專用鐵路運輸調度指揮系統選型分析

萬生立

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安 710043）

列車調度指揮系統（TDCS），是鐵路的中樞，是鐵路運輸系統的大腦，對行車效率、行車安全起著舉足輕重的作用，列車調度指揮系統由中國國家鐵路集團有限公司（原鐵道部）中心系統、全國各鐵路局集團有限公司（各鐵路局）中心局域網及車站基層網組成，可以實現對高速鐵路、普速鐵路以及專用鐵路的運輸調度指揮，自上而下，利用信息網絡技術、信息化技術等方式取代了以往傳統的人工、指令及電話等的行車指揮手段，采用并結合了大數據理念、故障預判等信息技術，在保證行車安全的前提下，最大程度提高運輸效率，促進經濟發展。

隨著我國鐵路運輸迅速發展，在講求運輸效率、運輸安全的前提下，列車調度集中控制系統（CTC）逐漸在鐵路系統應用，并逐漸取代TDCS，CTC對管轄內的列車和調車作業進行指揮管理，通過聯鎖、列控和區間閉塞等信號設備，實現對鐵路信號設備的集中控制。既可實現中心集中控制，也可實現車站分散控制，增加了防錯誤辦理進路等功能。配備CTC網絡信息安全系統，依據安全等級保護四級“分區分域，逐層防護”的理念，按調度業務區域、查詢區域和安全管理中心區域3個區域分別進行信息安全邊界防護，增加CTC終端安裝安全計算環境軟件。

1 工程概況

專用鐵路是由地方企業或者其他合法組織建設的與國家鐵路或者其他鐵路線路接軌的岔線或車站。以企業的運輸服務為目的，是國家鐵路運輸網的組成部分，管理方式大多數為誰投資誰管理，也就是自管模式，也有委托國鐵集團代管。專用鐵路一般有自己的機車、車廂及運營維護人員。如XX運煤專用線，XX石油化工專用線，或XX危險品專用線。

沙河至鐵山港東岸鐵路為廣西地區新建鐵路專用線，為設計時速120 km的單線貨運鐵路，新建4個車站，線路總長約65 km，引入廣西鐵路局集團有限公司既有沙河東站。結合本線的作業方式、管理模式，對本線運輸調度指揮系統進行選比，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行，并以列車方式接入既有沙河東站，采用自營自管模式。在作用統一、管理統一的前提下，沙河至鐵山港東岸鐵路宜采用CTC調度集中系統或綜合運輸調度指揮系統（CTC與現車、貨運融合）。

2.1 方案一：采用CTC調度集中系統

調度集中系統是指行車調度員在調度中心集中控制和監視所管轄區段內各車站信號設備，統一調度和指揮列車運行的遙控、遙信系統。其由設于各鐵路局集團公司CTC中心機房的總機系統和設于各車站的CTC站機組成，總機與分機采用冗余自愈2 m×2 m光通道連接，以向站機下達調度指令，并將站機采集的現場狀態、表示信息傳至總機系統。CTC將計算機、通信和控制技術融為一體，使鐵路運輸的連續性、分散性和運輸管理的集中性、實時性緊密結合，依靠指揮行車控制信息和有關行車表示信息的正確、實時傳送，統一調度和指揮列車安全、有效運行。

CTC調度集中系統為國家鐵路局及國鐵集團相關文件批準、采用的主流運輸調度指揮系統，分為調度集中中心系統、車站子系統和中心系統與車站及車站之間的網絡子系統3部分組成，系統構成如圖2所示。

如本線采用CTC調度集中系統，按相關標準新建調度中心系統設備、車站CTC分機和CTC局域網，實現本線的調度指揮和列車、調車作業辦理，通過本線CTC中心設備與南寧局CTC中心設備信息交互、獲得行車許可及授權，實現與既有沙河東站間列車作業辦理。

在本線車站新建綜合調度樓，設置CTC中心，CTC中心系統主要由數據庫服務器、應用服務器、通信前置服務器、接口服務器、對外信息提供服務器、對外時間服務器、列車調度工作站、助理調度工作站、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、計劃員工作站、調度維護工作站、授時設備、網絡通信設備、信息安全設備、通信質量監督設備及電源、防雷與環境監控設備構成。并在南寧局CTC調度大廳設置本線CTC復示終端，根據南寧局相關規定，由本線運維人員進行維護、管理，辦理本線調車作業。

新建CTC中心、各車站分機，配套新建綜合調度樓附屬工程。

2.2 方案二：綜合運輸調度指揮系統

綜合運輸調度指揮系統以列車調度指揮系統（TDCS/CTC）為核心，在專業緊密協調、計劃精確編制、進路自動控制、信息自動采集和數據智能分析的基礎上，實現調度指揮、運輸組織、貨運管理和信息共享，以較低的成本達到保障運輸安全、提高運輸效率、改善經營管理和提高服務質量，形成一個完整的集智能化控制、管理和決策于一體的綜合調度指揮系統。

鐵路綜合運輸調度管理系統從系統構成看由中心子系統、車站子系統和網絡通信系統3部分構成，中心主用系統主要由調度總機房內服務器和網絡設備、調度大廳調度臺終端設備和機房電源設備組成，具體如圖3所示。

新建綜合調度中心、各車站分機，配套新建綜合調度樓附屬工程。

2.3 優缺點對比

2.3.1 列車運行圖

綜合調度指揮系統可手工鋪畫或根據列車實際運行情況自動生成列車實際運行圖，適用于列車計劃性不強，不提前鋪畫列車開行計劃的情況列車運行圖；CTC調度集中系統需手工繪制。

2.3.2 列車計劃的產生方式

綜合調度指揮系統可手工鋪畫或根據車輛發站到站拖拽自動生成列車運行計劃；CTC調度集中系統需手工鋪畫產生計劃或從基本圖導入。

2.3.3 列車進路自動辦理

綜合調度指揮系統針對貨運鐵路計劃隨機性較強，以小運轉為主的特點，結合貨運計劃，優化列車進路與調車進路的沖突辦理關系，以提高運輸效率為目的；CTC調度集中系統列車進路優先級高于調車進路，更適合于干線鐵路。

2.3.4 車站行車日志綜合調度指揮系統與貨運信息、列車編組信息融合；CTC調度集中系統與貨運、編組信息分離。

2.3.5 現行信息管理

綜合調度指揮系統與列車編組、調車作業和裝卸車信息相互融合統一管理；CTC調度集中系統暫無此項功能。

2.3.6 機車運用管理

綜合調度指揮系統運行圖同時體現了機車周轉圖，使得列車與機車進行捆綁，因此系統包含了機車計劃管理功能；CTC調度集中系統機車信息在列車運行圖人工錄入，與機車運用管理分析。

2.3.7 調車作業計劃管理

綜合調度指揮系統可手工錄入，也可以根據現車情況拖拽自動產生、或根據車流方向自動產生解體計劃；CTC調度集中系統需要純手工錄入。

2.3.8 調車自動進路

綜合調度指揮系統可根據調車作業計劃自動產生調車進路序列，同時根據調車號實時跟蹤，自動判斷進路觸發時機，向聯鎖發送進路指令，完成調車作業的全自動化辦理。CTC調度集中系統可自動產生調車進路序列，但無法完成進路序列的自動觸發。

2.3.9 列車與調車自動進路之間的協調

綜合調度指揮系統將車站調度指揮、現車管理、作業計劃與作業過程自動控制有機地結合在一起，實現各子系統間的信息共享：接收計劃與調度子系統的計劃后，將計劃分解成若干進路任務、形成進路執行計劃；本著盡量組織平行作業、交替作業及化解資源沖突的原則，合理安排進路計劃的執行順序和時間；根據現場條件，適時啟動進路執行計劃，向計算機聯鎖系統輸出進路始終端命令，實現進路的自動排列。CTC調度集中系統列車進路可自動辦理，無法實現調車進路自動辦理。

2.3.10 中心計劃調度與車站調度聯動

綜合調度指揮系統通過車站調度系統與調度集中系統、計劃調度系統三者的協同作業，保證列車的有序運行；CTC調度集中系統無此項功能。

2.3.11 貨運計劃

綜合調度指揮系統以公司運輸管理部提供的貨運計劃、技術計劃等運輸計劃為依據，以列車工作計劃中的重車到達計劃為基礎，生成貨運日（班）計劃，并向計劃調度員發送；CTC調度集中系統無此項功能。

2.3.12 裝卸車管理

綜合調度指揮系統提供裝卸車計劃和裝卸車記錄的日常管理功能，包括貨物裝卸計劃表創建與編輯、裝車記錄、卸車記錄和軌道衡更新等內容。系統可以通過由現車、編組順序表等其他信息輔助產生“裝車”和“卸車”記錄表。CTC調度集中系統無此項功能。

2.3.13 貨運運單

綜合調度指揮系統在裝車計劃批復后可產生貨物運單，在與發貨人簽訂紙質貨物運單后進入收貨、裝車環節；CTC調度集中系統無此項功能。

2.3.14 電子貨票

綜合調度指揮系統根據裝車計劃的執行情況，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）。包括：運單號、貨票號、車種、車號、貨種、或物量、發貨人、始發站、終到站、收貨人、運行里程和運價等。CTC調度集中系統無此項功能。

2.3.15 運輸統計分析

綜合調度指揮系統具備運輸實時統計分析，審核和管理運輸統計系統的基礎信息，實現運輸統計各專業的信息共享。具備貨運實時統計分析，對各類貨運信息進行統計分析，實現貨運經營效果的分析預測。具備機務實時統計分析，對機務信息進行統計分析，為總部、分公司和機務段的決策和預警提供信息。具備報表定制、圖形化統計分析功能；CTC調度集中系統無此項功能。

2.3.16 系統實用性

綜合調度指揮系統用統一信息平臺實現企業所有管轄鐵路車站的行車/現車/調車/貨運/機車管理，實現所有列車/調車進路的集中監控與監督。系統的統一綜合信息平臺包含了全部生產的調度計劃信息、執行過程信息和歷史數據，內部形成了一個生產環節的信息輸出構成下游生產環節的信息輸入，按照運輸生產的客觀規律實現信息聯動，減少了信息的人工錄入，保障信息的一致性，信息質量將得到大幅提高。因生產過程中過程控制系統產生的反饋信息也被集成，能夠實現信息流與列流、車流、物流、作業流的自動同步，使之高效、快速、直接地為企業的運輸生產流程服務。

CTC系統與貨運系統等各信息交換需通過專用接口實現。各系統完全獨立，存在信息孤島現象；調度指揮作業流程沒有同步優化，信息化效益發揮不明顯；CTC調度集中系統缺少總體規劃，設備重復投資且利用率低。

2.3.17 系統經濟性

綜合調度系統方案將相關的所有業務系統按照統一的標準進行重構，對原有的CTC與其他信息系統進行整合，各子系統間硬件資源共享，包括網絡設備、數據庫和應用服務器等，使資源得到有效利用，減少設備投入，降低工程投資。CTC調度集中系統的各子系統由不同廠家進行建設，需要獨立設置硬件設備。

3 方案選擇

綜上所述，結合本線自管自營的運維模式，滿足單線貨運鐵路運輸需求、安全要求和與國鐵車站銜接要求的前提下，考慮經濟性、實用性，建議本線調度指揮系統采用方案二，設置綜合調度指揮系統。

4 結束語

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