鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互運用的研究

張 磊 中國鐵路上海局集團有限公司調(diào)度所

1 調(diào)度指揮系統(tǒng)與其他行車系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 列車調(diào)度指揮系統(tǒng)

上世紀80 年代前，計算機在鐵路行業(yè)尚未普及，鐵路信息化發(fā)展較為落后，我國鐵路列車調(diào)度指揮均采用列車調(diào)度員人工鋪劃列車運行線的方式，使用調(diào)度電話向車站下達計劃、指揮行車。

90 年代末期，前鐵道部開始設(shè)計列車調(diào)度指揮系統(tǒng)，早期使用的列車調(diào)度指揮系統(tǒng)取名為DMIS（dispatch management information system），只具備站場圖列車占用光帶表示，直到2003 年底，系統(tǒng)才具備列車運行調(diào)整和計劃下達等功能，在京滬線部分鐵路局實現(xiàn)甩圖。

2005 年鐵道部將 DMIS 更名為 TDCS（train dispatching command system），逐步實現(xiàn)了通過TDCS 編制和下達列車運行階段計劃、發(fā)布調(diào)度命令等功能。

鐵路調(diào)度集中系統(tǒng)CTC（Centralized Traffic Control System）基于TDCS 系統(tǒng)搭建，在TDCS 基本功能的基礎(chǔ)之上，根據(jù)列車調(diào)度階段計劃實現(xiàn)自動遙控車站信號、連鎖、閉塞設(shè)備，從而操縱列車（調(diào)車）信號，指揮列車運行，是鐵路調(diào)度指揮的發(fā)展方向。

1.2 其他行車系統(tǒng)

為確保列車運行安全，鐵路機車、車輛、工務(wù)、電務(wù)、客運等專業(yè)部門開發(fā)運用了各種形式的行車系統(tǒng)，例如：鐵路車輛運行安全監(jiān)控體系（5T）、動車組運行故障動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)（TEDS）、鐵路供電遠動系統(tǒng)（SCADA）、高速鐵路供電安全檢測監(jiān)測(6C)、工務(wù)防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)、客運客票系統(tǒng)等。

1.3 各系統(tǒng)間關(guān)系

列車調(diào)度指揮系統(tǒng)是調(diào)度指揮的核心系統(tǒng)，其他行車系統(tǒng)也各負其責、各有側(cè)重，共同為行車指揮決策提供了有力支撐。但各系統(tǒng)間相對比較獨立，缺乏數(shù)據(jù)的交互運用，特別是安全關(guān)鍵數(shù)據(jù)向列車調(diào)度指揮系統(tǒng)的匯聚運用上幾乎空白，嚴重制約了調(diào)度指揮的時效性和準確性，對調(diào)度指揮安全也造成不利影響。

舉個例子，在接觸網(wǎng)某供電單元突然跳閘停電后，供電調(diào)度員首先需通過供電遠動系統(tǒng)（SCADA）識別并確認該現(xiàn)象，然后再告知列車調(diào)度員，列車調(diào)度員在得到該信息后再通知相關(guān)列車司機停車，避免列車進入無電區(qū)。可以看出，供電調(diào)度、列車調(diào)度、司機間跳閘信息的傳遞消耗了大量時間，這段消耗的時間在調(diào)度指揮決策過程中是非常重要的。在發(fā)生接觸網(wǎng)跳閘停電后，如果司機、列車調(diào)度員也能通過各自使用的系統(tǒng)第一時間接收到該信息，則可以及時采取措施有效防止列車進入無電區(qū)。遇一些特殊情況，信息及時傳遞甚至可以防止更嚴重安全問題的發(fā)生。

2 調(diào)度指揮系統(tǒng)間數(shù)據(jù)運用存在的主要問題

2.1 多個系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)壁壘

調(diào)度指揮系統(tǒng)安全級別高，使用專網(wǎng)專線，與其他網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互需使用中間庫的模式，各系統(tǒng)廠家考慮到網(wǎng)絡(luò)安全和行業(yè)競爭等因素，大同數(shù)據(jù)的難度較大。

2.2 調(diào)度指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)單一

當前使用的調(diào)度指揮系統(tǒng)僅能采集、運用各專業(yè)調(diào)度相關(guān)工作計劃數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集面窄。其他專業(yè)系統(tǒng)的行車安全數(shù)據(jù)要依靠專業(yè)調(diào)度與行車調(diào)度間人為傳遞，信息傳遞存在漏錯的風險。

2.3 網(wǎng)絡(luò)安全制約數(shù)據(jù)交互

國家、行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)安全的重視，對數(shù)據(jù)穿網(wǎng)提出了更高的要求。

3 解決系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的模式

解決方案：利用鐵路辦公網(wǎng)或其他專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)立中間庫的模式，鏈接調(diào)度指揮系統(tǒng)和各個專業(yè)行車系統(tǒng)，中間庫單向獲取各個行車系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)，通過中間庫向列車調(diào)度指揮系統(tǒng)單向提供（見圖1）。采用中間庫的模式，既能較好利用行車安全數(shù)據(jù)，又能防止網(wǎng)絡(luò)安全問題。

圖1 其他行車系統(tǒng)與列調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互圖

4 各系統(tǒng)數(shù)據(jù)功能及數(shù)據(jù)需求和運用方向

4.1 鐵路車輛運行安全監(jiān)控體系（5T）、動車組運行故障動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)（TEDS）

5T 設(shè)備包含：紅外線軸溫探測智能跟蹤系統(tǒng)（THDS）、貨車運行狀態(tài)地面安全監(jiān)控系統(tǒng)（TPDS）、貨車滾動軸承早起故障軌邊聲學診斷系統(tǒng)（TADS）、貨車運行故障動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)（TFDS）、客車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)（TCDS）。車輛5T 設(shè)備及動車組TEDS 系統(tǒng)主要對列車運行途中軸溫及走行部、車底部、外觀等運行異常情況進行自動或人工監(jiān)控和報警，及時對問題列車采取措施。數(shù)據(jù)運用方向為：對其產(chǎn)生的影響行車的信息通過列車調(diào)度指揮系統(tǒng)向列車調(diào)度員、車站值班員報警；需要立即攔停、前方站攔停列車的信息，通過CTC 系統(tǒng)將該列車未觸發(fā)的列車進路改為“非自觸”，以防止尚未開放的列車信號自動開放。

4.2 鐵路供電遠動系統(tǒng)（SCADA）、高速鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)（6C）

SCADA 系統(tǒng)實現(xiàn)了供電調(diào)度對牽引供電設(shè)備的遠動操作，和設(shè)備的運行狀態(tài)監(jiān)控；6C 系統(tǒng)主要作用是對高速鐵路接觸網(wǎng)和列車受電弓狀態(tài)進行全天候的動態(tài)檢測。數(shù)據(jù)運用方向：在接觸網(wǎng)停電或檢測發(fā)現(xiàn)弓網(wǎng)設(shè)備故障影響行車時，自動在TDCS、CTC 設(shè)置接觸網(wǎng)無電，達到控制列車信號，防止列車進入無電區(qū)的功能。通過鐵路數(shù)字移動通信網(wǎng)向司機控制臺傳遞相關(guān)信息，司機可以根據(jù)故障現(xiàn)象及時采取措施。

4.3 工務(wù)防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)

其作用是對氣候條件、外部環(huán)境進行監(jiān)控和預(yù)警，在發(fā)生大風、降雨、降雪、地震等自然災(zāi)害或異物侵限等安全環(huán)境危機行車安全時，及時向列車調(diào)度員和工務(wù)部門預(yù)警。數(shù)據(jù)運用方向：對需要立即攔停、前方站攔停列車的信息，通過CTC 系統(tǒng)將該列車未觸發(fā)的列車進路改為“非自觸”；對需限速運行的預(yù)警信息，根據(jù)報警信息自動擬定調(diào)度命令，向司機控制臺提供限速信息，以便司機及時采取限速措施。

4.4 客運客票系統(tǒng)

其作用是客票的聯(lián)網(wǎng)發(fā)售和預(yù)訂。數(shù)據(jù)運用方向：提供當日售票車次和辦理旅客業(yè)務(wù)車站的數(shù)據(jù)，當提供的相關(guān)數(shù)據(jù)與列車調(diào)度指揮系統(tǒng)不對應(yīng)是，給出報警信息。

4.5 其他系統(tǒng)

以鐵路運輸調(diào)度管理系統(tǒng)（TDMS）為例，TDMS 主要實現(xiàn)了日（班）計劃的協(xié)同編制。數(shù)據(jù)運用方向：列出開行計劃臨時變更后，通過數(shù)據(jù)比對實現(xiàn)向列出調(diào)度員和車站值班員的提示，防止調(diào)度命令漏發(fā)和列出錯辦方向；機車牽引屬性變化后，通過數(shù)據(jù)比對實現(xiàn)向列出調(diào)度員和車站值班員的提示，防止調(diào)度命令漏發(fā)和電力機車闖無電區(qū)或無網(wǎng)區(qū)。

5 結(jié)束語

隨著新時代鐵路高質(zhì)量快速發(fā)展，鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)在確保鐵路運輸安全、提高運輸組織效率方面發(fā)揮的作用也越來越凸顯。大力提升鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)功能，實現(xiàn)對關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息的有效聚合，是提升調(diào)度指揮能力，確保鐵路運輸安全的重要手段，也是信息化發(fā)展的時代潮流。

因涉及多方面原因，跨系統(tǒng)間數(shù)據(jù)整合并非想象的那么容易，甚至需要國鐵集團層面的頂層設(shè)計和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)推進。本文以調(diào)度專業(yè)為出發(fā)點，提出了目前面臨的一些問題和解決問題的思路，望對以后鐵路信息化發(fā)展有所幫助。