新型铁路调度系统的研究

李 华

LI Hua

（中铁第四勘察设计院集团有限公司通信信号研究设计处，湖北武汉430063）

(Communication & Signal Design & Research Department， China Railway SIYUAN Survey and Design Group Co.，Ltd.， Wuhan 430063， Hubei， China)

新型铁路调度系统的研究

李 华

LI Hua

（中铁第四勘察设计院集团有限公司通信信号研究设计处，湖北武汉430063）

(Communication & Signal Design & Research Department， China Railway SIYUAN Survey and Design Group Co.，Ltd.， Wuhan 430063， Hubei， China)

通过分析我国铁路调度系统发展过程中存在的问题，针对已有调度系统功能单一、信息共享难度较大的实际情况，提出以统一平台、集中指挥、管控一体为主要特征的新型调度系统理念。新系统融合编组站综合集成自动化系统(CIPS)、调度集中系统(CTC)等成熟系统的技术和设计思想，以统一信息平台为基础，实现管辖范围内所有车站行车、现车、调车、货运、机车等信息的统一管理和基于统一信息的同步作业管理，实现所有列车、调车进路的集中监督与控制，代表着铁路调度系统集成化、综合化、智能化的发展方向。

调度系统；统一平台；集中指挥；管控一体

1 概述

我国铁路调度系统信息化建设以铁路运输管理信息系统 (TMIS) 工程为发端[1]，经过全路信息技术人员多年的努力，建立了比较完善的信息化组织结构，积累了信息系统开发的经验和人才，基本建成了运输组织、客货营销、经营管理 3 大领域的相关系统，如运输调度管理系统 (TDMS)、列车调度指挥系统 (TDCS)、客票发售与预订系统(PMIS)、铁路货票信息管理系统、货运技术计划系统 (FMOS)、公务管理信息系统等。在 TMIS 等系统建设的基础上，按照铁路改革要求改建、新建了一些信息系统，已经具备了一定的综合化、平台化特征，如货运电子商务平台、铁路客户服务中心、调度集中系统 (CTC)、列车运行控制系统(CTCS)、编组站综合集成自动化系统 (CIPS) 等。

总体来看，我国铁路网庞大，管理分工细而单一，由于历史原因，信息和控制系统往往按车务、机务、工务、电务、车辆等专业发展，甚至同专业内部也因传统研发和管理归口的割裂发展而导致各种系统功能单一、小而多的局面。

具体而言，目前我国铁路广泛使用的信息系统纵向是按照列车、车辆、机车、货物，横向是按照站、区段建成的不同信息平台；列车、车辆、机车、货物等信息间达不到紧密关联，内部缺失对应关系，共享困难，无法实现信息流与列车流、车辆流、作业流、物流的同步；信息管理与运营控制脱节，铁路自动化水平提高受到了限制。多年来，各系统试图相互融合，但依赖于简单的接口方案无法解决不同平台间的信息一致化问题。更重要的是，现有的调度系统是功能相对单一的运输管理系统，各系统只掌握局部的现场作业实时情况，不能实现列车、车辆、机车、货物等实时联动的现场作业追踪，因而从根源上无法实现铁路的综合自动化、智能化。近年来，中国铁路总公司组织实施了运输信息集成平台，在现有的系统之上对信息进行集成加工再分发，但仍然不能完全满足铁路的综合自动化调度需求。因此，根据调度系统升级总体方案，提出最终应建设统一信息平台，实现管控一体化。

2 国外铁路调度系统现状

欧洲、美国、日本等铁路大部分采用以调度集中为基础的综合调度系统，实现以安全为前提，集列车运行管理、调度监督、机车车辆监控和旅客信息服务等功能为一体的运输管理信息化，大大提高了运输效率[2]。例如，日本新干线综合运输管理系统 (COSMOS) 在计算机辅助行车指挥系统 (COMTRAC) 和新干线管理信息系统 (SMIS) 的基础上对硬件、软件和网络进行改进和完善发展而成，是一个以自主分散运行管理系统为中心，集运输计划、运输管理、站内作业管理、维修作业管理、车辆管理、设备管理、信息集中监视、电力系统 8 个子系统于一身，相互间实现信息共享的系统[3-4]。欧洲铁路运输管理系统 (ERTMS) 以欧洲列车控制系统 (ETCS) 为标准、GSM-R 为平台、欧洲点式应答器为定位手段，包括 ETCS、GSM-R 和运输管理3 个子系统，其主要功能包括行车指挥 (确保列车在路网中的安全运营) 和运输管理 (处理车辆和基础设施管理问题，保证对线路能力和车辆应用的优化配置)[5]。美国通用电气公司的 RailEdge 系统有一个专门面向企业级铁路的精确调度系统，是为煤矿到港口的货运专线量身定制的“导航”调度系统，采用包括智能计划和运营控制 2 个层面的集成调度，集合了智能通信、防灾、电力监控系统(SCADA)、环境与设备监控系统 (BAS) 等，在美国 Norfolk Southern 公司线路上应用后降低了调度员的工作强度，增加了运行密度，减少了运输等待时间，提高了运量和资源利用率，使列车正点率和列车运行速度明显提高。

从国外铁路的发展可以看出，现代铁路调度系统朝着大型化、综合化和智能化方向发展。

3 新型调度系统技术研究

结合国内外铁路调度指挥系统的现状及发展方向，提出一种融合 CIPS、CTC 等系统技术和设计思想，基于统一信息平台的新型调度系统。新型调度系统采用统一信息平台实现管辖范围内所有车站行车、现车、调车、货运、机车等的统一管理及同步作业管理；实现所有列车、调车进路的集中监督和控制。在调度中心层面，新型调度系统覆盖铁路运输中所涉及的计划调度、行车调度、机车调度、车辆调度、货运调度、施工调度等主要调度工种；在基层站段层面覆盖车站调度、车站值班员、货运员等车站运输岗位；在维护层面覆盖电务维护和信息维护工种，形成一个包含车务、机务、工务、电务、车辆等业务的综合型调度平台。

3.1 统一平台

新型调度系统的统一综合信息平台包含全部生产计划信息、执行过程信息和历史数据，按照运输生产的客观规律实现信息联动，一个生产环节的信息输出构成下一个生产环节的信息输入，内部形成信息闭环，可以减少信息的人工录入，保障信息的一致性，从而大幅提高信息质量。任何应用所产生或改变的数据均要接受其他应用的正确性检验，即通过跨应用的信息卡控技术体现生产流程间的信息约束和信息链完整性，以确保数据的惟一性，保障各种应用数据的完全一致和同步。由于生产过程控制系统产生的反馈信息也被集成，能够实现信息流与列车流、车辆流、物流、作业流的自动同步，使之高效、快速、直接地为运输生产流程服务。

以计划为主线的统一信息平台将取代计划调度、行车调度、机车调度、货运调度等对应的独立分平台，不同工种共用统一的数据。

（1）统一平台支持的所有岗位之间信息透明、对称和一致，一个岗位操作生效引起的信息变化主动、实时地推送到其他岗位。

（2）统一平台维护一部完整的计划，该计划包含所有车站车流和列车运行线等信息，对所支撑的岗位而言，这部计划数据具有惟一性，即各岗位共同拥有并围绕同一部计划分段、分类加工。

（3）由于统一平台信息的完整性和各岗位共同拥有的特点，可以实现基于整体信息的动态全局优化，超越了单一工作岗位的局部优化，更符合运输生产的客观规律。

3.2 集中指挥

在统一平台、取消结合部岗位的前提下，将原来分散在各站的现场调度及作业与不同操控点控制，集中为在铁路调度控制中心统一调度和集中控制，由于取消了中间联系环节，有助于减少作业接口，精简部分岗位的作业人员，减少调度指挥层次，提高运输效率及自动化程度，从而保证行车安全。

集中指挥是分层次、分职能进行的。按照中国铁路总公司“一部计划，一条线，一台机车”的原则，全局统一考虑、协同编制日班计划，以便进行统一的指挥管理；而在执行层面的行车调度，可以按照现有模式分台管理；作业复杂的编组站可以在全局统一计划安排下完成本站的调度指挥。

在功能上，中心层面主要负责全局计划，如基本运行图、日班计划、阶段计划、机车交路、货运计划、车辆检修计划等；站段层面具体编制取送车计划、调车计划、机车派班计划、检修车辆调车计划等。站段编制计划的依据为中心下达的各种全局计划，并根据站段的实际作业情况进行综合考虑，目标是兑现全局计划；如果不能兑现，应及时反馈以便调整全局计划，避免执行与计划脱节。

3.3 管控一体

新型调度系统从传统的以列车运行监控为主，向综合化、集成化、智能化方向发展，涵盖生产计划管理、运营管理、执行过程控制、运营维护等业务[6]，由简单的监控型调度体系转向控制与管理一体化。

新型调度系统以接发车计划、调车计划、本务机车站内折返计划、调车机车工作计划等为依据，产生并向车站联锁系统实时下达操作指令，操控所有列车进路、调车进路的自动办理[7]。另一方面，包括各车站计算机联锁系统在内的全部信息均实时接入统一平台，系统通过统一平台掌握线路上所有车站作业情况，实时优化管内路网整体动态，实现计划管理与执行过程的有机结合，以及管理和控制的一体化。

管控一体化可以避免管理与控制脱节，便于各部门、各环节协调统一，实现信息资源共享[8]，同时可以提高企业运输生产效率，改善运输作业条件，保证运输安全，使生产作业从计划的编制、下达、执行到反馈、监督、评估、分析等环节实现无缝连接，体现运输生产的整体效益。

4 结束语

借鉴国外铁路发展经验和我国铁路的运营实践，调度指挥的最终目标应朝着统一调度、集中指挥、管控一体的方向发展，取代分散调度为主体、中心调度协调的落后模式，才能有效地实现铁路运输的整体优化和现代化；建设以信息集成为核心、融合调度指挥全业务的综合调度系统，摒弃零散割裂、分门别类的孤立信息平台，才能实现真正的智能化。随着信息技术的发展，系统集成是大趋势，高效率的集中操控能够避免分散操控带来的协调难等问题。调度统一指挥、行车统一操控、信息高度集成、管理控制一体是铁路运输指挥的必然趋势，新型调度系统的实现将进一步提高我国铁路调度指挥水平。

[1] 王洪胜. 基于PETRI网技术的动车段检修作业流程模型与方法研究[D]. 北京：北京交通大学，2007. WANG Hong-sheng. Research on Model and Method of Rolling Stock Depot Repair Flow based on Petri-net Technology[D]. Beijing：Beijing Jiaotong University，2007.

[2] 崔艳萍，庄 河. 国内外铁路调度集中系统的差异性分析[J]. 铁道运输与经济，2013，35(4)：16-21. CUI Yan-ping，ZHUANG He. Analysis on Differences of Railway CTC System in China and Foreign Countries[J]. Railway Transportation and Economy，2013，35(4)：16-21.

[3] 李 平，张莉艳，杨峰雁，等. 国外铁路智能运输系统研究现状及分析[J]. 中国铁道科学，2003，24(4)：12-17. LI Ping，ZHANG Li-yan，YANG Feng-yan，et al. Analysis of Present Research Situation and Targets of the Railway Intelligent Transportation System(RITS) [J]. China Railway Science，2003，24(4)：12-17.

[4] 村山一雄. JR东日本公司的新干线综合运输管理系统(COSMOS) [J]. 中国铁路，2000(11)：42-45.

[5] 李红君，钟章队. 基于无线的列车控制系统[J]. 铁道通信信号，2002，38(2)：38-41.

[6] 赵春雷，刘志明. 高速铁路调度指挥体系的研究[J]. 中国铁路，2010(12)：34-37. ZHAO Chun-lei，LIU Zhi-ming. Research on Dispatching Command System for High-speed Rail System[J]. Chinese Railway，2010(12)：34-37.

[7] 丁 昆. 铁路编组站CIPS系统的研究[J]. 中国铁路，2009(11)：27-31. DING Kun. Study on CIPS System of Railway Marshalling Yard[J]. Chinese Railway，2009(11)：27-31.

[8] 俞 平. 成都北编组站CIPS的功能与运用[J]. 中国铁路，2008(5)：31-37. YU Ping. Functions and Application of CIPS in Chengdu-north Marshalling Yard[J]. Chinese Railway，2008(5)：31-37.

责任编辑：刘 新

云南首次开行时速160km城际列车

2015 年 8 月 31 日，云南首次开行昆明至楚雄时速 160 km 城际列车，当日发送旅客 1 000 余人。9 月 1 日，昆明至曲靖时速 160 km 城际列车也正式开行，前来体验的旅客络绎不绝。

昆明站值班站长介绍，旅客主要以公务、旅游、商贸客流为主，根据目前的售票情况来看，接下来几天客流将十分火爆。

地处祖国西南边陲的云南山高谷深、交通相对落后，火车运行速度慢。此次开行的城际列车选择我国目前先进的和谐型电力机车和环境舒适的 25T 型客车，最高运行时速 160 km，昆明至曲靖、楚雄等滇中主要城市仅需 1 h 左右，比公路节省 1 个多小时，对加快滇中城市经济一体化发展进程、带动云南各族人民全面建成小康社会，具有十分重要的意义。

据了解，昆明铁路局初期每日开行昆明至楚雄、曲靖方向各3对城际列车。近期，昆明至曲靖城际列车将逐步增加至 11 对，昆明至楚雄增加至 4 对。随着云南铁路网进一步优化，昆明铁路局还将增开昆明至玉溪、蒙自等方向的城际列车。

（摘自《人民铁道》报）

Study on New Railway Traffic Control System

Through analyzing the problems existing in development process of railway traffic control system in China, targeting with the actual status of existing traffic control system like single function and diffcult information sharing, this paper puts forward the concept of new traffic control system with the characteristics of unified platform, centralized command and integrated management & control. The new system combines the technologies and design ideas of mature system like CIPS and CTC, takes unified information platform as the foundation, realizes unified management of all information like train operation in station, cars, shunting cars, freight cars and locomotives, the synchronous operation management based on unified information, and the centralized supervision and control of all trains and shunting route, and also represents the development trend of integration, comprehensiveness and intelligence of railway traffic control system.

Traffic Control System; Unified Platform; Centralized Command; Integrated Management & Control

1003-1421(2015)09-0018-04

TP399：U292.4

B

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2015.09.04

2015-06-08