基于B-S架构行车安全保障系统

摘 要：大准铁路目前的运量增长快，已成为一条繁忙干线，行车安全对于保障运输生产效率意义十分重大。大准铁路公司对安全生产十分重视，公司在依靠科技进步保安全方面的既往投入还不够，安全监测设备的运用范围较为有限，未将更多影响行车安全的隐患纳入自动化、信息化监控。 关键词：b/s；行车；安全；c# 中图分类号：tp311.52

大准铁路公司是国家“八五”计划重点建设项目“准格尔项目一期工程”三大主体工程之一，大准铁路东起山西省大同市，西至内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾，正线全长264公里，途径两省六旗县（市），是已形成的“西煤东运”大通道——大秦线的向西延伸，属一级单线电气化铁路。

公司已投入运行的eam（企业资产管理）系统以企业设备台帐为基础数据，体现以预防性维修和预测性维修为主、强调安全处处存在、强化成本核算的管理思想。同时，在铁路沿线和机车上安装和运用了一些安全监测设备。使用了信号微机监测系统，多个车站安装了红外线轴温探测设备，并设置了4个复示站，机车运用安全方面使用了机车黑匣子，已实现车载监测数据下载和运行数据分析。但是，从总体上来看，虽然运用了一些安全监测系统，但这些系统的监测信息还分散存储在多个独立的系统中，仅限于但各专业部门局部范围内运用，部分设备可靠性差，难以实用化并产生实际效益。

为了适应运量快速增长、强化安全管理、提高运输效益的发展需要，公司应结合自身运输生产的实际情况，针对目前突出影响行车安全的违章作业行为、设备设施故障或自然灾害（如强风、豪雨、大雪等）等安全隐患，为运、机、工、电、辆各专业引入一些先进、实用、可靠的自动化监测装备；并在各专业合理配置的各种安全检测/监测装备基础上，通过网络通信平台和数据传输共享平台，将这些地域上分散、管理上独立松散的设备接入系统，与数据中心联接起来，实现安全监测信息的自动采集和传输，实现安全监测信息和其它相关信息的集中存储和管理；并以安全监控、安全管理和应急救援为核心，开发满足现场各专业作业、维修部门和各级安全管理决策部门等不同用户业务需求的应用系统，提供电子化安全监测与安全管理信息服务，并与调度指挥、运营管理、维修养护、决策支持等不断融合，构成完整的行车安全保障体系，以实现大准铁路公司运输安全“基本稳定、有序可控”的目标。

从国铁近些年大力建设行车安全监控网络信息系统和推广应用的成功经验来看，建立高度自动化、网络化和系统化的行车安全保障系统将为大准铁路公司稳定、持续、协调、快速的发展提供强有力的技术支撑，为强化企业安全管理提供先进、有效的技术手段。从上海铁路局建设行车安全综合监控系统的成功经验来看，实现行车安全监控综合信息化将对保障运输安全产生特别突出的效果，可为生产和综合经营提供极为有利的信息和决策依据。

行车安全保障系统的用户主要包括车务段、机务段、工务段、供

电务、车辆段、信号段、通信段的基层站段相关生产作业人员、调度指挥人员和公司生产管理人员。其中，基层站段相关生产作业人员主要是负责远程监控，响应系统预警信息进行现场复核，及时处理安全隐患，按上级管理要求提交处理反馈报告。调度指挥人员负责远程监控直接影响行车的严重预警，根据预警性质和报警级别，按照预定的行车管制措施实施行车控制，防止行车事故发生。公司各部门生产管理人员关注与其管理职责相关的监测预警信息，监督基层生产作业人员对预警事件的响应和处理情况，分析导致安全隐患的相关因素，提出针对性改进措施，提交安全分析报告；其中，质量安全部的生产管理人员负责综合安全管理，负责全面的监督、控制和指导。 1 系统主要功能 1.1 行车安全监控系统

行车安全监控系统利用网络自动收集各种动态监测数据，通过对监测数据的处理和分析，发现当前或近期影响行车安全的各种问题和隐患，及时向相关人员通告报警/预警信息，收集现场检查和处理情况及其它反馈信息，以实施全面、全程的综合安全监控。系统主要功能包括： （1）监测信息采集

自动采集各种行车设施设备的故障与病害检测信息，及风、雨、雪等自然灾害监测信息，按照标准数据接口将监测信息通过网络自动上传到公司数据中心。

（2）报警评判与预警分析

利用系统建立的数据库、知识库和专家系统，对监测信息进行分析、处理，根据报警门限值和各种智能分析模型，判断各种安全隐患、设备故障或灾害的类型和级别，生成报警预警信息，必要时根据相关业务处理规程，给出处理建议。 （3）自动报警

将报警预警信息及相应的处理建议及时传递给相关生产作业人员和调度指挥人员以及安全管理人员。 （4）处理信息反馈

现场作业人员及时报告报警事件的处理情况，相关人员可在报警解除或事故恢复后及时获得通知，以建立系统闭环控制机制。 （5）在线跟踪

在线跟踪安全报警事件从发生到处理结束的全过程，实施全面、实时的安全监控。 1.2 安全管理系统

安全管理系统旨在加强日常安全管理，通过对安全问题的情况掌握和原因分析、处理过程的检查和督导以及单位和个人的安全考评，采取具有针对性的处理措施来消除安全隐患，保障行车安全。系统主要功能包括： （1）事故与安全事件管理

建立公司日常安全管理值班制度（如由质量安全部安排专人轮流值班），及时接收和登记各站段上报的事故及安全事件，对事故及

安全事件信息进行存档管理，提供查询和统计分析。 （2）危险源管理

对严重影响运输生产安全、可能导致事故发生的各类危险源建档管理，定期检查和收集相关信息，进行重点监控，对出现的安全隐患及时实施控制。 （2）安全分析

对有关安全的各种问题进行审核评判，并提出评估结论，以指导方案的选择或安全事件的处查。 （3）安全评估

通过对多种来源相关数据的分析，分析系统目前的安全态势，发现安全问题的发生和变化规律，以指导当前工作的改进。 （4）安全考核

通过建立各种量化指标体系和考核算法模型，利用系统采集的各类监测信息和安全管理信息，对关键岗位（包括单位和个人）的安全绩效进行考核、评比和奖惩管理。 1.3 应急救援支持系统

应急救援支持系统功能侧重于提供必要的信息快速传递和处理手段，支持救援人员在发生行车事故后快速做出响应，高效率地组织和开展救援活动，在尽可能短的时间内恢复行车，减少事故或灾害造成的损失。 （1）救援调度指挥

综合多种通信手段构建应急通信系统，提供救援命令发布以及联

络沟通信息传递的快速通道，提供事故现场图像动态传输系统，使救援指挥人员可实施救援现场远程监视；提供事故详细信息通告，使施救人员在赴现场实施救援前做好必要的准备工作。 （2）救援预案管理

建立各种典型事故的救援预案信息库，可针对事故性质、类别、影响范围等，为施救人员提供救援方案建议，包括人员安排，设备、机具和材料配备要求，以及现场处置流程和措施；建立各机车、电务、车辆等专业常见故障知识库或故障诊断专家系统，辅助救援人员快速诊断设备故障。 （3）应急救援信息快速查询

提供基于gis的事故地点沿线地形地貌、站场平面图、信号设备、线路设备、视频的多媒体资料、大型救援机具等救援设备分布和台帐等信息的快速浏览和查询，实现大量关联信息直观的一体化展现，让领导和技术人员在远离现场的情况下，跳过抽象、乏味的数字和表格，对事发地段的情况一目了然，利用电子地图导航功能快速调阅相关资料，为抢险救灾赢得时间，为远程指挥提供强大的决策支持；提供天气预报系统访问接口，可在电子地图上直观地显示气象预报信息；查询同类事故历史档案及事故处理方案的资料等，为处理事故提供参考。 2 系统实现 2.1 系统网络结构

由于监测信息源点、系统服务对象以及管理事务处理流程等方面

存在差异，行车安全保障系统应根据大准铁路公司具体的应用需求，灵活地采取全集中方案或分布-集中结合方案。

在公司数据中心配置高可靠、高性能的数据库服务器、应用服务器和视频数据管理服务器，建立集中的数据存储和处理及安全管理信息服务平台。在公司监控中心设置监控终端和大屏幕显示设备；在公司质量安全部、生产技术部、设备管理部等职能部门设置管理终端和远程监控终端。现场监测设备根据现场网络接入条件，直接接入公司局域网，或通过接入站段局域网实现与公司数据中心的网络联通。各站段根据具体的管理需要，设置站段管理终端和远程监控终端；另外，根据需要，站段可能还需设置本地数据集中服务器，提供本地监测数据、安全管理数据的存储、处理，为本地用户提供信息访问服务。 3 系统应用结构 3.1 系统采用b/s架构

系统采用三层应用体系结构，b/s模式开发。b/s结构即浏览器和服务器结构。它是随着internet技术的兴起，对c/s结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下，用户工作界面是通过www浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（server）实现，形成所谓三层结构。 b/s结构最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。系统的扩展性非常容易，只要能上网，再由系统管理员分配一个用

户名和密码，就可以使用了。甚至可以在线申请，通过公司内部的安全认证（如ca证书）后，不需要人的参与，系统可以自动分配给用户一个账号进入系统。

b/s架构在图形的表现能力上以及运行的速度上弱于cs架构。还有一个致命弱点，就是受程序运行环境限制。由于b/s架构依赖浏览器，而浏览器的版本繁多，很多浏览器核心架构差别也很大，导致对于网页的兼容性有很大影响，尤其是在css布局，javascript脚本执行等方面，会有很大影响。 3.2 用户界面及性能

页面简洁，需要查找的操作按钮放在明显的位置；页面美观，能体现系统的严肃性；易用，操作方便，查询相关内容最好能在两次点击中完成，减少弹出窗口。 3.3 数据规范

业务系统之间进行数据交换必须做到送耦合，数据提供源如果有需要提供数据，需要开发一个公共webservice，以获取需要的数据；每个xml文件都应有相应的xsd文件，来规定了数据文件结构，定义数据规范、结构和内容；xml文件内容应分为数据描述区和数据区。数据描述区发布与业务数据无关的结构，其格式固定，数据区发布数据内容，用于表示具体的业务数据；为提高集成平台的数据处理效率，避免不必要的码制转换，xml文件必须采用utf-8或者gb2312进行编码，在涉及跨业务应用之间数据交换时，推荐使用utf-8进行编码。

3.4 数据传输

数据量一般，对安全要求不高的应用推荐采用web服务方式进行传递。但是这样的传输方式有利于送耦合，所以为推荐的数据传输方法；对于应用内部或者业务允许，可以通过提供相应的用户名、连接串和其他相关信息，实现相应的数据服务。对于大数据传输，利用消息队列异步可靠传输的优点，实现大批量数据的传输功能，以满足各个段之间大量数据交换的需要。 3.5 数据库设计规范

对数据库设计中涉及到的各种项目，如数据项、记录、系、文卷、模式、子模式等必须建立数据字典，以说明他们的标示符、同义名和有关信息。应设计不同的数据库角色，为不同的用户提供不同的访问数据库权限，从而保证数据库的安全与数据完整性。对于系统临时表空间和系统编目表空间，应使用system manage storage，对于对性能要求高的数据库，推荐使用dms表空间。在具体的数据表设计上尽可能的遵守第三范式，一定保证遵守第二范式。尽量避免对索引列进行计算，如对索引列计算较多，系统管理员建立函数索引，注意比较值与索引列数据类型的一致。 3.6 c#的充分利用

c#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.net framework之上的高级程序设计语言。并定于在微软职业开发者论坛（pdc）上登台亮相。c#是微软公司研究员anders hejlsberg的最新成果。c#看起来与java有着惊人的相似；它包括了诸如单一继承、接口、

与java几乎同样的语法和编译成中间代码再运行的过程。但是c#与java有着明显的不同，它借鉴了delphi的一个特点，与com（组件对象模型）是直接集成的，而且它是微软公司.net windows网络框架的主角。

c#是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由c和c++衍生出来的面向对象的编程语言。它在继承c和c++强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性（例如没有宏以及不允许多重继承）。c#综合了vb简单的可视化操作和c++的高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.net开发的首选语言。 3.7 系统的数据库平台

所用的数据库为sql server2008，sql server2008是microsoft公司开发的一个基于结构化查询（sql）和客户机/服务器模型的高性能和关系数据库管理系统。它具有可扩展性、易用性的优点。 4 结束语

由于此系统需要从5t安全、信号安全、工务安全、机务安全、车辆安全、调度安全、视频监测等系统获取相关安全信息，实现集中安全监测，接口较多、采集点较多。系统依赖其它应用系统先行建设，方可发挥功效。 参考文献：

[1]肖贵平.铁路运输安全管理[m].北京：中国铁道出版社，1999，9，1.

[2]韩买良.铁路行车安全管理[m].北京：中国铁道出版社，2003，3，1.

[3]王小科，王军.c#开发实战1200例[m].北京：清华大学出版社，2011，1，1.

作者单位：神华准格尔能源有限责任公司办公室，内蒙古鄂尔多斯 010300