深圳城际铁路调度指挥系统方案研究

孟寒松

（深圳铁路投资建设集团有限公司，广东深圳 518000）

1 概述

根据深圳城际铁路线网总体规划，深圳地区将形成具有相当规模的客运铁路网络体系，因此需要对深圳城际铁路调度指挥系统进行深入研究。目前国内轨道交通主要使用适用于高铁、城市轨道交通（地铁）的调度指挥系统，但两者因运营模式和信号制式的不同，存在较大的差异。

目前，高速铁路运输生产使用调度集中系统来实现行车指挥，调度集中系统具备列车计划、调度命令、信号实时监视、列车实时跟踪、进路自动控制等功能。中国国家铁路集团有限公司（简称国铁集团）以调度集中系统为基础，在铁路调度指挥专业的自动化和智能化方面进行深入研究，颁布《智能调度集中系统暂行技术条件》（TJ/DW208-2019）[1]。目前，智能调度集中系统已在京沈、京张高铁安装应用。

与此同时，城市轨道交通使用ATS系统来支持大客流交通运营组织方式，具体包括列车进路的控制、行车信息监督、列车运行图/时刻表的管理，列车运行的调整、列车运用计划及车辆管理，综合监控接口等功能。ATS系统通常按照线路独立设置，目前对于线网级ATS，不同城市也进行了一定的研究，但尚未有大规模应用案例。

高速铁路和城市轨道交通的调度指挥系统是针对各自服务对象产生的特定业务系统，符合高速铁路和城市轨道交通不同的运营需求。相比于高铁调度指挥业务，城际铁路运营自身具有行车密度大、站间距离短、公交化运营等特点。相比于城市轨道交通的调度指挥业务，城际铁路运营具有网络化和互联互通的特点。因此，本论文将对城际铁路调度指挥需求进行详细分析，研究和设计适合城际铁路运营特点的调度指挥系统总体方案和架构。

2 深圳城际铁路运营需求分析

根据深圳城际铁路线网总体规划，未来城际铁路将形成网络，并且与珠三角城际实现跨线运行。同时，相比于国家铁路，城际铁路作为相邻城都市圈、市域郊通勤客流进入市区的交通方案，必须具备大运量、安全、准时、快捷的公交化运营需求。对于深圳城际铁路预期需求的详细分析如下。

1）互联互通运营需求

城际铁路调度系统互联互通的运营需求体现在如下3个层面：城际铁路线网内部各条线路必须满足互联互通的运营要求；应与周边城市的城际铁路实现列车的跨线运行；需要预留和城市轨道交通的互联互通功能。其中，国铁集团牵头组织的调度集中系统在系统标准、系统架构、网络结构、接口协议等方面均采用统一标准，可以满足城际铁路线网内部以及与周边城际铁路互联互通的要求。城市轨道交通目前对于互联互通和线网级ATS系统的研究较多地聚焦在基础信号设备层面[2]，城际铁路调度指挥系统、城市轨道交通ATS系统的信息共享和互动需要进一步探讨。

2）公交化运营需求

城际铁路相比于高速铁路，具有站间距离较短、车站人口密度高、列车种类单一的特点，列车运行具有小编组、高密度、追踪间隔短的运营特点[3]，因此城际铁路必然要具备大密度、公交化运营的需求。目前调度集中系统针对高铁、国铁运营的城际铁路实现了一定程度的优化，但如果车流密度进一步扩大，逐步达到城市轨道交通的公交化程度，则调度集中系统针对公交化运营还需要进一步进行自动化和智能化的提升，以降低调度人员的工作强度。

3）运营环境下的联动需求

城际铁路列车在市区范围内将有大量线路于隧道内运行，在面对水患、火灾、恐袭等特定的运行环境时将会带来新的运营需求，BAS、FAS、CCTV等信息的采集和控制通常由机电系统执行。因与旅客感受和行车安全紧密相关，应参考城市轨道交通的TIAS方案，城际铁路调度指挥系统与机电监控系统间实现联动功能，提高行车指挥调度效率与灾害及故障模式下的自动化处理能力。

4）以行车为核心的岗位优化需求

国家铁路专业分工极为细致，调度指挥岗位包括了行车调度、电力调度、计划调度、施工调度、客运调度、动车调度、综控调度等。深圳城际铁路客运组织和管理模式接近于城市轨道交通，因此应在确保列车安全、高效运行的前提下，以城市轨道交通岗位设置模式为基础，借鉴高铁相关岗位设置的优点，实现人力资源布局的优化。

3 深圳城际铁路调度指挥系统设计目标

深圳城际铁路调度指挥系统在完成各线内部的运营指挥的同时，还要对管辖范围内运力资源进行统一安排和调配，充分考虑线路间的相互协调配合，体现城际铁路路网的综合效益。因此，深圳城际铁路调度指挥系统的设计应满足如下目标。

1）完整性

根据规划，深圳城际铁路是多条线路互联互通形成的网络，为充分发挥网络效应和各线的运输能力，城市轨道按照线路设置的方式无法充分满足深圳城际铁路调度指挥系统的需求，应采用整体系统统一设计的方式保持调度指挥的完整性[4]。

2）一致性

调度指挥一致性是指铁路调度指挥应在铁路全网络统一的计划下实施，须对基本列车运行计划、动车组运用和分配计划等涉及全网运输组织的重要计划实行集中统一编制和管理；须对全网调度实行集中统一管理，随时掌握全网运行情况，确保线网内部各相关系统间的统一与协调，在特殊情况下及时调度各种资源，处理各类突发事件。

3）以行车为核心的调度管理

城际铁路网以确保列车安全高效运行为其运输的目标和准则，因此与运输相关的电力调度、运营调度、旅客信息服务和综合维修等一切工作必须紧密围绕行车调度为核心，确保列车能安全高效运行，最大限度满足旅客的出行要求。

4 深圳城际铁路调度指挥系统总体方案

基于运营需求的分析，深圳城际铁路调度指挥与高铁相比，存在公交化运营、运营联动和岗位优化3方面的特性需求。与城市轨道交通相比，也存在着网络化和互联互通的特性需求。因此，本文基于高速铁路智能调度集中系统，借鉴城市轨道交通调度指挥系统的优点，进行结构和功能上的融合和优化，构建以行车调度指挥为核心的一体化集成平台，实现行车指挥、信号控制和机电控制的多专业协同，形成适用于深圳城际铁路的调度指挥系统方案，整体方案架构如图1所示。

其中，实线框描述深圳城际铁路调度指挥系统的构成，虚线框描述深圳城际铁路内部调度指挥相关的外部系统和外部相关结构。

1）深圳城际铁路调度指挥系统内部结构

深圳城际铁路调度指挥系统内部主要分为调度指挥、运输管理、综合监控3项内容，三者相互依存、相互作用。

以调度指挥为核心，实现深圳城际铁路范围内的调度指挥主体功能。主要包括列车运行监视、车次号自动跟踪、到发点自动采集、运行图管理、施工封锁和限速缓行管理、调度命令、车站行车日志自动生成等基础调度管理性功能。在此基础上进一步实现车站信号设备的集中控制、列控指令的下达、列车进路的按图排路等自动控制功能[5],以及列车运行自动调整、进路和命令安全卡控、行车信息数据平台等功能。

纵向从管理一体化角度，延展出对应的运输管理信息化功能。目前国铁采用的铁路运输调度管理系统TDMS包含计划调度、机车调度、施工调度、客车调度、军特调、货调、动车管理、快运调度（行包）、高铁客运计划管理等功能，客货运业务相互交杂，无法直接适用于城际铁路公交化运行的需求。应以城际铁路运输管理和运营模式为目标针对性地进行设计，实现客流预测、客运计划、施工管理等功能。

横向从控制一体化角度，集成对应的综合监控功能，借鉴城市轨道交通TIAS方案[6]，以集成电力监控和环控系统及互联广播系统、乘客信息系统、视频监控、屏蔽门等综合监控系统与信号的调度指挥系统组成的综合性监控系统构架。

2）深圳城际铁路调度指挥系统内部接口

内部接口是指在深圳城际铁路范围内调度指挥系统与其他系统的主要接口，可分为管理和控制两大类别。

从管理角度，实现与AFC等设备的接口，获取售票、客流进出站等信息。

从控制角度，则分为信号控制和机电控制两类。信号控制实现与联锁、列控等既有基础信号系统的接口，信号系统为基本行车安全设备，接口应保持独立并采用铁路行业既有标准；机电控制实现对PSCADA、FAS/BAS、PIS/PA、CCTV等机电设备的控显功能，可采用接口方式与各系统接口、或者采用TIAS方案实现对机电设备深度集成模式的控制。

3）深圳城际铁路调度指挥系统外部接口

外部接口是指在深圳城际铁路调度指挥系统与城际铁路外部系统的接口。

为了实现深圳城际铁路列车向珠三角城际铁路的跨线运行，需要与珠三角调度指挥系统之间实现接口，应采用国铁各路局CTC系统间的接口标准协议[7]。

预留深圳城际铁路与地铁线路之间的互联互通，需要与地铁调度指挥ATS系统间实现接口，可采用ATS互联互通接口标准协议。

深圳城际铁路作为区域性轨道交通线网的重要组成部分，应将相关的调度指挥信息共享至轨道交通网络运营控制中心(NOCC)，采用既有的数据接入标准协议。

5 深圳城际铁路调度指挥系统体系结构

深圳城际铁路调度指挥系统总体结构由中心机房设备、车站信号机械室设备、广域和区域网络设备、信息安全设备以及操作终端和各查询终端构成。物理位置上可分为中心子系统和车站子系统两大部分，中心子系统通过网络和车站子系统相连。

1）中心子系统

中心子系统完成了调度指挥、运输管理和综合监控的主体功能，可分为中心机房设备和中心终端设备。

中心机房设备是整个系统的数据处理和数据存储的核心。中心机房设备由数据库服务器、应用服务器、通信服务器、GPS时间服务器、接口服务器、系统维护终端、网络交换机、信息安全设备等组成[8]。其中应用服务器应分别针对调度指挥、运输管理、综合监控设置独立的应用服务器；接口服务器也应基于不同业务性质的接口，综合考虑系统稳定性和投入产出等因素进行合理设置。

终端设备应视深圳城际铁路调度指挥的岗位设置，如行车调度台、值班主任台、值班副主任台、计划台、供电调度、动车调度、客调等进行配置。并可支持岗位合并下的功能动态调配。

2）车站子系统

车站子系统主要完成站场信息获取传输、车站作业管理、自动办理进路等功能，可分为信号机械室设备和车站终端设备。

信号机械室设备主要由自律机、网络接口设备和电源防雷设备组成。其中主要设备为自律机，是系统信息传输和控制指令输出的核心部件。

车站终端设备主要包括车站值班员终端、信号员终端，并可视实际需求设定车站查询终端设备。

6 结束语

因深圳城际铁路运营模式和调度指挥区别于高速铁路和城市轨道交通，其调度指挥系统的建设必然无法直接照搬既有的模式，需要基于信号基础系统方案，以安全性和可靠性为原则，最终实现城际铁路运输生产需求，提高运输生产效能。

本文仅以国铁调度指挥系统为原型，引入城市轨道交通调度指挥系统的优势，结合深圳城际铁路运营模式和调度指挥需求分析，提出了总体方案和体系结构，对于系统的详细功能设计、产品研发和实施方案均需要进一步深入研究。