基础数据信息系统在高铁应急处置中的应用与展望

郭庭佑

摘要：截止2022年底，我国已建成世界上规模最大的高速铁路网，为人民提供了安全、快捷、便利的出行方式，使得高铁成为人民出行的首选。但是在高铁运行时一旦出现设备故障，如不能正确且及时的处置，将会严重干扰高铁正常的运行秩序，引起社会关注，影响高铁声誉。通过对既有高铁应急处置作业方式的分析，目前存在数据涉及面广、存储形式多样、查阅不便、综合应用效果差等痛点，为此提出搭建基础数据信息系统的构想，通过实际应用，实现了设备信息查询效率提高2.2倍以上，准确率提高到99.66%，系统查看现场设备信息使用率高达100%。

关键词：基础数据；融合显示；应急处置；辅助决策

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.03.049

中图分类号：TP 393.08，U 29-39           文献标志码：A           文章编码：1672-7274（2024）03-0-04

截至2022年底，我国高速铁路营业里程超4.2万千米。高铁列车开行密度大，运行速度快，一旦出现设备故障将导致动车组列车不能正常运行或停车，严重影响铁路运输秩序，甚至危及旅客人身、财产安全。

我国高铁设备呈多样化发展趋势明显，有砟与无砟线路并存、CTCS-2与CTCS-3列控系统[1]并存、多种分相结构并存、多种型号动车组并存，设备差异性对应急处置决策产生了重要影响。在进行应急处置时，应将各部门基础数据进行融合显示并辅以规章支持，形成可高效制定处置方案的技术保障能力，减少非正常行车对运输秩序的影响，给乘客更好的乘车体验。因此，构建高速铁路信息综合及辅助决策系统势在必行，意义重大。

1   应急处置现状分析

目前，调度部门在接到非正常行车的报告后，由高铁各工种调度，根据现场汇报、动车组类型、工务、电务、供电、通信等设备状态及行车限制条件，共同制定非正常行车组织方式，严重时还需应急指挥中心制定应急处置或救援方案。由于部门分工、现场条件及人员知识和技能的限制，应急指挥中心及调度部门获取信息的及时性、准确性、完整性受到制约，存在影响分析判断准确性及迟滞应急处置、救援方案制定的风险。

2   存在的问题

2.1 涉及面广

高铁基础数据涉及部门广，如工务、电务、机务、车辆、供电、车务、信息等部门；数据种类多，各部门又将数据进行分类，如工务类数据（平纵断面、允许速度、防灾系统等）、电务类数据（列控数据、信号机、应答器等）、供电类数据（供电臂范围、禁V区、变电所等）；在作业中根据不同情况使用各种数据，范围非常广。

2.2 存储形式多样

各类数据存储形式种类繁多，基本为纸质版与电子版两类，其中，电子版又分为只读和非只读两类。

2.3 查阅不便

各部门数据都是分类公布的，查阅数据时须准确知道所查数据分类，跨部门查阅时时效性不高，特别是查阅纸质版和只读版数据时耗时会更长。

2.4 综合应用效果差

数据综合应用极为不便，如查询某一里程（某一范围）线路及设备特点时，调度部门须对各部门该里程的各类数据分别进行查询、汇总，导致查询耗时长、应用效果差。

3   基础数据信息系统搭建构想

以高铁设备数据为基础，以数据融合显示为重点，以规章和作业标准为依据，以快速查询和准确指导为导向，强化应急处置信息全面显示，以辅助提示处置流程为特点。

3.1 系统性原则

高铁应急指挥涉及多专业多岗位，具有联动性、协同性、制约性的特征。在系统设计过程中，一是充分辨识调度指挥及应急处置对信息化的需求；二是详细研究系统架构、数据格式、软件功能、操作流程等具体方案；三是在确保需求和稳定的前提下完成系统框架（如图1所示）和开发。

3.2 集成性原则

首先解决各部门固定设备信息的融合显示、数据格式多样、存储分散、查找困难的问题，实现融合显示、快速查找功能。其次通过梳理分析基本规章文电及作业标准，实现应急处置场景还原、处置方案流程化、关键事项提示化的功能。

3.3 可靠性、便利性和易维护性原则

调度指挥及应急处置需要准确的数据做支撑，数据的准确性决定了系统的可靠性。系统首先选择LKJ数据及列控基础数据；其次選择性使用部分台账数据。数据格式参照LKJ及台账数据格式建立，降低数据库更新维护难度。

4   基础数据信息系统及其功能

4.1 建立设备信息集成查询子系统

按照调度指挥和应急处置的需求，融合显示主要行车设备数据，解决数据查找碎片化、存储分散化、应用不便的问题。并具备设备信息筛选显示、列车定位还原、定位标注等功能，方便快速查阅设备信息及现场环境信息。

（1）集成显示与筛选。可将各部门设备数据按需进行筛选显示（图2）。

（2）列车定位还原。输入列车车次、停车里程等信息，实现列车定位还原（见图3），为处置方案制定提供辅助手段。

（3）添加定位线。输入需要定位的里程，可实现多条定位线标注，并可自由切换显示（见图4）。

4.2 建立应急处置查询子系统

应急处置是铁路行车组织过程中不可或缺的核心组成部分，依托信息平台，建立高铁列车调度应急处置作业[2]5大类（灾害天气行车组织、设备故障行车组织、非正常行车组织、救援组织、其他）61个场景信息库。实现应急处置场景模糊查找、精准查询和指导功能，方便调度员较系统地掌握应急指挥所必备的基础知识和基本技能，为铁路行车安全提供技术保障（见图5）。

4.3 建立应急处置救援辅助决策子系统

录入列车分相附近停车位置等必要参数，可定位显示分相前后1.5 km范围内的工务、电务等设备位置信息，调用“车弓网”位置关系模型输出弓网位置关系，实现高铁列车停于分相区自救方案输出的功能。

（1）分相区全景显示。详细展示了分相区正、反向合电标距离内的全部接触网支柱、明示转换柱及隔离开关号，融合显示了对应的线路坡度、信号机（区间信号标志牌）、应答器等信息（见图6），满足应急处置作业需要。

（2）分相区作业特点突出明示。一是分相所处的地理环境（桥梁、隧道）；二是相越区供电[1]的方式（垂直停电、V型停电）；三是越区供电的方向；四是相邻供电臂的名称。

（3）场景还原功能。输入场景还原所需参数（运行方向、车型、停车里程等），根据“车弓网”间的位置关系运算模型，计算出动车组各受电弓所处分相的具体分区位置，为制定救援方案提供数据支撑（见图7）。

（4）分相区自救辅助方案输出。根据计算出的各受电弓所处分相的具体分区位置，输出对应方案[1]（越区供电前行、升一区受电弓退行、升二区受电弓退行、升三区受电弓前行、升四区受电弓前行），根据现场实际情况，择优选择（见图8）。

5   系统应用情况

本系统自2020年5月投入应用以来，对日常调度应急指挥作用非常明显，改善了调度应急指挥中的作业条件，对保障运输安全、提高应急处置效率、提升调度指挥水平发挥了显著作用。

5.1 提升设备数据查询效率

以列车停于接触网分相区事件为例，从现场资料收集、规章依据查找、方案制定用时三方面的数据收集和对比情况（人工查询与系统查询数据详见表1，效率对比见图9、准确率对比见图10）可知，应用本系统后，无论是查询时长还是准确性都有着明显的提升。

5.2 系统使用效果

自2020年7月至今，本系统管辖范围内共发生设备不良应急处置事件81件，均使用本系统对现场设备信息进行查询，使用率达100%；通过摄像头数据查看现场情况60件；查看列车停车位置现场设备情况42件。

5.3 提高了应急指挥水平

至今本系统通过对集中显示的设备信息，结合动车组型号、停车里程等信息，快速还原现场环境事件42件；快速查阅处置流程及关键点事件40件；辅助提供越区供电处置方案事件1件，为高铁应急处置作业提供了较为全面的基础资料及技术支撑。

5.4 提升了日常学习效果。

设备信息融合显示，便于直观地了解和掌握高铁线路基础设备情况及行车组织特点；应急处置流程汇总，可显著提高对应急处置关键环节、关键步骤的学习掌握程度。

6   在应急处置辅助决策方面的发展方向

本系统通过与高铁运行基础数据、现场运用环境、运用规章制度、防灾系统、综合视频等系统的信息交互，可自动生成应急处置参考方案，指导各部门应急处置作业，达到数据综合应用的目的。

6.1 系统性集成

本系统集成显示功能如系统性融入到调度指挥系统TDCS或CTC系统，可进一步提高调度精细化指挥水平，为提高非正常行车组织效率提供技术支持。

6.2 智能应急处置辅助决策系统

智能应急辅助决策系统是本系统的发展方向，也是服务对象。在本系统信息交互的基础上，决策系统可自动制定出满足实际情况的应急处置方案，生成高铁行车限制条件，同时自动分解成为各工序流程，最终推送至各工序部门，形成其可遵照执行的标准流程。

7   结束语

经过实际运用的验证和评估，基础数据信息系统可有效提高查询效率与准确率，辅助指导应急处置流程，提供数据及技术支撑，大大减少列车晚点，提高高铁运输服务品质。

参考文献

[1] 中国铁路总公司．铁路技術管理规程 高速铁路部分[M]．北京：中国铁道出版社有限公司，2017.

[2] 中国铁路兰州局集团有限公司．列车调度员岗位作业手册 高速铁路部分[M]．北京：中国铁道出版社有限公司，2020.