铁路限界管理及超限超重货物运输辅助决策系统的实现

铁路限界管理及超限超重货物运输辅助决策系统的实现

张惠玲王鹏图

摘要:铁路建筑限界数据是铁路超限超重货物运输的基础资料，与铁路超限超重货物运输密切相关，对超限超重货物运输安全意义重大。超限超重货物运输就是充分利用铁路建筑限界和机车车辆限界之间的空间间隙，运送超出机车车辆限界的货物。该系统分析铁路建筑限界管理和超限超重货物运输的业务需求和信息系统需求，创建相应的数据结构和数据库，建立相适应的数据模型和系统结构，开发了铁路建筑限界管理及超限超重货物运输辅助决策信息系统。

关键词:限界、超限超重、货物运输、辅助决策

1现状及技术介绍

1.1铁路信息化现状

我国铁路应用计算机技术开始于20世纪六十年代。初期主要用于铁路财务、运输部门，进行工资、决算、运输统计。经过长期的努力，特别是近10年的努力，我国铁路信息化已初具规模，建成了被誉为世界最复杂的运输管理信息系统(TMIS)。在TMIS的带动下，列车调度指挥系统（TDCS)、车号自动识别系统（ATIS)等一批信息系统取得了较大发展。在运输组织、客货营销和经营管理中发挥了重要作用。

1.2铁路运输信息工程管理现状建设本系统的必要性

信息技术在铁路限界管理及超限超重货物运输中的应用一直处于空白状态，随着信息技术的发展，信息技术广泛应用于铁路交通运输领域，而且呈加速增长态势，超限超重货物长大和笨重的特性决定超限超重货物运输有以下特征：

⑴、超限超重货物运输是高风险运输。高风险，一是在于货物本身的价格昂贵，往往是投资几亿，甚至上百亿元的重大工程的配套设备；二是在于它的运输过程，超限超重货物运输环节很多，任何一个环节考虑不周，都将造成极其严重的后果。

⑵、超限超重货物运行速度低，干扰铁路正常的运输秩序，影响铁路的正常运输能力。

⑶、超限超重货物运输是一个复杂的系统工程。运输的各个环节都需要针对超限超重货物的特点采取相应的措施，如运行中的限速、限会、绕道等。超限超重货物运输涉及调度、车辆、工务等多个铁路运输部门。

铁路主管部门高度重视铁路建筑限界管理和超限超重货物的运输安全。迫切需求用信息化手段实施有效管理。

1.3目标

分析铁路建筑限界管理和超限超重货物运输的业务需求和信息系统需求，创建相应的数据结构和数据库，建立与具体业务相适应的数据模型，开发铁路建筑限界管理及超限超重货物运输辅助决策信息系统。

（1）建立数据库，包括覆盖全路范围的路网信息数据库、铁路建筑限界信息数据库和铁路超限超重货物运输决策数据库。

（2）构建超限超重运输的路网拓扑结构。

（3）设计铁道部—路局—站段三级管理的铁路建筑限界和超限超重货物运输信息处理流程。

（4）提出多种数据采集方法，满足全路限界检测工作需要。

（5）提出优化算法，包括铁路建筑限界的综合处理和折减计算方法、多件货物综合算法、超限超重货物装载布局方法、超限超重货物运输优化路径算法和安全的限界数据组织模式和检算算法。

（6）开发满足各相关业务部门管理需要的铁路建筑限界管理及超限超重货物运输辅助决策信息系统。

系统将对铁路建筑限界信息进行科学管理，实现数据采集、综合处理、数据发布、变更管理、统计分析和运用等功能一体化，准确的管理铁路建筑限界和准确利用限界信息，确保铁路运输安全。

2技术难点及解决方法

2.1实现功能

本系统运行于现有的铁路办公网，通过研究相关管理办法，分析限界管理和超限超重货物运输流程，采用针对人员、群组的ACL控制和域控制实现权限管控，结合了工作流技术实现对限界管理和超限超重货物运输流程的全过程控制，主要业务包括限界管理和超限超重货物运输辅助决策管理两部分，按铁路现行管理体制，采用铁道部—铁路局—站段三级管理，具体如下：

站段：负责管内限界数据的录入，生成单个设备直曲线最小建筑接近限界。提交限界变更申请。负责超限超重货物数据填报、请示和挂运电报决策，并向路局货运部上报请示装运办法，完成超限超重货物运输统计分析工作。

铁路局：负责对全局的限界资料进行汇总，生成区段、区间、车站股道等直曲线最小综合建筑限界，生成报部资料，上报铁道部。限界变更进行审批。生成标准车折减数据和不同销距的折减数据。对辖内站段上报的货物进行装载布局决策、运输径路决策、偏差量计算、限界安全检算，审批各类超限电报。生成上报跨及四个及以上铁路局的请示电报并上报铁道部请示。

铁道部：负责全路限界信息的汇总管理，审批路局上报的超限电报，维护管理超限超重货物运输辅助决策数据如车辆参数，进行超限超重货物运输统计分析工作。

2.2安全方案

本系统安全建设目标是保障系统高可用性，重要业务数据传输、处理和存储安全，系统所处计算环境（包括网络和主机）安全、应用安全和用户访问安全，建立健全完善的系统安全管理和运行维护机制。

2.3网络安全设计

本系统建立在铁路安全平台之上，铁路安全平台完全可以满足系统的安全需求，没有特殊需求。

2.4信息安全设计

信息的安全主要从数据传输过程的完整性、保密性，数据的备份和恢复来设计。采用用户绑定IP地址加密码等措施保障信息安全

2.5应用安全设计

应用安全实现基于角色的访问控制，并严格控制用户权限与访问资源。通过统一部署的安全前置系统，与应用安全功能项结合，实现应用数据结构合法性检查、输入/输出参数合法性检查等功能，保障应用系统对于用户访问控制、流量控制、安全审计等安全功能的实现。

3系统构成

3.1系统功能组成

《系统》涉及人员权限管理、基础数据管理、限界管理和超限超重货物运输决策管理四方面内容，按铁道部—铁路局—站段三级管理体制进行设计，不同级别的用户可以使用不同的系统功能，具体功能如下

⑴数据采集

支持丈量法、角架法、摄影法和摄像法。

⑵、综合处理

生成单个设备、区段、区间、车站股道的最小直曲线综合建筑接近限界。

⑶数据发布、查询、打印

⑷变更管理

变更审批。

⑸统计报表

分区段、区间、车站、设备、分单位设备统计。

⑹参数维护

线路、区段、区间、车站、股道、单位、业务、用户、建限标准、决策参数等维护。

⑺决策支持

装载方式、使用车型、通行径路决策；限界距离检算；生成批示电报。

3.2技术架构

系统采用B/S模式，前台页面采用java语言，配合struts、hibernate、spring等主流框架，中间件采用Weblogic11g，后台数据库使用Oracle10g。

4结束语

在进行全面的需求分析的基础上，本系统对运输信息工程项目进行全过程控制，特别是加强了对涉及现有在线系统的项目的安全控制，保证运输信息系统的安全稳定运行，该系统在2014年正式投产运行，运行效果良好，其研究成果可以推动铁路运输信息化工作的创新和发展，应用前景是十分宽广的。

参考文献

[1]《关于印发《铁路超限超重货物运输电报管理规定》的通知》（运营专业〔2006〕249号）

[2]《关于重新公布《铁路超限超重货物运输规则》的通知》（铁运〔2007〕62号）

[3]《标准轨距铁路建筑限界》（中华人民共和国国家标准GB146.2-83）