浅论青藏铁路综合安全监控系统研究

青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。为了确保青藏铁路运营安全，始终贯彻无人值守、加强监控、少维护、免维护的思想，采用大量的行车安全监控和设备监测装备。但是，由于各种安全检查监测系统建设年代不同、建设单位不同、设备标准不同，系统功能和信息运用上存在系统不完善、管理不规范及信息利用不充分等问题。因此，迫切需要建立一套监控有力、反应灵敏、闭环管理的全覆盖、立体化、高可靠的综合安全监控系统。系统在重点加强基础研究和新型安全监测装备研究的同时，通过在更大范围进一步开展有效的系统整合、信息集成和综合运用，研究开发出一套专业涵盖面完备、安全防范机制健全的综合性安全监控系统，将分散部署应用、分专业独立管理的各类监测/监控系统采集的监测信息集中起来进行分析、共享，并结合青藏线行车调度指挥规程的改进、人工检查信息的规范化统一管理、安全管理制度的完善及各专业维修制度的创新来开展基于信息集成的综合运用，为青藏铁路公司构建统合效应显著、人机关系协调、安全防范到位的运营安全保障体系提供强有力的技术支撑。

1系统总体框架体系结构

青藏铁路综合安全监控系统具有系统规模庞大、运用情况复杂、涉及面广等显著特点，现有各监控子系统的应用模式、制式与平台各不相同，信息难以共享、缺乏综合利用。因此，需要建立一个能够融合各专业子系统的综合性平台系统。该平台系统硬件上要求可以根据应用需求进行平滑扩展并支持在系统各个层面的对象及子系统接入，软件上要求采用模块化、组态化思想，可根据应用需求进行定制。主要包括安全监控管理平台、信息共享平台、安全实时监控平台和应急救援平台。

2安全监控管理平台

安全监控管理平台的具体功能为：

(1)实现全公司安全监测报警信息的集中监控管理，提供监测报警信息综合查询和多维度综合统计报表。

(2)实现全公司安全评估分析。包括全公司整体安全管理状况、对某一条线路安全状况评估及分析、对主要行车设备及安全设备安全质量评估及分析等。

(3)实现安全问题信息的统一管理，并与监测报警信息综合应用。包括安全问题管理、添乘检查管理、事故管理、安全会议管理、安全监督检查管理等功能。

(4)提供对各个接入安全检查监测系统的运行状态监测及管理服务。

(5)提供系统的基础字典、用户角色和权限管理等功能(系综合系统维护部门)。

建立安全监控管理平台是以先进的科学技术和管理理念为依据，以现代化的安全检测、监测技术装备为基础，以网络化、系统化、信息化为出发点，以联网在线监控和数据综合利用为主要功能，开发完整的电子化安全监控管理信息服务应用，建成集监测、控制和管理决策与一体的行车安全综合监控系统，并与调度指挥、运营管理、维修养护、抢险救援、决策支持等不断融合，实现公司统一集中的安全监控管理，构成完整的行车安全保障体系。

3信息共享平台

信息资源共享平台是一个为青藏铁路公司及其主要站段提供与各专项/专业安全监控系统、安全管理信息系统之间的信息交互、信息共享服务及功能共享服务的平台。该平台能够对信息进行集中存储、分析加工、转换和处理数据，按照用户的权限和服务优先级，提供数据交换和共享请求，并保证信息交换和共享的安全性和可靠性。信息资源共享平台定位于行车安全监测系统/安全管理系统间信息交换和共享的枢纽，主要功能包括：

(1)在公司信息中心构建共享信息数据仓库，依据主题进行数据存储，建立面向安全监测信息、故障信息、维修信息等主题数据库，通过数据抽取、数据挖掘，研究、分析、发现安全隐患和故障之间的关联关系，建立综合安全报警评判模型等，其他子系统可从信息共享平台直接获取共享信息。

(2)信息资源共享平台提供基于XML技术，完成不同格式数据转换的功能，也可提供直接数据转换功能。

(3)通过信息资源共享平台，提取和查询同/异构内部信息系统或外部信息系统的安全监测、安全管理信息和相关基础信息。

(4)为安全监测系统、安全管理系统提供共享服务。

4安全实时监控平台

综合安全实时监测平台是综合安全监控系统实时处理的核心，也是实时数据交换的软总线。综合安全实时监测平台主要承载以下功能：

(1)业务关联模型是行车安全数据综合型应用的核心之一。业务关联模型的研究和建立，需要结合实时数据和大量的用户实践经验。因此，综合安全监测的软件平台设计为可在线添加、修改及完善业务关联模型的。例如大风和雨量监测的综合关联，可根据沿线的风监测数据及列车的实时位置，进行大风灾害预警分析并及时给出告警;在有雨量监测点的地段，可以结合雨量告警和大风预警，进行综合分析;在此基础上可以进一步研究大风、暴雨两者联合作用下，列车的运行规程，如限速等级、停轮条件等。

(2)综合安全实时监测平台，支持各种标准的数据接口形式和通信协议。系统具备大容量的实时数据接入、处理、存储能力，是真正的实时数据交换平台。

(3)实现数据的综合分析功能，将大量的历史数据、趋势，再结合相关的人工检修记录，对安全设备的运行状态进行分析处理，进行综合评估，为设备的预修、检修提供有力的依据，并保障设备的正常运行。

(4)根据不同专业用户的特点和其关注的信息，采用不同的数据表达形式。如：调度关心的是影响行车安全的信息，因此，给调度的数据表应简洁明了，将影响行车的结论性的东西给出;而对于相同的信息，给专业维护部门，则应把引起报警的设备、位置、原因及分析处理结论等信息直接给出。

(5)依托应用服务软件平台的开放式接口架构，接入各种第三方系统的实时数据，并按照《青藏铁路综合安全监控系统监测系统数据接口规范》的要求，将数据规范化整理，放入信息共享平台。

5应急救援平台

青藏铁路应急救援指挥信息系统是一个实时性要求高、信息处理量大的决策指挥系统。在决策指挥过程中，除需进行数据处理外，还要在地理信息系统GIS的基础上进行数据展示和分析。由于GIS系统对处理的要求较高，采用C/S模式可以更好地发挥系统的整体性能。因此，对于整个系统来说，主要采用C/S方式进行开发。

系统以线路地理信息、预案信息和现场视频信息为主界面，其他的相关数据都集成到线路电子地图中进行展示。结合系统应用的复杂特性，将系统模式应用分为以下3种情况：

(1)格尔木、那曲、沱沱河和拉萨救援点，其内部网络建设相当完善，设备能够满足应用要求，救援点对应急救援信息系统的要求程度较高，但是和系统主要服务器连接的稳定性上存在缺陷。对于这种情况，采取克隆主系统的方式处理，即通过定期和不定期的连接主系统数据库，进行数据库的镜像工作，使系统数据在大部分时间与原数据库保持一致。

(2)在一些站段以及事故处理现场，网络无法连接或者连接很不稳定。现场需要主系统的大部分功能，特别是GIS的功能需求，但对数据的实时性要求不是很高。对于这种情况，采取精简单机版的方式进行处理。对于这类系统的数据需求，采用定期下发或者拷贝数据库乃至联机进行数据更新的方法来完成数据的同步操作。

(3)在一些站段，也需要接入青藏铁路应急救援指挥信息系统，但是接入系统的需求相对简单，只要求能够接受系统发布的主要命令和查询一些相关属性信息，不要求GIS的支持，也不需要客户端复杂的应用。对于这种情况，采取B/S的方式来实现。系统通过Web服务器，将这些单位需要的信息进行网络发布，这些单位通过外网访问，采用浏览器的方式登录系统进行浏览和简单的数据提交。

青藏铁路应急救援指挥信息系统是一个在功能上集成、数据上融合的系统。鉴于需从外界获取的信息种类繁多的实际情况，系统采用WebService技术开发。为了解决程序部署的复杂性问题，系统采用智能客户端技术，明显减少了系统投入运行后的维护工作量。

6结束语

青藏铁路综合安全监控系统是国内第一个适合青藏铁路高原高寒恶劣气候地理条件下运行要求的综合安全监控系统，为青藏铁路提供高效可靠的监控管理手段，确保设备正常工作和铁路列车全天候安全运行，初步形成青藏铁路车对地、地对车、车对车以及综合运行环境信息的全面检测与监控，形成较为完整的铁路运营安全保障体系，实现对各类安全监控信息资源的综合、高效利用，填补了高原铁路综合监控系统建设的空白。