基于区域联锁的地方铁路调度指挥信息管理系统

柏 青

（宁夏宁东铁路股份有限公司，宁夏 银川 750002）

地方铁路作为国铁的重要补充，在地区国民经济发展中起着重要作用。但地方铁路在路网规模、设备状况、运输组织、管理模式和人员结构等方面都与国铁有明显差异，并且各地方铁路企业之间也存在诸多不同[1]。近年来，随着地方经济的不断发展，地方铁路在运营里程、货物运量、技术装备、经营管理等方面都取得了长足进步。传统的人工调度指挥工作方式已经不能适应运输生产的需要，为提高运输能力和运输效率，各企业都在探索利用先进的信号控制系统和信息技术，实现调度指挥向信息化方向转变[2]。为此，研究采用一种基于区域联锁的“指挥—联锁一体化”地方铁路调度指挥信息管理系统方案，紧密结合地方铁路企业的运营特点，以提高运输安全与运输能力，降低运营成本，科学地利用资源为重点，将区域联锁、列车调度指挥和机车监测综合集成，集行车调度指挥、行车作业办理、列车运行监督、设备集中监测于一体，满足地方铁路行车指挥要求。目前，该系统在宁夏宁东铁路股份有限公司应用，有效提高了企业调度指挥水平和工作效率。

1 区域联锁与传统地方铁路调度指挥方式

区域联锁是指以计算机技术为核心，将不同地理位置的多个计算机联锁车站组成网络，把整个控制区域纳入到一个控制台，进行各车站间的联锁逻辑运算[3]。

1.1 区域联锁的优势

区域联锁是铁路信号控制系统的一种模式[4]，也是运力资源科学调整的重要技术手段。区域联锁相对于传统的联锁系统其优势如下。

（1）区域联锁实现了多车站的信号联锁闭塞设备的集中控制，改变了传统联锁、闭塞设备分散控制方式，使一个操作员可以对多个车站进行进路排列和办理闭塞，大大提高了工作效率，节约了人力资源。传统的 6502 电气集中联锁控制系统由车站值班员现场操作信号设备，所需人员较多，站间联系烦琐，设备维护成本高。而地方铁路的经营模式决定了其必须在保证安全的前提下，合理布局生产力，科学配置人力资源，努力降低运营成本，区域联锁为此提供了技术条件。

（2）区域联锁利用数字化的控制台进行操作，通过计算机网络将操作台控制命令传递给联锁系统，由联锁计算机实现联锁逻辑关系的运算和处理，将运算结果下达给执行单元，并将执行的结果实时反馈到控制台。在传统方式下，调度中心和车站缺乏数字化的信息传递手段，采用电话联系的方式进行行车调度指挥。调度指挥工作大多是由调度员手工铺画运行图，借助电话或传真等通信方式下达计划、调度命令和采集列车运行时刻，该工作方式效率低下、劳动强度大。区域联锁的全过程数字化，为微机监测和调度指挥的信息化提供了重要的基础条件。

1.2 区域联锁的结构

区域联锁主要包括区域联锁制式、网络结构、技术平台结构、操作平台和岗位设置、区域联锁技术应用等几个方面的内容。区域联锁系统结构有两种方式：集中式和分布式。

（1）集中式。集中式是指将联锁计算机 ( 下位机 ) 和操作员站 ( 上位机 ) 放置于同一地方，然后在每个车站放置 I/O 接口柜，所有现场信息通过光缆或专用传输通道，实现远程采集和控制。该方式对系统制造和维护管理要求很高，要求在软件、硬件和通信传输等方面都必须是安全系统，一旦出现故障将造成车站无法作业。

（2）分布式。分布式是指操作员站集中方式，联锁计算机和 I/O 接口等设备分别放在沿线各车站，操作指令通过光缆或专用通道传输。当网络发生故障时，系统授权下放，由各站备用操作员站进行操作，车站就地控制本站进路，避免因局部设备故障造成多个车站作业终止，保证了系统的可靠性和可用性。

为适应地方铁路通信传输等级较低的现状，该系统采用分布式区域联锁，如图 1 所示。

1.3 区域联锁的行车指挥方式

区域联锁操作平台一般由行车人员作业站、无行车人员作业站和调度中心组成。通常在行车人员作业站行车室设置一个操作台负责本站操作，其岗位设置为值班员、助理值班员各 1 名；在调度中心设置 1 名助理调度员负责无行车人员作业站的远程集中操作。

图1 分布式区域联锁系统示意图

在分布式区域联锁中，采用遥控、站控、非常站控 3 种行车指挥方式。在遥控方式下，助理调度员对区域联锁车站信联闭设备在调度中心进行远程集中控制，无行车人员作业站控制台不起作用；在站控方式下，车站控制台脱离区域联锁设备控制，助理调度员不能远程操作，由本地车站值班员实施操作；非常站控方式是指设备故障时，助理调度员无法远程集中控制，并且无法通过区域联锁设备进行控制，控制权下发的一种控制方式。

2 基于区域联锁的地方铁路调度指挥信息管理系统设计

调度指挥是铁路企业运输生产的大脑和心脏，其指挥水平和工作效率直接决定铁路的运输效率，及时准确的信息处理和传递是调度指挥工作的核心。在调度指挥信息化过程中，国铁全部采用“列车调度指挥系统＋铁路运输管理信息系统”( TDCS＋TMIS ) 实现列车运行指挥，分为 3 个层级，功能复杂繁多，岗位分工很细，而地方铁路的运输特点决定了其不可能全面照搬 TDCS 和 TMIS。因此，地方铁路必须立足自身运营特点，对调度指挥工作流程进行优化，利用先进的信息技术和计算机控制，最大程度地减轻调度人员的劳动强度，实现地方铁路运输组织的信息化、现代化，提高运输能力和效率。

采用一种基于区域联锁的“指挥—联锁一体化”地方铁路调度指挥管理信息系统方案，以区域联锁为基础，利用信息技术，将行车指挥、行车作业办理、生产作业组织、行车运行监督、设备集中监测于一体，结合 TMIS 与 TDCS 的特点[5]，从运输组织模式入手，系统既要功能完整，又要突出重点，并且要方便易用。

2.1 系统功能目标

从运输组织的角度，地方铁路调度指挥信息管理系统要以行车指挥为核心，将调度员、助理调度员、车站值班员、车号员 ( 货运员 )、机车乘务员等主要行车岗位有机衔接，构成一个统一的平台，使计划、现车、编组、调度命令等生产信息在此平台上按业务流程顺畅流转，从而提高工作效率。因此，该系统的主要功能包括调度监督、调度指挥、车站生产作业管理、车号自动识别、无线传输与接收、统计报表和查询等。

（1）调度监督。实时采集各车站信号和闭塞设备状态信息，传输至数据库服务器，经过处理后，以图形化方式在 DLP 大屏上显示各站站场股道及区间占用情况，并将主要站场视频监控图像接入，使调度员能够全面动态掌握现场和区间情况，从而更好地进行行车组织。

（2）调度指挥。调度指挥包括日班计划编制及三四小时阶段计划调整，列车车次自动追踪，列车运行图自动绘制，调度命令及行车计划网络下达，行车日志自动形成，调度命令、路票的编制、下达和传输，列车编组和现车查询等。

（3）车站生产作业管理。车站生产作业管理包括区间和站间“透明”，阶段计划查询和接收，调度命令接收和回执，列车运行报点，自动填写行车日志，车次追踪，列车编组计划的编制与传送，车站现在车管理，调车作业单编制下达、传输和追踪，货运装卸车管理等。

（4）车号自动识别。通过车号自动识别技术采集的车辆信息和调车作业单信息，自动跟踪每个车辆的运行轨迹，跟踪车辆现车的位置、状态，记录每个车辆的进站、出站时间，以及车号、编组顺序、装卸车情况等信息。

（5）无线传输与接收。通过无线传输调度命令、路票及调车作业单，实现了机车和地面间调度命令、路票和调车单的实时发送、接收、显示、打印及回执等功能。

（6）统计报表和查询。实现调度命令查询、自备车查询、列车编组查询、机车查询、现在车查询、调车作业单查询、列车正晚点查询。统计报表实现调度绩效统计、运输日况统计、日运量统计、地综报统计等。

2.2 地方铁路调度指挥信息管理系统的结构

地方铁路调度指挥信息管理系统由核心设备层、基础网络层和业务应用层构成，其结构如图2 所示。

地方铁路调度指挥信息管理系统结构中各层次的主要构成及作用如下。

（1）核心设备层。核心设备层包括数据库服务器、Web 服务器等，主要负责系统核心数据的存储和提供 Web 服务。数据库服务器采用双机热备系统，由 2 台服务器和 1 套磁盘阵列设备组成。安装操作系统和集群管理软件构成双机环境，数据库管理系统主要用于存储各种数据信息，如基本运行图、实际运行图、阶段计划、确报信息、现车信息、车号识别数据、调度命令等。

图2 地方铁路调度指挥信息管理系统结构示意图

（2）基础网络层。基础网络层包括防火墙、核心交换机、广域网和无线传输网络。其中，调度中心到数据库服务器距离较远，采用租用专用通道方式连接，车站与机房采用光纤或 2M 专线接入，采用环形、星形或环星结合的方式组成广域网，各站设置无线调度命令发送装置。

（3）业务应用层。业务应用层包括调度终端、车号和货运作业终端、查询终端、DLP 大屏幕、车号识别器等。

调度终端分为调度中心和车站值班员两种，分别实现行车调度指挥和车站作业管理功能。

车号和货运作业终端实现编组计划编制、现车核对、货运管理等功能。

DLP 大屏幕采用 DLP 高清晰度数码显示设备，实时显示车站股道及区间列车占用情况、列车运行图、视频监控等重要信息，实现调度监督功能。

2.3 系统技术创新

地方铁路调度指挥信息管理系统在技术方面的创新主要表现在以下方面。

（1）实现了调度中心—车站—机车全范围的信息覆盖。地方铁路调度指挥信息管理系统采用集成技术，系统功能覆盖了从调度中心到车站运输组织的主要环节，打破了条块和部门分割。系统架构精简，技术标准和操作界面统一，既实现了调度监督、阶段计划、调度命令、区间透明、现车、确报、车号识别、货运管理等各生产环节的数据需要，又有效满足了各子系统对系统资源与数据资源的共享需要。这种模式打破了国铁 TMIS 和 TDCS间的界限，减少了大量的数据交换，系统运行效率高，操作简便实用。

（2）用软件技术实现了对车次的自动实时追踪。与 TDCS 不同，该系统没有增加无线车次校核设备，而是利用信号联锁和闭塞设备的状态及逻辑关系，对车次和列车到发时刻进行追踪判断处理，自动跟踪列车运行状况，自动形成列车实际运行图，拉近了调度员和现场的距离，大幅降低了车次追踪系统的设备投入。

（3）通过广域网络和无线传输系统，提高了调度命令和调车作业单的传输效率。利用该技术在调度中心的调度员可以直接对机车下达调度命令，在机车上实现实时显示、确认回执、打印调度命令与路票、语音提示等功能，在车站上实现车站值班员直接向机车传送调车作业单，提高了作业效率和准确率。

基于区域联锁的地方铁路调度指挥信息管理系统，突破了地方铁路运输领域中调度指挥的传统理念，覆盖了运输生产的各个层面，并预留了新增系统接口。该系统功能齐全，技术先进，使地方铁路的车流、物流、信息流同步集成，实现了运输过程信息的共享。

3 系统应用分析

宁夏宁东铁路股份有限公司是宁夏自治区惟一的地方铁路企业，主要承担宁夏宁东能源化工基地铁路建设和运营任务，公司营业线路里程 225 km，运营车站 23 个。大枣线是宁东铁路网的运输主干线，单线全长 90 km，设有大沙沟、永丰、新华桥、灵武、横沟、黄羊墩、古窑子、羊场湾、枣泉 9 个车站。灵武电厂专用线从横沟站接轨，全长12.3 km，设有灵武电厂站，其中大沙沟、古窑子站为区段站，羊场湾、枣泉站为装车站，灵武电厂站为卸车站，其他 5 个车站为中间站，无装卸及其他技术作业。

3.1 系统应用情况

大枣线采取区域联锁模式，对有技术作业及装卸作业的车站，即古窑子、羊场湾、大沙沟、枣泉、灵武电厂 5 个车站设置行车人员，实施本地操作；只进行会让作业的永丰、新华桥、灵武、横沟、黄羊墩 5 个中间站，不再设置行车人员，仅由保卫人员负责站区巡视、值守。在调度中心设置一个操作台，由 1 名助理调度员负责上述 5 个车站的集中控制操作，同调度员一起远程指挥。

宁东铁路调度指挥信息管理系统覆盖了公司全部线路范围，具备调度监督、计划编制和下达、调度命令下达和接受、行车日志自动生成、实际运行图自动铺画、列车编组计划编制、现车管理和货运管理等，实现了调度指挥和车站作业的信息化。

调度中心每班设调度员 2 名，将列调、计划调、货调、机调、施工调、辆调、统计、分析等各工种调度功能实现高度集中。调度员除履行各工种调度工作职责外，同时监督助理调度员正确操纵控制区域联锁车站信号、闭塞设备。

车站值班员负责接收阶段计划、排列进路，编制行车日志、调车作业单。车号员编制编组计划和核对现车。

3.2 系统应用效果

地方铁路调度指挥信息管理系统的应用，对宁东铁路运输组织和企业管理起到了重要的支撑和推动作用。

（1）满足了宁东能源化工基地运量大幅增长的需求。2011 年，宁东铁路完成运量 3 100 万 t，是2007 年运量的 3.6 倍，运输技术指标得到较好的控制，极大地提高了运输效率。

（2）减少了人员设置，降低了人工成本。按一般中间站每站设置 10 人计算，5 个车站共需行车人员 50 人。调度中心按照岗位设置要求，需定员 35 人，而目前只设置 9 名调度员、4 名助理调度员，仅人工成本一项每年即可节约 720 万元，极大地提高了劳动效率，降低了运营成本。

（3）实现了 3 个创新。①通过新技术、新设备的应用，实现了技术创新；②将 5 个车站并入一个操作台并将操作台设置在调度中心，实现了作业方式创新；③促进了行车组织和指挥方式的改变，实现了管理创新。

实践证明，地方铁路调度指挥信息管理系统的应用使宁东铁路运输管理水平、运输效率和企业运营成本控制水平得到了极大的提高，经济和社会效益明显，达到了预期的目的。

4 结束语

采用基于区域联锁的“指挥—联锁一体化”地方铁路调度指挥信息管理系统方案，突破了地方铁路运输领域中调度指挥的传统理念，采用 TMIS 与TDCS 相结合的方式，在调度中心直接实现列车进路操作控制，这种新型管控一体化综合系统，实现了地方铁路调度指挥的信息化与智能化，提高了地方铁路运输调度指挥的整体水平。

[1] 熊燕斌. 关于开创地方支线铁路建设新局面的思考[J]. 综合运输，2009 (3)：29-31.

[2] 姜亚强. 调度指挥系统在企业自营铁路的应用[J]. 科技经济市场，2011 (8)：13-14.

[3] 张 杰. 无线列调系统在区域联锁模式下的应用[J]. 铁道通信信号，2011，47 (1)：53-54.

[4] 许 诚. 基于区域计算机联锁的 TDCS 的构建[J]. 铁道通信信号，2005，41 (10)：8-9.

[5] 王同军. 铁路调度指挥信息化建设的实践[J]. 铁道运输与经济，2006，28 (8)：67-69.