普速鐵路調(diào)度集中控制系統(tǒng)運(yùn)用優(yōu)化對策探討

劉 俊

（中國國家鐵路集團(tuán)有限公司 調(diào)度部，北京 100844)

我國普速鐵路的建設(shè)持續(xù)進(jìn)行，截至2018年底，營業(yè)里程為10.2萬km[1]；到2025年，預(yù)計達(dá)到13.7萬km[2]。2018年底，全路已經(jīng)開通使用的調(diào)度集中區(qū)段總里程達(dá)到4.8萬km (其中高速鐵路2.9萬km、普速鐵路1.9萬km)，占路網(wǎng)總里程的37%。同時，新產(chǎn)品和新技術(shù)的大量研發(fā)和應(yīng)用，以及旅客服務(wù)水平和貨物運(yùn)輸需求的增長，為我國普速鐵路運(yùn)輸?shù)墓芾硭?、運(yùn)營效率、安全防控水平帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1 我國普速鐵路CTC運(yùn)用現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)狀分析

調(diào)度集中控制系統(tǒng)(CTC)是實施鐵路調(diào)度集中指揮、確保列車按圖行車、提高運(yùn)輸效率和接發(fā)列車安全保障水平的重要行車設(shè)備，也是鐵路行車指揮部門對調(diào)度區(qū)段內(nèi)的信號設(shè)備與列車運(yùn)行進(jìn)行集中統(tǒng)一管理的技術(shù)系統(tǒng)[3]。自2004年5月，西寧—哈爾蓋段第一條分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)投入使用以來，隨著通信、信號、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的升級，CTC得到了迅速發(fā)展；2008年8月京津城際鐵路(北京—天津)開通后，CTC在高速鐵路上得到了全面的推廣運(yùn)用[4]，特別是高速鐵路調(diào)度集中系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的管理和組織模式，顯著地提升了高速鐵路的運(yùn)輸效率和行車安全性[5]。目前，采用調(diào)度集中控制的行車組織方式，已經(jīng)成為我國鐵路技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

由于涉及到大量的設(shè)備改造和技術(shù)升級，普速鐵路僅有部分線路運(yùn)用CTC設(shè)備，并未全面推廣[6]。隨著設(shè)施設(shè)備的進(jìn)一步升級改造以及技術(shù)系統(tǒng)的完善，CTC在普速鐵路的運(yùn)用推廣成為發(fā)展趨勢。

（1）普速鐵路CTC運(yùn)用里程情況。為了提升作業(yè)組織效率和運(yùn)輸安全性，各鐵路局集團(tuán)公司根據(jù)自身情況和業(yè)務(wù)發(fā)展需要，在部分普速鐵路線路上運(yùn)用了CTC設(shè)備。截至2019年4月，全國普速鐵路CTC運(yùn)用里程共計19 678 km，占比約19.29%。CTC在全國普速鐵路的推廣仍然有很大空間。各鐵路局集團(tuán)公司普速鐵路CTC運(yùn)用里程如表1所示。

（2）普速鐵路CTC調(diào)度臺分布。普速鐵路運(yùn)用CTC后，仍然由列車調(diào)度員在調(diào)度臺統(tǒng)一進(jìn)行列車運(yùn)行指揮，只有部分車站的列車接發(fā)作業(yè)進(jìn)路和調(diào)車作業(yè)進(jìn)路的排列集中由調(diào)度臺進(jìn)行。各鐵路局集團(tuán)公司根據(jù)線路的管轄范圍、接發(fā)車作業(yè)量、調(diào)車作業(yè)量、突發(fā)事件等情況，對線路的調(diào)度臺管轄范圍進(jìn)行劃分，確保行車指揮作業(yè)安全的同時，提升運(yùn)輸組織效率。我國普速鐵路CTC調(diào)度臺分布示意圖如圖1所示。

表1 各鐵路局集團(tuán)公司普速鐵路CTC運(yùn)用里程Tab.1 CTC mileage of conventionalrailway in every railway group

圖1 我國普速鐵路CTC調(diào)度臺分布示意圖Fig.1 Distribution of CTC dispatching station of conventional railway in China

（3）普速鐵路CTC操作方式占比。CTC的控制模式分為分散自律控制模式和非常站控模式[7]。CTC分散自律控制模式根據(jù)列車調(diào)度員和車站作業(yè)人員對接發(fā)車作業(yè)及調(diào)車作業(yè)進(jìn)路操作權(quán)限的不同，分為中心操作方式、車站調(diào)車操作方式和車站操作方式[8]。CTC非常站控模式表示接發(fā)車作業(yè)及調(diào)車作業(yè)進(jìn)路的控制由車站作業(yè)人員完成，列車調(diào)度員沒有控制權(quán)限。CTC控制模式和操作方式是根據(jù)調(diào)度區(qū)段作業(yè)量、車站接發(fā)車作業(yè)和調(diào)車作業(yè)量、車站設(shè)備設(shè)施情況、特殊情況等因素綜合確定，而且不同方式之間的切換也有嚴(yán)格的規(guī)定。

全國普速鐵路CTC區(qū)段設(shè)置的96個行調(diào)臺指揮1 080個車站的行車工作，我國普速鐵路CTC操作方式中，38.61%的車站采用中心操作方式，28.61%的車站采用車站調(diào)車操作方式，26.94%的車站采用車站操作方式，5.83%車站采用非常站控模式。各鐵路局集團(tuán)公司普速鐵路車站采用不同CTC操作方式占比如圖2所示。

圖2 各鐵路局集團(tuán)公司普速鐵路車站采用不同CTC操作方式占比Fig.2 Proportion of different CTC operation modes used in conventional railway stations in everyrailwaygroup

由圖2可見，中國鐵路烏魯木齊局集團(tuán)有限公司、中國鐵路青藏集團(tuán)有限公司和中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司部分線路運(yùn)用CTC的情況中存在線路里程長、列車密度低、地域偏僻、條件艱苦等特點，因而車站采用中心操作方式，減少了車站作業(yè)崗位，人性化地優(yōu)化了此類線路的運(yùn)輸組織模式。另外，普速鐵路車站采用中心操作方式的線路集中在煤運(yùn)專線通道鐵路上，如中國鐵路太原局集團(tuán)有限公司的大秦線(大同—秦皇島)、韓原線(韓家?guī)X—原平)、朔準(zhǔn)線(朔州—準(zhǔn)格爾旗)、瓦日線(瓦塘—日照)，以及中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司唐呼線(唐山—呼和浩特)和邯黃線(邯鄲—黃驊港)。

1.2 存在問題

（1）全國普速鐵路CTC車站操作方式仍然缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這是由于普速鐵路線路情況較為復(fù)雜，各鐵路局集團(tuán)公司根據(jù)調(diào)度臺管轄范圍、線路特點、車站性質(zhì)、車站接發(fā)車和調(diào)車作業(yè)量等多方面因素綜合確定車站合理的操作方式，導(dǎo)致各鐵路局集團(tuán)公司普速鐵路車站采用不同CTC操作方式的標(biāo)準(zhǔn)不一致。

（2）部分普速鐵路線路CTC相關(guān)設(shè)備還不完善。一是由于CTC設(shè)備由不同的廠家提供，而且在使用的過程中需要不斷維護(hù)和升級，部分普速鐵路線路CTC系統(tǒng)界面仍然存在不規(guī)范的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致CTC界面顯示和操作方式存在差異和變化，給列車調(diào)度員和車站作業(yè)人員的操作帶來了安全隱患和事故風(fēng)險。二是在CTC的運(yùn)用中，需要GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)列車上的人員同列車調(diào)度員或其他人員即時通訊、列車接收進(jìn)路預(yù)告等功能，但由于需要對既有線路進(jìn)行改造且難度較大，因而部分普速鐵路線路仍然缺乏此類CTC的關(guān)鍵配套設(shè)備。

（3）列車調(diào)度員的作業(yè)量和車站作業(yè)人員的適應(yīng)性不明確。一是既有普速鐵路調(diào)度臺管轄范圍內(nèi)車站數(shù)量較多、列車密度高、客貨混跑、裝卸作業(yè)量大，列車調(diào)度員管轄里程長，兼顧作業(yè)安全存在困難，調(diào)度臺的合理管轄范圍仍然不明確。二是既有普速鐵路仍然大量存在車站作業(yè)人員采用TDCS等操作系統(tǒng)進(jìn)行行車指揮工作的情況，當(dāng)引入CTC設(shè)備時，需要對車站作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)，以適應(yīng)CTC系統(tǒng)的界面顯示、操作方式和指揮模式。三是部分已經(jīng)運(yùn)用CTC的車站設(shè)置了車站應(yīng)急值守人員，通常由電務(wù)系統(tǒng)人員擔(dān)當(dāng)，當(dāng)遇到突發(fā)狀況需要車站作業(yè)指揮時，其作業(yè)人員承擔(dān)專業(yè)及具備的技能的適應(yīng)性還需要充分論證。

2 普速鐵路CTC運(yùn)用優(yōu)化探討

2.1 優(yōu)化方法分析

（1）普速鐵路CTC車站操作方式。在普速鐵路線路上進(jìn)行CTC設(shè)備設(shè)施的建設(shè)和改造，應(yīng)根據(jù)實際作業(yè)情況，充分考慮調(diào)度員的勞動強(qiáng)度，科學(xué)運(yùn)用CTC設(shè)備的安全保障功能，合理確定CTC操作方式。全國普速鐵路運(yùn)用CTC存在部分線路沒有配置GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的情況，這些線路中大多數(shù)的車站采用車站操作方式，導(dǎo)致司機(jī)無法獲取進(jìn)路預(yù)告，只能采用傳統(tǒng)的車機(jī)聯(lián)控的方式進(jìn)行行車指揮。在配置GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的線路中，有調(diào)車作業(yè)的情況下，57.30%的車站采用車站操作方式，9.50%的車站采用非常站控控制模式，31.30%的車站采用車站調(diào)車方式，1.90%的車站采用中心操作方式；無調(diào)車作業(yè)的情況下，38.85%的車站采用中心操作方式，62.25%的車站采用其他操作方式。因此，普速鐵路CTC車站操作方式建議如下。①沒有安裝GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的，應(yīng)采用車站操作方式。②安裝GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的線路，車站有調(diào)車作業(yè)的情況，如果存在列車密度大、現(xiàn)場調(diào)車作業(yè)多、進(jìn)路交叉干擾大的車站，建議采用車站操作方式；對于有技術(shù)作業(yè)、客運(yùn)業(yè)務(wù)和有調(diào)車作業(yè)的車站，建議采用車站操作方式或車站調(diào)車操作方式；車站沒有調(diào)車作業(yè)的，貨運(yùn)專線通道上無調(diào)車作業(yè)的中間站，其他線路上無調(diào)車作業(yè)，也不銜接半自動閉塞區(qū)段的車站，可以考慮采用中心操作方式。③裝備CTC設(shè)備的車站不應(yīng)以非常站控控制模式作為常態(tài)作業(yè)組織方式。

（2）普速鐵路CTC的規(guī)范和完善。一是CTC的界面顯示和操作方式需要統(tǒng)一規(guī)范，普速鐵路CTC設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照《調(diào)度集中操作顯示規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保站場圖、運(yùn)行圖、調(diào)度命令、限速命令、行車日志、占線板等子系統(tǒng)的操作和顯示的統(tǒng)一性和規(guī)范性。二是CTC的配套設(shè)備應(yīng)進(jìn)一步建設(shè)和完善，在此過程中需要對既有通訊設(shè)備設(shè)施進(jìn)行建設(shè)或改造升級，此外在運(yùn)用CTC設(shè)備的線路上需要對道口進(jìn)行平改立，確保列車通過平過道或道口的安全性，減少道口作業(yè)人員的投入，進(jìn)一步滿足線路的要求。

（3）普速鐵路CTC作業(yè)人員的適應(yīng)性。一是在列車運(yùn)行組織的過程中，應(yīng)充分發(fā)揮CTC設(shè)備的安全卡控功能，滿足調(diào)度員精細(xì)化指揮要求和非正常情況下應(yīng)急處置需要，并充分考慮調(diào)度員的適應(yīng)性，因而考慮調(diào)度臺合理管轄范圍內(nèi)區(qū)段長度、車站列車接發(fā)作業(yè)量、車站調(diào)車作業(yè)量、異常情況發(fā)生頻率等因素，科學(xué)地確定列車調(diào)度員的作業(yè)量，并合理地劃分列車調(diào)度臺的管轄范圍。二是列車調(diào)度員人才儲備通常從車站值班員中進(jìn)行選拔，CTC的運(yùn)用導(dǎo)致車站值班員的人員儲備大量減少，當(dāng)急需列車調(diào)度員時，車站行車人才的后續(xù)儲備也應(yīng)充分考慮。三是當(dāng)設(shè)置車站應(yīng)急值守人員時，應(yīng)充分考核其作業(yè)水平和應(yīng)急處置能力，確保非正常情況下安全高效的車站作業(yè)組織過程。

2.2 優(yōu)化對策分析

2.2.1 提升行車指揮和行車作業(yè)安全性

（1）通過CTC可以實現(xiàn)列車運(yùn)行指揮過程的安全卡控。CTC的運(yùn)用可以防錯辦列車進(jìn)路，防止列車進(jìn)入停電區(qū)域、分路不良區(qū)域、施工封鎖區(qū)域。當(dāng)列車調(diào)度員或車站值班員的操作違反安全卡控條件時，列車進(jìn)路無法辦理，同時CTC系統(tǒng)會自動報警提示。利用CTC設(shè)備實現(xiàn)列車進(jìn)路自動觸發(fā)，可以有效規(guī)避因傳統(tǒng)人工辦理進(jìn)路中人為因素帶來的不可控性，安全保障性、可靠性得到提高。大型客站CTC系統(tǒng)還可以實現(xiàn)接發(fā)車作業(yè)關(guān)鍵流程的卡控，如上水作業(yè)、吸污作業(yè)、行包作業(yè)、旅客乘降完成后向CTC發(fā)送作業(yè)完成指令，車站值班員確認(rèn)具備條件后辦理發(fā)車作業(yè)。這些功能可以規(guī)范接發(fā)車作業(yè)流程，在保障行車作業(yè)安全的同時，有效提升外勤作業(yè)人員的人身安全。

（2）通過CTC設(shè)備可以采集安全風(fēng)險信息用于大數(shù)據(jù)分析。通過CTC可以自動記錄列車調(diào)度員和車站值班員使用CTC過程中的非正常操作，如強(qiáng)制執(zhí)行、人工觸發(fā)、人工排列進(jìn)路、修改進(jìn)路序列、人工取消進(jìn)路、調(diào)車侵路、轉(zhuǎn)非常站控、轉(zhuǎn)車站操作、刪除序列等。同時可以對這些非正常操作發(fā)生的車站或線路進(jìn)行統(tǒng)計和分析，對于識別列車調(diào)度員和車站值班員的慣性違章操作，輔助安全管理培訓(xùn)，協(xié)助制定規(guī)章制度起到了重要作用。

2.2.2 提升普速鐵路運(yùn)輸效率和勞動生產(chǎn)率

CTC具備列車運(yùn)行實時顯示、車次號追蹤及早晚點顯示、列車到發(fā)點自動采集、實際運(yùn)行圖自動描繪、行車計劃自動調(diào)整與下達(dá)、調(diào)度命令的下達(dá)、車站行車日志自動生成、列車/調(diào)車進(jìn)路計劃和人工自動選排等功能，這促進(jìn)了普速鐵路信息化發(fā)展，完善了列車行車指揮過程，實現(xiàn)了列車運(yùn)行自動化，對于鐵路運(yùn)輸組織效率的提升起到了顯著的作用。此外，可以通過CTC采集并存儲大量列車運(yùn)行的信息，對其進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，有利于發(fā)現(xiàn)列車調(diào)度過程中的規(guī)律，對于指導(dǎo)未來調(diào)度指揮工作、優(yōu)化作業(yè)計劃等有著重要的意義。

普速鐵路運(yùn)用CTC后，客貨列車量大、調(diào)車作業(yè)頻繁、銜接多方向的車站采用車站操作方式，實現(xiàn)了進(jìn)路安排中的進(jìn)路提示及安全卡控功能，減輕了車站值班員和操作助理值班員的作業(yè)勞動壓力。采用車站調(diào)車方式和中心操作方式的車站，由于實現(xiàn)了列車調(diào)度的集中統(tǒng)一管理，列車進(jìn)路的排列按照計劃自動觸發(fā)，可以對車站值班員、內(nèi)勤助理值班員、操縱助理值班員的崗位設(shè)置方式進(jìn)行優(yōu)化，減少了車站端接發(fā)車作業(yè)和調(diào)車作業(yè)的操作，將其盡可能在調(diào)度所進(jìn)行集中統(tǒng)一控制，可以提升作業(yè)效率。總體而言，普速鐵路CTC的運(yùn)用可以降低車站作業(yè)的工作壓力和強(qiáng)度，優(yōu)化車站作業(yè)崗位，從而提高普速鐵路的勞動生產(chǎn)率。

3 結(jié)束語

普速鐵路CTC的運(yùn)用優(yōu)化，不僅可以引導(dǎo)各鐵路局集團(tuán)公司采取有效措施改變傳統(tǒng)的行車指揮模式，而且可以轉(zhuǎn)變普速鐵路整體的運(yùn)輸組織理念，為普速鐵路調(diào)度集中控制模式的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，同時也為鐵路運(yùn)輸產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量的提升提供支撐。另外，還應(yīng)通過對CTC記錄的列車運(yùn)行、設(shè)備顯示、作業(yè)人員操作、作業(yè)計劃編制質(zhì)量等方面深入研究，加強(qiáng)普速鐵路的智能調(diào)度、安全風(fēng)險大數(shù)據(jù)分析、運(yùn)輸組織優(yōu)化提升等方面研究，為普速鐵路的調(diào)度指揮提供研究支撐。