地方铁路调度指挥信息管理系统研究

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【摘  要】随着地方经济的快速发展，铁路新技术的不断涌现，地方铁路运输组织、行车指挥与技术装备已无法满足当地经济发展的需求。为了进一步提高地方铁路的运输能力与运输效率，降低运营成本，更加有效的利用地方铁路资源，本文在铁路区域联锁技术的基础上提出一种“指挥—联锁一体化”的地方铁路调度指挥信息管理系统方案，该系统将TMIS系统与TDCS系统进行结合，在调度中心实现列车的进路操作控制。实践证明，该方案能有效提高地方铁路调度指挥的整体水平。
【关键词】地方铁路；区域联锁；调度指挥
1、引言
近年来，随着地方经济的快速发展，地方铁路在运营里程、货物运量、技术装备、经营管理等方面都取得了长足进步。传统的人工调度指挥工作方式已无法适应地方铁路的运输需求，为了提升运输能力与运输效率，各企业都开始探索利用先进的信号控制系统和信息技术，实现调度指挥向信息化方向转变[1]。随着计算机网络技术的发展，地方铁路调度指挥实现了人工化作业方式向智能化作业方式的转变，地方铁路调度指挥信息管理系统的出现有效克服了传统铁路调度指挥工作中存在的不足，为铁路运输实现跨越式发展战略提供了强有力的技术支持。
本文提出一种基于区域联锁的“指挥——联锁——体化”地方铁路调度指挥信息管理系统方案，该方案紧密结合地方铁路企业自身运营特点，突破了地方铁路运输领域中调度指挥的传统理念，在区域联锁模式下，采用TMIS系统与TDCS系统相结合的方式，在调度中心直接实现列车进路操作控制，其具有运输生产控制自动化、指挥无纸化、监控动态化、管理信息化等特点。目前，该方案已应用于宁夏宁东铁路股份有限公司，有效提高了企业调度指挥水平和工作效率。
2、区域联锁模式
区域联锁模式[2，3]是指：以计算机技术为核心，将多个计算机联锁车站组网，将整个控制区域看作一个车站，进行不同地理位置多车站间的联锁逻辑运算，实现车站联锁、区间闭塞和站间联系的一体化远程控制模式。
区域联锁模式主要包括区域联锁制式、区域联锁技术网络结构、技术平台结构、操作平台和岗位设置、区域联锁技术应用等几个方面的内容，区域联锁模式具有一体化、全电子化、智能化等特点。
区域联锁系统结构有两种方式：集中式和分布式。
集中式是指将联锁计算机（下位机）和操作员站（上位机）放置于同一地方，然后在每个车站只放置I/O接口柜，所有现场信息通过光缆或专用传输通道，实现远程采集和控制。该方式对系制造和维护管理要求很高，要求系统从软件、硬件、包括通信传输等都必须是安全系统，一旦故障将造成车站无法作业。
分布式是指将操作员站集中方式，联锁计算机和I/O接口等设备分别放在沿线车站，操作指令通过光缆或专用通道传输。当网络发生故障时，系统授权下放，由各站备用操作员站操作，车站就地控制本站进路，避免了因局部设备故障造成多个车站作业终止的弊端，保证了系统的可靠性和可用性。
3、基于区域连锁的地方铁路调度指挥信息管理系统方案
针对传统地方铁路调度指挥方式存在的不足，采用一种基于区域联锁的“指挥—联锁一体化”地方铁路调度指挥信息管理系统方案，该方案利用TMIS系统与TDCS系统相结合[4]的方式，在调度中心直接实现列车进路操作控制，其具有运输生产控制自动化、指挥无纸化、监控动态化、管理信息化等特点。
3.1地方铁路调度指挥信息管理系统的结构
地方铁路调度指挥信息管理系统的内容主要包括运行图子系统、调度（车站）终端、BS查询终端、调度监督大屏子系统、货运现车处理系统、无线传输系统等，其结构如图1所示。
地方铁路调度指挥信息管理系统各子系统的主要功能如下：
（1）运行图子系统的主要功能是：提供车站间距、区间运行时分等技术资料；对交接班工作进行管理；查询车次、编组、取送车等信息；制定修改日班计划、阶段计划；对列车运行线、列车运行及运行整理符号进行设置；对不能采点车站根据报点录入，生成实际运行线。
（2）调度（车站）终端的主要功能是：实时显示轨道存车数、车型、车号、状态、品类、记事等车站作业信息；进行轨道、车号等维护工作；实现列车车次、车辆车号、列车到达、出发等信息的条件查询。
（3）BS查询终端的主要功能是：实现调度命令、列车作业信息的查询；完成对调度中心绩效考核、每日运输情况等信息的统计。
（4）调度监督大屏子系统的主要功能：实时显示各车站站场及区间列车占用基本情况。
（5）货运现车处理系统的主要功能：自动跟踪每个车辆的运行轨迹、现车位置，记录每个车辆的进站、出站时间、车号、甩挂作业顺序、装卸车情况等信息。
（6）无线传输系统的主要功能是：实现控制信息与其他辅助信息的传递。
3.2地方铁路调度指挥信息管理系统的特点
地方路调度指挥信息管理系统在行车调度与调车作业这两个方面具有显具特点，具体表现为：
（1）行车调度。能够实时采集分布式区域联锁设备数据，利用车次跟踪原理实现列车的自动跟踪；利用站间的车号识别技术，提高了车辆及机车数据的准确性，同时也实现了列车跟踪的校核功能；利用车号识别器实现对车辆及机车数据的准确识别，为车辆的进出厂、保证轨道车辆的及时性、准确性提供依据；利用无线传输系统实现了机车司机、调度员、值班员的三维一体化。
（2）调车作业。对基于本站的区域联锁设备数据进行采集、依据调车每勾作业的完成情况，利用调机与车辆的自动跟踪技术，实现调车作业的钩钩清，保证了站场车辆数据的准确性与完整性；利用无线结合有线的网络方式，将调车作业单、路票、调度命令、列车进站预告等相关信息进行就近站点传输，保证了无线点的基本覆盖和传输信息的准确性与完整性；系统自动记录每勾作业完成时间，为勾计划内容的技术分析及统计提供数据支持；通过对调车作业单进行跟踪，保证了站场股道停车的现车、现货信息的实时性及有效性，实现行车、货运、调度指挥的完美统一。
3.3地方铁路调度指挥信息管理系统的技术创新
地方铁路调度指挥信息管理系统在技术方面进行了创新，克服了传统地方铁路调度指挥方式存在的不足，其技术创新主要表现在以下几个方面：
（1）实现调度-车站-机车一体化：无线传输系统能够使调度员实时的对机车下达调度命令，在区域联锁区段助理调度员对机车实时下发路票及信息提示，在机车上实现实时显示、确认回执、打印调度命令与路票、语音提示等功能。调车单无线传递，实现了调车单的实时发送、修改、保存，在机车上实现实时显示、打印调车单，语音提示等功能。
（2）采用通用技术平台结构：调度指挥信息管理系统是一套集成系统，它由数据库、运行图、调度监督、车号识别系统、无线调车系统、货运、统计报表等相关子系统构成，子系统之间能够实现系统资源与数据资源的共享。
（3）利用车辆实时追踪技术：车辆实时追踪技术能够检测每个列车的车次、每个车辆的现车移动状态，该技术在调度指挥工作中起着重要的作用。
（4）利用通信中间件技术：如何实现跨平台、透明的数据共享和通讯，是系统建成的关键，而解决以上问题的核心是通信中间件技术。通信中间件是指能够屏蔽操作系统和网络协议的差异，为异构系统之间提供通讯服务的软件，中间件支持分布式运算，提供跨网络、硬件的透明性应用或服务的交互，支持标准的协议和标准接口。
4、现场应用
宁夏宁东铁路股份有限公司是宁夏唯一一家地方铁路企业，主要承担宁夏宁东能源化工基地铁路建设和运营任务。大枣线是宁东铁路网的运输主干线，该线采取了区域联锁模式，将产生技术及装卸作业的车站，即古窑子、羊场湾、大沙沟、枣泉、灵武电厂5个车站设有行车岗位作业人员，实施本地操作；将只进行会让作业的永丰、新华桥、灵武、横沟、黄羊墩五个中间车站，不再设置行车人员，仅由保卫人员负责站区巡视、值守。在调度中心设置一个操作台，由一名助理调度员负责以上五个车站集中控制操作，同调度员一起远程指挥。
宁东铁路调度指挥信息系统覆盖了公司全部范围，该系统实现了列车编组信息管理、综合维修管理、调车作业管理、统计报表管理等功能，实现了调度指挥和车站作业的信息化。系统投运以来，对宁东铁路运输组织和企业管理都起到了重要的支撑和推动作用，其主要表现为：
（1）满足了宁东能源化工基地运量大幅增长的需求。2011年宁东铁路完成运量3100万吨，是2007年运量的3.6倍，运输技术指标得到较好的控制，极大地提高了运输效率。
（2）减少了人员设置，降低人工成本。调度中心按《调规》岗位设置，需定员35人，而目前调度中心只设置9名调度员，4名助理调度员，仅人工成本一项，每年可节约720万元，极大地提高了劳动效率，降低了运营成本。
（3）实现了三个创新。一是通过新技术新设备的应用，实现了技术创新；二是将五个站并入到一个操作台并将操作台设置在调度中心，实现了作业方式创新；三是促进了行车组织和指挥方式的改变，实现了管理创新。
实践证明：使用这套系统，宁东铁路运输管理水平和运输效率、企业运营成本控制水平得到了极大的提高，经济和社会效益明显，达到了预期的目的。
5、结论
本文提出一种基于区域联锁的“指挥—联锁一体化”地方铁路调度指挥信息管理系统方案，突破了地方铁路运输领域中调度指挥的传统理念，采用TMIS系统与TDCS系统相结合的方式，在调度中心直接实现列车进路操作控制，这种新型管控一体化综合系统的出现，实现了地方铁路调度指挥的电子化、信息化与智能化，提高了地方铁路的调度指挥的整体水平。
参考文献
[1]姜亚强.调度指挥系统在企业自营铁路的应用[J].科技经济市场，2011，8：13-14.
[2]张杰.无线列调系统在区域联锁模式下的应用[J].铁道通信信号，2011，47（1）：53-54.
[3]许诚.基于区域计算机联锁的TDCS的构建[J].铁道通信信号，2005，41（10）：8-9.
[4]王同军.铁路调度指挥信息化建设的实践[J].铁道运输与经济，2006，28（8）：67-69.