新朔鐵路調度集中系統優化設計

劉 燕，謝生智，陳永明

（國能新朔鐵路有限責任公司，內蒙古鄂爾多斯 017100）

國能新朔鐵路有限責任公司下轄大準鐵路、準池鐵路和新準鐵路，營業總里程631 km。線路橫跨內蒙古西部和山西省北部，深入內蒙古鄂爾多斯和山西朔州市大型能源基地，經包神線、甘泉線北望甘其毛都口岸，經東烏線、三新線西通寧東礦區，經大秦線、朔黃線東達北方4 港；主要承擔著國家能源集團準格爾礦區和地方煤炭外運的重要任務，是國家能源投資集團有限責任公司（簡稱國家能源集團）鐵路網的重要組成部分，其運輸安全和效率直接影響國家能源集團“產運銷”一體化戰略的實施，是“爭運量、保暢通”的關鍵部分。

1 新朔鐵路調度系統應用現狀

1.1 建設鐵路調度系統的必要性

鐵路運輸業務不斷發展，列車調度指揮系統和調度集中系統已經覆蓋全路調度所和車站，成為鐵路運輸生產中不可或缺的行車調度指揮系統[1]。該系統由大量計算機設備、網絡設備、專用設備和各種業務軟件組成，有效降低了工作人員的勞動強度，極大提高了運輸組織效率，為迅速提高運能奠定了堅實基礎[2-3]。繼2006 年全路18 個鐵路局公司全局覆蓋列車調度指揮系統之后，調度集中系統作為列車調度指揮系統的高效運輸系統延伸，是一種新型的行車指揮和信號控制設備，同時也是一種新的高效運輸組織管理模式[4]。該系統是整個貨運專線運輸信息系統的核心，覆蓋調度中心和車站幾乎所有重要的運輸崗位。作為信號設備，采用了高可靠技術以保證信號安全，并可以與貨運專線功能相對簡單的其他專業調度（如計劃、施工、貨運、電力等）進行有機結合，實現行車集中指揮自動化、智能化和高效化[5]。

1.2 原調度系統應用情況

2019 年新朔鐵路組建成立，原大準、準池、新準鐵路組建成為國家能源集團新朔鐵路有限責任公司。原大準、準池鐵路使用鐵科院調度集中2.0 及列車調度指揮2.0 系統，先后于2016 年及2017 年組織在大準線、準池線部分站點進行調度集中系統運輸試驗。由于大準、準池鐵路無線列調通信網絡使用450 MHz+400 kHz，存在“大三角”及“小三角”通信不暢問題，帶寬無法滿足調度集中2.0系統進路預告及無線調度命令上車等功能的實現[6]，助理調度員作用無法充分發揮。后調度集中系統各車站降級使用列車調度指揮2.0 系統。原新準鐵路由于建設初期未使用調度指揮系統，行車指揮使用基本的行車方法。

1.3 現鐵路調度系統概況

新朔鐵路在用國家能源集團鐵路調度系統調度中心設置遠程調度臺終端及14 個綜合調度信息模塊，如圖1 所示。實現43 個車站與新建的神池南調度中心機房通信功能，配套建設貨運營銷、機務調度、施工管理等計劃管理。目前已完成新朔鐵路管內3 條鐵路（大準、準池、新準鐵路）調度系統功能的正式開通，14 個信息模塊部分實現正式開通。

圖1 新朔調度系統框架示意Fig.1 Xinshuo railway dispatching system framework diagram

1）信號部分

新朔鐵路系統公司管內43 個車站的調度系統設備全部新設，采用調度集中3.0 系統及列車調度指揮系統3.0 系統，其中燕莊、黍地溝等共計39站按照調度集中3.0 系統設置，點岱溝、南坪、岱海電廠、唐公塔電廠共計4 站按列車調度指揮系統3.0 系統設置。新設車站服務器6 套。全部新設車站自律機/綜合處理機、電務維護終端、車站服務器、通信質量監督設備、車務終端、信號員終端、車務管理終端、網絡設備、電源設備、信息安全設備和防雷設備等。

2）信息部分

信息系統部分共分為10 個模塊（計劃調度、車站管理、移動終端APP、統計分析、貨運營銷、機車調度、車輛調度、貨運調度、施工調度、系統管理）建設。

3）通信部分

管內43 個車站共劃分為5 個環路，采用環路雙網結構統一接入神池南核心網絡，再通過專用通道延伸至遠程調度中心，實現異地實時指揮。

1.4 安全風險及改進措施

調度集中系統的安全性對調度指揮效率和運輸生產安全具有重要影響。系統可能出現故障的原因有多種，如設備與既有線路兼容性不足、中心設備距離較遠、新技術應用后操作人員不熟悉、新設備上線后維護人員和操作人員基本技能不扎實，以及組織管理上存在諸多薄弱環節等。對此：首先，建議提高維護設備質量，通過委托專業化機構進行定期巡檢，確保調度系統設備的正常運行；其次，依據《調度集中系統技術條件》（Q/CR 518-2016）第13.1 條規定調度集中系統應配置運維子系統即綜合維護平臺[7]。該平臺集設備監控、網絡監控和應用程序狀態監控于一體，能夠在線實時監測、故障診斷、遠程協同、應急處置和運維管理等功能，為調度系統運行監控、維護和管理提供技術支持；然后，完善規章制度也是提高調度指揮安全的有效措施。實時監控列車運行狀態，一旦出現故障，立即采取解決對策加以處理。加強對行車組織、設備維修、應急救援和檢測監控等方面的重視學習，開展非正常情況下的應急行車組織培訓及演練工作；最后，提高調度人員的綜合水平，培養處理突發事件的能力。這些建議都是為了保障調度集中系統的安全，而調度集中系統是整個運行系統的關鍵部分，必須確保分散自律調度集中系統設備運行的安全。

1.5 現調度系統面臨的問題

由于受限于450 MHz 無線列調系統帶寬，經調度集中系統行車試驗，進路預告功能無法應用[8]，無線調度命令上車試驗成功率約為70%～90%，調度集中3.0 系統下的分散自律模式（中心控制）功能無法實現。目前新朔鐵路在管內車站開通了分散自律模式（車站控制），實現了列車進路自動辦理。但是部分作業繁忙區段調度集中3.0 降級，只開通了TDCS 3.0 功能，仍使用非常站控模式辦理進路。對此，調度集中系統需要對業務繁忙區段的車站作業場景進行深入分析和適配性修改，以滿足新朔鐵路全線調度集中控制的要求。

系統建設時期提出了TD 結合的工作思路，從目前的信息系統建設及應用進度來看，系統實現了信號、通信、信息的“一張藍圖”建設。系統先后在朔黃、包神、新朔等單位開通應用，對現場作業、施工登銷記、計劃管理、調度信息化等方面的發展提供了較好的技術支持，較多原來的紙質作業由線下調整至線上執行，信息化水平進一步提升。目前來看，信息與信號之間的交流互通仍需進一步開發，例如現車管理與調度集中系統之間的信息交互障礙，導致調度集中系統在實現調車自動化方面存在著較多困難。對此，調度系統需要擴展TD 協議，以業務為主線，雙方信息進行深度融合。

2 新朔鐵路調度系統發展建議

2.1 控制集中化

2019 年12 月中國國家鐵路集團有限公司（簡稱國鐵集團）工電部組織完成普速鐵路調度中心站集中控制技術方案編制。為降低普速鐵路調度集中區段調度員工作強度，把調度員的部分工作下放車站值班員作業集中，提高職工工作的便利性，改善工作環境等方面從行業層面制定了統一標準。采用中心站集中控制，在中心站設置集控臺，將相鄰多個車站的操作集中到中心站控制。車站操作方式的車站，根據需要可納入中心站集控臺，也可單獨設置；車站調車方式的車站，全部納入中心站集控臺。分為“車站調車+車站操作(全部車站調車)”或“車站全部為車站操作方式”模式。集控站具備列車股道運用列車、調車進路辦理等功能[9]。集控臺內管轄車站全部納入車站操作方式時，調度臺僅安排列車運行計劃的次序，股道運用全部由集控臺分配。維持既有調度集中系統整體系統結構不變。中心站不單設本站車務終端，由集控臺擔任管轄所有車站車務終端職能。在中心站集中控制后，列車運行于區域集控范圍之內時，只與中心站的值班員（或內勤助理值班員）進行聯系，不再與區域集控站車站值班員進行聯系。

2.2 聯鎖一體化

目前主流計算機聯鎖系統為單獨成套，相對獨立運行，各站計算機聯鎖設備不進行組網聯合運用。根據國鐵集團對聯鎖系統改進工作部署要求，研究聯鎖一體化系統以實現多站計算機聯鎖設備組網運行及區間信號設備與站內信號設備一體化納入計算機聯鎖系統管理。既可實現區間聯鎖邏輯檢查以確保行車安全，又可實現多站聯鎖系統組網運行，實現集中控制，為減員增效提供有效途徑。

2.3 通信網絡現代化

LTE-R（Long Term Evolution for Railways）網絡是一種增強型的TD-LTE（Time Division Long Term Evolution）網絡，專門為重載鐵路的調度通信設計。它能夠支持重載組合列車無線重聯、集群調度通信、無線調度命令和無線車次號校核等業務，并滿足重載鐵路專用調度通信的要求[10]。調度員可以通過調度系統計算機編輯調度命令，并通過LTE-R 無線調度子系統以分組交換的方式將編輯好的命令傳輸到相應的機車司機處。機車司機可以通過車載調度命令接收子系統存儲和打印調度命令，并且調度員可以在調度系統顯示傳輸成功的信息。新朔鐵路在準池鐵路臥廠-神池南區段建設LTE-R 網絡，以滿足列車重聯通信、長交路列車開行等需求。基于北斗定位、5G 技術在鐵路通信網絡方面進行進一步探索，逐步開展大準線、準池線4G、5G、北斗技術的應用，帶動調度系統向新的發展方向。

3 結束語

新朔鐵路調度集中系統的實施使得調度員可以從繁瑣的手工作業中解脫出來，從而更加專注于運輸組織和安全保障方面的工作。同時，可以有效地規避傳統上依賴人主觀控制的一些安全因素，從而提高運輸安全性和運行效率。未來，打通信號+信息的梗阻，應用集中控制，研究多站聯鎖一體化，完善通信網絡，是調度集中系統在新朔鐵路的發展趨勢。調度集中系統將為新朔鐵路列車的高效運行提供可靠的保障，為提高效率、擴大運輸能力奠定基礎，為“能源保障、西煤東運”作出貢獻。