大準(zhǔn)鐵路調(diào)度集中系統(tǒng)應(yīng)用研究

杜海峰

摘 要：分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)，是基于TDCS系統(tǒng)上形成的更加現(xiàn)代化的調(diào)度指揮系統(tǒng)，隨著大準(zhǔn)鐵路二線的建設(shè)，大準(zhǔn)鐵路公司也即將啟用分散調(diào)度集中系統(tǒng)。該系統(tǒng)將階段性列車計(jì)劃下達(dá)到各個(gè)車站的自律機(jī)中，車站自主地執(zhí)行運(yùn)行計(jì)劃。CTC調(diào)度集中控制系統(tǒng)作為鐵路信息自動(dòng)化設(shè)備中的典型代表，正被廣泛運(yùn)用于大秦線、朔黃鐵路等重要的貨運(yùn)專線，大大提高了運(yùn)輸組織效率。本文對(duì)分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)在大準(zhǔn)鐵路公司的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：分散自律 調(diào)度集中 重載鐵路 大準(zhǔn)鐵路

中圖分類號(hào)： U29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）02（c）-0000-00

1 引言

大準(zhǔn)鐵路東起山西省大同市，西至內(nèi)蒙古鄂爾多斯準(zhǔn)格爾旗薛家灣，正線全長264公里，途經(jīng)兩省六旗縣（市），是我國西煤東運(yùn)的重要通道，調(diào)度集中系統(tǒng)是大準(zhǔn)鐵路復(fù)線建設(shè)的配套工程。

調(diào)度集中系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)設(shè)備的集中控制，進(jìn)而對(duì)調(diào)度區(qū)段內(nèi)運(yùn)行的列車進(jìn)行指揮。分散自律調(diào)度集中控制系統(tǒng)在大準(zhǔn)鐵路實(shí)施的話，可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一列車指揮、全線統(tǒng)一調(diào)度，發(fā)揮最優(yōu)的運(yùn)輸效率。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)的硬件由三部分構(gòu)成，即調(diào)度中心子系統(tǒng)、車站子系統(tǒng)以及調(diào)度中心和車站之間的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。

調(diào)度集中從鐵路運(yùn)輸組織模式上，包含著調(diào)度中心和車站兩級(jí)結(jié)構(gòu)，從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上來看，包含調(diào)度中心系統(tǒng)、車站系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。

2.1 調(diào)度中心子系統(tǒng)

調(diào)度中心子系統(tǒng)包括中心機(jī)房設(shè)備和各應(yīng)用工作站：

（1） 調(diào)度員工作站，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控管轄區(qū)段范圍內(nèi)的列車運(yùn)行情況，并指揮列車運(yùn)行；（2） 助理調(diào)度員工作站，實(shí)現(xiàn)無調(diào)車機(jī)車站的調(diào)車作業(yè)計(jì)劃的編制、調(diào)整和指揮等功能； （3） 值班主任工作站，可以實(shí)現(xiàn)行車組織信息的顯示和下達(dá)調(diào)度命令的功能；（4） 控制工作站，實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心人工進(jìn)路操作控制、閉塞辦理、設(shè)備非常處理的功能；（5） 計(jì)劃員工作站，實(shí)現(xiàn)列車日班計(jì)劃的編制和下達(dá)功能；（6） 綜合維修工作站， 可以實(shí)現(xiàn)天窗修、設(shè)置臨時(shí)限速和區(qū)間封鎖等功能；（7） 電務(wù)維護(hù)工作站，用于監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況；（8） 遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)器，用于遠(yuǎn)程緊急技術(shù)支持；（9） 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，用于保存各種數(shù)據(jù)和操作記錄；（10） 應(yīng)用服務(wù)器，用于運(yùn)行圖的自動(dòng)調(diào)整和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)交換；（11） 通信前置服務(wù)器，用于調(diào)度中心與車站子系統(tǒng)之間的信息交換。

2.2 車站子系統(tǒng)

車站子系統(tǒng)包括車站運(yùn)轉(zhuǎn)室設(shè)備和車站機(jī)械室設(shè)備：（1）車站自律機(jī)，主要功能用語接收來自調(diào)度指揮中心的調(diào)整計(jì)劃、操作命令和原車站值班員操作的命令，通過檢測沒有沖突，發(fā)給車站聯(lián)鎖系統(tǒng)并執(zhí)行。（2） 車務(wù)終端，用于完成調(diào)車作業(yè)計(jì)劃的編制、申請(qǐng)以及調(diào)車進(jìn)路和其他特殊進(jìn)路的辦理；（3） 電務(wù)維護(hù)終端，用于監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀況；（4） 綜合維修終端，在無人值守的車站，工務(wù)、電務(wù)和橋梁隧道在施工時(shí)，現(xiàn)場人員可以利用該系統(tǒng)與調(diào)度中心取得聯(lián)系。

2.3 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)局域網(wǎng)采用兩臺(tái)Cisco 系列交換機(jī)，提供用戶終端接入。由網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和傳輸通道構(gòu)成，根據(jù)大準(zhǔn)線的通道情況，系統(tǒng)采用2×2M專用數(shù)字通道組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議。

3系統(tǒng)功能與特點(diǎn)

該系統(tǒng)的使用，包含調(diào)度指揮的車次號(hào)自動(dòng)跟蹤、日班計(jì)劃的自動(dòng)調(diào)整、調(diào)度命令的下達(dá)、行車日志的自動(dòng)生成等所有功能。在這些功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)了車站列車進(jìn)路的排列和對(duì)設(shè)備的控制。

3.1列車作業(yè)模式

3.1.1 計(jì)劃調(diào)整模塊

列車計(jì)劃調(diào)整遵循單一指揮，按圖行車，確保重點(diǎn)等原則，利用運(yùn)行圖的冗余能力壓縮停站時(shí)間、調(diào)整列車區(qū)間運(yùn)行時(shí)間等。

（1） 自動(dòng)調(diào)整：系統(tǒng)根據(jù)已確定的運(yùn)行計(jì)劃自動(dòng)指揮在線列車的運(yùn)行，并實(shí)時(shí)監(jiān)視在線列車的運(yùn)行情況，不斷的比較列車實(shí)際運(yùn)行與運(yùn)行計(jì)劃，當(dāng)列車實(shí)際運(yùn)行與計(jì)劃運(yùn)行圖發(fā)生一定的偏差或檢測到其它情況時(shí)，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行計(jì)劃，提供優(yōu)化方案，由調(diào)度員確認(rèn)后下達(dá)車站，自動(dòng)控制列車運(yùn)行。

（2） 人工調(diào)整：當(dāng)調(diào)度員認(rèn)為有必要對(duì)系統(tǒng)生成的運(yùn)行計(jì)劃進(jìn)行修改或列車實(shí)際運(yùn)行偏離運(yùn)行計(jì)劃達(dá)到一定程度而系統(tǒng)提供報(bào)警時(shí)，調(diào)度員可人工介入調(diào)整列車運(yùn)行計(jì)劃

3.1.2 自動(dòng)選排列車近路：車站自律機(jī)能夠?qū)崟r(shí)接收調(diào)度中心下達(dá)的列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃，并且依據(jù)列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃，按接車、發(fā)車和通過不同作業(yè)類型自動(dòng)生成具有優(yōu)先級(jí)的列車進(jìn)路指令序列存入數(shù)據(jù)庫。當(dāng)進(jìn)路自動(dòng)觸發(fā)執(zhí)行時(shí)機(jī)滿足后，自動(dòng)進(jìn)行聯(lián)鎖檢查，并發(fā)送到車站聯(lián)鎖系統(tǒng)執(zhí)行。

3.1.3 車機(jī)聯(lián)控：系統(tǒng)的車機(jī)聯(lián)控模式為指路行車。系統(tǒng)通過無線調(diào)度命令傳送系統(tǒng)向司機(jī)提供車機(jī)聯(lián)控信息，自動(dòng)以語音、文字方式傳達(dá)給司機(jī)。

3.1.4 列車車次號(hào)：系統(tǒng)綜合利用階段計(jì)劃、邏輯跟蹤、人工干預(yù)修正、車次號(hào)校核系統(tǒng)等信息，按照人工干預(yù)優(yōu)先，以及取大數(shù)原則完成列車車次號(hào)的追蹤，確保及時(shí)、準(zhǔn)確無誤。列車車次號(hào)原則上建立在TDCS系統(tǒng)平臺(tái)上。

3.2 調(diào)車作業(yè)模式

3.2.1 計(jì)劃執(zhí)行模塊

（1） 計(jì)劃自動(dòng)執(zhí)行：由助理調(diào)度員根據(jù)列車日班及調(diào)整計(jì)劃編制調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，由調(diào)度中心下達(dá)車站自律機(jī)自動(dòng)生成調(diào)車進(jìn)路指令予以執(zhí)行。

（2） 人工直接控制：由調(diào)度員或車站值班員直接辦理調(diào)車進(jìn)路，通過車站自律機(jī)控制執(zhí)行。

3.2.2 計(jì)劃管理模塊：所有的調(diào)車作業(yè)均納入系統(tǒng)自動(dòng)控制，其調(diào)車作業(yè)計(jì)劃由調(diào)度中心助理調(diào)度員集中編制納入計(jì)劃管理。調(diào)度中心編制的調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，主要包括作業(yè)車站、作業(yè)車次、鉤計(jì)劃、每鉤作業(yè)時(shí)分、涉及到的部分列車調(diào)整計(jì)劃和站場平面示意圖的內(nèi)容。

3.3 車站通信中斷后的系統(tǒng)工作模式

3.3.1 雙線自動(dòng)閉塞區(qū)段：無人車站通信中斷后，車站自律機(jī)應(yīng)按原列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃繼續(xù)自動(dòng)執(zhí)行，列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃執(zhí)行完畢后，通信仍未恢復(fù)正常時(shí)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置為自動(dòng)通過狀態(tài)。

3.3.2 自動(dòng)站間閉塞區(qū)段

（1） 自動(dòng)閉塞正常：無人車站通信中斷后，車站自律機(jī)應(yīng)按原列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃繼續(xù)自動(dòng)執(zhí)行，列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃執(zhí)行完畢后，通信仍未恢復(fù)正常時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)將本站正線道岔自動(dòng)鎖閉為正向直股狀態(tài)。司機(jī)憑調(diào)度命令行車。

有人車站則立即轉(zhuǎn)為車站非常站控模式，由車站值班員現(xiàn)地辦理列車、調(diào)車作業(yè)。

（2） 自動(dòng)閉塞故障：無人車站通信中斷時(shí)，立即停用該站閉塞設(shè)備，車站自律機(jī)同時(shí)停止執(zhí)行原列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃，等待處理。

3.4 其他

3.4.1 記錄及自診斷功能：系統(tǒng)具有自我診斷、運(yùn)行日志保存、查詢和打印等功能，并實(shí)現(xiàn)維護(hù)專家系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)對(duì)所有的人工操作具有完整的記錄、查詢和打印的功能。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控電源狀態(tài)，實(shí)時(shí)保存列車、調(diào)車作業(yè)等重要信息，以備停電恢復(fù)后正常運(yùn)行。

3.4.2 與其他系統(tǒng)的信息交換：系統(tǒng)能夠與其他信號(hào)系統(tǒng)結(jié)合，并能與其他系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，主要體現(xiàn)在與相鄰的TDCS系統(tǒng)交換信息，與TDCS系統(tǒng)交換信息，與其他調(diào)度集中系統(tǒng)交換信息，以及與紅外線軸溫檢測系統(tǒng)、無線車次號(hào)較核系統(tǒng)、編組站信息系統(tǒng)、供電遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等系統(tǒng)間互連及信息交換。

3.4.3 非常站控模式：非常站控模式是指當(dāng)系統(tǒng)設(shè)備故障、發(fā)生危及行車安全的情況或設(shè)備天窗維修、施工時(shí)，脫離系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)為車站傳統(tǒng)人工控制的模式。

分散自律控制模式與非常站控模式的轉(zhuǎn)換，采用帶計(jì)數(shù)器的非自復(fù)式鉛封非常站控按鈕或開關(guān)在車站進(jìn)行操作。

4 CTC系統(tǒng)實(shí)施步驟研究

4.1 大準(zhǔn)鐵路基本情況：2014年6月24日點(diǎn)岱溝—九蘇木區(qū)段（163km）二線建成后，雙線區(qū)段運(yùn)輸能力達(dá)到2.3億噸，九蘇木--燕莊單線區(qū)段（101km）運(yùn)輸能力達(dá)到8500萬噸。

大準(zhǔn)鐵路目前采用的是TDCS系統(tǒng)，信號(hào)聯(lián)鎖方式為6502電氣集中聯(lián)鎖和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，其中6502電氣集中聯(lián)鎖車站正在逐步改造淘汰中。

4.2 CTC開通步驟：為了減少不同系統(tǒng)分界給運(yùn)輸生產(chǎn)帶來的影響，建議大準(zhǔn)全線安裝CTC系統(tǒng)，即在線路開通計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖和區(qū)間自動(dòng)閉塞的同時(shí)，同步開通CTC系統(tǒng)的TDCS功能模塊，待全線都具備CTC系統(tǒng)開通條件時(shí)，再擇機(jī)正式開通CTC功能。

4.2.1 點(diǎn)九段改造：對(duì)點(diǎn)岱溝站到九蘇木站間完成CTC系統(tǒng)安裝調(diào)試，開通計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車站的根據(jù)實(shí)際情況開通CTC或TDCS功能，6502車站保持TDCS調(diào)度方式；待完成計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖改造后，對(duì)點(diǎn)九段全線開通CTC功能。

4.2.2 點(diǎn)支、點(diǎn)聯(lián)線：就目前生產(chǎn)情況而言，點(diǎn)支、點(diǎn)聯(lián)線涉及到的點(diǎn)岱溝站、南坪站、肖家站等均為裝車站，作業(yè)種類、運(yùn)行復(fù)雜，暫不適合CTC系統(tǒng)；其中龍王渠站銜接兩個(gè)方向，也不適于CTC功能。

4.2.3 全線開通：對(duì)原TDCS系統(tǒng)的整合后，CTC可依據(jù)鐵道部通用協(xié)議接管并開通TDCS功能。CTC具備良好的TDCS兼容性，分段實(shí)施更加有利于提高運(yùn)輸生產(chǎn)能力，降低工作強(qiáng)度；此外，當(dāng)CTC區(qū)段涵蓋6502聯(lián)鎖時(shí)，我們也可完成車次跟蹤等TDCS基本功能。

5 結(jié)束語

大準(zhǔn)鐵路即將啟用的重載鐵路列車調(diào)度集中控制系統(tǒng)采用了先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，安全性能高、可靠性強(qiáng)、運(yùn)營維護(hù)方便。各車站可以根據(jù)列車運(yùn)行計(jì)劃自行協(xié)調(diào)接發(fā)列車計(jì)劃和調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，體現(xiàn)了中央控制指揮和各車站自動(dòng)執(zhí)行的思想。該系統(tǒng)的啟用，可以使線路的通過能力得到加強(qiáng)，保證重載鐵路運(yùn)輸網(wǎng)的高效率和安全性，分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)的使用能夠滿足重載運(yùn)輸?shù)男枨蟆?/p>

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