鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張艷琴

摘 要：隨著我國高速鐵路網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展、鐵路信息化建設(shè)的不斷深入，鐵路綜合調(diào)度系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用到鐵路業(yè)務(wù)指揮管理中。為了實(shí)時(shí)監(jiān)控行車線路及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以便能夠隨時(shí)全面掌控鐵路路網(wǎng)的運(yùn)營情況，需要加強(qiáng)鐵路調(diào)度指揮中心系統(tǒng)的建設(shè)工作，以保證鐵路網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：鐵路調(diào)度系統(tǒng)；遠(yuǎn)程控制；數(shù)字化

當(dāng)前我國各地客運(yùn)專線大規(guī)模建設(shè)，根據(jù)我國《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，2012年中國基本完成四縱四橫鐵路主動脈建設(shè)，形成以北京為中心的1-8小時(shí)鐵路交通圈；2020年中國鐵路運(yùn)營里程將達(dá)到12萬公里以上，為中國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力的保障。由于客運(yùn)專線運(yùn)量大、運(yùn)行速度快、發(fā)車密度大的特點(diǎn)，并且其運(yùn)送對象以乘客為主，一旦發(fā)生事故，后果不堪想象，這些給鐵路通信信號提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時(shí)也為鐵路通信信號提供了非常良好的發(fā)展機(jī)遇。數(shù)字化的鐵路調(diào)度系統(tǒng)是個(gè)全路聯(lián)網(wǎng)的調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)突破傳統(tǒng)模式，極大的提升了工作效率，大大減輕了調(diào)度人員的工作強(qiáng)度。通信信號作為客運(yùn)專線運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)核心技術(shù)的重要組成部分，直接關(guān)系到高速鐵路的建設(shè)和安全運(yùn)行。鐵路數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)投入運(yùn)行可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)調(diào)度區(qū)間內(nèi)所有設(shè)備的集中監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)、故障診斷、環(huán)境動力監(jiān)測等維護(hù)管理，方便了維護(hù)檢修工作，使維修方式由預(yù)防修模式轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)修方式，通信聯(lián)絡(luò)保持高效暢通。

1 鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)功能

鐵路調(diào)度通信網(wǎng)是以調(diào)度員為中心的一點(diǎn)對多點(diǎn)的主從通信系統(tǒng)，是一種會議模式的鐵路專用通信網(wǎng)絡(luò)。調(diào)度員以單呼、組呼（依次選叫）和全呼等方式呼叫所轄區(qū)段調(diào)度終端用戶并建立通信聯(lián)系，同時(shí)接受所轄區(qū)段調(diào)度終端的呼叫并建立通信聯(lián)系。調(diào)度員在工作時(shí)可根據(jù)需要進(jìn)行強(qiáng)插和強(qiáng)拆操作，即強(qiáng)制將所管轄區(qū)段的某個(gè)調(diào)度終端加入通信，或在管轄區(qū)段內(nèi)調(diào)度終端正在進(jìn)行通信時(shí)強(qiáng)制終止某個(gè)調(diào)度終端的通信。各個(gè)調(diào)度終端用戶之間不能互相直接呼叫和通信，所有通信過程均在調(diào)度員的控制之中，從而確保了調(diào)度員在鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)中的絕對主控權(quán)，實(shí)現(xiàn)了鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)高度集中的統(tǒng)一指揮。

2 鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)功能和設(shè)計(jì)

2.1 該系統(tǒng)由主控機(jī)、地面控制單元、信息采集單元、通信單元、顯示單元和地面監(jiān)控單元組成。由主控機(jī)向各單元發(fā)布指令和回傳信息，生成系統(tǒng)輸出到顯示單元。系統(tǒng)主要特點(diǎn)：通過接收車站上報(bào)的列車運(yùn)行信息，繪制實(shí)際列車運(yùn)行圖，自動編制、調(diào)整、下達(dá)階段計(jì)劃，并根據(jù)列車運(yùn)行的速度、位置所在等情況對列車運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度指揮，發(fā)布調(diào)度命令，調(diào)整列車速度、排路，精準(zhǔn)到站時(shí)間。

2.2 為了保證鐵路調(diào)度系統(tǒng)的安全可靠，調(diào)度通信主系統(tǒng)均采用同城異地容災(zāi)備份方式，即在同一個(gè)鐵路局或者客專中心的不同地點(diǎn)設(shè)置兩套主系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一主一備，當(dāng)主用系統(tǒng)出現(xiàn)故障，備用系統(tǒng)自動升級為主用系統(tǒng)，保證整個(gè)調(diào)度通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。各個(gè)車站分系統(tǒng)按照每6～7個(gè)車站分系統(tǒng)組成一個(gè)數(shù)字環(huán)同時(shí)接入兩套主系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字環(huán)自愈和車站分系統(tǒng)斷電直通功能，并且相鄰數(shù)字環(huán)之間采用環(huán)切環(huán)的方式連接，保證站間呼叫可不經(jīng)過主系統(tǒng)進(jìn)行。在調(diào)度所設(shè)置一體化觸摸屏調(diào)度臺，采用圖形化界面、嵌入式操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)呼叫按鍵數(shù)量的良好擴(kuò)展，觸摸屏單點(diǎn)觸摸壽命大于5000萬次，能夠滿足鐵路頻繁的調(diào)度業(yè)務(wù)需求。

2.3 主控調(diào)度臺采用雙接口設(shè)計(jì)，通過一個(gè)2B+D接口接入本地主系統(tǒng)，通過一個(gè)E1接口接入另一套主系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)調(diào)度臺雙接口雙歸屬功能，提高整個(gè)調(diào)度通信系統(tǒng)的安全可靠性。并且在備用主系統(tǒng)處，設(shè)置備用觸摸屏調(diào)度臺，實(shí)現(xiàn)調(diào)度的同城異地容災(zāi)備份。鐵路有線調(diào)度通信系統(tǒng)除了調(diào)度功能外，站間通信、站場通信等也是非常重要，這就要求車站系統(tǒng)同樣具有自主交換能力，在與主系統(tǒng)中斷的情況下，仍能保證站場通信以及站間通信的正常進(jìn)行。

2.4 在實(shí)際應(yīng)用中主控機(jī)放置在總站調(diào)度室，各分站的信息通過的兩個(gè)以太網(wǎng)口傳輸，第一個(gè)網(wǎng)口連接到主干網(wǎng)絡(luò)， 與調(diào)度中心的網(wǎng)絡(luò)連接并提供信息交換。第二個(gè)網(wǎng)口作為備份，由于信息十分重要， 不容許因中斷所造成信息丟失。因此第二個(gè)網(wǎng)口連接成為備份網(wǎng)絡(luò)使用，一旦主干網(wǎng)絡(luò)斷線可立即切換到備份網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，因?yàn)樗O(jiān)視的路面和列車范圍很廣，無法在一個(gè)畫面上進(jìn)行實(shí)時(shí)路況監(jiān)控和指揮命令下達(dá)，通過主機(jī)預(yù)留的PCI插槽，插入一張PCI總線的雙獨(dú)立顯示卡 （VGA+DVI） ，加上原本主機(jī)上所連接的VGA，即可通過雙VGA進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)看和及時(shí)操作。高比特系統(tǒng)設(shè)備具有較強(qiáng)的維護(hù)管理功能，維護(hù)終端通過設(shè)備端口，可對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過操作菜單，可方便設(shè)置門限值，測量和顯示各種參數(shù)。

3 鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)勢

3.1 系統(tǒng)特點(diǎn)。列車調(diào)度員通過電腦作業(yè)，調(diào)整列車運(yùn)行圖，由計(jì)算機(jī)自動下達(dá)任務(wù)，程序?qū)⒆詣舆\(yùn)行，包括自動掃繪實(shí)際運(yùn)行圖，自動生成、儲存、打印行車日志，自動傳送調(diào)度命令，自動校核車次號等功能。在調(diào)度集中區(qū)段，系統(tǒng)可遠(yuǎn)程調(diào)度，調(diào)度員在調(diào)度臺上便可直接控制車站的連鎖設(shè)備，進(jìn)行遠(yuǎn)程作業(yè)，作到車站的無人值守，配以計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)按圖排路，使整個(gè)運(yùn)輸調(diào)度工作跨上一個(gè)新臺階。過去以調(diào)度命令的形式，調(diào)度員與值班員通過對話實(shí)施作業(yè)；現(xiàn)在列車調(diào)度員只需直接在電腦上調(diào)整好列車運(yùn)行圖，由計(jì)算機(jī)自動下達(dá)任務(wù)。勞動強(qiáng)度大為降低，安全性能和工作效率大為提高。大大減輕了行車調(diào)度員和車站值班員工作強(qiáng)度。優(yōu)化了運(yùn)輸調(diào)度指揮管理手段、提高了調(diào)度管理水平和運(yùn)輸效率。

3.2 系統(tǒng)優(yōu)勢。調(diào)度辦公無紙化，列車運(yùn)行的到發(fā)點(diǎn)由系統(tǒng)自動采集，實(shí)際運(yùn)行線自動生成。每班的運(yùn)行圖可打印輸出。流程管理程序化，通過詳細(xì)描述列調(diào)工作中的設(shè)備、規(guī)則、方式、流程等條件，由程序智能控制作業(yè)流程，規(guī)范作業(yè)過程管理。安全檢測智能化，強(qiáng)大的防火墻系統(tǒng)和入侵檢測系統(tǒng)保證了DMIS系統(tǒng)作為行車設(shè)備的高度安全性，防止黑客的非法入侵和病毒的侵入。信息交換網(wǎng)絡(luò)化，調(diào)度員和車站值班員的信息交換全部采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，以信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)替代既有的信息采集、交換方式，提高信息交換的效率和質(zhì)量，提高工作效率。通過系統(tǒng)自動調(diào)整列車會讓計(jì)劃、智能判別列車運(yùn)行必須滿足的邏輯關(guān)系，以一定的方式與車站的信、聯(lián)設(shè)備聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)對車站設(shè)備的直接自動控制，滿足調(diào)度集中或半集中的需要。在調(diào)度集中區(qū)段，DMIS系統(tǒng)可以做到幾百公里之外的車站全部由調(diào)度所來集中控制，調(diào)度員在調(diào)度臺上便可直接控制車站的連鎖設(shè)備，進(jìn)行遠(yuǎn)程作業(yè)，可作到車站的無人值守，配以計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)按圖排路，使整個(gè)運(yùn)輸調(diào)度工作跨上一個(gè)新臺階。

4 鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)發(fā)展趨勢和應(yīng)用

軟交換鐵路調(diào)度通信可在分組交換的基礎(chǔ)上采用軟交換技術(shù)和H.323技術(shù)。H.323協(xié)議是NGN協(xié)議中對多媒體會議功能支持最全面和最完善的協(xié)議，非常適用于鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)。它是一個(gè)框架協(xié)議，涉及到終端設(shè)備、視頻、音頻、數(shù)據(jù)傳輸、通信控制、網(wǎng)絡(luò)接口等?；贖.323技術(shù)的調(diào)度通信網(wǎng)可以建立在分組承載網(wǎng)之上，由調(diào)度服務(wù)器、調(diào)度臺、語音網(wǎng)關(guān)、中繼網(wǎng)關(guān)和各種調(diào)度終端等組成。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制和媒體傳送的分離，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)業(yè)務(wù)層功能模塊和控制層功能模塊的功能，傳送網(wǎng)可相對獨(dú)立地發(fā)展和升級，具有很高的業(yè)務(wù)可擴(kuò)展性和很大的靈活性，可有效整合鐵路通信資源，同時(shí)滿足鐵路企業(yè)信息化不斷發(fā)展的要求。

參考文獻(xiàn)

[1]白昭，高速鐵路綜合調(diào)度系統(tǒng)模式探討[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2003年03期

[2]王壯鋒，邢科家，張琦，黃康.對我國高速鐵路綜合調(diào)度系統(tǒng)的思考[J].中國鐵道科學(xué)，2003年02期

[3]王新軍，穆輝，王丹.高速鐵路綜合調(diào)度系統(tǒng)各子系統(tǒng)間的互聯(lián)[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2009年03期

[4]彭其淵，文超，羅建.我國高速客運(yùn)專線的調(diào)度指揮模式[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2006年05期