调度指挥系统网络管理论文

2022-04-17

以下是小编精心整理的《调度指挥系统网络管理论文(精选3篇)》,供需要的小伙伴们查阅,希望能够帮助到大家。[摘要]围绕铁路运输和行车调度指挥的需求,阐述TDCS的特点、结构和功能,较为全面的介绍TDCS的网络管理、网络安全等,并简要地介绍无线车次号校核系统。

调度指挥系统网络管理论文 篇1:

基于大数据的高速铁路调度指挥系统平台研究

摘要:大数据其实是一种新型的思维方式,其应用与时间将会逐步地改变人类的生活与工作的方式,致使理念、模式和技术的不断创新。对于处于转型发展时期的高速铁路,当今大数据的来源以及采集数据非常成熟,然而其拥有数据存储与分享艰难,缺乏足够的数据分析以及数据处理的能力,也没有很好的利用相关数据。因此,需要做好相关研究工作,这样才能更好地构建大数据平台。

关键词:大数据;高速铁路;调度指挥系统

做好铁路大数据研究工作的关键在于数据平台架构等方面。高速铁路的调度指挥工作是一个复杂的系统,需要工作人员、机器、工作环节,相关信息,工作决策等多个要素共同组成,需要做好高速铁路全线和全部的路网系统的管理和控制工作,确保其调度决策精准无误,信息传递通畅,系统协同工作等功能。

1.高速铁路的调度指挥系统在大数据下需求分析

我们国家高速铁路的调度指挥系统运用的是依照区域设置二级调度的指挥系统架构,其业务按照时间的进程由远到近可以分成若干子系统。

(1)调度指挥中心需要的原始的数据通常需要来自于广大的基层,主要包括车站,变电所等,每个业务子系统的功能比较完善,要求有高性能和多业务的通信网作为依托,这样才能快速,精准,自动的获得数据。

(2)由于调度层级的功能并不一样,所以需要构建两个层面的信息处理平台以及云数据中心,这样才能更好地集中配置和管理不同的信息资源。

(3)由于我们国家的高速铁路拥有大数据的特征,所以需要对现有的资源做好全面的梳理工作,做好跨领域和通用的数据模型,这样才能使信息资源得到共享和共用。

(4)在智能化决策和风险管理方面,需要做好大数据的更深一步的挖掘及分析工作,在信息处理平台上,需要增强数据的治理,使数据更加可靠,通过数据的挖掘,先进的分布式并行的计算技术,做好数据建模,提高整体的决策管理能力。

2.高速铁路调度指挥系统的大数据平台架构

2.1大数据平台总体结构

根据工业和信息化部电信研究院提出的大数据技术框架,综合高速铁路调度指挥系统的大数据需求、业务功能及系统构成,提出高速铁路调度指挥大数据平台总体架构。其平台包括基础设施层、数据来源层、数据整合层、数据存储层、数据分析层、展示访问层和业务应用层,与大数据相关的标准、规范和安全机制则贯穿所有层次。

(1)基础设施层,是指支撑大数据平台运行的软硬件设备和环境。硬件设备包括服务器、存储设备、网络设备、安全设备等;软件设备包括应用服务器软件、接口通信软件、网络管理软件、数据模型/服务软件等;环境包括系统设备及调度人员所处的工作环境和自然环境。

(2)数据来源层,是指调度指挥所需的路内数据和路外数据。路内数据主要来自于铁路现场和基层单位,包括供电、信号、售检票、乘务管理、旅客向导、综合维修作业、车辆维修管理、车站视频监控、动车组运行检测、防灾安全监控等系统,分为结构化数据、半结构化数据和非结构化数据。外部数据主要来自于综合交通信息平台,与高速铁路相关的其他客运系统,以及自然灾害(风、雨、雪、泥石流、地震等)的监测、预警系统。

(3)数据整合层,是指对原始数据进行采集及预处理的有关工具和技术,目的是将原始数据转换为适合数据分析的格式。重点是针对来自数据来源层的不同类型的原始数据,通过采用统一的数据接口和处理流程,完成数据的抽取、映射、转换、加载等工作,以实现异构数据、定时/实时数据的快速接入和分布式数据的融合。

(4)数据存储层,是指采用一定的格式,记录调度指挥系统大数据的各种介质,侧重数据存储方式及其采用的技术。通常,大数据的存储方式与数据结构及实时性等密切相关,并且需要解决数据来源的统一管理和数据容量的自由扩展问题。基于数据的异构性及不同应用场景,高速铁路调度指挥系统大数据存储不仅有以Oracle、MySQL等为代表的关系数据库,还有以Habse为代表的非关系数据库和以HDFS为代表的分布式文件库。

(5)数据分析层,是指支撑大数据价值挖掘的算法模型和数据挖掘技术。主要是利用批处理、交互分析、流处理等技术来实现大数据的计算和快速处理,利用A/B测试、分类、统计、关联规则、模式识别、机器学习、MapReduce、R语言等技术来实现大数据的离线、在线分析与模型构建,目的是为调度指挥决策应用提供数据分析服务。

(6)展示访问层,是指在大数据服务于调度指挥决策支撑场景下,以直观、简便、便于操作的方式将分析结果呈现给用户。主要包括与具体展示内容相关的可视化工具,面向中国铁路总公司、铁路局集团公司等众多用户的统计生产,为各类系统提供的数据推送、数据分发等服务。

(7)业务应用层,是指大数据的分析结果及其展示在高速铁路调度指挥中的具体应用,重点是指运营调度系统具体功能的完善,包括计划调度、运行调整、动车调度、供电调度等。

(8)大数据标准体系和安全保障体系,保障高速铁路调度指挥系统大数据平台可靠运行的规范制度和管理措施。大数据标准体系由基础标准、技术标准、产品和平台标准、管理标准、安全标准、应用和服务标准等类别的标准组成,具体涉及到大数据的采集、整合、存储、分析、应用、安全等规范。大数据安全保障体系涉及战略保障、运行管理保障、技术保障等方面的措施,保障对象包括大数据基础设施、数据及网络信息、调度指挥组织及人才技术等方面。

2.2大数据平台应用架构

高速铁路调度指挥系统大数据平台是一个集数据接入、数据处理、数据存储、数据分析、数据展现等为一体的复杂应用系统,大数据平台总体架构、大数据平台存储管理、大数据分析处理等关键技术的选择和实现,最终目标是能够有效支撑大数据的应用。高速铁路调度指挥系统大数据应用的核心是通过对多源数据的融合、挖掘、分析和关联,准确辨识行车安全的风险因素、把握系统风险的演变规律,有效支撑调度指挥的风险管理决策,确保高速铁路运营安全;并从海量历史数据中发现列车运行的时空特性、把握不同业务调整之间的关联性,实现调度指挥在不同层级、不同部门、不同岗位之间的协同动作,确保高速铁路正点、高效。

首先将铁路现场、基層单位和路外的多源、异构、分布式原始数据接入大数据平台,然后通过大数据平台的治理、存储和挖掘,实现调度指挥业务的大数据应用,既有在线的实时监控及运行调整,也有离线的统计分析和计划编制。例如,在运输计划方面,通过对不同时期的客运需求、不同条件下的列车开行方案,以及线路参数、车站参数、信号参数、动车组参数、基本列车运行参数等数据的分析,编制和调整基本列车运行计划,并利用平台提供的数据环境进行列车运行模拟、线路通过能力计算和列车运行计划评价,确保运输计划方案的合理性和可行性;在设备状态监视方面,通过对设备的资产、台账、运行、修试、图像、环境等数据的分析,进行设备状态的评价、设备重要度的分析、设备缺陷及生命周期的预测,并且利用平台进行趋势告警、关联预警及即时可视化展现,辅助设备状态检修,提升风险的管控能力。

结束语

大数据是一种思维方式的信息革命,大数据的应用和实践正在日益改变着人们的生活和工作方式,同时推动着理念、模式、技术的创新。针对高速铁路调度指挥系统大数据的需求,通过对高速铁路调度指挥系统大数据平台的架构方案的研究,对于将来高速铁路调度指挥系统大数据平台的构建及应用实施等具有一定的参考价值。

参考文献:

[1]王普.大数据分析驱动的高速铁路应急管理关键技术研究[D].北京:中国铁道科学研究院,2019.

[2]宋晓丽,蔡涛,王振一.基于大数据的高速铁路调度指挥系统平台研究[J].铁道运输与经济,2018,40(07):58-62.

作者:李赛

调度指挥系统网络管理论文 篇2:

TDCS铁路列车调度指挥系统的探讨

[摘要]围绕铁路运输和行车调度指挥的需求,阐述TDCS的特点、结构和功能,较为全面的介绍TDCS的网络管理、网络安全等,并简要地介绍无线车次号校核系统。

[关键词]TDCS 结构 系统 安全

一、TDCS概述及发展过程

铁路列车高度指挥系统(Train operation Dispatching Command System,简称TDCS)原名为铁路运输调度指挥管理信息系统(Dispatch Management Information System,简称DMIS)。TDCS是实现铁路各级运输调度对列车运行实行透明指挥、实时调整、集中控制的现代化信息系统。

以TDCS为平台,组建分散自律、智能化、高安全、高可靠的新一代调度集中系统(简称CTC系统),是实现铁路提速以及减员增效的跨越式发展的根本保证。根据铁道部路现代化的调度指挥管理信息系统,以现代运输的理念大力推动铁路运输调度指挥系统建设。

2005年,根据铁路信息化总体规划,DMIS更名为TDCS(铁路列车调度指挥系统)。运输局基础部提出了以TDCS为平台,CTC为核心,构建我国铁路现代化的调度指挥系统,力争在2006年前在全路所有繁忙干线和干线装备TDCS的建设目标,从而实现我国行车调度指挥现代化的历史性突破。

二、TDCS构成及网络体系结构

我国铁路调度指挥管理是以行车调度为核心,以站、段为基础,实行铁道部和铁路局两级调度指挥管理的体制。为适应现行的调度管理体制,并考虑到将来的铁路机构改革,TDCS的设计分为三层网络体系结构,对此三层结构的描述如图1所示。

铁道部调度指挥中心TDCS处于最高层,是现代化铁路运输调度指挥的心脏。铁道部高度指挥中心TDCS以铁道部调度指挥中心大楼为主体,构成一个为调度指挥服务的局域网,通过专线通道、数据网链路、路由器与各个铁路局调度指挥中心远程连接,进行信息交换。

铁道部调度指挥中心TDCS是一个集中式、综合型、透明式的现代化运输调度指挥中心,是全路运输生产的总枢纽。铁道部调度指挥中心TDCS极大提高了行车指挥的技术水平,实现调度指挥工作的现代化管理模式。

铁路局调度指挥中心TDCS处于第二层,在各铁路局所在地建有铁路局调度指挥中心局域网。铁路局调度指挥中心TDCS具有列车调度指挥功能,对于部分区段和车站,铁路局控制中心还可在TDCS的基础上发展调度集中(CTC),实现对列车进路的自动控制。

最下层是TDCS基层网,主要包括车站行车调度指挥系统等。为适应三层网络体系结构,TDCS构造了一个覆盖全国铁路的大型网络。各局域网间通过专线方式或者采用专线为主用通道,数据网链路为备份通道方式连接,进行远程信息交换。

三、TDCS网络管理体系结构及管理模式

TDCS网络是一个全国性的,以IP核心的网络,是覆盖我国铁路的调度指挥管理信息系统。铁道部TDCS网络以铁道部节点为核心,分别建立铁道TDCS中心局域网、各铁路局TDCS中心局域网、各区段基层网;各TDCS中心局域网之间通过广域网相连。TDCS广域网划分为三层:核心层、区域层和接入层。

TDCS网管系统为两级结构:铁道部中心骨干网管和铁路局中心二级网管。TDCS铁道部中心骨干网网管负责铁道部中心局域网以及铁道部中心和各铁路局相连的骨干网的铁路网络管理,能够实现对铁道部中心和铁路局的管理,并且能够有选择地管理基层网节点网络;铁路局中心网管负责TDCS铁路局内局域网中心以及所管辖的各接入站、段等的基层调度网和各个站点的应用服务终端的网络管理。

按照前述的体系结构,铁道部网管中心与各铁路局网管中心之间无论是在逻辑上还是在物理上,都是相对独立的。每一个铁路局网管中心只管理本区所管理的广域网络和局域网络中心的网元设备,铁道部网管中心从各铁路局网管中心收集上报数据,这样,各铁路局的网管中心位置于铁道部网管中心的管理之下。

四、无线车次号校核系统

无线车次号校核系统实现了由行进中的列车向调度中心可靠地传送列车车次号、机车号、速度和列车位置等运行信息。我国列车运行情况复杂,客货混运,多数车站有调车作业,车站停电或信号故障都会增加逻辑推理追踪列车车次号的难度。为了保证车次号的可靠跟踪,我国采用无线车次号校核系统方案,研发利用既有无线列调设备传送车次号的校核系统,实现DMIS工程无线车次号校核。

系统设备由机车安全信息综合监测装置、无线列调机车电台、机车数据采集编码器、车站数据接收解码器、车站TDCS分析和铁路局TDCS通信服务等构成。其中无线列调机车电台和车站TDCS分机、铁路局TDCS通信服务器分别属于无线列调系统和TDCS。

(一)机车数据采集器编码器向机车电台发TDCS车次号传送信号,低电平有效。机车电台判断TDCS车次号传送控发信号有效后,改变原有的发射频率,在指定的TDCS专用频点建立发射状态。

(二)机车电台在发射TDCS无线车次号信息数据时,应切断原MIC话音输入信号。

(三)机车数据采集编码器送出TDCS无线车次号控发信号下降沿开始350ms后,发送调制数据信息,在发送无线车次号数据期间TDCS控发信号一直有效。

(四)发送无线车次号数据信息结束,机车数据采集编码器控发信号便转为高电平,机车电台判断后返回原无线列调工作频率和原工作状态。如果TDCS无线车次号控发信号有效时间即低电平超过1.5s,则无论是否恢复高电平,机车电台都要自动返回原工作频率和状态。

五、结束语

TDCS作为全路大范围、大面积成功应用的信息系统之一,不但能满足现阶段运输提出的各种需求和变化,也一定能适应将来信息化铁路高速、重载的发展需求。因此,TDCS成为运输调度指挥的重要技术手段的地位不会改变。同时,TDCS的发展也为今后其他信息系统积累了大量的经验,极大地推动了全路信息系统的全面建设。

参考文献:

[1]铁道部运输局,铁路列车调度指挥系统(TDCS),北京:中国铁道出版社,2006.

[2]李萍,铁路列车调度指挥系统(TDCS)[M].北京:中国铁道出版社,2OO6:70-82.

[3]崔贵志,关于TDCS系统维护管理问题的探讨[J].铁道通信信号,2006(9):24.

作者简介:

王世强,男,2004年7月毕业于西南交通大学电子信息专业,现任朔黄铁路肃宁分公司电务工程师。

作者:王世强

调度指挥系统网络管理论文 篇3:

应急信息平台需要融合智能

通过统一管理和先进的架构实现支撑平台和多媒体平台间的融合,全面解决应急信息平台所面临的跨部门视讯互通、多类型图像接入、应急数据存储等几大难题。

中国科学院减灾中心主任王昂生曾经指出:“要提升应急系统的现代化水平,要以大量数据、图像及在此基础上做出的决策为抗灾服务。我们的决策应以科学的分析和统计为支撑。平时就要建立救灾物资、人员和专家储备数据库并联网,以便在灾害到来或发出预警时,能立即进行统一调配。”

从2008年特大冰雪灾害的发生和处置过程中,我们可以看到,各级政府基本上都是按照应急处置程序,启动了相应的应急预案,布置抗灾救灾事宜。但是,灾害的损失依然巨大,除了雪灾的突发性强、范围广、强度大、南方地区防范冰雪的基础条件薄弱等客观原因外,有一部分问题的根源是在于应急手段的缺乏,特别是在应急信息平台建设方面。

以整合应对挑战

针对风雪、地震这样的公共突发事件的应急处置实际上是政府由常态工作转为非常态工作,所依赖的资源主要是电子政务已有的基础网络和应用系统,只是采用多种技术手段,将应用系统延伸,才可能提高各种政务资源指挥调度的效率,同时按应急预案和辅助决策分析模型为应急指挥者提供辅助决策。

信息平台与业务体系共同组成了应急指挥系统,业务体系是应急系统的核心和基础,信息平台是实现业务体系的手段。应急指挥系统的核心宗旨就是争取在最短的时间调动多个部门、单位相互协调,共同实施,有效解决突发公共事件。这就需要各种信息与资源的整合,部门、单位之间才能协同“作战”。然而目前各专项部门的信息系统和各类资源目前没有统一的技术标准和组织标准,因此应急指挥系统首要需要解决的就是 “整合”问题。

系统与业务有机结合

应对危机,制度先行。业务系统的整合需要各部门间通畅的交流与共享,“一案三制”的出台为应急指挥系统提供了制度和立法上的保障,消除了各部门间信息壁垒,确保了业务系统的可整合性。与此同时,应急指挥系统建设中信息平台整合则要围绕IT基础平台整合展开,特别是在多媒体系统、数据管理、安全管理等多方面,以求实现业务资源与各个IT系统有机结合在一起。

应急信息平台通常会部署视频会商系统、图像接入系统、语音系统等多媒体应用,如何将应急指挥中心所掌握的现场图像清晰分发到各个专项部门,关系到各专项指挥中心实时了解现场情况,提高应急指挥效率。

应急信息平台中的数据关系到突发事件的指挥调度是否及时、处置方法是否得当、处置效果是否令人满意。然而这些应急数据都分布在各个专项部门系统中,如何将应急数据有效提取出来进行集中存储是一个困扰人们已久的问题。另外在突发事件发生时,如何保证关键的数据完好无损,并且将准确、完好的信息呈现给指挥者,也是一个需要重视的问题。

安全一直是各类IT系统重点考虑的问题,应急信息平台面临的安全问题,一方面来自如何确保与外部网络连接的安全,最大程度降低来自外部的安全威胁,保护系统安全; 另外一方面,要确保内网安全,尤其是要防范移动接入用户对系统的潜在威胁。

构建稳定支撑体系

由于应急信息平台涉及网络、安全、多媒体等各类复杂系统的集成,以及与各专项部门平台的对接。因此一个可靠稳定的基础支撑平台是应急信息平台稳定运行的前提和保障,也可以说直接影响着突发事件处置效果和效率。

网络是整体应急信息平台的基础,网络的稳定性和可靠性决定了整个应急指挥系统的稳定性与可靠性。在实际方案设计中,可以通过在指挥中心网络的核心区部署双核心和汇聚层双归属,以提高网络核心层的负载均衡、互为备份和接入链路可用性,从设备和方案两个层面保证应急指挥系统网络的可靠性。另一方面,可以通过实现万兆核心交换,千兆到桌面的接入,为指挥中心提供高性能的交换网络,保证各类业务系统对网络资源的需求,同时也要满足未来新业务对网络的需求。

面对各种复杂的突发事件,往往要求应急系统在第一时间联系到相关人员,以便进行快速会商,并根据前方实时情况进行调度指挥。因此一个融合的多媒体融合方案,可以将监控画面便捷地分发到各个会场,监控图像无需模拟转换就可以完全以数字方式加入会议,同时各个会场图像的清晰程度也会比较高。另一方面,通过IP语音网关和终端的部署,将手机、模拟电话等各种语音设备接入到应急视频会议中,这样前方现场人员就可以通过电话等方式加入到会议中,汇报现场情况,结合现场图像为指挥人员提供综合的多媒体信息。

保障应急指挥信息平台安全、稳定运行,确保其中信息的保密性、可用性与完整性,是应急信息平台建设的一项重要要求。根据信息的安全级别和物理位置,可以对整个系统进行安全区域划分,针对不同的安全区域实施不同的安全策略。在广域网,采用远程安全接入和远程灾备,满足多部门远程数据传输的安全性、保密性和及时性要求; 在局域网,可以采用从外到内的边界防护、内部控制解决方案,针对用户网络进行控制和审计,达到整网的统一监控和管理。

为了确保应急信息平台中广域数据整合及数据保护,可以通过采用基于IP的存储技术,通过在各个专项部门部署IP SAN设备,整合各个专项部门的应急相关数据,将彼此分散且异构的数据信息通过IP网络提取到应急指挥中心集中存储,解决应急数据存储分散化,数据结构异构化的问题。另外,当应急系统中所有的业务系统都建设在统一的数据中心基础上之后,数据中心的业务连续性成为应急信息平台信息维护工作的重点内容。可以通过构建完善的在线存储、近线CDP系统、远程容灾系统、离线归档系统,实现全方位保护应急指挥中心的数据免遭各类自然灾难、设施故障、误操作甚至恶意篡改破坏等各种原因造成的数据丢失。

应急指挥系统是一个复杂应用系统。仅仅通过普通的维护手段,会导致管理系统分散、维护难度增加、操作复杂。因此它的综合管理系统如果以业务应用流程模型为核心,采用面向服务(SOA)的设计思想,按需装配组件化结构,通过统一的界面,融合网络管理、视讯管理、存储管理、监控管理和安全等功能于一体,完全可以为各级应急信息平台的使用者提供业务、资源和用户的融合管理,帮助他们实现端到端管理,从根本上解决管理和维护的难题。(本文作者为H3C解决方案部总监)

作者:阎夏卿

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