新朔铁路调度集中系统优化设计

刘 燕，谢生智，陈永明

（国能新朔铁路有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯 017100）

国能新朔铁路有限责任公司下辖大准铁路、准池铁路和新准铁路，营业总里程631 km。线路横跨内蒙古西部和山西省北部，深入内蒙古鄂尔多斯和山西朔州市大型能源基地，经包神线、甘泉线北望甘其毛都口岸，经东乌线、三新线西通宁东矿区，经大秦线、朔黄线东达北方4 港；主要承担着国家能源集团准格尔矿区和地方煤炭外运的重要任务，是国家能源投资集团有限责任公司（简称国家能源集团）铁路网的重要组成部分，其运输安全和效率直接影响国家能源集团“产运销”一体化战略的实施，是“争运量、保畅通”的关键部分。

1 新朔铁路调度系统应用现状

1.1 建设铁路调度系统的必要性

铁路运输业务不断发展，列车调度指挥系统和调度集中系统已经覆盖全路调度所和车站，成为铁路运输生产中不可或缺的行车调度指挥系统[1]。该系统由大量计算机设备、网络设备、专用设备和各种业务软件组成，有效降低了工作人员的劳动强度，极大提高了运输组织效率，为迅速提高运能奠定了坚实基础[2-3]。继2006 年全路18 个铁路局公司全局覆盖列车调度指挥系统之后，调度集中系统作为列车调度指挥系统的高效运输系统延伸，是一种新型的行车指挥和信号控制设备，同时也是一种新的高效运输组织管理模式[4]。该系统是整个货运专线运输信息系统的核心，覆盖调度中心和车站几乎所有重要的运输岗位。作为信号设备，采用了高可靠技术以保证信号安全，并可以与货运专线功能相对简单的其他专业调度（如计划、施工、货运、电力等）进行有机结合，实现行车集中指挥自动化、智能化和高效化[5]。

1.2 原调度系统应用情况

2019 年新朔铁路组建成立，原大准、准池、新准铁路组建成为国家能源集团新朔铁路有限责任公司。原大准、准池铁路使用铁科院调度集中2.0 及列车调度指挥2.0 系统，先后于2016 年及2017 年组织在大准线、准池线部分站点进行调度集中系统运输试验。由于大准、准池铁路无线列调通信网络使用450 MHz+400 kHz，存在“大三角”及“小三角”通信不畅问题，带宽无法满足调度集中2.0系统进路预告及无线调度命令上车等功能的实现[6]，助理调度员作用无法充分发挥。后调度集中系统各车站降级使用列车调度指挥2.0 系统。原新准铁路由于建设初期未使用调度指挥系统，行车指挥使用基本的行车方法。

1.3 现铁路调度系统概况

新朔铁路在用国家能源集团铁路调度系统调度中心设置远程调度台终端及14 个综合调度信息模块，如图1 所示。实现43 个车站与新建的神池南调度中心机房通信功能，配套建设货运营销、机务调度、施工管理等计划管理。目前已完成新朔铁路管内3 条铁路（大准、准池、新准铁路）调度系统功能的正式开通，14 个信息模块部分实现正式开通。

图1 新朔调度系统框架示意Fig.1 Xinshuo railway dispatching system framework diagram

1）信号部分

新朔铁路系统公司管内43 个车站的调度系统设备全部新设，采用调度集中3.0 系统及列车调度指挥系统3.0 系统，其中燕庄、黍地沟等共计39站按照调度集中3.0 系统设置，点岱沟、南坪、岱海电厂、唐公塔电厂共计4 站按列车调度指挥系统3.0 系统设置。新设车站服务器6 套。全部新设车站自律机/综合处理机、电务维护终端、车站服务器、通信质量监督设备、车务终端、信号员终端、车务管理终端、网络设备、电源设备、信息安全设备和防雷设备等。

2）信息部分

信息系统部分共分为10 个模块（计划调度、车站管理、移动终端APP、统计分析、货运营销、机车调度、车辆调度、货运调度、施工调度、系统管理）建设。

3）通信部分

管内43 个车站共划分为5 个环路，采用环路双网结构统一接入神池南核心网络，再通过专用通道延伸至远程调度中心，实现异地实时指挥。

1.4 安全风险及改进措施

调度集中系统的安全性对调度指挥效率和运输生产安全具有重要影响。系统可能出现故障的原因有多种，如设备与既有线路兼容性不足、中心设备距离较远、新技术应用后操作人员不熟悉、新设备上线后维护人员和操作人员基本技能不扎实，以及组织管理上存在诸多薄弱环节等。对此：首先，建议提高维护设备质量，通过委托专业化机构进行定期巡检，确保调度系统设备的正常运行；其次，依据《调度集中系统技术条件》（Q/CR 518-2016）第13.1 条规定调度集中系统应配置运维子系统即综合维护平台[7]。该平台集设备监控、网络监控和应用程序状态监控于一体，能够在线实时监测、故障诊断、远程协同、应急处置和运维管理等功能，为调度系统运行监控、维护和管理提供技术支持；然后，完善规章制度也是提高调度指挥安全的有效措施。实时监控列车运行状态，一旦出现故障，立即采取解决对策加以处理。加强对行车组织、设备维修、应急救援和检测监控等方面的重视学习，开展非正常情况下的应急行车组织培训及演练工作；最后，提高调度人员的综合水平，培养处理突发事件的能力。这些建议都是为了保障调度集中系统的安全，而调度集中系统是整个运行系统的关键部分，必须确保分散自律调度集中系统设备运行的安全。

1.5 现调度系统面临的问题

由于受限于450 MHz 无线列调系统带宽，经调度集中系统行车试验，进路预告功能无法应用[8]，无线调度命令上车试验成功率约为70%～90%，调度集中3.0 系统下的分散自律模式（中心控制）功能无法实现。目前新朔铁路在管内车站开通了分散自律模式（车站控制），实现了列车进路自动办理。但是部分作业繁忙区段调度集中3.0 降级，只开通了TDCS 3.0 功能，仍使用非常站控模式办理进路。对此，调度集中系统需要对业务繁忙区段的车站作业场景进行深入分析和适配性修改，以满足新朔铁路全线调度集中控制的要求。

系统建设时期提出了TD 结合的工作思路，从目前的信息系统建设及应用进度来看，系统实现了信号、通信、信息的“一张蓝图”建设。系统先后在朔黄、包神、新朔等单位开通应用，对现场作业、施工登销记、计划管理、调度信息化等方面的发展提供了较好的技术支持，较多原来的纸质作业由线下调整至线上执行，信息化水平进一步提升。目前来看，信息与信号之间的交流互通仍需进一步开发，例如现车管理与调度集中系统之间的信息交互障碍，导致调度集中系统在实现调车自动化方面存在着较多困难。对此，调度系统需要扩展TD 协议，以业务为主线，双方信息进行深度融合。

2 新朔铁路调度系统发展建议

2.1 控制集中化

2019 年12 月中国国家铁路集团有限公司（简称国铁集团）工电部组织完成普速铁路调度中心站集中控制技术方案编制。为降低普速铁路调度集中区段调度员工作强度，把调度员的部分工作下放车站值班员作业集中，提高职工工作的便利性，改善工作环境等方面从行业层面制定了统一标准。采用中心站集中控制，在中心站设置集控台，将相邻多个车站的操作集中到中心站控制。车站操作方式的车站，根据需要可纳入中心站集控台，也可单独设置；车站调车方式的车站，全部纳入中心站集控台。分为“车站调车+车站操作(全部车站调车)”或“车站全部为车站操作方式”模式。集控站具备列车股道运用列车、调车进路办理等功能[9]。集控台内管辖车站全部纳入车站操作方式时，调度台仅安排列车运行计划的次序，股道运用全部由集控台分配。维持既有调度集中系统整体系统结构不变。中心站不单设本站车务终端，由集控台担任管辖所有车站车务终端职能。在中心站集中控制后，列车运行于区域集控范围之内时，只与中心站的值班员（或内勤助理值班员）进行联系，不再与区域集控站车站值班员进行联系。

2.2 联锁一体化

目前主流计算机联锁系统为单独成套，相对独立运行，各站计算机联锁设备不进行组网联合运用。根据国铁集团对联锁系统改进工作部署要求，研究联锁一体化系统以实现多站计算机联锁设备组网运行及区间信号设备与站内信号设备一体化纳入计算机联锁系统管理。既可实现区间联锁逻辑检查以确保行车安全，又可实现多站联锁系统组网运行，实现集中控制，为减员增效提供有效途径。

2.3 通信网络现代化

LTE-R（Long Term Evolution for Railways）网络是一种增强型的TD-LTE（Time Division Long Term Evolution）网络，专门为重载铁路的调度通信设计。它能够支持重载组合列车无线重联、集群调度通信、无线调度命令和无线车次号校核等业务，并满足重载铁路专用调度通信的要求[10]。调度员可以通过调度系统计算机编辑调度命令，并通过LTE-R 无线调度子系统以分组交换的方式将编辑好的命令传输到相应的机车司机处。机车司机可以通过车载调度命令接收子系统存储和打印调度命令，并且调度员可以在调度系统显示传输成功的信息。新朔铁路在准池铁路卧厂-神池南区段建设LTE-R 网络，以满足列车重联通信、长交路列车开行等需求。基于北斗定位、5G 技术在铁路通信网络方面进行进一步探索，逐步开展大准线、准池线4G、5G、北斗技术的应用，带动调度系统向新的发展方向。

3 结束语

新朔铁路调度集中系统的实施使得调度员可以从繁琐的手工作业中解脱出来，从而更加专注于运输组织和安全保障方面的工作。同时，可以有效地规避传统上依赖人主观控制的一些安全因素，从而提高运输安全性和运行效率。未来，打通信号+信息的梗阻，应用集中控制，研究多站联锁一体化，完善通信网络，是调度集中系统在新朔铁路的发展趋势。调度集中系统将为新朔铁路列车的高效运行提供可靠的保障，为提高效率、扩大运输能力奠定基础，为“能源保障、西煤东运”作出贡献。