專用鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)選型分析

萬生立

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，西安 710043）

列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS），是鐵路的中樞，是鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的大腦，對行車效率、行車安全起著舉足輕重的作用，列車調(diào)度指揮系統(tǒng)由中國國家鐵路集團(tuán)有限公司（原鐵道部）中心系統(tǒng)、全國各鐵路局集團(tuán)有限公司（各鐵路局）中心局域網(wǎng)及車站基層網(wǎng)組成，可以實(shí)現(xiàn)對高速鐵路、普速鐵路以及專用鐵路的運(yùn)輸調(diào)度指揮，自上而下，利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息化技術(shù)等方式取代了以往傳統(tǒng)的人工、指令及電話等的行車指揮手段，采用并結(jié)合了大數(shù)據(jù)理念、故障預(yù)判等信息技術(shù)，在保證行車安全的前提下，最大程度提高運(yùn)輸效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

隨著我國鐵路運(yùn)輸迅速發(fā)展，在講求運(yùn)輸效率、運(yùn)輸安全的前提下，列車調(diào)度集中控制系統(tǒng)（CTC）逐漸在鐵路系統(tǒng)應(yīng)用，并逐漸取代TDCS，CTC對管轄內(nèi)的列車和調(diào)車作業(yè)進(jìn)行指揮管理，通過聯(lián)鎖、列控和區(qū)間閉塞等信號設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對鐵路信號設(shè)備的集中控制。既可實(shí)現(xiàn)中心集中控制，也可實(shí)現(xiàn)車站分散控制，增加了防錯(cuò)誤辦理進(jìn)路等功能。配備CTC網(wǎng)絡(luò)信息安全系統(tǒng)，依據(jù)安全等級保護(hù)四級“分區(qū)分域，逐層防護(hù)”的理念，按調(diào)度業(yè)務(wù)區(qū)域、查詢區(qū)域和安全管理中心區(qū)域3個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行信息安全邊界防護(hù)，增加CTC終端安裝安全計(jì)算環(huán)境軟件。

1 工程概況

專用鐵路是由地方企業(yè)或者其他合法組織建設(shè)的與國家鐵路或者其他鐵路線路接軌的岔線或車站。以企業(yè)的運(yùn)輸服務(wù)為目的，是國家鐵路運(yùn)輸網(wǎng)的組成部分，管理方式大多數(shù)為誰投資誰管理，也就是自管模式，也有委托國鐵集團(tuán)代管。專用鐵路一般有自己的機(jī)車、車廂及運(yùn)營維護(hù)人員。如XX運(yùn)煤專用線，XX石油化工專用線，或XX危險(xiǎn)品專用線。

沙河至鐵山港東岸鐵路為廣西地區(qū)新建鐵路專用線，為設(shè)計(jì)時(shí)速120 km的單線貨運(yùn)鐵路，新建4個(gè)車站，線路總長約65 km，引入廣西鐵路局集團(tuán)有限公司既有沙河?xùn)|站。結(jié)合本線的作業(yè)方式、管理模式，對本線運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)進(jìn)行選比，本線車站布局如圖1所示。

2 方案比選

沙河至鐵山港東岸鐵路采用列車方式運(yùn)行，并以列車方式接入既有沙河?xùn)|站，采用自營自管模式。在作用統(tǒng)一、管理統(tǒng)一的前提下，沙河至鐵山港東岸鐵路宜采用CTC調(diào)度集中系統(tǒng)或綜合運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)（CTC與現(xiàn)車、貨運(yùn)融合）。

2.1 方案一：采用CTC調(diào)度集中系統(tǒng)

調(diào)度集中系統(tǒng)是指行車調(diào)度員在調(diào)度中心集中控制和監(jiān)視所管轄區(qū)段內(nèi)各車站信號設(shè)備，統(tǒng)一調(diào)度和指揮列車運(yùn)行的遙控、遙信系統(tǒng)。其由設(shè)于各鐵路局集團(tuán)公司CTC中心機(jī)房的總機(jī)系統(tǒng)和設(shè)于各車站的CTC站機(jī)組成，總機(jī)與分機(jī)采用冗余自愈2 m×2 m光通道連接，以向站機(jī)下達(dá)調(diào)度指令，并將站機(jī)采集的現(xiàn)場狀態(tài)、表示信息傳至總機(jī)系統(tǒng)。CTC將計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)融為一體，使鐵路運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性、分散性和運(yùn)輸管理的集中性、實(shí)時(shí)性緊密結(jié)合，依靠指揮行車控制信息和有關(guān)行車表示信息的正確、實(shí)時(shí)傳送，統(tǒng)一調(diào)度和指揮列車安全、有效運(yùn)行。

CTC調(diào)度集中系統(tǒng)為國家鐵路局及國鐵集團(tuán)相關(guān)文件批準(zhǔn)、采用的主流運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)，分為調(diào)度集中中心系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和中心系統(tǒng)與車站及車站之間的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)3部分組成，系統(tǒng)構(gòu)成如圖2所示。

如本線采用CTC調(diào)度集中系統(tǒng)，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)新建調(diào)度中心系統(tǒng)設(shè)備、車站CTC分機(jī)和CTC局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)本線的調(diào)度指揮和列車、調(diào)車作業(yè)辦理，通過本線CTC中心設(shè)備與南寧局CTC中心設(shè)備信息交互、獲得行車許可及授權(quán)，實(shí)現(xiàn)與既有沙河?xùn)|站間列車作業(yè)辦理。

在本線車站新建綜合調(diào)度樓，設(shè)置CTC中心，CTC中心系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、通信前置服務(wù)器、接口服務(wù)器、對外信息提供服務(wù)器、對外時(shí)間服務(wù)器、列車調(diào)度工作站、助理調(diào)度工作站、綜合維修工作站、站場顯示工作站、綜合查詢工作站、值班主任工作站、計(jì)劃員工作站、調(diào)度維護(hù)工作站、授時(shí)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、信息安全設(shè)備、通信質(zhì)量監(jiān)督設(shè)備及電源、防雷與環(huán)境監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成。并在南寧局CTC調(diào)度大廳設(shè)置本線CTC復(fù)示終端，根據(jù)南寧局相關(guān)規(guī)定，由本線運(yùn)維人員進(jìn)行維護(hù)、管理，辦理本線調(diào)車作業(yè)。

新建CTC中心、各車站分機(jī)，配套新建綜合調(diào)度樓附屬工程。

2.2 方案二：綜合運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)

綜合運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)以列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS/CTC）為核心，在專業(yè)緊密協(xié)調(diào)、計(jì)劃精確編制、進(jìn)路自動(dòng)控制、信息自動(dòng)采集和數(shù)據(jù)智能分析的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮、運(yùn)輸組織、貨運(yùn)管理和信息共享，以較低的成本達(dá)到保障運(yùn)輸安全、提高運(yùn)輸效率、改善經(jīng)營管理和提高服務(wù)質(zhì)量，形成一個(gè)完整的集智能化控制、管理和決策于一體的綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)。

鐵路綜合運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)從系統(tǒng)構(gòu)成看由中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)3部分構(gòu)成，中心主用系統(tǒng)主要由調(diào)度總機(jī)房內(nèi)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、調(diào)度大廳調(diào)度臺(tái)終端設(shè)備和機(jī)房電源設(shè)備組成，具體如圖3所示。

新建綜合調(diào)度中心、各車站分機(jī)，配套新建綜合調(diào)度樓附屬工程。

2.3 優(yōu)缺點(diǎn)對比

2.3.1 列車運(yùn)行圖

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)可手工鋪畫或根據(jù)列車實(shí)際運(yùn)行情況自動(dòng)生成列車實(shí)際運(yùn)行圖，適用于列車計(jì)劃性不強(qiáng)，不提前鋪畫列車開行計(jì)劃的情況列車運(yùn)行圖；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)需手工繪制。

2.3.2 列車計(jì)劃的產(chǎn)生方式

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)可手工鋪畫或根據(jù)車輛發(fā)站到站拖拽自動(dòng)生成列車運(yùn)行計(jì)劃；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)需手工鋪畫產(chǎn)生計(jì)劃或從基本圖導(dǎo)入。

2.3.3 列車進(jìn)路自動(dòng)辦理

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)針對貨運(yùn)鐵路計(jì)劃隨機(jī)性較強(qiáng)，以小運(yùn)轉(zhuǎn)為主的特點(diǎn)，結(jié)合貨運(yùn)計(jì)劃，優(yōu)化列車進(jìn)路與調(diào)車進(jìn)路的沖突辦理關(guān)系，以提高運(yùn)輸效率為目的；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)列車進(jìn)路優(yōu)先級高于調(diào)車進(jìn)路，更適合于干線鐵路。

2.3.4 車站行車日志綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)與貨運(yùn)信息、列車編組信息融合；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)與貨運(yùn)、編組信息分離。

2.3.5 現(xiàn)行信息管理

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)與列車編組、調(diào)車作業(yè)和裝卸車信息相互融合統(tǒng)一管理；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)暫無此項(xiàng)功能。

2.3.6 機(jī)車運(yùn)用管理

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)運(yùn)行圖同時(shí)體現(xiàn)了機(jī)車周轉(zhuǎn)圖，使得列車與機(jī)車進(jìn)行捆綁，因此系統(tǒng)包含了機(jī)車計(jì)劃管理功能；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)機(jī)車信息在列車運(yùn)行圖人工錄入，與機(jī)車運(yùn)用管理分析。

2.3.7 調(diào)車作業(yè)計(jì)劃管理

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)可手工錄入，也可以根據(jù)現(xiàn)車情況拖拽自動(dòng)產(chǎn)生、或根據(jù)車流方向自動(dòng)產(chǎn)生解體計(jì)劃；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)需要純手工錄入。

2.3.8 調(diào)車自動(dòng)進(jìn)路

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)車作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)車進(jìn)路序列，同時(shí)根據(jù)調(diào)車號實(shí)時(shí)跟蹤，自動(dòng)判斷進(jìn)路觸發(fā)時(shí)機(jī)，向聯(lián)鎖發(fā)送進(jìn)路指令，完成調(diào)車作業(yè)的全自動(dòng)化辦理。CTC調(diào)度集中系統(tǒng)可自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)車進(jìn)路序列，但無法完成進(jìn)路序列的自動(dòng)觸發(fā)。

2.3.9 列車與調(diào)車自動(dòng)進(jìn)路之間的協(xié)調(diào)

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)將車站調(diào)度指揮、現(xiàn)車管理、作業(yè)計(jì)劃與作業(yè)過程自動(dòng)控制有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的信息共享：接收計(jì)劃與調(diào)度子系統(tǒng)的計(jì)劃后，將計(jì)劃分解成若干進(jìn)路任務(wù)、形成進(jìn)路執(zhí)行計(jì)劃；本著盡量組織平行作業(yè)、交替作業(yè)及化解資源沖突的原則，合理安排進(jìn)路計(jì)劃的執(zhí)行順序和時(shí)間；根據(jù)現(xiàn)場條件，適時(shí)啟動(dòng)進(jìn)路執(zhí)行計(jì)劃，向計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)輸出進(jìn)路始終端命令，實(shí)現(xiàn)進(jìn)路的自動(dòng)排列。CTC調(diào)度集中系統(tǒng)列車進(jìn)路可自動(dòng)辦理，無法實(shí)現(xiàn)調(diào)車進(jìn)路自動(dòng)辦理。

2.3.10 中心計(jì)劃調(diào)度與車站調(diào)度聯(lián)動(dòng)

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)通過車站調(diào)度系統(tǒng)與調(diào)度集中系統(tǒng)、計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)三者的協(xié)同作業(yè)，保證列車的有序運(yùn)行；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)無此項(xiàng)功能。

2.3.11 貨運(yùn)計(jì)劃

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)以公司運(yùn)輸管理部提供的貨運(yùn)計(jì)劃、技術(shù)計(jì)劃等運(yùn)輸計(jì)劃為依據(jù)，以列車工作計(jì)劃中的重車到達(dá)計(jì)劃為基礎(chǔ)，生成貨運(yùn)日（班）計(jì)劃，并向計(jì)劃調(diào)度員發(fā)送；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)無此項(xiàng)功能。

2.3.12 裝卸車管理

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)提供裝卸車計(jì)劃和裝卸車記錄的日常管理功能，包括貨物裝卸計(jì)劃表創(chuàng)建與編輯、裝車記錄、卸車記錄和軌道衡更新等內(nèi)容。系統(tǒng)可以通過由現(xiàn)車、編組順序表等其他信息輔助產(chǎn)生“裝車”和“卸車”記錄表。CTC調(diào)度集中系統(tǒng)無此項(xiàng)功能。

2.3.13 貨運(yùn)運(yùn)單

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)在裝車計(jì)劃批復(fù)后可產(chǎn)生貨物運(yùn)單，在與發(fā)貨人簽訂紙質(zhì)貨物運(yùn)單后進(jìn)入收貨、裝車環(huán)節(jié)；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)無此項(xiàng)功能。

2.3.14 電子貨票

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)根據(jù)裝車計(jì)劃的執(zhí)行情況，在裝車完畢之后，生成貨票信息，為一車一票（整車）或一車多票（零擔(dān)）。包括：運(yùn)單號、貨票號、車種、車號、貨種、或物量、發(fā)貨人、始發(fā)站、終到站、收貨人、運(yùn)行里程和運(yùn)價(jià)等。CTC調(diào)度集中系統(tǒng)無此項(xiàng)功能。

2.3.15 運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)分析

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)具備運(yùn)輸實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，審核和管理運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)各專業(yè)的信息共享。具備貨運(yùn)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，對各類貨運(yùn)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)經(jīng)營效果的分析預(yù)測。具備機(jī)務(wù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，對機(jī)務(wù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為總部、分公司和機(jī)務(wù)段的決策和預(yù)警提供信息。具備報(bào)表定制、圖形化統(tǒng)計(jì)分析功能；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)無此項(xiàng)功能。

2.3.16 系統(tǒng)實(shí)用性

綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)用統(tǒng)一信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)所有管轄鐵路車站的行車/現(xiàn)車/調(diào)車/貨運(yùn)/機(jī)車管理，實(shí)現(xiàn)所有列車/調(diào)車進(jìn)路的集中監(jiān)控與監(jiān)督。系統(tǒng)的統(tǒng)一綜合信息平臺(tái)包含了全部生產(chǎn)的調(diào)度計(jì)劃信息、執(zhí)行過程信息和歷史數(shù)據(jù)，內(nèi)部形成了一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息輸出構(gòu)成下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息輸入，按照運(yùn)輸生產(chǎn)的客觀規(guī)律實(shí)現(xiàn)信息聯(lián)動(dòng)，減少了信息的人工錄入，保障信息的一致性，信息質(zhì)量將得到大幅提高。因生產(chǎn)過程中過程控制系統(tǒng)產(chǎn)生的反饋信息也被集成，能夠?qū)崿F(xiàn)信息流與列流、車流、物流、作業(yè)流的自動(dòng)同步，使之高效、快速、直接地為企業(yè)的運(yùn)輸生產(chǎn)流程服務(wù)。

CTC系統(tǒng)與貨運(yùn)系統(tǒng)等各信息交換需通過專用接口實(shí)現(xiàn)。各系統(tǒng)完全獨(dú)立，存在信息孤島現(xiàn)象；調(diào)度指揮作業(yè)流程沒有同步優(yōu)化，信息化效益發(fā)揮不明顯；CTC調(diào)度集中系統(tǒng)缺少總體規(guī)劃，設(shè)備重復(fù)投資且利用率低。

2.3.17 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性

綜合調(diào)度系統(tǒng)方案將相關(guān)的所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重構(gòu)，對原有的CTC與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，各子系統(tǒng)間硬件資源共享，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器等，使資源得到有效利用，減少設(shè)備投入，降低工程投資。CTC調(diào)度集中系統(tǒng)的各子系統(tǒng)由不同廠家進(jìn)行建設(shè)，需要獨(dú)立設(shè)置硬件設(shè)備。

3 方案選擇

綜上所述，結(jié)合本線自管自營的運(yùn)維模式，滿足單線貨運(yùn)鐵路運(yùn)輸需求、安全要求和與國鐵車站銜接要求的前提下，考慮經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性，建議本線調(diào)度指揮系統(tǒng)采用方案二，設(shè)置綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

本文通過對列車調(diào)度集中指揮控制系統(tǒng)CTC和綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)功能分析，比選出了適合沙河至鐵山港東岸鐵路項(xiàng)目的運(yùn)輸調(diào)度系統(tǒng)，在以后的專用鐵路乃至國鐵正線項(xiàng)目的運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)的選型，可以本文為鑒，高效、科學(xué)地制定出運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)選型方案。