铁路限界管理系统运用管理优化的探讨

刘期柏

(中国铁路广州局集团有限公司 货运处，广东 广州 510088)

1 铁路限界管理系统概述

铁路限界管理系统是铁路限界管理及超限超重货物运输辅助决策系统中的一个子系统，为中国铁路总公司、铁路局集团公司、站段三级限界业务管理部门，以及中国铁路总公司、铁路局集团公司二级超限超重货物运输业务管理部门提供服务，是超限超重货物运输辅助决策系统进行径路选择、确保超限货物在线路上运行时不与线路上的设备设施发生刮蹭碰撞的主要数据依据[1-2]。

1.1 铁路限界管理系统功能模块

铁路限界管理系统于20世纪90年代中期开始研发，经过十几年的持续研发、试用经验积累和不断升级改造，为规范铁路限界管理、提高超限超重货物运输管理水平提供技术支撑[3]。铁路限界管理系统包含数据采集、综合处理、数据发布、限界查询、限界打印、历史数据、限界变更、参数维护、统计分析、数据同步等功能模块[4]，这些功能模块可以通过参数维护模块根据用户的权限和应用需要进行有针对性的管理分配。

（1）数据采集模块是铁路限界管理系统的原始限界数据资料输入模块，该模块根据现有的检测方法，分别设置了丈量法、角架法、摄影法3种数据输入方式，以满足工务、电务、房建等限界管理部门的不同测量数据录入需求。限界数据采集录入后，经数据发布模块一般由不同的限界管理层级按各自管理权限逐级向上进行数据发布，数据发布包括设备、区段、区间、股道发布。各数据发布后，综合处理模块按照《铁路建筑实际限界测量和数据格式》(Q/CR55-2014)明确的数据整理要求生成不同的综合最小限界尺寸表[5-6]。

（2）限界查询、限界打印、历史数据模块针对不同的用户需求设置了相应的查询与打印权限，并提供各种限界数据查询与打印服务。其中历史数据模块可以对历史记录进行存储与查询，使限界管理具备了可延续性和可追溯性，并为限界管理数据的深度挖掘应用提供了可能[5]。

（3）限界变更模块为限界数据输入完成后限界数据发生变化时提供管理和服务。当限界数据发生变化或需要进行变更时，设备管理单位通过此功能模块发出变更申请，经过已定义好的工作流程进行逐级输入并审批数据，最后入库，实现限界变更。

（4）参数维护模块是对系统运行所必需的参数字典进行查询和维护，参数维护管理的大部分数据是系统的一些全局基础数据，有较严的权限限制。统计分析模块按区段、区间、股道、单位进行数据录入完整性的信息统计与查询。数据同步模块主要实现各铁路局集团公司将限界数据上报给中国铁路总公司。

1.2 铁路限界管理系统作用

（1）促进侵限设备设施的管理。铁路建筑限界是一个和线路中心线垂直的极限横断面轮廓，按《铁路技术管理规程》有关规定进行分类[6]。铁路限界管理系统采用的主要有客货共线铁路建筑限界及机车车辆限界，其中客货共线铁路建筑限界又按速度是否大于160 km/h、是否为双层集装箱进行了划分，并进一步细分了基本建筑限界，以及电力、内燃牵引条件下的隧道建筑限界和桥梁建筑限界。通过细致严谨地分类与组合，铁路限界管理系统建立了完整的铁路建筑限界标准体系，为判定铁路线路上的设备设施及其邻近的建筑物、构筑物、设备等(与机车车辆有直接相互作用的设备除外)是否侵限提供了全面的具有针对性的比对标准。有了铁路建筑限界标准，铁路限界管理系统能够自动判定录入系统的限界设备设施是否侵限，并对侵限的设备设施进行快速地查询，极大地促进了对侵限设备设施的管理。

（2）提供管理铁路建筑实际限界的平台。铁路建筑实际限界是指既有设施设备在距轨面不同高度处最接近线路中心线的点共同构成的横断面轮廓。在规定测量范围内既有设施设备所有检测横断面轮廓的综合最小尺寸构成了综合最小建筑限界。铁路建筑实际限界测量设备目前有限界检测车、专用测量小车、便携式测量仪等，单独的建筑物或设备也可采用绝缘皮尺、吊锤、水平仪等工具进行人工测量。测量对象包括且不限于桥梁、隧道、天桥、雨棚、高架候车室、站台、通信设备、信号机、电力设备、接触网设施、车辆设备、设置在线路上的各种安全检测装置(如超偏载仪、安全门等)和接近线路的其他建筑物和设备。这些设备涉及的管理单位众多，包括工务、房建、电务、供电、车辆等系统。通过铁路限界管理系统，将众多设备设施、管理单位、不同的测量方式有机统一起来，将大量数据按标准规范集中管理起来，使铁路建筑实际限界数据管理有了科学有效的管理平台。

（3）提高限界管理效率。在传统的限界数据管理模式下，基于大地的曲线地段限界测量数据应按要求进行高度换算和折减计算，综合最小建筑限界还应采用人工方法进行数据离散、数据汇总等数据整理工作，工作量巨大且易发生错误。通过铁路限界管理系统，能够极大地提高限界管理效率。

（4）提供超限货物安全运输的基础保障。铁路建筑实际限界是决定铁路超限货物能否安全通行的基本依据。有了完整、规范、准确的铁路建筑实际限界，为超限货物安全运输提供了强有力的数据基础保障，也为使超限货物运输决策实现信息化、自动化、智能化提供了依据。

2 铁路限界管理系统存在问题及优化对策

2.1 曲线上建筑限界折减问题

2.1.1 问题

《铁路技术管理规程》(普速铁路部分)的附图1“客货共线铁路建筑限界”中明确了曲线上建筑限界的加宽办法[6]，即曲线内侧加宽曲线外侧加宽其中，R为曲线半径，m；H为计算点自轨面算起的高度，mm；h为外轨超高，的值也可以用内侧轨顶为轴，将有关限界旋转 θ角求得。而曲线上建筑限界的加宽范围由全部圆曲线、缓和曲线和部分直线3个部分组成[7]。加宽方法明确采用阶梯形方式或采用曲线圆顺方式。曲线建筑限界加宽示意图如图1所示。

图1 曲线建筑限界加宽示意图Fig.1 The diagram of the widened construction clearance lines

在实际限界数据资料录入过程中，发现现场实际测量不侵限的设备设施录入系统后被系统自动判定为侵限设备设施。铁路限界管理系统在进行曲线上建筑限界折减时，按照全部圆曲线的加宽要求进行了折减，没有考虑缓和曲线中点往远离圆曲线方向13 m处至直缓点往直线段方向22 m处减半加宽的要求。

2.1.2 优化对策

为解决该问题，建议对《铁路限界管理及超限超重货物运输辅助决策系统运用维护管理办法(暂行)》(运营专业函[2017] 197号)中“曲线表”(附件3)的内容进行修改。原正线曲线表如表1所示[8]，修改后的正线曲线表如表2所示。

表2中起缓中点里程是指曲线起点侧缓和曲线中点里程，终缓中点里程是指曲线终点侧缓和曲线中点里程。通过对曲线表的修改，可以快速计算出《铁路技术管理规程》(普速铁路部分)要求的缓和曲线与部分直线减半加宽的区域范围，从而使铁路限界管理系统在进行曲线限界折减时做到与《铁路技术管理规程》(普速铁路部分)要求一致。

原有《铁路限界管理及超限超重货物运输辅助决策系统运用维护管理办法(暂行)》(运营专业函[2017]197号)中线路、车站基础数据表中缺少股道曲线信息表，导致在进行曲线股道限界数据录入时需要人工输入曲线相关信息，系统不能自动进行数据匹配和卡控。可以通过增加车站股道曲线表基础资料来实现，车站股道曲线表如表3所示。

另外，曲线外侧建筑限界折减采用《铁路建筑实际限界测量和数据格式》中的相应折减标准，相对《铁路技术管理规程》(普速铁路部分)中曲线上建筑限界加宽办法来说，少折减了的加宽量。在对《铁路建筑实际限界测量和数据格式》进行修订完善时，将曲线外侧建筑限界折减标准按照《铁路技术管理规程》(普速铁路部分)中曲线上建筑限界加宽办法的要求进行相应折减，使两者做到标准统一。

2.2 线路区段划分问题

铁路限界管理系统在线路区段划分上严格遵循《铁路建筑实际限界测量和数据格式》中的区段划分原则:编组站、区段站、线路交叉点所在站只能作为区段的起点站或终点站，而不得成为区段内部的站。事实上，目前枢纽地区、主要繁忙干线上各种联络线越来越多，按照前述原则，导致线路区段划分越来越琐碎，而且在超限货物运输过程中进行限界核查时也容易出现遗漏的情况。

表1 原正线曲线表Tab.1 The curve table of the original main line

表2 修改后的正线曲线表Tab.2 The revised curve table of the main line

表3 车站股道曲线表Tab.3 The curve table of station tracks

《铁路建筑实际限界测量和数据格式》中的区段划分原则由强制性原则修改为参考性原则，铁路限界管理系统对区段划分、数据汇总方案进行优化。一是联络线纳入所衔接的主线参与数据汇总，乙联络线纳入甲主线参与汇总如图2所示，丙联络线分别纳入甲、乙主线参与汇总如图3所示。二是多线共用单区间分别纳入所连接的主线参与数据汇总，A-B区间分别纳入甲、乙主线参与汇总如图4所示。通过这样处理，能有效地减少区段划分数量，同时也尽量避免了超限货物运输过程中进行限界核查时发生遗漏的可能。

图2 乙联络线纳入甲主线参与汇总Fig.2 A summary of branch line b incorporated into main line a

图3 丙联络线分别纳入甲、乙主线参与汇总Fig.3 A summary of branch line c incorporated into main line a and b respectively

图4 A-B区间分别纳入甲、乙主线参与汇总Fig.4 A summary of A-B section incorporated into main line A and B respectively

2.3 设备限界台阶形断面数据录入问题

现场设备设施限界断面有各种各样的形状，在很多情况下单侧限界断面在水平方向上存在2个拐点，这时意味着在同一轨面高度上存在2个不同的水平宽度数据，断面的图形描绘表现为台阶形状。在实际限界测量过程中，这种情况是普遍存在的。但是，铁路限界管理系统在进行数据录入时，不允许在同一侧距轨面同一高度处输入不同的宽度数值。

为解决该问题，可以对铁路限界管理系统制定一个规则，实现台阶形断面数据的可录入，同时尽可能保证限界数据的精度要求。该规则为:当系统接收到距钢轨面同一高度2个宽度数据时，自动将接收到的第2个宽度数据对应的距钢轨面高度加1 mm或减1 mm，这样既可以保证数据可录入，同时也保证了限界数据有足够的精度要求，避免了限界数据资料在输入时容易发生错误的可能。

2.4 系统操作界面问题

铁路限界管理系统在限界数据录入时界面相对友好，但在系统登录、限界数据查询显示等方面还有待进一步优化。

在系统登录时，用户没有按专业系统及管理层级进行分类分级，也不允许用户自主输入，只能在同一个列表的所有用户名中进行选择。在进行限界数据查看时，综合限界信息锁定了显示界面的宽度，没有充分利用显示界面来实现数据信息的满屏显示，而且数据表格没有冻结拆分表头和首列信息，在进行数据查看时不够方便。

建议对用户按专业系统及管理层级进行分类分级，同时允许用户自主输入用户名，便于用户登录时能方便地查看到自己的用户名，或直接输入用户名实现快速登录。同时，改进限界数据查看时的信息显示设置，冻结拆分表头和首列信息，提高限界数据查看时的友好程度。

2.5 线路基础数据维护问题

由于运输能力的调整、车站名称的变更、线路的拨道与改造等原因，线路基础数据资料经常发生变化。在线路名称、线路起始站名的界定上，工务、运输、货运部门有时存在定义不一致的情况，再加上不同部门间信息沟通偶尔存在不畅通的情况，而且铁路局集团公司没有线路基础数据维护权限，导致线路基础数据维护响应相对较慢，维护复杂。

建议首先对线路、车站等基础数据资料在各个专业系统进行规范统一，避免出现数据不一致的情况；其次是对工务线路基础数据、列车运行控制记录装置数据(LKJ数据)、铁路限界管理系统线路车站基础数据进行共用共享，减少数据重复录入修订工作，提高数据的准确完整性。

2.6 孤立点的图形化标识问题

铁路限界管理系统在输入设备限界断面数据信息时，允许孤立点的存在，并设置了孤立点的数据录入手段。但是，对于孤立点进行断面尺寸图的描绘时，由于是一个点的数据，图形描绘上没有任何的图示信息，不利于对孤立点的直观掌握。建议在设备的断面尺寸图中增加特殊的孤立点描述图形，如使用“×”符号。

2.7 限界管理人员业务素质问题

目前部分限界管理人员对铁路限界管理系统的认识还不到位，没有充分认识到该系统的先进性和优越性。另外，部分单位限界管理人员岗位不稳定，限界主管人员经常发生岗位变动，存在业务人员未经足够的业务培训就仓促上岗的现象。还有一部分限界管理人员没有正确掌握铁路限界管理系统数据录入的操作技能，导致限界数据录入不完整不准确。因此，应实行专人专岗，持证上岗，同时建立考核管理约束机制，对限界录入运用及管理工作不到位的人员进行管理和约束。

3 结束语

铁路限界管理系统经过不断的发展和完善，在为铁路超限货物运输提供强有力的基础保证的同时，也为超限超重货物运输决策系统运用打下了坚实的基础。随着工务线路基础数据、列车运行控制记录装置数据等线路基础数据信息有效融合后，铁路限界管理系统将实现对全路线路信息的全面整合与立体管理，形成线路数据信息管理系统，为智能铁路运输的发展提供线路环境基础数据支撑。