程实现了有效的监控，提高了机车运用效率。但此类机务信息系统均未能实现全路层面的整体应用，系统间各自为战、互不联通、名称各异、标准不一，无法形成规模效应，导致了全路机务信息系统发展不平衡的现状[3]。
电石炉本文在中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）和铁路局层面建立机务信息集成交换平台，整合各机务系统，构建铁路智能机务信息系统。
1 系统数据架构
智能机务信息系统数据架构可以分为5个层次，分别是数据采集层、数据传输层、数据共享层、数据分析层和数据应用层，如图1所示。
图1 智能机务信息系统数据架构图
1.1 数据采集层
按照信息采集规范性、系统操作易用性、人机交互友好性的原则，铁路智能机务信息系统应充分利用信息自动采集技术，通过各类传感器、摄像头、二维码、射频识别（RFID，Radio Frequncy Identification）、智能穿戴等技术手段实现对机车、关键零部件、作业者、生产设备等对象身份、状态和过程信息的采集、监测、识别和控制，以方便操作、提高效率，避免数据错误、遗漏和延迟等问题[4]。
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1.2 数据传输层
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充分利用GSM-R、3G/4G、北斗短报文、WLAN、4GTDLTE等无线传输技术建成全面覆盖的无线网络，同时利用基于消息队列（MQ，Message Queue）技术的铁路统一传输平台，对铁路信息网中各专业应用系统提供统一的传输服务。通过建设共享、便捷、高速的
无线和有线通信网络，达到信息快速、可靠传输和共享的目的。
1.3 数据共享层
系统遵照统一的机务信息系统基础数据信息编码规范和数据协议接口规范，通过共享平台数据接口，将基础编码、机车、机务运行信息、乘务员、机车电子履历等基础数据库与运用安全、整备、检修、验收、设备等多个业务系统的数据库进行整合，使其成为一个实现数据共享、互联互通的高效机务数据平台。 1.4 数据分析层
应用大数据、商业智能、数据挖掘等技术，对机务大数据进行加工与整合，实现不同业务领域之间的交叉分析与前瞻分析[5]。对于机务特有业务分析模型和算法，可通过算法实现并行化等手段来满足大数据处理需求，提高算法实施应用性能。为机务生产作业、经营管理以及战略决策提供分析与决策支撑。
1.5 数据应用层
提供地理信息系统（GIS，Geographic Information System）、指标报表、定制服务、信息推送、可视化展现、多维分析等功能，满足各级机务用户的应用操作需求。
2 智能机务信息系统总体框架
结合机务信息系统的发展现状、发展规划及发展目标，智能机务信息系统总体框架可分为机务综合平台、基础系统、业务系统及专家系统4个部分，其下细分为17个子系统，如图2所示。
图2 智能机务信息系统总体框架图
智能机务信息系统是基于国铁集团、铁路局、机务段的3级系统，还涉及机车和配件造修企业。智能机务信息系统与运输信息集成平台、电务、车辆、物资、统计等其它系统应有信息共享接口，统一设计硬件平台、系统软件平台，运行于铁路信息网内，并提供外网访问入口。
2.1 综合平台
2.1.1 综合查询子系统
国铁集团与各铁路局分别搭建了铁路机务管理信息综合查询子系统，为国铁集团、铁路局及机务段等各级用户提供了完整的机务综合信息查询和辅助决策服务。综合查询子系统具有电子地图、综合统计分析、基础编码维护、共享资料查询、办公管理、用户及权限管理、互联网访问接入等功能。
2.1.2 数据共享接口
通过共享数据库、MQ 或Web服务等方式，在国铁集团、铁路局、机务段3级实现与铁路运输信息集成平台、调度、电务车载、车号自动识别、车辆5T、供电6C、统计、物资、劳资、财务等系统的数据共享。
2.1.3 数据库
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包括基础编码数据库、机车基础数据库、乘务员基础数据库、车载信息数据库、机务运行信息数据库、机车检修计划信息数据库、机车电子履历信息数据库、机务设备数据库、机车质量信息数据库、机车故障及临修数据库、机油消耗台账数据库、机车车载安全装备信息数据库、机车乘务员劳时统计数据库、救援列车出动台账数据库等。
2.2 基础系统
2.2.1 中国机车远程监测与诊断（CMD）系统
CMD 系统功能主要包括以下几点。
（1）机车实时数据和历史数据的信息采集、传输以及地面专家故障诊断分析等功能，能够支持机车运用精细化指挥和管理技术，实现机车实时定位，动态追踪人车图（乘务员、机车、运行图）功能。
（2）构建安全风险实时防控体系，对在途机车设备进行远程状态监测、诊断和故障排除，定位机车故障并确定修程，预估机车运行质量状态，提高机车整备检修效率。
（3）建立机车质量客观评价体系，实现机车安全风险实时防控。实现LKJ、TCMS、6A 等信息的集成和数据挖掘，为运用、管理和维修提供数据支撑[6]。
2.2.2 机务运行信息自动采集系统
机务运行信息自动采集系统对CMD系统运行信息、车号识别系统定位信息、运安系统指纹
出退勤（出入寓）信息、LKJ 记录文件以及铁路运输信息集成平台中列车运行线、列车运行时刻、确报等共享信息进行自动采集和整合，并实时上传机务运行信息数据库和电子报单数据库，为运输调度、机务运安、机车整备系统提供机车及乘务员定位、人车图绑定、超劳预警等数据支持。
2.2.3 机车电子档案管理系统
机车电子档案管理系统实现对机车及高价互换配件的全寿命周期管理和机车技术综合管理，建立与运用、检修、整备等相关信息的链接，形成机车全生命周期大履历系统。系统实现了以机车为基础的机车-部件-检修管理模式，对机车从生产、运用、检修到报废全过程进行跟踪记录，符合铁路局一车一档的要求。系统充分利用先进的数据管理模式和控制手段，追踪机车档案历史，记录机车全部运用信息，保证机车档案信息的完整，部件记录的准确和全面，提高了机车运用的安全性[7]。
2.2.4 机车及动车组司机管理系统
机车及动车组司机管理系统实现机车及动车组司机的基础数据库维护、驾驶证换证、年鉴管理和劳时统计分析等功能,有效地提高了司机劳动效率。
2.3 业务系统
2.3.1 机务运用安全管理系统
机务运用安全管理系统是一套提供了机车运用、乘务及机车安全管理等业务功能的综合系统，实现了对机车乘务员各作业环节及状态的全过程监控。该系统的建立对于优化机务段运用安全管理水平、防止系统漏洞 、实现规范管理 和强基达标的目标效果显著。
2.3.2 机车整备管理系统
机车整备管理系统是为实现机车网络化大整备格局、顺利实施轮乘制、保证机车长交路、加强轮乘制条件下机车运用及质量管理，提供地检、外勤、维修（临修、碎修、小辅修）、保洁、保养、燃整、数据整备等多项整备职能的管理信息系统[8]。该系统实现了对机车整备作业过程的监控与管理,同时对整备作业过程中的检修数据和检修信息进行记录与分析,提高了机车整备质量[9]。
2.3.3 机车检修管理系统
机车检修管理系统遵照机车换件修和主要零部件专业化集中修的要求，实现大功率机车检修段和机车中修段检修生产的网络化、信息化管理，对记名检修、机车部件（配件）检测试验进行重点卡控，保证合格配件上车，为恢复机车基本质量提供保障。
2.3.4 机车验收管理系统
机车验收管理系统与机车检修、整备管理系统紧密衔接，实现验收部门在机车及其部件检修和零部件产品质量方面进行监督管理。有利于机车检修质量的提高，同时，也是实现机车验收工作标准化的需要。
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