CN107241397A - 一种基于云平台的多级列车调度指挥*** - Google Patents

一种基于云平台的多级列车调度指挥*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其包括：铁道部调度指挥***、铁路局调度指挥***、机务段调度指挥***和车站调度指挥***；各级部门直接从云平台端获取计算资源，并根据计算结果下达调度命令给下级，并将调度命令上传给云平台；其中级别最低的车站调度指挥***将调度命令传输至终端设备，同时将终端设备的反馈信息和监控信息传输至云平台。本发明能实现各级***对存储和计算资源的弹性申请，有效避免资源的不均衡分配造成资源浪费，方便对各级部门间信息资源的统一调度与分配；便于对各级的标准化管理和各级部门权限的统一化管理；有利于大规模监控数据的存储以及大规模调度任务的计算，有效增强调度计算的实时性。

Description

一种基于云平台的多级列车调度指挥***
技术领域
本发明涉及铁路运输调度领域，尤其是涉及一种基于云平台的多级列车调度指挥***。
背景技术
铁路运输调度是对铁路日常运输生产的组织与指挥，由铁路运输部门设立调度机构统一实施。铁路运输调度担负着确保运输安全、组织客货运输、保证国家重点运输、提高客货服务质量的重要责任，对完成铁路运输生产经营任务，提高铁路运输企业效益起着重要作用。因此，列车的合理化调度在铁路运输的安全性保障及列车运输生产效率等多方面具有非常重要的现实意义。
现有的调度***为铁路列车调度指挥***(Train Dispatching CommandingSystem，TDCS)，简称TDCS***。该***在日常运输调度指挥中，特别是铁路多次大面积提速工程、多次运输格局全面调整中，发挥了重要作用。但是随着铁路运输事业的不断发展，调度指挥的精细度、集中度、行车速度、行车密度地不断提高，现有的TDCS***的处理能力、可靠性已经无法有效承担相应的责任。同时，由于国家和社会对运输安全生产的关注、列车运行间隔的缩小，各铁路局对调度指挥人员作业的正确性、及时性要求越来越高，既有的TDCS***也越来越达不到调度指挥***的安全性要求。因此，构造新一代的列车调度指挥***已迫在眉睫。
列车调度工作牵涉部门多，运用法则复杂，动态变化和实时性强，与安全生产关系密切，调度员劳动强度大。列车调度***是一个大而复杂的***，由许多相互关联、相互影响的分散服务器集群结合而成，这些分散服务器集群共同作用，利用现代计算机技术、网络通信技术、多媒体等技术手段实现对列车的运行组织、监督控制。然而应用传统的分散服务器集群进行数据存储和调度计算不仅难以保证资源的合理分配与有效利用，而且各级***之间的信息传输与统一管理也难以实现标准化。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其能够保证资源的合理分配与有效利用，而且能够实现统一调度与分配各级列车调度指挥***之间的信息资源。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
本发明提供一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其包括：
铁道部调度指挥***、铁路局调度指挥***、机务段调度指挥***和车站调度指挥***；
铁道部调度指挥***根据铁路运输需求向各个铁路局调度分配列车数和货运数，并下达调度命令至各个铁路局调度指挥***，同时将调度命令上传给云平台；
铁路局调度指挥***接收到调度命令后，基于云平台进行列车作业调度的方案计算，并将调度命令下达至各个机务段调度指挥***，同时将调度命令上传给云平台中；该调度命令中包括时刻表和运输货物信息；
机务段调度指挥***接收到调度命令后，根据时刻表和运输货物信息，对列车司机以及相关指挥、监控人员进行统一调度，为列车作业分配对应的负责人，并将调度结果上传给云平台中，同时将列车作业信息下发至车站调度指挥***；
车站调度指挥***根据机务段的列车作业信息和车站实时情况对各过路车进行调度指挥，并将调度结果上传至云平台，将调度命令直接传输至终端设备，同时接收所述终端设备的反馈信息和监控信息，并传输至云平台。
更优选地，所述铁道部调度指挥***包括：
信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块；
所述信息实时采集模块实时地从所述云平台中获取列车调度相关信息数据和监控相关信息数据；将其分别传输至所述核心调度算法模块和所述调度信息实时展示模块；
所述核心调度算法模块接收到信息数据后，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果；将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块；
所述调度信息实时展示模块根据从信息实时采集模块传输的监控数据信息和从核心调度算法模块传输得到的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和调度结果的实时展示；
所述调度命令输出模块接收到调度命令后，将调度命令下达传输给铁路局调度指挥***，并上传于云平台中进行调度命令的备份。
更优选地，所述铁路局调度指挥***包括：
信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块；
所述信息实时采集模块采集上级铁道部调度指挥***的调度命令，并实时地从所述云平台中获取列车调度相关信息数据和监控相关信息数据，将其分别传输至所述核心调度算法模块和所述调度信息实时展示模块；
所述核心调度算法模块接收到信息数据后，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果；将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块；
所述调度信息实时展示模块根据从所述信息实时采集模块传输的监控数据信息和从核心调度算法模块传输的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和调度结果的实时展示；
所述调度命令输出模块接收到调度命令后，将调度命令下达传输给所述机务段调度指挥***，并上传于云平台中进行调度命令的备份。
更优选地，所述机务段调度指挥***包括：
信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块；
所述信息实时采集模块采集其上级的铁路局调度指挥***的调度命令，并实时地从所述云平台中获取列车调度相关信息数据和监控相关信息数据，将其分别传输至所述核心调度算法模块和所述调度信息实时展示模块；
所述核心调度算法模块接收到信息数据后，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果；将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块；
所述调度信息实时展示模块根据从所述信息实时采集模块传输的监控数据信息和从核心调度算法模块传输的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和调度结果的实时展示；
所述调度命令输出模块接收到调度命令后，将调度命令下达传输给所述车站调度指挥***，并上传于云平台中进行调度命令的备份。
更优选地，所述车站调度指挥***包括：
信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块；
所述信息实时采集模块采集机务段调度指挥***的调度命令，并实时地从所述云平台中获取列车调度相关信息数据和监控相关信息数据，将其分别传输至所述核心调度算法模块和所述调度信息实时展示模块；
所述核心调度算法模块接收到信息数据后，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果；将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块；
所述调度信息实时展示模块根据从所述信息实时采集模块传输的监控相关信息数据和从核心调度算法模块传输的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和调度结果的实时展示；
所述调度命令输出模块接收到调度命令后，将调度命令下达传输给各个终端设备，并实时获取终端设备的监控信息数据；将调度命令及获取的监控信息数据上传于云平台中进行备份。
更优选地，所述调度命令由铁道部内部通讯网络承载并传输。
由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：
(1)无需对各级部门进行具体硬件资源的分配，各级部门可直接发送资源请求，从云端获取存储和计算资源。从而实现各级***对存储和计算资源的弹性申请，一方面有效避免资源的不均衡分配造成资源浪费，另一方面，也方便对各级部门之间的信息资源进行统一调度与分配；
(2)应用云计算平台能够对各级部门的申请资源进行有效隔离，便于对各级部门调度指挥***的标准化管理和各级部门权限的统一化管理；
(3)应用云计算平台有利于解决大规模监控数据的存储以及大规模调度任务计算的问题，有效增强调度计算的实时性。
(4)应用云平台对于提升调度指挥过程的安全性、实时性，各类存储与计算资源的合理分配与利用等多个方面具有非常重要的现实意义。
附图说明
图1为本发明的基于云平台的多级列车调度指挥***结构图；
图2为各级列车调度指挥***的各模块组织图；
图3为信息实时采集模块的采集信息组成结构图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例一
本发明提供一种基于云平台的多级列车调度指挥***，该多级列车调度指挥***的存储和计算资源依托于云平台，针对铁道部、铁路局、机务段及车站等各级部门，进行资源的统一分配和调度，同时实现有效的资源隔离与权限限制。各级部门的调度指挥***相互独立，通过与云平台进行交互，实现数据与命令的实时传输。列车、信号灯、查询终端以及其他各类传感器作为终端设备，与就近的车站调度指挥***通过内部通讯网络进行通讯，车站调度指挥***实时地将各个终端的反馈信息数据传输到云平台进行存储，用于后续的调度及监控分析。
本发明提供的一种基于云平台的多级列车调度指挥***的结构如图1所示，包括：
云平台、基于该云平台的各级调度指挥***。
上述云平台提供数据存储资源、计算资源以及各类资源的相互隔离、冗余备份和统一调度与分配功能，是整个***的存储与计算核心。
基于该平台的各级调度指挥***“自上而下”包括：铁道部调度指挥***、铁路局调度指挥***、机务段调度指挥***和车站调度指挥***。车站调度指挥***能够和终端设备通过内部通讯网络进行通讯，以接收终端设备采集的信息数据并下达调度命令给各类终端设备执行。各级调度指挥***在铁道部的统一领导下，实行分级管理，各级***具有不同的资源申请与数据访问等权限约束。各级调度指挥***执行调度计算和执行调度命令的关系组织如下：
铁道部调度指挥***根据铁路运输需求向各个铁路局调度分配列车数和货运数，***将调度结果通过内部通讯网络下达至各个铁路局调度指挥***，同时将命令以备份的形式存储在云平台中；
铁路局调度指挥***接收到铁道部的调度命令后，基于云平台进行列车作业调度的方案计算，具体地，由铁路局计算得出列车调度的时刻点要求、载重货物要求等，并将调度命令下达至各个机务段调度指挥***，同时在云平台中进行命令的冗余备份；
机务段调度指挥***接收到调度命令后，根据时刻表和运输货物信息，对列车司机以及相关指挥、监控人员进行统一调度，将列车作业分配到具体的负责人，并将调度结果存储于云平台中，同时将列车作业信息下发至车站的调度指挥***；
车站调度指挥***根据机务段的列车作业信息和车站实时情况对各过路车进行调度指挥，并将调度结果上传至云平台，具体调度命令直接传输至列车、信号灯、传感器其设备等终端设备，同时接收以上终端设备的反馈信息和监控信息数据，并将这些信息数据传输至云平台。
此外，车站调度指挥***还接收终端设备中的查询终端的查询请求，并进行查询反馈，同时将查询日志均传输至云平台备份。
以上是各级调度指挥***以及终端设备的命令下达和数据传输关系。在整个传输过程中的通讯网络均使用内部通讯网络，确保安全性、稳定性。
上述各级调度指挥***虽然具有不同的调度范围和调度功能，但是在调度指挥***的组织模块上可进行统一标准化设计，各级调度指挥***均可设计为如图2所示的模块结构。
由图2可以看出，各级调度指挥***均包括：信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块。
其中，信息实时采集模块实时地从云平台中获取列车调度和监控所需的各类终端的状态信息数据等监控信息数据。然后将调度相关信息数据和监控相关信息数据分别传输至核心调度算法模块和调度信息实时展示模块。
上述信息实时采集模块需要采集的信息数据包括调度相关信息数据和监控相关信息数据两类数据。具体信息数据组成如图3所示，该调度相关信息数据包括：
人员状态信息、列车状态信息、线路状态信息以及上级命令下达信息。
其中，人员状态信息主要为列车司机、调度指挥人员、监控人员等的状态情况，包括是否在职，是否在执行任务，是否请假以及当天已经执行的任务数等；列车状态信息包括：行驶中、事故中、正常未行驶及修理检查中的状态取值等；线路状态信息的状态值包括：临时限速值，是否能通行等；上级命令下达信息指的是上级部门下达的调度指挥命令。
监控相关信息数据主要指的是监控反馈信息，其信息数据类型可以为日志、视频以及音频数据等，主要通过各类终端设备采集获得。监控相关信息数据一方面作为实时监控的源数据，另一方面也可以通过它进行调度效果的跟踪查看。
以上是实时信息采集模块需要采集的不同信息数据类型，而各级调度指挥***具体需要采集的信息与其***级别和调度功能范围有关，比如铁道部调度指挥***无需采集人员状态信息和上级命令下达信息，铁路局调度指挥***则无需采集人员状态信息。
其中，上述核心调度算法模块接收到信息数据后，调用设计好的调度算法，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果。然后，该核心调度算法模块将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块。该核心调度算法模块需要对调度优化方法进行详细设计。设计目标为：在列车运行准时性、安全性等各种约束条件下，实现实时、高效、智能化的列车作业调度和人员调度。具体调度方法包括但不限于启发式算法等。基于启发式算法的列车调度方法为现有技术，在此不作阐述。
其中，上述的调度信息实时展示模块根据从信息实时采集模块传输的监控数据信息和从核心调度算法模块传输的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和列车作业及人员分配等调度结果的实时展示。
该调度信息实时展示模块通过内部通讯网络接口将调度相关信息数据和监控相关信息数据通过屏幕的大画面显示出来，为调度人员及有关领导提供图形、图像、文字等多种方式的信息。具体地，屏幕显示内容可包括列车运输状态的宏观显示，实际车站的监控视频的细化场景显示，地形地貌、天气状况的显示，突发事件、行车事故的实时显示，重点列车的实时跟踪显示等。具体显示内容和展现方式可以进行自定义和个性化设计，当需要展示新的信息内容时，在各级调度指挥***的权限范围内，该模块可直接向云平台发送数据请求，获取内容数据，在本地进行数据分析与展示。
其中，上述的调度命令输出模块接收到调度命令后，通过内部通讯网络进行调度命令的下达传输。该调度命令输出模块在各级***以及***与终端设备间进行调度命令的传输时，使用的是铁道部内部通讯网络，确保数据传输的保密性，安全性与稳定性的要求。
各级调度指挥***均由上述各模块构成，不同之处在于，铁道部调度指挥***的信息实时采集模块不需采集上级下达的调度信息；车站调度指挥***的调度命令输出模块需要将调度命令通过内部通讯网络传输给各类终端设备，而且各类终端设备实时采集的状态信息等监控信息数据也通过内部通讯网络传输给车站指挥***，车站指挥***进一步将相关数据传输到云平台进行存储。
可以看出，通过上述各级调度指挥***包括的信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令的输出模块，能够完成整个数据接收、调度计算、实时监控和命令输出的过程。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (6)

1.一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其特征在于，所述基于云平台的多级列车调度指挥***包括：
铁道部调度指挥***、铁路局调度指挥***、机务段调度指挥***和车站调度指挥***；
铁道部调度指挥***根据铁路运输需求向各个铁路局调度分配列车数和货运数，并下达调度命令至各个铁路局调度指挥***，同时将调度命令上传给云平台；
铁路局调度指挥***接收到调度命令后，基于云平台进行列车作业调度的方案计算，并将调度命令下达至各个机务段调度指挥***，同时将调度命令上传给云平台中；该调度命令中包括时刻表和运输货物信息；
机务段调度指挥***接收到调度命令后，根据时刻表和运输货物信息，对列车司机以及相关指挥、监控人员进行统一调度，为列车作业分配对应的负责人，并将调度结果上传给云平台中，同时将列车作业信息下发至车站调度指挥***；
车站调度指挥***根据机务段的列车作业信息和车站实时情况对各过路车进行调度指挥，并将调度结果上传至云平台，将调度命令直接传输至终端设备，同时接收所述终端设备的反馈信息和监控信息，并传输至云平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其特征在于，所述铁道部调度指挥***包括：
信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块；
所述信息实时采集模块实时地从所述云平台中获取列车调度相关信息数据和监控相关信息数据；将其分别传输至所述核心调度算法模块和所述调度信息实时展示模块；
所述核心调度算法模块接收到信息数据后，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果；将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块；
所述调度信息实时展示模块根据从信息实时采集模块传输的监控数据信息和从核心调度算法模块传输得到的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和调度结果的实时展示；
所述调度命令输出模块接收到调度命令后，将调度命令下达传输给铁路局调度指挥***，并上传于云平台中进行调度命令的备份。
3.根据权利要求1所述的一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其特征在于，所述铁路局调度指挥***包括：
信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块；
所述信息实时采集模块采集上级铁道部调度指挥***的调度命令，并实时地从所述云平台中获取列车调度相关信息数据和监控相关信息数据，将其分别传输至所述核心调度算法模块和所述调度信息实时展示模块；
所述核心调度算法模块接收到信息数据后，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果；将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块；
所述调度信息实时展示模块根据从所述信息实时采集模块传输的监控数据信息和从核心调度算法模块传输的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和调度结果的实时展示；
所述调度命令输出模块接收到调度命令后，将调度命令下达传输给所述机务段调度指挥***，并上传于云平台中进行调度命令的备份。
4.根据权利要求1所述的一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其特征在于，所述机务段调度指挥***包括：
信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块；
所述信息实时采集模块采集其上级的铁路局调度指挥***的调度命令，并实时地从所述云平台中获取列车调度相关信息数据和监控相关信息数据，将其分别传输至所述核心调度算法模块和所述调度信息实时展示模块；
所述核心调度算法模块接收到信息数据后，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果；将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块；
所述调度信息实时展示模块根据从所述信息实时采集模块传输的监控数据信息和从核心调度算法模块传输的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和调度结果的实时展示；
所述调度命令输出模块接收到调度命令后，将调度命令下达传输给所述车站调度指挥***，并上传于云平台中进行调度命令的备份。
5.根据权利要求1所述的一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其特征在于，所述车站调度指挥***包括：
信息实时采集模块、核心调度算法模块、调度信息实时展示模块和调度命令输出模块；
所述信息实时采集模块采集机务段调度指挥***的调度命令，并实时地从所述云平台中获取列车调度相关信息数据和监控相关信息数据，将其分别传输至所述核心调度算法模块和所述调度信息实时展示模块；
所述核心调度算法模块接收到信息数据后，将计算请求传输至云平台实现算法的实时计算，获得列车作业或人员分配的调度结果；将调度结果传输至调度信息实时展示模块，并根据该调度结果下发调度命令给调度命令输出模块；
所述调度信息实时展示模块根据从所述信息实时采集模块传输的监控相关信息数据和从核心调度算法模块传输的调度结果，进行列车及线路状态的实时监控和调度结果的实时展示；
所述调度命令输出模块接收到调度命令后，将调度命令下达传输给各个终端设备，并实时获取终端设备的监控信息数据；将调度命令及获取的监控信息数据上传于云平台中进行备份。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种基于云平台的多级列车调度指挥***，其特征在于，所述调度命令由铁道部内部通讯网络承载并传输。
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