基于铁路专用线改造的TDCS系统设计与应用

李文峰，杨 飞，2

（1.西安科技大学 通信学院，陕西西安　710054；2.陕西陕煤黄陵矿业有限公司铁路运输公司 陕西 黄陵　727307）

基于铁路专用线改造的TDCS系统设计与应用

李文峰1，杨 飞1，2

（1.西安科技大学 通信学院，陕西西安710054；2.陕西陕煤黄陵矿业有限公司铁路运输公司 陕西 黄陵727307）

列车调度指挥系统（TDCS）为提高站场工作效率和调度指挥水平发挥了重要作用。将TDCS系统与专用铁路的特殊性相结合起来，通过系统结构分析和调度中心子系统、基层网子系统以及网络通信子系统三级三层系统的开发，彻底改变了传统"老四样"指挥模式。实现了运输组织的科学化、现代化，减轻了调度人员的劳动强度，改善了调度指挥的工作环境。并将列车停时平均压缩20分钟，每年最少为公司带来100万以上的经济收益，也为TDCS系统在黄矿铁路专用线内发挥作用开辟了较好的应用前景。

列车调度指挥系统（TDCS）；专用铁路；系统应用；通信网络

TDCS（Train Operation Dispatching Command System）是指覆盖全路的调度指挥管理系统，能及时、准确地为全路各级调度指挥管理人员提供现代化的调度指挥管理手段和平台［1］。从1996年开始，国家铁道部陆续开始建设并实施TDCS工程。这些工程主要包括京广北京至广州，北京至上海、北京至哈尔滨（京沈段）、北京至九龙（北京至向塘）这4条干线的建设，该系统的应用极大地提高了列车调度指挥的自动化程度和效率。除此之外，随着我国铁路运输不断的向前发展，TDCS系统变得越来越成熟，开始逐步在全国范围内普及。到目前为止，约210个行调台、3 900多个车站、40 000余公里铁路已使用了的TDCS系统，占计划车站数的90%以上［2］。场调度指挥模式。总调度电话明确各车站的调度作业，上下行站调在总调度的指挥下，手绘行车调度图，协调列车进入站场、调车作业、列车出发。车号员负责抄车号、票据的交接，出发列车“运统一”数据的核对和打印。

2）建设TDCS系统的必要性：TDCS系统为铁路运输公司车站运转及各级调度指挥中心准确及时的掌握列车运行状况提供了有效的决策手段。与过去的人工报点，电话下达计划和命令、手抄复诵的方式相比较，TDCS系统在很大程度上减轻了车站调度员和值班员的工作强度，对列车调度及铁路运输效率有很大的提高，对列车的行车安全具有重要作用。

2　黄矿铁路TDCS系统功能需求

1　黄矿铁路调度指挥系统现状

1）黄矿铁路指挥调度系统现状：黄矿铁路行车指挥方式一直沿用“一部电话、一支笔、一块图版、一张纸”的传统的站

1）黄矿铁路TDCS系统功能需求分析：黄陵矿区铁路调度管理系统要求对矿区内所有铁路指挥管理和控制网络系统全面覆盖，能够实现自动统计和实时显示列车运行正点率；列车运行密度（以基本图利用率表达）自动统计和实时显示；区段和车站行车及进路的实时监视及历史回放；列车车次号及早晚点实时显示；列车运行基本图、实际图及阶段计划显示；对各车站命令或其他信息；调度信息管理；运输统计报表。

2）TDCS系统在矿区运输工作中的有着一定局限性，黄陵矿区车站具有多个方向，所以在接发列车时很容易出错，致使列车方向开错。所以黄陵矿区TDCS系统在设计时应考虑行车安全检查问题。车站值班员在TDCS系统车务终端上输入进路指令或者人工触发进路指令；这些指令经车站TDCS系统的分机进行行车安全检查后发送给计算机联锁系统得到执行。该方案可以很好地解决错办和漏办进路的问题，可以有效满足实际运输需求，在很大程度上提高了车站机车运行效率。

3　黄矿铁路TDCS系统设计实现

黄矿TDCS系统是实现铁路各级运输调度对列车运行实行透明指挥、实时调整、集中控制的现代化信息系统。该系统的硬件设备主要包括：应用、数据库服务器、通信服务器、网络管理工作站、系统维护工作站、网络设备、电源和防雷设备以及信息输入输出等设备组成。系统服务器采用集群技术，提供双机热备工作方式，共享磁盘阵列。系统组网方式如图1所示。本系统包括调度中心子系统、基层网子系统以及网络通信子系统三级系统。

图1　TDCS系统网络图Fig.1　TDCS System network diagram

3.1调度中心子系统

1）应用服务器和数据库服务器合二为一，设置双套高性能的IBM X3850服务器，确保硬件系统的稳定运行，主要用于中心信息读取以及存储运行中的基础数据、基本图、班计划、3小时阶段计划、实际运行图和中心调车计划以及各种统计报表等［3］。

2）网络管理工作站以图形结构方式监视整个网络（LAN和WAN）的工作状态，当一个或多个设备故障时产生声音或文字报警。网管软件不仅可以监控监控网络设备（路由器和中心交换机）的各端口运行状态，而且按调度所实际设备的拓扑结构宏观显示各设备的工作状态、IP地址和资源应用情况，进行网络的诊断和分析。

3）系统维护工作站可显示调度中心所有服务器和工作站的工作状态；所有车务终端的工作状态；所有车站数据采集和输出设备的工作状态；所有车站的码位状态。

4）网络设备采用两台中高性能100M网络交换机Catalyst 2960作为公司局域网网络的核心及主干，组成了一个双网结构的交换以太网，支持TCP/IP通信协议［4］。调度中心所有设备都连接在这两个交换机上，调度中心服务器、工作站等计算机设备均配备两块100M冗余网卡。

5）电源设备由电源屏（两路转换和稳压功能）和双UPS组成。防雷设备安装在防雷屏中。电源屏的容量为15 kVA，可以通过人工或自动方式进行两路电源的切换，在切换期间没有波动，且不会中断系统运行［5］。在防雷屏中有电源防雷和线路防雷，用来解决系统的防雷问题。

6）行调台工作站采用两台工作站和一台打印机，两台工作站的其中一台显示管内车站的运行情况，另一台显示运行图。通过工作站，调度员可以监视所管辖区段中所有车站的信号设备状态和列车运行位置。可以生成、调整和发送列车运行计划、维护实际运行图、向相关车站发送调度命令、以及与相邻调度区段交换信息。调度所配置一台绘图仪，以供行调和其他终端打印运行图。以上为调度中心系统硬件设备，组网方式如图2所示。

图2　调度中心组网图Fig.2　Dispatching center network diagram

3.2基层网子系统

基层网子系统是一个冗余系统，任何一个设备故障不会影响到整个系统的正常运行，它的主要功能包括：

1）临战透明功能。该系统使车站具备接收和显示从列车调度中心发来的调度命令、车次号、列车运行计划的能力；同时，该系统可提供交互的人机界面，实现列车作业计划修改、列车晚点信息输入和车次号确认的能力；除此之外，该系统还具有接收邻站信息调度信息，实现车站及相邻区间、车站的行车信息实时显示，本站及相邻车站的列车运行计划的显示，列车车次号输入等功能，这些信息经系统处理之后，自动生成列车行车日志［6］。

2）现车管理。车站值班员通过车站终端计算机录入18点现车、推算、上报均有计算机自动完成，经系统网络传输到调度，改变了原来电话核对、人工计算的模式，现车管理流程如图3所示。

3.3网络通信子系统

网络通信子系统包括广域网和中心局域网，均属于开放式网络体系结构，采用TCP/IP协议技术组网，IP地址全部采用C段内网地址。

图3　现车管理流程图Fig.3　Free car management flow chart

1）广域网：车站采用了CISCO28系列路由器通过2 Mbps 的E1通信通道与相邻两车站路由器相连，并增加一条直回调度中心的2 Mbps的 E1通信通道，而调度中心将采用CISCO28系列路由器，与车站直回中心的E1通信通道相连接［7］。

2）中心局域网：中心以两台CISCO的中高端三层交换机就为核心和数据承载主干建立热备份双网，通过100Mbps通信链路与各种服务器和终端相连，采用VLAN技术将中心局域网按照其设备的功能性进行区域划分，并采用VTP管理域、STP协议等多项技术来确保了中心局域网的稳定及可靠［8］。

4　结束语

黄矿铁路调度指挥系统自2012年年底投入使用以来，该系统有效解决了黄矿铁运公司运量不断增长的难题，在很大程度上满足了公司铁路运输的要求，提高了黄矿铁路运输能力和工作效率；能够快速、准确地为各级调度指挥管理人员提供相应的信息。该系统已经成为黄矿铁运有效的调度指挥管理手段和平台。同时，该系统实现了行调对黄矿专用线行车进行实时、集中、透明指挥，用自动化、信息化的手段和方法不断调整优化铁路运输方案，通过计算机网络下达行车计划和调度命令，实现自动报点和车次号自动跟踪，与过去的人工报点，电话下达计划和命令、手抄复诵的方式相比较，TDCS系统在很大程度上减轻了车站调度员和值班员的工作强度，对列车调度及铁路运输效率有很大的提高，对列车的行车安全具有重要作用。由于调度计划可以科学组织，合理安排，减少机车周转运用次数，列车停时平均压缩20分钟，每年最少可为铁运公司带来100万以上的经济收益。总之，该系统自运行以来，以其安全、稳定、可靠的特性，从未发生任何铁路事故，在很大程度上保证了黄矿铁路公司的安全运输。

［1］李萍.铁路列车调度指挥系统（TDCS）［M］.北京：中国铁道出版社，2006.

［2］沈尧星.铁路数字调度通信［M］.北京：中国铁道出版社，2004.

［3］侯启同.调度集中和列车调度指挥系统［M］.北京：中国铁道出版社，2008.

［4］满昌勇.计算机网络基础［M］.北京：清华大学出版社，2010.

［5］侯启同.调度集屮和列车调度指挥系统［M］.北京：中国铁道出版社，2008.

［6］周桂强.TDCS系统实现无缝切换的实施方案［J］.铁道通信信号，2008（4）：60-61.

［7］孙景东，王顺利.列车调度指挥实验教程［M］.成都：西南交通大学出版社，2009.

［8］宋建业，谢金宝.铁路运输调度指挥与统计分析［M］.北京：中国铁道出版社，2006.

Design and application of TDCS system based on the transformation of special railway line

LI Wen-feng1，YANG Fei1，2
（1.Communication and Information Engineering College，Xi’an University of Science and Technology，Xi’an 710054，China；
2.Huangling Mining Group Railway Transportation Company，Shaanxi Coal and Chemical Industry，Xi’an 727307，China）

Train Operation Dispatching Command System（TDCS）plays an important role to improve the work efficiency and the dispatching station level.The TDCS system combined with the particularity of private railway，through the development of analysis of the system structure and dispatch center subsystem、subnet subsystem、the network communication subsystem three layers of system，thoroughly changed the traditional"four tools"command mode.The system has realized the transport organization of scientific、modernization，reduce the labor intensity of the workers and improved the working environment of dispatching command.It bring at least more than 1 million economic benefits for the company Every year，also opens the application prospect of the TDCS system work better on HuangLing private railway.

Train Operation Dispatching Command System （TDCS）；private railway；system application；communication network

TN92

A

1674-6236（2016）03-0044-03

2015-03-19稿件编号：201503265

李文峰（1969—），男，河南襄城人，博士，教授。研究方向：应急通信技术、矿山信息化技术、信号处理以及传感器技术等。