铁路快运列车全程实时追踪实现方案

刘 俊

Liu Jun

（中国铁路总公司运输局，北京100844）

(Transportation Bureau, China Railway, Beijing 100844,China)

铁路快运列车全程实时追踪实现方案

刘 俊

Liu Jun

（中国铁路总公司运输局，北京100844）

(Transportation Bureau, China Railway, Beijing 100844,China)

要实现对铁路快运列车运行全过程的有效管控，必须依托列车运行的全程实时追踪。概述既有列车运行实时追踪相关信息系统，分析相关信息系统在实现列车全程实时追踪方面存在的问题，设计2种快运列车全程实时追踪实现方法，通过方案比选，确定综合TDCS/CTC系统列车运行数据的实现方法为选择方案，分析系统的主要功能，探讨实现系统功能的相关关键技术，通过系统实现和投产应用，验证系统的合理性。

铁路快运列车；实时追踪；信息系统；列车运行图；全程运行线

1 既有列车运行实时追踪相关信息系统的现状及存在问题

实施铁路列车全程运行实时追踪，可以及时发现列车运行途中存在的问题，从而迅速采取有效的组织措施加以解决，有助于实现运输人员对铁路列车运行过程的有效管控。实施铁路列车全程实时追踪仅靠调度人员的人工盯控是很难实现的，可以依托铁路列车运行实时追踪相关信息管理系统进行实现。目前，提供列车运行相关信息的系统有列车调度指挥系统/调度集中系统 (TDCS/CTC)[1-2]、运输调度管理系统 (TDMS)[3-4]、铁路运输信息集成平台[5]3 个管理信息系统。

1.1 列车调度指挥系统/调度集中系统

列车调度指挥系统和调度集中系统是铁路列车运行调度指挥的支撑系统，TDCS 主要具备列车运行计划的绘制、调整和下达，列车和施工调度命令的编制和下达、车次号校核、列车自动报点、行车日志自动生成等功能。CTC 除了具备 TDCS 的全部功能外，还可以完成对应调度台管辖范围内的车站信号设备的自动控制，即在 TDCS 中由车站值班员人工完成的进路排列和信号开放作业可由 CTC 系统中心设备和车站设备自动完成。

TDCS/CTC 系统是以 300 km 左右线路为一个指挥单元设立 1 个列车调度台进行管理，其管理范围内的列车运行图如图 1 所示。在列车运行图中，可以快速地定位某一列车并查询到该列车在该调度区段内各站的运行时刻。

图1 1个列车调度台管理范围内的列车运行图

在 TDCS/CTC 系统中，由于其指挥单元是调度台，目前还不能提供跨越多个调度台的列车连续运行信息的自动查询，需要查询人员在掌握列车运行经由和所经过的调度台后，逐个调度台人工切换查询界面并人工定位所要查询的列车，这一处理方式使得跨台运行列车运行信息无法自动连续记录存储，无法同时对多列跨台运行列车运行信息进行处理，无法对相关数据进行批量统计分析，也无法自动预警列车运行途中存在的问题。

1.2 运输调度管理系统

运输调度管理系统是铁路运输调度指挥管理的支撑系统，服务于客运调度、货运调度、计划调度、军特调、机车调度、动车调度、车辆调度、施工调度、值班主任等所有调度工种，主要具备货运工作计划、列车工作计划、施工维修计划、机车车辆运用计划等的编制、下达和调整，相关调度命令的编辑、下达等功能，其中计划调度员使用的计划子系统负责货运列车运行计划的编制。

在铁路局内部，计划子系统是根据计划调度员的作业量，以一定线路里程作为一个指挥单元设立1个计划调度台进行管理的，其管理范围内列车运行信息的展示方式与列车调度台相似，在列车运行图界面中可以查询到所关注的列车运行计划和实际信息，但对于跨台运营列车同样存在着 TDCS/ CTC 系统中存在的问题，不能实现其连续运行信息的自动跟踪及统计分析。

1.3 铁路运输信息集成平台

铁路运输信息集成平台通过整合列车、车辆、机车、机车乘务员等信息，建立集中统一的运输信息集中库，为相关专业提供公用服务，为相关应用系统提供数据支持，通过平台可以实现既有各相关应用系统间的信息交互、共享和访问等。

在铁路运输信息集成平台中，列车运行信息来源于车站上报的列车到发报告和从 TDCS/CTC 系统中实时交换过来的列车运行实绩和计划。目前虽然运输信息集成平台对跨不同调度台的同一车次列车进行了简单的串线处理，力求能完整描述某一列车的全程运行信息，但由于不同区段列车调度员对同一车次列车在 TDCS/CTC 系统中的操作不规范，如应表示为停、开或通过的列车按列车终到、始发进行处理，这样在系统中造成同一车次列车在不同调度区段间的接续关系不符合列车运行逻辑和系统判断要求而无法实现接续。另外，调度人员为便于记忆，在各自调度区段内在标准的列车车次上加载不同的不符合规范要求的标记，使得系统无法有效识别，从而无法将跨调度区段列车的运行信息有效拼接在一起，形成一个连续运行的信息。TDCS 系统中不同调度区段间同一列车标识信息未能有效向下传递，造成不能直接依托既有 TDCS 系统将跨区段运行的列车运行信息有效拼接在一起，形成列车完整的连续运行信息。以上情况使得调度人员无法便利地全程实时跟踪列车运行情况，更无法基于列车运行信息实现列车运行途中在站停留时间超时自动报警。

2 快运列车全程实时追踪实现方案

为满足调度部门对快运列车的日常调度指挥需要，中国铁路总公司运输局调度部组织相关信息、调度人员，以实现快运列车全程运行实时追踪和运行途中停时超时报警为目标，基于铁路运输信息集成平台及通过 TDMS 与 TDCS/CTC 的数据接口 (T/D结合) 获取到的 TDCS/CTC 系统列车运行数据，进行相关支撑软件的设计和开发。

2.1 方案设计

2.1.1 方案比选

在分析既有信息系统和快运列车运行特点的基础上，设计基于报告系统的“点对点”快运列车[6]追踪和结合 TDCS/CTC 系统列车运行数据的列车追踪 2 种不同的列车全程实时追踪实现方案。

（1）基于报告系统的“点对点”快运列车追踪 (方案一)。“点对点”快运列车是由一定数量所装载货物发、到站均相同的车辆编组而成的列车，其列车车次号是 79***，列车在运行途中全程保持同一车次号且途中不解编。基于这一特点，所设计的实现方案定时对铁路运输信息集成平台中的列车运行数据进行筛选，识别出新增开行车次号以 79 开头的“点对点”快运列车，查询该列车关联的列车到发报告，从中识别出对应货物的发、到站，作为该列车的始发和终到站，并从这一列车到发报告中随机选出 2～3 辆车辆的车号，作为后续进行列车到发报告筛选的条件。随着时间推移，持续不断地对铁路运输信息集成平台中后续新增列车到发报告和铁路车号自动识别系统 (ATIS) 中的列车报告进行筛选，依据时间递增原则，如果在后续列车到发报告和 ATIS 的列车报告中发现前述选定的车号，并且该报告地点不是所追踪列车的终到站，则将该报告地点和对应列车的运行时间作为所追踪列车运行时间记录下来，如此往复，直至所获取的报告地点为追踪列车的终到站止，停止该列车的追踪。这一方式获取到的列车运行时刻和对应车站就是所追踪列车的运行轨迹。

（2）结合 TDCS/CTC 系统列车运行数据的列车追踪 (方案二)。在基于报告系统的列车追踪基础之上，结合 TDCS/CTC 系统中列车运行数据，补充完善列车运行全程实时详细运行信息，从而获取到所要追踪列车的全程运行轨迹。

（3）方案比选。方案一：由于列车到发报告和ATIS的列车报告并不是在列车运行的所有车站均产生，而且时常还会出现报告时间滞后或漏报现象，造成追踪出来的列车运行轨迹不连续，无法获取到列车经过的所有车站运行时刻，也就不能完整、准确地反映出列车运行途中实际情况。方案二：一是 TDCS/CTC 系统不仅包含列车实际运行数据，还包含列车未来 3 h 的运行计划，这些数据可以通过 T/D 结合实时获取，从而解决了方案一中报告滞后的问题；二是 TDCS/CTC 系统中的列车运行数据包含列车逐站运行时刻，从而确保列车详细运行轨迹的获取。因此，确定结合 TDCS/CTC 系统列车运行数据的实现方法为比选选用方案。

2.1.2 方案优化

基于上述不同方案比选情况，结合 TDCS/CTC系统列车运行数据的列车追踪方案更能准确地反映列车运行实绩，但存在跨调度台列车运行数据无法有效接续的问题。为有效地将不同列车调度台中同属一列车的运行线串接起来，需要判定在不同列车调度台的 2 条运行线是否归属于同一列车。判定方法如下。①判断 2 条运行线是否有相同车次或其车次是否符合给定的列车运行车次转换规则。在进行车次判定时，应首先过滤掉车次号中不规范的部分，包括前置汉字和符号、后缀标记等；其次，由于铁路部门规定在同一列车运行途中运行方向发生变化时，其车次要按照一定的变化规则进行变化，因而还需定义车次转换字典，包含转换节点、到达方向、出发方向、转换规则等。②判断同一车站、车次符合上述①要求的 2 条运行线在该站是否存在接续关系。即从 T/D 结合获取到的上一条列车运行线在该站带有以接入符号结束的标识，在后续一段时间内，另一条列车运行线在该站带有以转出符合开始的标识。③判断 2 条货物列车运行线具有相同编组。即在满足①，②条件的前提下，进一步判断前后 2 条列车运行线所表述的货物列车编组中是否具有部分车辆车号相同。通过上述串线动作，自动将不同调度台归属同一列车的运行线有效地串接在一起，形成列车全程详细运行线，从而实现列车全程精确实时追踪。

2.2 系统功能设计

基于快运列车全程实时追踪，结合调度人员日常调度指挥工作需要，开发相关功能应用，包含快运列车当日开行综合查询、在途列车查询、列车在站超时停留预警、列车全程运行情况查询和部分统计分析功能。

2.2.1 当日开行综合查询

对全路特定车次范围的列车进行自动筛选，形成日列车开行计划，提供按列车始发局别汇总开行情况，提供当日所有列车的开行计划 (包括列车车次、运行区段、计划始发时刻和终到时刻、经由的分界口) 和当前运行实绩 (包括列车车次、当前运行区段、当前局、当前站和当前经由分界口)。远程技术直达列车开行日况查询界面[7-8]如图 2 所示。

通过点击查询界面上的具体列车链接，可以进一步查询列车全程运行信息 (以时刻表和“航空图”2 种方式展现) 及具体运行区段的列车运行和施工维修等情况。

2.2.2 在途列车查询

通过综合运用 TDCS/CTC 列车运行数据和铁路运输信息集成平台列车到发报告数据，实现对在途列车全程运行轨迹的跟踪，实现在途列车实时位置和运行轨迹的查询。

2.2.3 列车在站超时停留预警

系统实现对在站列车停留超时列车进行预警提示，及时提示调度员对列车运行特殊情况进行监控。系统按 2～4 h、4～6 h、6 h 以上 3 种不同情况，展现列车在站停留时间的超时报警，并以黄、橙、红 3 种不同颜色提示；报警信息包含列车车次、计划始发站和终到站、当前运行的始发站和终到站、当前所停留的车站和所在铁路局、当前已累计停留时间。远程技术直达列车站停超时预警界面如图 3 所示。

图 2 远程技术直达列车开行日况查询界面

图 3 远程技术直达列车站停超时预警界面

通过点击报警界面上的具体列车链接，可以快速查询到该列车已运行的轨迹 (以时刻表和“航空图”2 种方式展现)，并能根据需要便捷地切换到需要查看的列车运行区段，查看该区段运输组织的实际情况。

2.2.4 列车全程运行情况查询

系统提供列车全程运行线集中展示查询的“航空图”，将所查询列车的运行轨迹全部展示在该运行图上，给使用者以直观的感觉。此外，点击“航空图”上某一段列车运行线，可以快速切换到该调度区段列车运行图上，便于查询该区段的运输组织实绩。列车全程运行线集中展示查询的“航空图”如图 4 所示。

2.2.5 统计分析

提供基于快运列车超时停留的阶段统计、全程旅行速度统计等，分时段、分局别对当前到达和在途列车进行相关统计，并集中展示，方便调度人员进行分析。

2.3 关键技术

由于一列车全程运行会涉及到多个不同的列车调度台，这些调度台可能分布在同一个铁路局，也可能分布在不同铁路局，虽然中国铁路总公司对列车调度员在指挥列车运行时在 TDCS/CTC 系统中所进行的操作有明确的要求，但没有相应的监督和考核机制，致使调度员并没有完全按照规范性要求进行操作。另外，从 TDCS/CTC 系统数据中也反映出部分数据不能反映列车真实运行情况，需要对一些数据进行特别处理。

图 4 列车全程运行线集中展示查询的“航空图”

图 5 “点到点”快运列车停留超时统计表

2.3.1 对列车运行线“伪终到”的识别处理

在列车运行过程中，如果出现较长时间的停时，列车调度员有时会在 TDCS/CTC 系统中将到达列车绘制为终到列车，之后出发的时候又标记为始发列车，而并不是按照列车运行的实际情况标记为到达和出发，如图 1 所示，在某站列车作业时间为1.5 h，对于前方到达的列车就显示为终到标记。在 TDCS/CTC 系统中，终到列车表示没有后继开行，而在实际的列车追踪过程中，通过比对前后列车的编组内容，发现这 2 列车编组相同，属于同一列车，应将其作为同一列车的前后运行线接续上，以排除同一列车运行线中的“伪终到”情况。

2.3.2 对运行过程中两日列车合并问题的处理

在列车运行过程中，存在把 2 天的列车合并运行的问题，如图 5 所示，在列车的停时超时统计界面中发现某一列车的停时超时统计异常，有多个车站出现停时过长的问题。

通过查看“航空图”发现该列车是在某一站停留非常长时间后又恢复运行的，而且其所用车次、列车编组内容与之前的列车完全一致，从而出现超时报警的不正常情况。对于这一情况，需要在连续车站运行时刻选取时，对先后车站列车运行时刻进行比较，将不符合列车运行逻辑要求的列车运行时刻剔除掉。

2.3.3 对程序无法有效接续上后续列车运行计划列车的预警

在追踪整列车运行轨迹的基础之上，可进行列车运行实时监控，并用当前时间与列车当前站到达时间进行比较，如果间隔时间大于报警时间时，则按设定方式报警，直至列车接续上后续列车运行线，并从当前站发出为止；但在 TDCS/CTC 系统和铁路运输信息集成平台的数据无法找到后续列车运行线时，则在未找到后续列车运行计划和实绩的车站进行超时报警，系统将上述 2 种报警信息按图 3 方式分别显示，便于调度员分辨。对后一种情况，系统提供调度员人工辅助判断的功能，即将后续可能与该列车相关的所有运行线均显示在“航空图”上，由调度员人工根据前后列车编组、运行时刻的逻辑关系等判断前后列车的接续关系。

3 结束语

基于快运列车全程运行实时追踪实现和相关应用软件的开发及应用，为中国铁路总公司、铁路局2 级调度指挥人员实时跟踪列车运行，发现运行过程中存在的问题，并及时加以协调解决提供了便捷的手段。在系统实现过程中，综合使用 TDCS/CTC系统和铁路运输信息集成平台，从多维的角度使用列车运行数据，尝试在大数据的基础之上进行业务的优化。多维数据可以纠正单一数据本身的问题，利用数据信息叠加修正的方式，实现了对现场场景的实时还原，优化了列车全程实时追踪功能的实现，这一策略可以为铁路运输管理的其他软件应用提供参考。

[1] 中国铁路总公司. 铁路列车调度指挥系统 (3.0) 技术条件：铁总运 [2013] 141 号[A]. 北京：中国铁路总公司，2013.

[2] 中国铁路总公司. 列车调度集中系统技术条件：Q/CR518-2016[A]. 北京：中国铁路总公司，2016.

[3] 中国铁路总公司. 铁路运输调度管理系统 (TDMS 5.0) 总体方案：运信规划函 [2014] 575 号[A]. 北京：中国铁路总公司，2014.

[4] 赵春雷，柳 冬，汤奇志. 铁路运输调度系统升级改造的研究[J]. 铁道运输与经济，2014，36(11)：1-6. ZHAO Chun-lei，LIU Dong，TANG Qi-zhi. Study on Upgrading of Traffic Control System of Railway Transportation[J]. Railway Transport and Economy，2014，36(11)：1-6.

[5] 王启东. 面向数据整合的铁路运输信息集成平台方案研究[J]. 铁路计算机应用，2014，23(8)：20-22. WANG Qi-dong. Scheme of Railway Transportation Information Integration Platform for Data Integration[J]. Railway Computer Application，2014，23(8)：20-22.

[6] 中国铁路总公司. 日常货物列车开行管理办法：铁总运[2016] 72 号[A]. 北京：中国铁路总公司，2016.

[7] 中国铁路总公司. 批量快运货物运输组织办法：铁总运调调度函[2015] 360 号[A]. 北京：中国铁路总公司，2015.

[8] 王 菲，冯姗姗，郑平标，等. 铁路发展批量零散货物快运的对策[J]. 铁道货运，2016，34(9)：6-9. WANG Fei，FENG Shan-shan，ZHENG Ping-biao，et al. Countermeasures for Railway to Develop Less-than-Carload Express Freight Transportation[J]. Railway Freight Transport，2016，34(9)：6-9.

责任编辑：王 静

2017年1月5日起全国铁路实行新列车运行图

从2017年1月5日起，全国铁路将实行新的列车运行图，增开旅客列车135对。运行图调整后，全国铁路开行旅客列车总数达 3 570.5 对，其中动车组列车 2 332.5 对。

随着沪昆高铁贵阳北—昆明南段、南昆客专百色—昆明南段等新线的开通运营，沪昆高铁将全线贯通，云南省连入全国高速铁路网，我国西南地区与华南、华东和中南地区的时空距离大幅缩短。昆明南—北京西最快运行时间较现行直达特快列车压缩约 21 h；昆明南—上海虹桥最快运行时间较现行普速列车压缩约 22 h；昆明南—深圳北最快运行时间较现行普速列车压缩约 22 h。

为了配合此次运行图和下一步春运运行图的调整，2016年 12 月 30日以后的火车票预售期调整为 30 天。广大旅客欲准确掌握列车开行服务资讯，可登录 12306 网站及铁路官方微博、微信查询，或关注各大车站公告，以便合理安排行程。

（摘自《人民铁道》报）

Whole Journey Real-Time Tracing Scheme of Railway Express Freight Train

Whole journey real-time tracing technology is essential for effective management of and control over express freight trains. This paper summarizes the existing real-time tracing information systems and analyzes the problems in using these information systems to realize the tracing. Then it designs two methods for this purpose and chooses the TDCS/CTC system after comparison. Finally this paper analyzes the main functions of the system and discusses the related key technologies, and verifies the rationality of the tracing system through the implementation and application of the system.

Railway Express Freight Train, Real-Time Tracing, Information System, Train Diagram, Whole Journey Train Running Line

1003-1421(2016)12-0001-07

U292.4

A

10.16668/j.cnki.issn.1003-1421.2016.12.01

2016-11-16

中国铁路总公司科技研究开发计划课题(2014X009-A；2016X006-C)