普速鐵路中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

徐 明，胡懌晨

（1.中國鐵路上海局集團有限公司，上海 200071；

（2.北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070）

1 概述

普速鐵路的中間站主要任務是辦理列車的到發(fā)、會讓和越行，以及客貨運業(yè)務，該類車站為沿線城鄉(xiāng)人民及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務，提高了鐵路區(qū)段通過能力，保證了行車安全。但隨著近年來高速鐵路建設的突飛猛進，普速鐵路的基礎建設投入和信息化建設明顯滯后。在全路貨運量不斷攀升、既有線運能逐步釋放的大背景下，普速鐵路的行車安全挑戰(zhàn)日益嚴峻，客運服務質(zhì)量亟待提高。

普速鐵路中間站傳統(tǒng)的作業(yè)模式大多依靠鄰站與本站間的作業(yè)人員、本站行車與客運間的作業(yè)人員通過電話溝通結(jié)合作業(yè)登記簿記錄的方式進行，該作業(yè)模式對行車人員來說缺乏必要的輔助檢查手段，對客運人員來說缺乏及時有效的信息，溝通成本較高，已不滿足當前的車站綜合作業(yè)管控需求。

本文針對上述問題，設計和實現(xiàn)了適用于普速鐵路中間站的綜合作業(yè)管控系統(tǒng)，以達到提高該類車站綜合作業(yè)質(zhì)量與效率的作用。

2 中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 硬件結(jié)構(gòu)

結(jié)合前期調(diào)研，本系統(tǒng)設計了核心服務器、固定作業(yè)崗位終端、大屏廣播系統(tǒng)、450 M無線接收器以及侵入防護系統(tǒng)5個部分，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

核心服務器：用于車站所有信息匯聚、存儲以及邏輯處理，設置一臺PC工作站。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖Fig.1 System Hardware Structure Diagram

固定作業(yè)崗位終端：運轉(zhuǎn)室、客運值班室、貨運值班室、行李房各設置一臺，運轉(zhuǎn)室部署電子占線板和行車計劃模塊，用于崗位自動通知和列車錯辦防護；客運值班室部署客運計劃管理模塊，用于日班計劃、階段計劃的自動接收和廣播、大屏自動驅(qū)動和啟動；貨運值班室部署電子占線板復示終端、電子紅牌模塊，用于貨運相關(guān)作業(yè)；行李房（預留）部署電子占線板復示終端，用于接收作業(yè)相關(guān)信息的簽收和反饋。

大屏廣播系統(tǒng)∶包含廣播設備、候車屏、引導屏、地道屏、出站屏，以客運計劃管理模塊驅(qū)動，用于輔助客運作業(yè)。

450 M無線接收器：部署于中間站本站及相鄰站，用于接收列車位置信息。

侵入防護系統(tǒng)：部署于車站重要通道，用于防護不明人員侵入。

2.2 軟件架構(gòu)

中間站綜合作業(yè)管控系統(tǒng)包含行車計劃、電子占線板、客運計劃3個主模塊，以及基礎數(shù)據(jù)維護、大屏廣播、電子紅牌、行包辦理4個輔助模塊，各模塊通過核心服務器中的業(yè)務服務、通信服務進行數(shù)據(jù)處理和信息分發(fā)，并通過核心服務器中的接口服務進行外部系統(tǒng)的信息接入，軟件架構(gòu)如圖2所示。

行車計劃：用于輔助行車作業(yè)辦理，驅(qū)動客運、行包作業(yè)進行。該模塊通過接入日班計劃、階段計劃產(chǎn)生計劃信息，依據(jù)計劃信息自動驅(qū)動電子占線板進行進路預排，并提供計劃、進路錯辦檢查；在進行行車作業(yè)的同時，將行車計劃信息同步至客運值班員、行包值班員崗位，為客運作業(yè)和行包作業(yè)人員提供實時的作業(yè)依據(jù)，使行車、客運信息互聯(lián)互通，保持了作業(yè)的一致性。另外，該模塊提供入侵防護報警，用于保障車站作業(yè)場所安全。

圖2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖Fig.2 System Software Architecture Diagram

電子占線板：提供完整的站場圖展示，通過設置供電單元狀態(tài)、防溜、分路不良、封鎖等安全標識，為行車人員提供靜態(tài)信息提示；通過計劃驅(qū)動，在預排進路時進行錯辦檢查，為行車人員提供動態(tài)信息提示，使得行車安全進一步得以保障。另外，該模塊提供電子紅牌、行包業(yè)務辦理接口，使得行車與貨調(diào)、行包間的業(yè)務辦理實現(xiàn)信息化。

客運計劃：用于客運作業(yè)的綜合管控，通過基礎數(shù)據(jù)維護模塊生成由基本圖、臨客圖、日班計劃、客運模板組成的“一日一表”，為客運計劃提供基礎信息，而同步接收行車計劃信息，則使客運計劃的準確性、實時性得以保障。客運計劃可依據(jù)計劃內(nèi)容、450 M列車位置信息自動驅(qū)動廣播、大屏，并協(xié)助客運人員完成作業(yè)位置提前就位、開檢、結(jié)束檢票、引導旅客乘車等客運作業(yè)。

3 中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)的設計理念是以計劃驅(qū)動作業(yè)為核心，為普速鐵路中間站提供輕量級、簡單實用的綜合作業(yè)系統(tǒng)，應具備便于作業(yè)人員使用、補充既有的信號信息系統(tǒng)不足、便于推廣的特點，因此在實現(xiàn)過程中涉及如下幾項關(guān)鍵技術(shù)。

3.1 計劃信息的準確性與實時性

因網(wǎng)絡安全限制，車站輔助類信息系統(tǒng)不能接入CTC/TDCS組網(wǎng)以獲取行調(diào)臺的調(diào)整計劃，如何利用車站既有條件生成相對準確的計劃信息，成為該系統(tǒng)優(yōu)先要解決的問題。

首先，基本圖可提供一段時期內(nèi)相對穩(wěn)定的列車車次、上下鄰站、股道、圖定到發(fā)時刻信息。通過基本圖文件導入系統(tǒng)，并為每張基本圖設置有效期限，可形成車站作業(yè)計劃的基礎信息。臨客圖針對臨時加開列車，為基本圖提供了補充列車來源的作用。隨后，通過客運人員對始發(fā)站、終到站、編組、辦客標記等常用客運模板的設置，綁定至基本圖、臨客圖的各列車中，形成了系統(tǒng)的基礎計劃數(shù)據(jù)。

但由于我國國情對鐵路運輸?shù)男枰A計劃數(shù)據(jù)每日是存在調(diào)整與變化的，因此將每12 h一班的日班計劃導入基礎計劃數(shù)據(jù)中，對列車計劃進行“多退少補”，并更新已有列車的信息，才能形成相對準確的“一日一表”。

最后，實時性較高的階段計劃提供了準確的列車到發(fā)時刻，由行車人員確認行車信息后，同步至客運計劃，使整個綜合作業(yè)管控系統(tǒng)的計劃信息具備了準確性、實時性。

3.2 作業(yè)驅(qū)動策略

中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)依據(jù)計劃驅(qū)動作業(yè)時，需設置合理的驅(qū)動策略，各項作業(yè)的開始、結(jié)束時機都需要結(jié)合作業(yè)要求進行定制。本系統(tǒng)將行車輔助作業(yè)分為“預接車”、“預發(fā)車”、“預通過”，客運作業(yè)分為“未開始”、“準備接車”、“開始檢票”、“結(jié)束檢票”、“列車發(fā)車”。

行車輔助作業(yè)依據(jù)計劃到開時刻，為各計劃列車設置“到開”、“通過”屬性，以“預接車”為例，當系統(tǒng)接收到鄰站450 M發(fā)車信息、距計劃接車時間10 min或人工選擇“預接”時，系統(tǒng)將進入接車狀態(tài)，通過站細自動運算接車股道是否合理，接車進路是否存在分路不良、防溜等影響因素，并在電子占線板展示進路來輔助助理值班員在聯(lián)鎖辦理進路。

客運作業(yè)初始為“未開始”狀態(tài)，大屏依據(jù)計劃時間與圖定時間比對顯示早晚點；當系統(tǒng)受到鄰站450 M發(fā)車信息、距計劃接車時間10 min，或人工選擇“準備接車”時，系統(tǒng)進入準備接車狀態(tài)，提示各客運作業(yè)人員就位；“準備接車”5 min后，系統(tǒng)進入“開始檢票”狀態(tài)，提示檢票員作業(yè)，且廣播大屏自動播放檢票信息；當系統(tǒng)收到本站450 M發(fā)車信息或已到達計劃發(fā)車點時，系統(tǒng)進入“結(jié)束檢票”狀態(tài)，提示檢票人員結(jié)束作業(yè)，且廣播大屏同步更新；最后，“結(jié)束檢票”10 min后，系統(tǒng)進入“列車發(fā)車”狀態(tài)，廣播大屏將清除該列車，客運作業(yè)完成。

3.3 車站數(shù)據(jù)制作

中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)涉及站場圖、進路以及站細，這3類數(shù)據(jù)需與CTC/TDCS系統(tǒng)技術(shù)條件保持一致，以保證使用時的便利性和規(guī)范性，而基礎數(shù)據(jù)制作的難易程度很大程度上限制了該系統(tǒng)的可推廣性。

站場圖繪制過程涉及到股道、無岔、道岔、信號機等多類圖元，且每類圖元又可細分為不同類型，如信號機可分為進出站信號機、調(diào)車信號機、區(qū)間信號機等。各類圖元在繪制規(guī)范上又需滿足技術(shù)條件，如圖元顏色規(guī)范、像素規(guī)范、道岔角度規(guī)范等。進路數(shù)據(jù)含接車、發(fā)車、通過、調(diào)車、變更進路、組合列車進路、組合調(diào)車進路等多種類型，在滿足“聯(lián)鎖表”的基礎上，系統(tǒng)需自動生成滿足使用需要的組合進路。站細數(shù)據(jù)需包含高低站臺、股道運用、禁會條件等內(nèi)容。

上述數(shù)據(jù)在制作時存在輸入資料困難、制作耗時、出錯率高等特點，而中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)在既有CTC/TDCS數(shù)據(jù)的基礎上，實現(xiàn)了站場圖的自動繪制、進路自動生成、站細自動生成的功能。如圖3中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)電子占線版所示。

圖3 中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)電子占線版Fig.3 Electronic Busy Board of Process Control System at Intermediate Stations

4 結(jié)束語

普速鐵路中間站作業(yè)綜合管控系統(tǒng)各模塊分工明確、相互協(xié)作、運行流暢，打破了該類車站作業(yè)信息阻塞、自動化程度低的瓶頸，有效節(jié)約車站的人力物力成本，提升了安全管理水平和綜合作業(yè)的質(zhì)量及效率。該系統(tǒng)輕量化、便于部署的特點還適用于多個車站同步使用，使得普速鐵路中間站的綜合作業(yè)水平進一步提升。