金溫鐵道公司鐵路綜合調度指揮系統總體設計與應用

朱椰毅

(浙江金溫鐵道開發有限公司，浙江 溫州 325000)

0 引言

浙江金溫鐵道開發有限公司(以下簡稱“金溫鐵道公司”)是浙江省內唯一一家由省方控股并自管自營的合資鐵路公司，隸屬于浙江省交通投資集團有限公司，目前負責金溫貨線(金華南—溫州)、金臺線(永康南—臺州)、樂清灣線(外垟—樂清灣)3條鐵路線的運營管理，其中：金溫貨線全長252 km，自國家鐵路東孝站引出，終止于溫州站，沿途共設27站；金臺線全長226.12 km，自永康南站引出，向東經壺鎮、磐安、仙居、臨海和臺州市區，最后客貨線分別接入國家鐵路臺州站和臺州南站，沿途共設19站；樂清灣線全長76.71 km，東起樂清灣港區，向西經永嘉、鹿城至外垟與金溫貨線接軌，沿途共設8站。

金溫貨線既有調度指揮中心系統是掛靠在中國鐵路上海局集團有限公司(以下簡稱“上海局集團公司”)調度指揮中心下的一個簡化版系統，只實現了計算機畫圖、運行圖透明以及與上海局集團公司調度所的計劃流轉等功能，隨著樂清灣線、金臺線相繼接入，運輸生產調度指揮范圍擴大，任務加重，不能滿足“三線合一”后調度工作要求，需要升級完善。

1 需求分析和建設目標

1.1 需求分析

金溫貨線、金臺線與上海局集團公司既有線路聯系緊密，與國家鐵路網絡互聯互通。但由于其不同于國家鐵路的性質，金溫鐵道公司鐵路綜合調度指揮系統存在以下特性需求。

（1）針對金溫鐵道公司一崗多職、相關崗位合并的特點，系統需要對相關專業的功能進行整合，使部分操作可以在一個界面一鍵完成，減少人工操作，提高工作效率，更加便于調度指揮崗位設置，使企業根據業務需要，對指揮崗位進行整合，達到減員增效的目的。

（2）金溫鐵道公司貨調工作職責與國家鐵路存在差異，金溫貨調需要填報3小時階段整點的實際裝車信息，監督車站的裝卸車進度，需要系統可以根據車站貨運系統實際裝車信息實時計算裝車計劃完成進度。

（3）數據分析統計功能需要對各類鐵路貨物運輸信息進行采集、統計分析，實現貨運經營指標的分析預測；對機車運用情況進行統計分析，為金溫鐵道公司和機務段的計劃決策和預警提供數據支撐；具備統計報表定制、圖形化顯示分析功能。

（4）系統要實現貨運計劃、編組計劃、甩掛計劃、調度命令、現車、確報、運行圖等運輸內容的綜合展示，以列車運行圖為基礎，實時采集列車運行狀態、機車運用狀態、列車編組、車站現車、車輛狀態等信息，融合構建綜合運行圖[1]。

1.2 建設目標

調度日常工作主要由計劃、執行、評價等3項內容循環構成。其中：計劃指調度的生產計劃，按照《鐵路運輸調度規則》，每日調度計劃內容主要包括貨運計劃、裝卸車計劃、列車開行計劃、機車周轉計劃和施工計劃；執行指調度生產計劃由列車調度通過組織列車開行兌現；評價即按照評價指標對相關運輸指標和計劃兌現情況進行統計分析，評估計劃編制質量和執行質量的優劣。調度日常工作內容示意圖如圖1所示。

圖1 調度日常工作內容示意圖Fig.1 Daily dispatching work

鐵路貨物運輸組織本質就是根據貨物運輸需求，通過編制鐵路運輸組織計劃，合理配置和利用鐵路運輸資源，以列車的形式，將貨物安全、準時、快速、精確地從生產地運送到目的地。金溫鐵道公司鐵路綜合調度指揮系統的總體目標是建設集中式鐵路運輸組織平臺，實現鐵路運輸生產作業精準化和調度指揮智能化[2]，具體目標如下。

（1）實現計劃協同編制，提高計劃兌現率。通過系統實現計劃臺、機調臺、施工臺、貨調臺間計劃的協同編制、數據實時透明；增強 T/D 結合交互信息類型[3]，實現計劃調度運行線與行車調度運行線實時同步，列車實際運行狀態實時、準確地向計劃調度臺反饋，為計劃編制的合理性提供數據支撐，提高計劃兌現率。

（2）實現車流自動推算，并通過毛玻璃界面在調度中心和車站進行實時顯示。通過列車到發計劃和列車編組，實現對車站卸車近期精確預報及遠期到達總量預報；根據車站當前待卸車和到卸計劃，推算卸空車數；根據重車到達情況，實時對重車停時進行監控，對大點車進行預警。

（3）實現列車開行計劃與貨運組織計劃相結合。按階段對車站待裝、待發、待卸、空車等貨車狀態進行停時監控和分類統計，自動統計車站裝車、卸車完成情況；根據列車編組車輛到站信息，自動生成車站甩掛計劃，列調臺在收到計劃調度員下達的車輛甩掛計劃后自動在列車運行線上相對應的車站生成甩掛作業信息，并對停站時間進行自動調整，防止作業車帶過站。

（4）實現列車實時運行圖與機車周轉圖相結合。機車運用計劃與列車開行計劃協同編制，機車實際周轉圖根據列車實際運行圖和列車速報自動生成；對機車運行軌跡和機車運用狀態轉換數據進行格式化存儲，可按機車號對上述信息進行查詢和統計分析；機車、乘務員信息與列車運行線綁定，可關聯查詢相關信息，并對司機超勞預警；對機車周轉計劃兌現情況、機車運用時間等進行統計分析。

（5）實現計劃兌現統計和調度質量考核等功能。收集、整理、提煉、分析列車運行時刻信息，發現列車運行中慣性晚點及運行時分超時的規律，便于對列車運行秩序進行評判，為優化運輸組織方案、提高調度組織水平提供數據支持。

2 系統設計

2.1 架構設計

金溫鐵道公司鐵路綜合運輸調度管理系統按照一個運行平臺、兩級應用架構設計，實現各業務基礎數據的統一管理，以及相關系統直接的數據共享，滿足鐵路公司調度中心、站段或車站兩級調度指揮模式下的運輸業務需求，涵蓋行車、計劃、貨運、施工、機車、統計等核心調度業務。

調度指揮中心設備主要包括數據庫存儲服務器、應用通信服務器、對外接口服務器、運維服務器、相關網絡設備以及信息安全等關鍵設備[4]。

數據庫服務器為系統存貯大量的基礎數據，為各系統提供相應的數據服務。數據庫服務器具體存貯的數據包括：設備基礎數據、基本圖、日班計劃、列車運行圖、機車周轉圖、列車運行計劃等。數據庫服務器采用雙機冗余，配置了大容量的網絡存儲器。

應用通信服務器是為貨物列車計劃、旅客列車計劃、特種列車計劃、施工審核、分析功能提供的數據服務、邏輯服務等應用服務，服務器采用雙機冗余方式。

接口服務器包括與TDCS接口服務器、旅服系統接口服務器、站段現車貨運系統接口服務器、與上海局集團公司TDMS系統接口服務器等。

本系統建設完成后，金溫鐵道公司整體的調度系統將從掛靠上海局集團公司經過分步平穩升級，實現擁有完整獨立的調度中心。金溫綜合調度系統設備結構圖如圖2所示。

圖2 金溫綜合調度系統設備結構圖Fig.2 Equipment structure of Jinwen comprehensive dispatching system

2.2 功能設計

金溫鐵道公司鐵路綜合運輸調度管理系統包括8個子系統，分別是：計劃調度管理系統、機車調度管理系統、施工計劃管理系統、貨運管理系統、統計報表和綜合查詢系統、調度命令發布平臺、供電調度管理系統、TD結合系統，各子系統主要實現功能如下。

（1）計劃調度管理系統。實現基本圖管理、日班計劃編制、階段計劃和甩掛計劃編制下發、車流推算等管理功能，以及列車預確報、貨運五、車站毛玻璃等查詢功能，系統將金溫、金臺2個計劃調度臺放置在同一個信息平臺下，圍繞實現全局一部列車工作計劃來編制班計劃，堅持區域內“一個列車一條運行線”“列車屬性信息全過程管理”的管理理念，提高了調度計劃的編制質量。

（2）機車調度管理系統。涵蓋機車交路編制、自動生成機車周轉圖、機車運用狀態管理、機車檢修計劃管理、機車運用軌跡查詢、司機超勞預警等多個功能模塊，系統依據日班計劃、列車開行計劃、機車狀態，輔助機車調度員完成機車日班計劃的編制，并對機車運用指標進行統計。

（3）施工計劃管理系統。實現施工月計劃的編制、提報、審批、下達，根據施工月計劃自動產生施工日計劃，根據施工日計劃自動生成施工調度命令和施工符號。增加設備故障檢查、軌道電路分路不良電子登銷記；建立工務、電務、供電等多專業沖突模型，對同一區域結合施工維修進行預警，有助于合理安排各專業的施工時間和作業內容，避免作業沖突帶來的安全風險。

（4）貨運管理系統。實現車站到卸預測、按階段推算卸空車數、配空計劃管理、匯總車站系統上報的裝卸車情況、空車查詢統計及重點任務盯控等功能，為貨調提供編制裝車日班計劃和卸車日班計劃的各種信息，自動或輔助生成貨運工作日班計劃，提高貨調工作效率。

（5）統計報表和綜合查詢系統。涵蓋列車正晚點統計、運報五統計、調度命令分類查詢、機車動態分布查詢、施工計劃查詢等多個功能模塊。自動獲取列車實際運行圖，從現車系統獲取車輛停留、走行信息，從貨運管理系統獲取車輛裝卸等作業信息，自動計算生成18點統計等相關報表[5]。

（6）調度命令發布平臺。實現包括調度命令的編制、發送、簽收、轉發、打印、查詢、命令執行的監控等功能，實現針對計劃調度、施工調度、值班主任、機車調度等崗位的命令內容要求格式多樣化的編制手段，與施工作業管理結合，實現施工調度命令輔助生成，與機車調度管理系統結合，輔助自動生成機務的運行揭示命令。

（7）供電調度管理系統。涵蓋停送電計劃編制、停送電計劃與行調互簽、異常信息登記、跳閘登記等功能模塊。通過停送電計劃在行調和電調之間的互簽，促進停送電簽認登記流程標準化，實現工區施工申報、電調申報、行調簽認調令下達的串聯，保障停送電安全。

（8）TD結合系統。系統通過深化TD結合，實現計劃圖和行車圖的物理分離、邏輯統一，實現“一條線”調度計劃管理，同時將編組、機車等運輸信息集成到運行線上，構建以運行線為核心的列車全生命周期管理體系；施工符號、施工日計劃通過TD接口一鍵上圖，形成對施工作業全過程一體化控制和閉環管理[6]。

金溫綜合調度系統功能結構圖如圖3所示。

圖3 金溫綜合調度系統功能結構圖Fig.3 Functional structure of Jinwen comprehensive dispatching system

通過對各子系統運輸業務數據進行整合，構建一體化綜合生產調度指揮系統中心平臺，有效整合各調度業務功能和數據，通過業務和功能的深度融合，增強系統內部及系統之間的業務關聯與聯動處理的協同性，可顯著提高調度指揮的自動化程度以及對事件的反應能力和處理速度。

3 后續系統優化方向

3.1 區域調度集中控制

目前金溫貨線、金臺線、樂清灣全線車站列車調度指揮系統均為TDCS系統，實現了階段計劃下達、列車自動報點和車次號自動跟蹤等功能，改變了過去車站值班員用電話向調度員人工報點、調度員用電話向車站下達計劃和命令、車站手抄再復誦的傳統方式，但無法實現對車站信號設備的操控功能。CTC系統具備較好的自動化和無人化優勢，可以實現對車站的遠程控制，后續可以逐步將部分車站升級為CTC系統，通過CTC系統，可以將分散的多個聯鎖車站集中統一進行信號自動化控制，實現區域集中控制，同時針對集中后站場范圍大、作業強度增加等特點，系統實現進路自動預排、信號自動開放，不再需要信號員手動點擊始終端開放進路，進而減少和取消部分現場作業員。系統的應用將進一步精簡作業人員、減輕操作員勞動強度，優化運輸崗位設置，可以提高運輸工作效率，實現運輸部門減員增效的目的，從而最終推動鐵路運輸調度指揮模式的變革。

采用區域集中控制方式后，區域集中控制調度示意圖如圖4所示。

圖4 區域集中控制調度示意圖Fig.4 Regional centralized control dispatching

如圖4所示，實施區域集中控制后，集控站所管轄的車站的調度計劃和調度命令均由集控站終端設備接收，集控站的值班員具備所管轄車站的股道運用權限，集控站信號員具備所管轄車站列車、調車進路辦理權限。

通過集中控制，可以大幅度提高鐵路行車自動化水平，同時，實施區域集中控制后，一些被控站只設置應急值守人員，可大幅減少對鐵路行車人員用工需求，可以把節約下來的人員補充到其它缺員部門，充分運用既有線路通過能力，提高行車人員勞動生產效率，改善勞動條件[7]。

3.2 機務段管控一體化

目前機務段在管理方面，雖然設置了機務信息化管理系統、乘務員出退勤管理系統、機車檢修系統、機調查詢終端、TDCS查詢終端等，但系統各自獨立運行，信息缺乏有效交互共享[8]，機車號、出入庫計劃等信息需要作業人員手工在多個系統之間重復輸入，加大了調度員的勞動強度和出錯的概率；信號控制方面目前需要通過聯鎖控顯機人工操作辦理調車進路，勞動強度大，缺乏一些調車進路的卡控手段。

通過實施機務段管控一體化系統，打通機務段與調度中心、相鄰車站之間的橫向、縱向聯系，實現機車工作計劃協同編制，實現計劃臺、機調臺、行調臺之間的信息高度融合，提高了機車、機班運用效率，減少機車待掛和乘務員無效待乘時間[9]。機務一體化作業流程示意圖如圖5所示。

圖5 機務一體化作業流程示意圖Fig.5 Workflow of locomotive operation integration

系統通過各個工種模塊的集成以及與外部系統的接口，實現段內機控、整備、檢修等各個工種的信息互通融合，提升系統的自動化程度，提高人員工作效率。比如通過與機車號識別系統的結合，實現段內機車全過程的自動跟蹤，將人員從反復錄入機車號、確認機車號的工作中解脫出來，有利于提高對應崗位的工作效率；通過與機務信息管理系統結合，實現機車出庫計劃的自動生成，同時增強計劃安全卡控，可以讓工作人員高效、正確地完成機車出庫計劃。

4 結束語

金溫鐵道公司鐵路綜合調度指揮系統通過整合、打通各業務系統之間的壁壘，實現信息共享，為金溫鐵路運輸調度指揮工作提供“一站式”的決策與數據支撐，為調度計劃編制提供更清晰的優化參考，顯著改善現有調度系統功能單一、效率低下、數據傳遞不暢等問題[10]，促進公司調度“大腦中樞”減負增效。項目的建成將為公司管內列車運行提供一顆“數字大腦”，實現各個崗位、各個系統間的信息、數據交換，切實提升調度指揮中心信息化、智能化水平。