高速鐵路調(diào)度指揮體系的研究

趙春雷 劉志明

（1鐵道部運輸局副局長，北京100844；2中國鐵道科學(xué)研究院，北京100044）

高速鐵路調(diào)度指揮體系的研究

趙春雷1劉志明2

（1鐵道部運輸局副局長，北京100844；2中國鐵道科學(xué)研究院，北京100044）

高速鐵路的建設(shè)和運營需要與之相適應(yīng)的現(xiàn)代化鐵路調(diào)度指揮體系，以確保高速鐵路及整個鐵路網(wǎng)絡(luò)的運輸安全、正常秩序和高效節(jié)能。結(jié)合高速鐵路運輸特點及對調(diào)度指揮的要求，探討如何設(shè)計高速鐵路調(diào)度體系，如何開發(fā)建設(shè)高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)。

高速鐵路；運輸組織；調(diào)度指揮；體系

Abstract:High-speed rail construction and operation needs amodern dispatching command system to accommodate its needs so as to ensure the safety,order and efficiency of high-speed rail and the whole network.The article discusses how to design high-speed rail dispatching system and develop high-speed rail dispatching command system by taking into consideration the requirements of rail traffic dispatching and characteristics of high-speed rail.

Key words:high-speed rail；transportorganization；dispatching command；system

0 前言

根據(jù)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2008年調(diào)整）》，到2020年，中國鐵路營業(yè)里程將達到12萬km以上，其中高速鐵路將達到1.6萬km以上，并將形成由高速鐵路、城際鐵路和客貨混跑快速鐵路組成的總規(guī)模達5萬km以上的鐵路快速網(wǎng)絡(luò)，連接省會及50萬人口以上的大城市，覆蓋全國90%以上人口，鐵路運輸能力將大幅提升，運輸能力緊張的局面將得到有效緩解。

高速鐵路的建設(shè)和運營不僅需要高性能、高質(zhì)量的基礎(chǔ)設(shè)施與移動設(shè)備，還需要一個與之相適應(yīng)的現(xiàn)代化鐵路調(diào)度指揮體系，以實現(xiàn)對運輸過程的高效組織、對運力資源的合理運用，及時處理各類突發(fā)事件，從而確保高速鐵路及整個鐵路網(wǎng)絡(luò)的運輸安全、正常秩序和高效節(jié)能，充分滿足市場對鐵路運輸?shù)男枨蟆?/p>

與基礎(chǔ)設(shè)備和移動設(shè)備的國際化、標(biāo)準(zhǔn)化進程相比，鐵路調(diào)度指揮體系需要根據(jù)國情與路情的具體情況進行詳細的研究分析后確定。因為調(diào)度指揮體系的確立不僅需要技術(shù)裝備的支撐，還涉及管理體制、管轄范圍、機構(gòu)設(shè)置等一系列管理層面的問題。

目前，中國已經(jīng)建成運營世界上距離最長、速度最快的高速鐵路，積累了一定的建設(shè)與運營經(jīng)驗，對高速鐵路的運輸組織和調(diào)度指揮運作模式及需求也有了更深入的理解。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合前期研究成果，我們對高速鐵路調(diào)度指揮體系進行了更加深入的研究，取得了階段性研究成果。

1 高速鐵路運輸特點及對調(diào)度指揮的需求

中國國土面積遼闊，高速鐵路網(wǎng)將覆蓋眾多大中城市，北京、上海、鄭州、武漢、廣州、西安、成都、沈陽等中心城市與鄰近大中城市將形成1～2h交通圈，與周邊城市形成0.5～1h交通圈。此外，與歐洲的網(wǎng)運分離模式和日本的區(qū)域獨立模式不同，中國高速鐵路將形成全國統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，并實現(xiàn)對高速與普速鐵路、客運與貨運的協(xié)調(diào)統(tǒng)一運輸。這些特點給中國高速鐵路的運輸組織和調(diào)度指揮帶來了特殊的要求。

1.1 安全的需求

高速列車運行速度高、密度大，一旦發(fā)生事故，其結(jié)果將會是災(zāi)難性的，因此必須保證高速鐵路運行的絕對安全。這就要求調(diào)度指揮體系能夠?qū)崟r掌握列車運行及各種行車設(shè)備狀況，及時接收各類危及行車安全的信息，并做出正確的判斷與決策，迅速有效地處置各種異常情況，保證列車運行安全和正常運輸秩序。

1.2 服務(wù)的需求

安全、正點、舒適、便捷是高速鐵路旅客服務(wù)的目標(biāo)，為此，高速鐵路的運輸組織和調(diào)度指揮應(yīng)能夠適應(yīng)運輸市場的快速變化，有效滿足不同層次客流運輸需求，及時應(yīng)對突發(fā)客流，并具備特殊情況下快速制訂各種疏運方案的能力。

1.3 空間與時間的需求

從圖1中可以看出，在中心城市之間以及中心城市與鄰近的大中城市之間實現(xiàn)小編組、高密度、公交化運輸，滿足地區(qū)大容量客運的需求是可能的。但如果在高速鐵路網(wǎng)端點（如哈爾濱、烏魯木齊、成都、昆明和廣州等）間距離超過1200km時開行直達列車，其運行時間將達3～10h左右，與航空運輸相比的優(yōu)勢將不復(fù)存在，而且會給維修、動車組運用帶來一定的影響。

1.4 管理的需求

隨著中國高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展，調(diào)度指揮體系應(yīng)能夠快速適應(yīng)發(fā)展的需要，在縱向上能夠?qū)崿F(xiàn)控制中心對系統(tǒng)和設(shè)備的直接管理和控制，在橫向上能夠?qū)τ媱潯⑿熊?、供電、動車、客運、維修等業(yè)務(wù)進行集成，并且能夠根據(jù)管理的需要實現(xiàn)對管理范圍、管理內(nèi)容、人員機構(gòu)的動態(tài)優(yōu)化管理，不斷提高鐵路運輸經(jīng)營效率。

2 高速鐵路調(diào)度體系的設(shè)計

現(xiàn)代高速鐵路調(diào)度體系已經(jīng)不僅僅局限于傳統(tǒng)的列車運行監(jiān)視與控制，而是向綜合型、智能型、集中型的方向發(fā)展，并將涵蓋運輸規(guī)劃、運輸管理、運行控制、運行維護、運力資源優(yōu)化配置等與高速鐵路運行密切相關(guān)的領(lǐng)域，由簡單的監(jiān)控型調(diào)度體系向控制與管理一體化方向發(fā)展。

中國高速鐵路調(diào)度體系可以按照縱向與橫向相兼顧的原則進行設(shè)計，其中縱向是指高速鐵路的管理層（部調(diào)度中心）—調(diào)度層（客專調(diào)度所）—執(zhí)行層（車站、系統(tǒng)、設(shè)備），橫向是指高速鐵路運行所涉及的相關(guān)業(yè)務(wù)，包括計劃編制、行車管理、供電管理、動車管理、維修管理、客運管理和應(yīng)急處理等(見圖2）。高速鐵路調(diào)度體系設(shè)計的思想就是通過有效的管理和技術(shù)手段實現(xiàn)對上述內(nèi)容的高效、靈活、安全與智能化的管理。

1）鐵道部調(diào)度中心（管理層）：管理并組織全路運輸生產(chǎn)，負責(zé)組織基本運行計劃的編制，安排重要生產(chǎn)任務(wù)，處置重大突發(fā)事件，監(jiān)視、協(xié)調(diào)全路運輸生產(chǎn)，必要情況下接管高鐵調(diào)度所的調(diào)度指揮。

2）高鐵調(diào)度所（調(diào)度層）：根據(jù)鐵道部調(diào)度中心的指令和基本運行計劃編制管轄范圍內(nèi)的列車運行計劃、動車組運用計劃、乘務(wù)管理計劃、供電計劃和維修施工計劃，監(jiān)視、調(diào)整、控制列車運行，及時處置各類運行異常情況，管理各類維修作業(yè)，組織事故救援和搶險，發(fā)布運輸指令和行車命令。匯總、統(tǒng)計、分析、上報各類運輸指標(biāo)。高鐵調(diào)度所是高速鐵路運輸組織和調(diào)度指揮的主要實施機構(gòu)，一方面通過各專業(yè)控制系統(tǒng)對基礎(chǔ)設(shè)施、移動設(shè)備實施監(jiān)控，另一方面負責(zé)對橫向業(yè)務(wù)進行整合，并通過高速鐵路調(diào)度集成平臺實現(xiàn)各高鐵調(diào)度所間以及與鐵道部調(diào)度中心間的互聯(lián)互通，形成完整的高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)。

3）站、段、所、車（執(zhí)行層）：接收高鐵調(diào)度所的指揮和控制，按照調(diào)度指令辦理各類作業(yè)?；鶎诱{(diào)度擁有最高級別的優(yōu)先控制權(quán)，特殊情況下直接辦理本站作業(yè)。

高速鐵路調(diào)度體系的橫向設(shè)計主要是指各專業(yè)系統(tǒng)之間的互聯(lián)、共享、整合與集成。各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)在統(tǒng)一的計劃指導(dǎo)下按照統(tǒng)一的節(jié)拍完成各自的任務(wù)，當(dāng)某一業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而影響到其他業(yè)務(wù)時，系統(tǒng)能夠自動協(xié)調(diào)相互之間的關(guān)系，從而保證整個調(diào)度系統(tǒng)的同步進程。主要設(shè)計思想是：

1）按照管理體制及高速鐵路調(diào)度指揮的業(yè)務(wù)流程設(shè)計調(diào)度機構(gòu)、崗位和職責(zé)，采用業(yè)務(wù)驅(qū)動模式實現(xiàn)崗位、職責(zé)、范圍和功能的靈活調(diào)整，滿足高速鐵路運營與發(fā)展的需要（見圖3）。

2）以運輸計劃為基礎(chǔ)、以行車管理為核心，圍繞運輸安全與高效構(gòu)建調(diào)度指揮體系。

3）盡可能提高系統(tǒng)的集成度和智能化水平，提高系統(tǒng)的處理能力、處理速度和應(yīng)對能力，減少不必要的中間環(huán)節(jié)，提高對突發(fā)事件的響應(yīng)和處理能力。

4）構(gòu)成全路一體化的調(diào)度指揮體系，建立統(tǒng)一的調(diào)度指揮規(guī)則和業(yè)務(wù)流程規(guī)范。

5）建立適應(yīng)高速鐵路調(diào)度的培訓(xùn)機制，建立培訓(xùn)基地，制定培訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一培訓(xùn)教材，整合師資力量，搭建模擬仿真培訓(xùn)演練平臺，實現(xiàn)一流隊伍建設(shè)目標(biāo)。

6）構(gòu)建調(diào)度技術(shù)支撐體系，建立調(diào)度信息化建設(shè)和業(yè)務(wù)指導(dǎo)、應(yīng)急處置專業(yè)團隊，發(fā)揮外部力量，提高調(diào)度指揮水平。

圖3高速鐵路調(diào)度體系架構(gòu)與機構(gòu)設(shè)置方案

3 高速鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

高速鐵路調(diào)度體系不僅包括其組織架構(gòu)設(shè)計，還應(yīng)包括支撐上述架構(gòu)的技術(shù)裝備和技術(shù)手段，兩者的完美結(jié)合是確保調(diào)度體系發(fā)揮應(yīng)有作用的關(guān)鍵。世界各高速鐵路國家均十分重視其調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)，如東日本鐵路的COSMOS系統(tǒng)、德國鐵路的BZ2000系統(tǒng)、西班牙的DaVinci系統(tǒng)等，均在其高速鐵路運營中發(fā)揮著巨大作用。

3.1 高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)的組成

高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)主要由營銷管理、計劃編制、列車調(diào)度、供電調(diào)度、動車管理、維修管理、客運調(diào)度和數(shù)字鐵路等部分組成，見圖4。

3.2 高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)的功能

高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)的功能主要包括以下兩個方面。

系統(tǒng)管理功能：在各高鐵調(diào)度所實現(xiàn)對基層（站、段、所）設(shè)備控制的基礎(chǔ)上，形成一個覆蓋全國高速鐵路網(wǎng)的統(tǒng)一調(diào)度系統(tǒng)，通過高速網(wǎng)絡(luò)將鐵道部調(diào)度中心與各高鐵調(diào)度所連接在一起，實現(xiàn)系統(tǒng)間的負載均衡、災(zāi)害互備，確保系統(tǒng)不間斷運行，同時能夠根據(jù)運輸管理的需要動態(tài)調(diào)整各高鐵調(diào)度所間、高鐵調(diào)度所內(nèi)部的控制與管理范圍，為高速鐵路運力資源的優(yōu)化及鐵路的發(fā)展創(chuàng)造條件。

系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能：構(gòu)建包括營銷管理、計劃編制、調(diào)度指揮、運行監(jiān)控和運行統(tǒng)計分析全過程的統(tǒng)一的調(diào)度系統(tǒng)，解決以往各專業(yè)系統(tǒng)獨立建設(shè)帶來的各種問題，實現(xiàn)運輸指揮的高度統(tǒng)一與集中化管理。

3.3 高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)的研究與開發(fā)需要解決一系列關(guān)鍵技術(shù)，主要如下。

系統(tǒng)集成技術(shù)：采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)、企業(yè)服務(wù)總線技術(shù)、虛擬服務(wù)與存儲技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，解決系統(tǒng)集成所面臨的重要技術(shù)問題。

圖5為正在實施的中國高速鐵路運營調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)采用目前最先進的系統(tǒng)集成技術(shù)，如面向服務(wù)的體系架構(gòu)（SOA）、企業(yè)服務(wù)總線技術(shù)（ESB）、虛擬服務(wù)環(huán)境技術(shù)（VSE）等，通過統(tǒng)一的信息接入平臺和系統(tǒng)平臺，按需要接入CTC、SCADA、動車維修、綜合維修、旅客服務(wù)、防災(zāi)安全檢測、綜合檢測等與高速鐵路運行密切相關(guān)的系統(tǒng)，使得高速鐵路的調(diào)度指揮系統(tǒng)能夠及時處理各類與運行相關(guān)的信息，同時鐵道部調(diào)度指揮中心與各高鐵調(diào)度所也通過統(tǒng)一的平臺互聯(lián)，形成一個覆蓋全國高速鐵路的統(tǒng)一的調(diào)度指揮系統(tǒng)。屆時，鐵道部調(diào)度指揮中心可實現(xiàn)對全國高速鐵路的調(diào)度指揮，鐵道部調(diào)度指揮中心與各高鐵調(diào)度所也能夠形成冗余與互備機制，提高了調(diào)度指揮系統(tǒng)的可靠性與可用性。

預(yù)測與調(diào)整：采用列車運行預(yù)測與智能調(diào)整技術(shù)，實現(xiàn)對列車運行趨勢的判斷，對可能發(fā)生沖突的時間、地點和原因進行預(yù)警，并自動給出解決方案建議，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的應(yīng)變能力。

動車組運用：根據(jù)地域氣候條件、動車組修程修制、動車段（所）能力等，配屬和管理好動車組運用。

安全防災(zāi)：針對高速鐵路對氣象、地質(zhì)及其他災(zāi)害非常敏感的特點，建立各類災(zāi)害模型與判決、決策機制，在保證安全的前提下，努力維護運輸秩序。

4 研究結(jié)論

經(jīng)過多年的科學(xué)研究、系統(tǒng)開發(fā)和工程實踐，中國高速鐵路調(diào)度體系已基本形成，服務(wù)于這一體系的全新的高速鐵路運營調(diào)度指揮系統(tǒng)的開發(fā)工作已基本完成。目前承載上述體系與系統(tǒng)的鐵道部調(diào)度指揮中心和高鐵調(diào)度所建設(shè)已進入實施階段。

中國高速鐵路調(diào)度體系與調(diào)度系統(tǒng)的研究是中國鐵路快速發(fā)展的重要成果，是中國高速鐵路技術(shù)體系的重要組成部分，高速鐵路調(diào)度指揮體系的建設(shè)和應(yīng)用對確保高速鐵路運營安全和運輸秩序，提高運輸效率和服務(wù)質(zhì)量，都將發(fā)揮重要作用。

（責(zé)任編輯：魏艷紅）

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1004-9746（2010）06-0015-04

2010-12-03)