全自動化場段的必要性、可行性及優勢

吳燚靚 周紅陽

（浙江杭海城際鐵路有限公司，杭州 310016）

鐵路作為我國交通系統的大動脈，近幾年發展迅速。根據中國鐵路總公司印發的《中長期鐵路網規劃》，至2015年底，全國鐵路營業里程已達12.1萬km，其中高速鐵路1.9萬km。信號系統作為鐵路的大腦及中樞神經，既承擔著列車運行的安全，也維系著運營組織的效率。從2007年4月CTCS-2列車控制系統開始上道應用，基于車地通信的CTCS-2和CTCS-3列控系統就成為我國鐵路信號系統的主流技術，并處于國際先進水平。該系統自動化程度高，調度集中又不失靈活性，列車站間運行間隔短，人力成本低，大大提升了鐵路運營效率。

相比自動化程度較高的客運線路，作為投入運營前和退出運營后的列車作業區域——車輛段和停車場(簡稱場段)，其列車控制仍然完全依賴于人工操作和防護，自動化水平很低。因此，對場段信號系統自動化在此進行探討和研究。

1 創新必要性

目前國內場段信號系統通用配置是計算機聯鎖加信號集中監測。受制于計算機聯鎖的列車間隔防護方式和場段內速度限制，列車出入庫效率和正線高度自動化系統很難匹配，制約列車上線效率，占用較多人力資源，加大運營管理難度。

主要存在的問題如下。

1）自動化程度偏低

目前，車輛段段內車輛調度仍采用手工作業方式。如車輛段的進路控制，均以手工方式辦理。仍采用手工書寫調車作業通知單，通過人工操作控制臺辦理列車進路，辦理完后依靠手工翻動“占線牌”來掌握車輛在段內的動態情況。這種方式作業工作量大，非常容易出錯，經常出現“誤報”和“漏報”情況。在造成安全隱患的同時，也影響車輛段的生產組織。

2）調度行車安全性低

場段內調車作業由場段控制室值班員辦理好進路后，通知列車司機動車走行。雖然值班員辦理完進路后，會由另一個值班員確認進路是否按照計劃正確辦理并完成鎖閉，但仍不能避免由于值班員誤操作和司機注意力不集中導致的列車擠岔掉道或車輛沖撞。

3）生產信息化手段缺乏

場段設備運行維修作業管理自動化程度低，缺乏與列車運行計劃的自動化匹配，需要手動下載列車日志。由于車輛段不能及時、準確地了解站場內的檢修車情況，使得檢修生產計劃的制定缺乏前瞻性，拉低了列車檢修效率，一旦出現多輛列車故障下線的突發情況，將無法及時應對。

4）占用資源較多

偏低的作業效率勢必造成配置的車輛相對較多，才能滿足車輛檢修、洗車、車輛派班等一系列作業計劃和運營調度的要求，同時配套的司機也要增多。目前國內鐵路蓬勃發展，造成有經驗的司機相對緊缺。許多地方的司機在完成正線客運后還要兼顧場段調車作業，加大勞動強度同時增加了疲勞作業風險。

2 實施可行性

為實現場段進路的自動觸發、場段內列車運行管理及場段生產信息化功能，最終達到自動駕駛功能，需要為場段配置自動化列控系統，提高場段生產作業效率。

場段自動化列控系統以計劃編制、計劃調整為起始點，結合計劃自動分解，列車、調車進路自動辦理，最終完成作業實績反饋，實現完整的調度業務閉環管理與執行流程。同時系統以列控中心、調度集中分機、聯鎖設備、GSM-R無線通信設備及生產信息管理系統為支撐，集中了場段進路及車輛管理、信息及決策管理、列車追蹤防護、自動重啟及定位為一體，通過建立統一的綜合信息管理與列車控制平臺，完成場段作業計劃的自動編制與調整、自動執行與集中控制、作業過程自動控制、自動進出場段，實現作業管理和列車控制相結合、調度中心調度與車輛段調度一體化、運輸管理與決策支持智能化，極大提高場段作業能力與效率，保證運輸安全生產。

3 設備配置

室內設備配置與干線相適應的CTCS-2或CTCS-3列控設備、場段調度集中分機、場段聯鎖、信號集中監測和生產信息管理系統，其中生產信息管理系統包含1臺數據庫服務器、1臺接口機及兩臺操作工作站。室外設備配備相應的聯鎖基礎設備（信號機和轉轍機）、ZPW-2000軌道電路、應答器（含LEU）和無線設備（無線基站和光傳輸單元）。

4 系統功能

根據上述可行性分析，具體實現功能如下。

1）場段調度集中分機通過聯鎖傳遞的列車位置及自身的車組號功能實現車組號及列車位置實時準確追蹤，再根據生產信息管理系統自動產生并實時交互的車輛狀態信息、車場檢修作業需求及關聯的派班計劃，自動編制調車作業計劃。

2）場段調度集中分機將作業計劃自動分解為進路指令，結合段場作業條件進行最優選擇；進路指令方案實現提前預覽，預先核對，確保作業安全，實時監控進路命令下達、建立、列車走行、結束等作業過程，追蹤列車走行軌跡，自動完成作業計劃報點，形成作業流程的閉環管理。

3）場段列控中心根據調度集中分機下達的運營計劃或調車作業計劃自動喚醒、自檢列車。當自檢未能通過時，車載設備將根據設定的程序重啟；若重啟后自檢還未通過，車載設備將切換至冗余設備進行自檢。列車完成自檢后，自動發車，通過庫內應答器完成定位，通過車地無線通信進行場段內追蹤防護；列車停穩后，自動換端。

4）生產調度管理系統自動完成運用車與檢修車的管理，對車組位置信息進行查詢、打印、存儲操作，并自動接收場段調度集中系統下達的列車階段計劃和調度命令，自動生成行車日志，完成接發車、調車需求計劃自動輔助編制和傳輸，取代人工傳真，實現信息化保存與共享。

5）生產信息管理系統對車輛段狀態、車組號、檢修內容、作業進度等信息進行綜合顯示，全面展示車輛段、停車場生產作業情況。

5 技術優越性

車輛段綜合調度系統可以支持實現場段內的行車自動化、調度自動化、維修管理信息化，能夠顯著提高運輸效率，提高行車安全水平，優化調度指揮流程，節省人力成本，發揮綜合自動化的效能，實現場段調度指揮管控結合的目標，具體業績效果如下。

1）信息共享，智能輔助，顯著降低勞動強度。

a.段場作業可采用車輛段/停車場本地控制，也可納入到控制中心控制，實現全線由控制中心統一管理。

b.計劃編制時間由2.5 h縮短為1 h。

c.取消計劃傳送的電話聯系及人工抄寫，降低溝通成本，大幅提高作業效率。

d.日常運營列車可采用完全監控模式進出車輛段，降低司機的勞動強度。

2）自動化水平大幅提高，有效防止錯誤辦理，保證安全，減員增效；

a.列車位置自動準確追蹤，替代人工填寫占線板。

b.計劃自動報點，調整及時準確，實現閉環管理。

c.進路自動辦理，列車自動化率最高100%，調車自動化率最高99%，作業效率和質量得到提高和保障。

d.場段內不用配備調車司機。

e.列車自動運行，且帶有安全防護功能，效率及安全性得到有效提高。

f.列車可以在停車列檢庫內建立自動運行模式，而無需在轉換軌處轉換模式，一次性進出正線。

3）與生產管理信息化系統實現管控結合，閉環控制，為列車檢修計劃的合理化編制、檢修任務及時準備，提供可靠的依據。

4）由場段作業效率提高帶來的運營增效，可減少列車購置及對應的維護成本。

6 結語

從短期來看，全自動化場段比目前國內通用設備配置成本要高，但從長遠的運營維護角度來看，在提高效率和安全性的同時，節省了人力成本、車輛的購置和維護成本。因此，還是值得深入探究的。

[1]中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB 50157-2013 地鐵設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2013.

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[3]中國鐵路總公司.鐵總運[2014]327號 關于印發《CTCS-3級列控車載設備補充技術規范(暫行)》的通知[S].北京:中國鐵路總公司，2014.

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