铁路工务地理信息系统的开发与应用

铁路工务地理信息系统的开发与建设，时间进行的比较长了。铁道部电子中心为工务局开发的“铁路工务管理系统”已经投入生产应用多年。目前，“铁路工务动态管理信息系统的研究与开发”正在做前期工作。对于这套系统的建设，我们估计主要涉及铁路地理信息系统RGIS在整个铁路沿线施工与生产管理服务应用。目前在计算机信息技术的应用方面，几乎所有信息管理系统的开发建设都与RGIS系统有关系。可以说，各种信息管理系统如果它是跨地域、跨时空的，都需要和3S系统（RS遥感、GPS卫星定位、GIS地理信息）建立联系，和数字移动通信、可视化技术、智能化技术建立联系。我们就是基于这样的出发点，来讨论这方面的问题。很有可能，我们的技术基点要高于工务系统以往的信息管理系统的应用。显然，搞好这个规划，对于我们外行来讲那是不太可能的，这里我们只能简单介绍一些看法，仅供参考。而这里，我们全部都是基于3S系统技术所讨论的。

一、对于工务信息管理技术开发所涉及方面

1、   沈阳铁路局和哈尔滨、北京铁路局之间的工务生产管理系统分界地理信息；

2、   各个铁路分局、各个工务段生产管理相应的分界地理信息；

3、   各个工务段、领工区、工区的分布及生产管理相应的分界地理信息；

4、   全局铁路线路、车站、桥梁、隧道、各段特殊路基等分布准确位置和结构的地理信息；

5、   基于铁路工务系统的每个铁路车站、桥梁、隧道、各段特殊铁路路基技术数据的准确和详细情况地理信息；

6、   工务大修实施计划的地理信息系统；

7、   工务大修设备和材料分布的地理信息系统；

8、   利用“全路大桥略图自动生成系统”建立全局桥梁分布的地理信息系统；

9、   全局铁路线路实际分布（单、双线路）和线路与路基的基本数据的地理信息系统；

10、      建立全局铁路电气化线路分布的地理信息；

11、      如果资金条件可能针对以上内容建立RS（遥感）地理信息系统；

12、      如果条件可能，结合国家地理信息系统的河流分布、降雨量、地形构造等条件，结合铁路桥梁最大通过水流量的地理信息系统；

二、我们涉及几个开发成功或可以开发的例子

目前，对于我们铁路运输系统所需要的基本地理信息系统，主要有两种样式，一种就是国家基本地图式，另一种就是基于铁路专用的示意图式电子地图。它们各有特点和优势，前者精确，后者简单方便。这两种方式我们都应当采用。

1、下面的图形就是所谓地图式的地理信息系统的样子，根据所使用不同分辨率可以显现不同的电子地图，对于我们工务系统，它就是要求在山川、河流、公路、铁路、城镇等方面的详细地图。目前，我们可以完成1：20万的地图上进行加工和开发。

2、下面是北京慧立阳公司为秦沈三线开发的，用于行车调度使用的地理信息系统，这里有双线和公里标的表示，这个我们都可以实现。

3、下面是铁路车站CAD图转换成地理信息系统图后的模式，当然不太理想，如果工务部门能够支持，我们完全可以测得并制作铁路车站比较准确的地理信息系统图。这个工作虽然麻烦，但是这是一项基本建设，一劳永役。或者说工务系统的基本地理信息系统的建设确实应当抓好，车站线路、铁路沿线、铁路专用线等。                                           

4、这里是铁路运输成本区间地理信息系统，区段分上下行，包括线路编号、准确里程、坡度、单/双线、牵引机车型号等。

5、这里是用做铁路运输计划编制方向号而使用的地理信息系统。前面的图是基本图，后面的图是编制方向号后的形式。

    6、这里是全国铁路货运清算站的地理信息系统图，在地图上，明确标明全路各区段的实际清算里程，这当然是一种形式，我们还可以细化成单/双线路不同的详细里程。

7、这里全路集装箱班列开行的实际班次和始发、终到路线图的地理信息系统非常直观。

8、这里是全路各铁路区段线路分类示意图，可以是单/双线路、电气化线路、窄轨线路，使用不同的颜色标记，分界点可以使用GPS定位数据或工务系统专门的公里标记均可。

     9、这里是铁路客运系统各种信息汇集在地理信息系统的图样。几乎所有的信息使用“鼠标”点击车站后都可以查到，车站的行政信息、车站的客流信息、车站的运输信息、车站的运输技术设备（工务、电务、房产、水电、供电、通信等）信息、车站的运输设施信息、车站的行包运输信息等等。这就是我们常说的，只要你的信息管理工作具有跨地域、跨时空的特点，通过地理信息系统建立宏观管理模式，非常简单、明了，不要被那些繁杂的报表所困扰。工务管理系统更是这样，它的业务工作、财务、材料等报表太多，我们就是要建立这样的一种管理模式。特别是对于宏观管理者。例如，你要查看某站的铁路线路情况，将“鼠标”点到该站即可，你要查看某个桥梁、隧道等详细资料，也是将“鼠标”点击对应的桥梁、隧道即可以，实在是方便。我们需要做出大量的工作，改变过去那种数据报表的方式，而且各种数据资料的改动完全可以分别由各单位自己实施，采用互动方式完成，今后任何变动都可以实现互动式管理。

     10、这里是我们为沈阳北站建立的北站各次旅客列车进站、占线程序图。在工务系统施工和运输系统配合施工调整列车运行图的时候，完全可以采用这种模式，计划编制非常容易，使用起来非常简单明了，对提高安全，保障施工的顺利完成可以起到非常好的作用，在全路来说也是个很好的创新。

     11、铁路工务系统施工或运输事故抢修施工现场视频（有线/无线）传输系统。 该系统可以让铁路分局、铁路局或铁道部调度中心或工务处可以直接听到、看到事故或施工现场的动态情况。该系统并不复杂，目前基本有现成的技术和设备。我们在这些技术（无线的数字卫星通信、数字移动通信、摄象技术、计算机网络传输技术）上都比较熟习。这里顺便提一下，因为目前铁路系统施工和事故处理现场反映到调度部门，对保障安全、提高运输效率实在是太重要了。而且系统投入并不大，一套或几套就足够了。

三、整个系统建设模式

该系统的建设，一定要脱离开传统的所谓“TMIS”系统的建设思路和方式，使用目前先进的信息处理的软件平台和工具，例如，应用3S（RS遥感、GPS卫星定位和GIS地理信息）技术、“网络计算”或“网格计算”技术和其它开发工具等先进技术。在系统结构上，对于铁道部、铁路局、铁路分局和工务段的“四级”甚至包括“领工区”“五级”管理系统中，建设一个基本的主系统，即在铁路局工务处为核心的中心系统，通过“网络计算”或“网格计算”技术，形成整个工务系统的整体互动式管理，将比目前的“TMIS”系统在实现现代化管理方面要远远高出一个层次，彻底改变铁道部在信息化建设方面的规划标准低，系统开发层次低，战线拉的太长、各个子系统开发实施管理粗犷、各业务系统没有形成自己独立的管理系统的缺点。在整个路局工务系统建立一个具有“跨地域、跨时空”和“立体”概念的信息管理系统。

整个系统在硬件上投入很小，主要是系统软件、工具软件和应用软件的开发上。本着循序渐进，分步实施的建设思路，使各项建设始终跟上发展的步伐。如果经济条件有限，可以分阶段建设。实行边开发、边实施、边应用的过程，这样可以立即看到效果。下面是铁道部电子中心为工务局开发的“铁路工务管理系统”的实施计划，进行了多年。以及计划今年开发建立的所谓“铁路工务动态管理信息系统的研究与开发”清单。我们觉得系统规划、技术模式、技术平台和工具很重要。既是这样，我们的设想还是比较重要的。

沈阳博联经济技术发展公司

2004-04-10