全自動(dòng)化場(chǎng)段的必要性、可行性及優(yōu)勢(shì)

吳燚靚 周紅陽(yáng)

（浙江杭海城際鐵路有限公司，杭州 310016）

鐵路作為我國(guó)交通系統(tǒng)的大動(dòng)脈，近幾年發(fā)展迅速。根據(jù)中國(guó)鐵路總公司印發(fā)的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，至2015年底，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程已達(dá)12.1萬(wàn)km，其中高速鐵路1.9萬(wàn)km。信號(hào)系統(tǒng)作為鐵路的大腦及中樞神經(jīng)，既承擔(dān)著列車(chē)運(yùn)行的安全，也維系著運(yùn)營(yíng)組織的效率。從2007年4月CTCS-2列車(chē)控制系統(tǒng)開(kāi)始上道應(yīng)用，基于車(chē)地通信的CTCS-2和CTCS-3列控系統(tǒng)就成為我國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的主流技術(shù)，并處于國(guó)際先進(jìn)水平。該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，調(diào)度集中又不失靈活性，列車(chē)站間運(yùn)行間隔短，人力成本低，大大提升了鐵路運(yùn)營(yíng)效率。

相比自動(dòng)化程度較高的客運(yùn)線(xiàn)路，作為投入運(yùn)營(yíng)前和退出運(yùn)營(yíng)后的列車(chē)作業(yè)區(qū)域——車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)場(chǎng)段)，其列車(chē)控制仍然完全依賴(lài)于人工操作和防護(hù)，自動(dòng)化水平很低。因此，對(duì)場(chǎng)段信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)化在此進(jìn)行探討和研究。

1 創(chuàng)新必要性

目前國(guó)內(nèi)場(chǎng)段信號(hào)系統(tǒng)通用配置是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖加信號(hào)集中監(jiān)測(cè)。受制于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的列車(chē)間隔防護(hù)方式和場(chǎng)段內(nèi)速度限制，列車(chē)出入庫(kù)效率和正線(xiàn)高度自動(dòng)化系統(tǒng)很難匹配，制約列車(chē)上線(xiàn)效率，占用較多人力資源，加大運(yùn)營(yíng)管理難度。

主要存在的問(wèn)題如下。

1）自動(dòng)化程度偏低

目前，車(chē)輛段段內(nèi)車(chē)輛調(diào)度仍采用手工作業(yè)方式。如車(chē)輛段的進(jìn)路控制，均以手工方式辦理。仍采用手工書(shū)寫(xiě)調(diào)車(chē)作業(yè)通知單，通過(guò)人工操作控制臺(tái)辦理列車(chē)進(jìn)路，辦理完后依靠手工翻動(dòng)“占線(xiàn)牌”來(lái)掌握車(chē)輛在段內(nèi)的動(dòng)態(tài)情況。這種方式作業(yè)工作量大，非常容易出錯(cuò)，經(jīng)常出現(xiàn)“誤報(bào)”和“漏報(bào)”情況。在造成安全隱患的同時(shí)，也影響車(chē)輛段的生產(chǎn)組織。

2）調(diào)度行車(chē)安全性低

場(chǎng)段內(nèi)調(diào)車(chē)作業(yè)由場(chǎng)段控制室值班員辦理好進(jìn)路后，通知列車(chē)司機(jī)動(dòng)車(chē)走行。雖然值班員辦理完進(jìn)路后，會(huì)由另一個(gè)值班員確認(rèn)進(jìn)路是否按照計(jì)劃正確辦理并完成鎖閉，但仍不能避免由于值班員誤操作和司機(jī)注意力不集中導(dǎo)致的列車(chē)擠岔掉道或車(chē)輛沖撞。

3）生產(chǎn)信息化手段缺乏

場(chǎng)段設(shè)備運(yùn)行維修作業(yè)管理自動(dòng)化程度低，缺乏與列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃的自動(dòng)化匹配，需要手動(dòng)下載列車(chē)日志。由于車(chē)輛段不能及時(shí)、準(zhǔn)確地了解站場(chǎng)內(nèi)的檢修車(chē)情況，使得檢修生產(chǎn)計(jì)劃的制定缺乏前瞻性，拉低了列車(chē)檢修效率，一旦出現(xiàn)多輛列車(chē)故障下線(xiàn)的突發(fā)情況，將無(wú)法及時(shí)應(yīng)對(duì)。

4）占用資源較多

偏低的作業(yè)效率勢(shì)必造成配置的車(chē)輛相對(duì)較多，才能滿(mǎn)足車(chē)輛檢修、洗車(chē)、車(chē)輛派班等一系列作業(yè)計(jì)劃和運(yùn)營(yíng)調(diào)度的要求，同時(shí)配套的司機(jī)也要增多。目前國(guó)內(nèi)鐵路蓬勃發(fā)展，造成有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)相對(duì)緊缺。許多地方的司機(jī)在完成正線(xiàn)客運(yùn)后還要兼顧場(chǎng)段調(diào)車(chē)作業(yè)，加大勞動(dòng)強(qiáng)度同時(shí)增加了疲勞作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

2 實(shí)施可行性

為實(shí)現(xiàn)場(chǎng)段進(jìn)路的自動(dòng)觸發(fā)、場(chǎng)段內(nèi)列車(chē)運(yùn)行管理及場(chǎng)段生產(chǎn)信息化功能，最終達(dá)到自動(dòng)駕駛功能，需要為場(chǎng)段配置自動(dòng)化列控系統(tǒng)，提高場(chǎng)段生產(chǎn)作業(yè)效率。

場(chǎng)段自動(dòng)化列控系統(tǒng)以計(jì)劃編制、計(jì)劃調(diào)整為起始點(diǎn)，結(jié)合計(jì)劃自動(dòng)分解，列車(chē)、調(diào)車(chē)進(jìn)路自動(dòng)辦理，最終完成作業(yè)實(shí)績(jī)反饋，實(shí)現(xiàn)完整的調(diào)度業(yè)務(wù)閉環(huán)管理與執(zhí)行流程。同時(shí)系統(tǒng)以列控中心、調(diào)度集中分機(jī)、聯(lián)鎖設(shè)備、GSM-R無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備及生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)為支撐，集中了場(chǎng)段進(jìn)路及車(chē)輛管理、信息及決策管理、列車(chē)追蹤防護(hù)、自動(dòng)重啟及定位為一體，通過(guò)建立統(tǒng)一的綜合信息管理與列車(chē)控制平臺(tái)，完成場(chǎng)段作業(yè)計(jì)劃的自動(dòng)編制與調(diào)整、自動(dòng)執(zhí)行與集中控制、作業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制、自動(dòng)進(jìn)出場(chǎng)段，實(shí)現(xiàn)作業(yè)管理和列車(chē)控制相結(jié)合、調(diào)度中心調(diào)度與車(chē)輛段調(diào)度一體化、運(yùn)輸管理與決策支持智能化，極大提高場(chǎng)段作業(yè)能力與效率，保證運(yùn)輸安全生產(chǎn)。

3 設(shè)備配置

室內(nèi)設(shè)備配置與干線(xiàn)相適應(yīng)的CTCS-2或CTCS-3列控設(shè)備、場(chǎng)段調(diào)度集中分機(jī)、場(chǎng)段聯(lián)鎖、信號(hào)集中監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)，其中生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)包含1臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、1臺(tái)接口機(jī)及兩臺(tái)操作工作站。室外設(shè)備配備相應(yīng)的聯(lián)鎖基礎(chǔ)設(shè)備（信號(hào)機(jī)和轉(zhuǎn)轍機(jī)）、ZPW-2000軌道電路、應(yīng)答器（含LEU）和無(wú)線(xiàn)設(shè)備（無(wú)線(xiàn)基站和光傳輸單元）。

4 系統(tǒng)功能

根據(jù)上述可行性分析，具體實(shí)現(xiàn)功能如下。

1）場(chǎng)段調(diào)度集中分機(jī)通過(guò)聯(lián)鎖傳遞的列車(chē)位置及自身的車(chē)組號(hào)功能實(shí)現(xiàn)車(chē)組號(hào)及列車(chē)位置實(shí)時(shí)準(zhǔn)確追蹤，再根據(jù)生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生并實(shí)時(shí)交互的車(chē)輛狀態(tài)信息、車(chē)場(chǎng)檢修作業(yè)需求及關(guān)聯(lián)的派班計(jì)劃，自動(dòng)編制調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃。

2）場(chǎng)段調(diào)度集中分機(jī)將作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)分解為進(jìn)路指令，結(jié)合段場(chǎng)作業(yè)條件進(jìn)行最優(yōu)選擇；進(jìn)路指令方案實(shí)現(xiàn)提前預(yù)覽，預(yù)先核對(duì)，確保作業(yè)安全，實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)路命令下達(dá)、建立、列車(chē)走行、結(jié)束等作業(yè)過(guò)程，追蹤列車(chē)走行軌跡，自動(dòng)完成作業(yè)計(jì)劃報(bào)點(diǎn)，形成作業(yè)流程的閉環(huán)管理。

3）場(chǎng)段列控中心根據(jù)調(diào)度集中分機(jī)下達(dá)的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃或調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)喚醒、自檢列車(chē)。當(dāng)自檢未能通過(guò)時(shí)，車(chē)載設(shè)備將根據(jù)設(shè)定的程序重啟；若重啟后自檢還未通過(guò)，車(chē)載設(shè)備將切換至冗余設(shè)備進(jìn)行自檢。列車(chē)完成自檢后，自動(dòng)發(fā)車(chē)，通過(guò)庫(kù)內(nèi)應(yīng)答器完成定位，通過(guò)車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信進(jìn)行場(chǎng)段內(nèi)追蹤防護(hù)；列車(chē)停穩(wěn)后，自動(dòng)換端。

4）生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)自動(dòng)完成運(yùn)用車(chē)與檢修車(chē)的管理，對(duì)車(chē)組位置信息進(jìn)行查詢(xún)、打印、存儲(chǔ)操作，并自動(dòng)接收?qǐng)龆握{(diào)度集中系統(tǒng)下達(dá)的列車(chē)階段計(jì)劃和調(diào)度命令，自動(dòng)生成行車(chē)日志，完成接發(fā)車(chē)、調(diào)車(chē)需求計(jì)劃自動(dòng)輔助編制和傳輸，取代人工傳真，實(shí)現(xiàn)信息化保存與共享。

5）生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛段狀態(tài)、車(chē)組號(hào)、檢修內(nèi)容、作業(yè)進(jìn)度等信息進(jìn)行綜合顯示，全面展示車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)生產(chǎn)作業(yè)情況。

5 技術(shù)優(yōu)越性

車(chē)輛段綜合調(diào)度系統(tǒng)可以支持實(shí)現(xiàn)場(chǎng)段內(nèi)的行車(chē)自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化、維修管理信息化，能夠顯著提高運(yùn)輸效率，提高行車(chē)安全水平，優(yōu)化調(diào)度指揮流程，節(jié)省人力成本，發(fā)揮綜合自動(dòng)化的效能，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)段調(diào)度指揮管控結(jié)合的目標(biāo)，具體業(yè)績(jī)效果如下。

1）信息共享，智能輔助，顯著降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

a.段場(chǎng)作業(yè)可采用車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)本地控制，也可納入到控制中心控制，實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)由控制中心統(tǒng)一管理。

b.計(jì)劃編制時(shí)間由2.5 h縮短為1 h。

c.取消計(jì)劃傳送的電話(huà)聯(lián)系及人工抄寫(xiě)，降低溝通成本，大幅提高作業(yè)效率。

d.日常運(yùn)營(yíng)列車(chē)可采用完全監(jiān)控模式進(jìn)出車(chē)輛段，降低司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2）自動(dòng)化水平大幅提高，有效防止錯(cuò)誤辦理，保證安全，減員增效；

a.列車(chē)位置自動(dòng)準(zhǔn)確追蹤，替代人工填寫(xiě)占線(xiàn)板。

b.計(jì)劃自動(dòng)報(bào)點(diǎn)，調(diào)整及時(shí)準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。

c.進(jìn)路自動(dòng)辦理，列車(chē)自動(dòng)化率最高100%，調(diào)車(chē)自動(dòng)化率最高99%，作業(yè)效率和質(zhì)量得到提高和保障。

d.場(chǎng)段內(nèi)不用配備調(diào)車(chē)司機(jī)。

e.列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行，且?guī)в邪踩雷o(hù)功能，效率及安全性得到有效提高。

f.列車(chē)可以在停車(chē)列檢庫(kù)內(nèi)建立自動(dòng)運(yùn)行模式，而無(wú)需在轉(zhuǎn)換軌處轉(zhuǎn)換模式，一次性進(jìn)出正線(xiàn)。

3）與生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管控結(jié)合，閉環(huán)控制，為列車(chē)檢修計(jì)劃的合理化編制、檢修任務(wù)及時(shí)準(zhǔn)備，提供可靠的依據(jù)。

4）由場(chǎng)段作業(yè)效率提高帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)增效，可減少列車(chē)購(gòu)置及對(duì)應(yīng)的維護(hù)成本。

6 結(jié)語(yǔ)

從短期來(lái)看，全自動(dòng)化場(chǎng)段比目前國(guó)內(nèi)通用設(shè)備配置成本要高，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)角度來(lái)看，在提高效率和安全性的同時(shí)，節(jié)省了人力成本、車(chē)輛的購(gòu)置和維護(hù)成本。因此，還是值得深入探究的。

[1]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50157-2013 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

[2]中國(guó)鐵路總公司.鐵總運(yùn)[2014]29號(hào) 關(guān)于印發(fā)《CTCS-2級(jí)列控車(chē)載設(shè)備暫行技術(shù)規(guī)范》的通知[S].北京:中國(guó)鐵路總公司，2014.

[3]中國(guó)鐵路總公司.鐵總運(yùn)[2014]327號(hào) 關(guān)于印發(fā)《CTCS-3級(jí)列控車(chē)載設(shè)備補(bǔ)充技術(shù)規(guī)范(暫行)》的通知[S].北京:中國(guó)鐵路總公司，2014.

[4]陳建鑫.CTC條件下基于進(jìn)路狀態(tài)的進(jìn)路自動(dòng)控制方法[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2016，13（5）：11-13.Chen Jianxin.Automatic Route Control Method Based on Route States under CTC Condition[J].Railway Signalling &Communication Engineering，2016，13（5）：11-13.

[5]中華人民共和國(guó)鐵道部.科技運(yùn)[2008]34號(hào)CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案[S].北京: 中華人民共和國(guó)鐵道部，2008.

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[7]中華人民共和國(guó)鐵道部.科技運(yùn)[2008]127號(hào) 中國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)（CTCS）名詞術(shù)語(yǔ)[S].北京:中華人民共和國(guó)鐵道部，2008.

[8]中華人民共和國(guó)鐵道部.運(yùn)基信號(hào)[2010]709號(hào)關(guān)于印發(fā)《鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)條件》的通知[S].北京: 中華人民共和國(guó)鐵道部，2010.

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