調(diào)度集中系統(tǒng)車次號(hào)技術(shù)的研究

魏小豐

（中國鐵路南昌局集團(tuán)有限公司福州電務(wù)段，福州 350011）

車次號(hào)在鐵路運(yùn)輸和調(diào)度指揮中有著廣泛的應(yīng)用，如列車運(yùn)行追蹤、自動(dòng)采點(diǎn)功能（行車日志的報(bào)點(diǎn)、實(shí)績運(yùn)行圖的繪制），自動(dòng)排列進(jìn)路、無線進(jìn)路預(yù)告和無線調(diào)度命令等。車次號(hào)是CTC系統(tǒng)進(jìn)行列車跟蹤及列車進(jìn)路控制的重要依據(jù)。因此，研究車次號(hào)技術(shù)十分重要，本文將從車次號(hào)的顯示、車次窗的設(shè)置、車次號(hào)的來源及優(yōu)先級(jí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流、工作原理及功能實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用場景進(jìn)行研究。

1 車次號(hào)的顯示

旅客列車的車次號(hào)顯示為白底紅字，其他列車的車次號(hào)顯示為白底藍(lán)字。車次早晚點(diǎn)信息在車次窗尾部顯示帶有文字的矩形框，文字為早、晚點(diǎn)時(shí)間，早、晚點(diǎn)未超過99 min時(shí)直接顯示分鐘數(shù)，超過99 min時(shí)顯示為“小時(shí):分鐘”，紅底白字為早點(diǎn)，藍(lán)底白字為晚點(diǎn)，正點(diǎn)時(shí)不顯示早晚點(diǎn)窗口。列車停穩(wěn)信息應(yīng)采用在車次號(hào)尾部增加黃色方框表示。電力牽引列車應(yīng)采用綠色作為顯示背景色，非電力牽引列車采用白色作為顯示背景色。當(dāng)列車由CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)控車時(shí)，車次號(hào)文字在原有顯示基礎(chǔ)上，應(yīng)采用斜體字。列車運(yùn)行方向顯示為三角箭頭方向。列車發(fā)生占用丟失報(bào)警和緊跟蹤報(bào)警時(shí)，車次號(hào)應(yīng)放大且閃爍。

2 車次窗的設(shè)置

一般情況下，調(diào)度集中系統(tǒng)在每一個(gè)區(qū)間閉塞分區(qū)、站內(nèi)股道和可停車的無岔區(qū)段上均設(shè)置一個(gè)車次窗。系統(tǒng)能自動(dòng)或人工修改車次窗中的車次號(hào)。

每個(gè)進(jìn)站口均設(shè)置一個(gè)進(jìn)路窗，分別表示即將要辦理的上、下行方向的進(jìn)路序列。進(jìn)路窗顯示當(dāng)前出入口最近使用的3條列車計(jì)劃，靠近進(jìn)、出站口為最近一條計(jì)劃，并在車次右上方顯示“*”。采用字母表示進(jìn)路類型，T表示通過，F(xiàn)表示發(fā)車，J表示接車。在進(jìn)路類型字母右側(cè)使用股道名；車次、進(jìn)路類型字母和股道名采用不同顏色表示進(jìn)路序列觸發(fā)狀態(tài)，綠色表示已經(jīng)觸發(fā)，黃色表示已勾選自觸，正等待觸發(fā)，紅色表示自觸標(biāo)記未勾選。進(jìn)路窗中的車次內(nèi)容不允許人工修改，由系統(tǒng)依據(jù)列車計(jì)劃自動(dòng)維護(hù)，進(jìn)路窗中的車次順序，反映系統(tǒng)觸發(fā)進(jìn)路的順序。

3 車次號(hào)的來源及優(yōu)先級(jí)

3.1 車次號(hào)的來源

1）人工輸入：調(diào)度員、助理調(diào)度員人工輸入或車站值班員人工輸入；

2）系統(tǒng)內(nèi)部信息交換和計(jì)劃自動(dòng)生成：相鄰調(diào)度區(qū)段CTC/TDCS傳遞過來的車次號(hào)；

3）無線車次號(hào)校核：GSM-R系統(tǒng)或無線車次號(hào)系統(tǒng)的無線車次號(hào)校核；

4）邏輯跟蹤：系統(tǒng)檢測列車占用但無車次號(hào)信息或者車次號(hào)丟失時(shí)，產(chǎn)生假車次號(hào)。

3.2 車次號(hào)的優(yōu)先級(jí)

車次號(hào)的優(yōu)先級(jí)由高到低依次為人工輸入、系統(tǒng)內(nèi)部信息交換和計(jì)劃自動(dòng)生成、無線車次校核、系統(tǒng)假車次。其中，人工輸入的優(yōu)先級(jí)最高，并且調(diào)度員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)高于車站值班員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)，因此調(diào)度員可以修改車站值班員輸入的車次號(hào)，而車站值班員則無權(quán)修改調(diào)度員輸入的車次號(hào)。對于同一個(gè)車次窗，低優(yōu)先級(jí)的車次號(hào)不應(yīng)修改、覆蓋高優(yōu)先級(jí)的車次號(hào)。

在一些特殊的車站，如果需要車站值班員與調(diào)度員具有同等的修改車次權(quán)限，則可以通過修改自律機(jī)軟件配置來實(shí)現(xiàn)。

查看車次號(hào)優(yōu)先等級(jí)的方法如圖1所示。

圖1 車次號(hào)的優(yōu)先級(jí)Fig.1 Priority of train number

4 車次號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流

4.1 車次號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

車次號(hào)包含車次窗、車次號(hào)名稱、車次號(hào)附加屬性及車次號(hào)優(yōu)先級(jí)等數(shù)據(jù)。

1）車次窗：必須與對應(yīng)的站場設(shè)備位置一一對應(yīng)，車次窗的名稱必須與相對應(yīng)的站場設(shè)備名稱一一對應(yīng)。例如，區(qū)間車次窗與區(qū)間閉塞分區(qū)的位置一一對應(yīng)，區(qū)間車次窗名稱要與對應(yīng)的閉塞分區(qū)名稱同名；股道車次窗與股道位置一一對應(yīng)，股道車次窗名稱為對應(yīng)的股道編號(hào)，至此，車次窗與站場設(shè)備對應(yīng)的關(guān)系關(guān)聯(lián)起來，即車次號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與站場設(shè)備的關(guān)系保持一致。

2）車次號(hào)名稱，存儲(chǔ)車次號(hào)名，代表當(dāng)前車次窗內(nèi)當(dāng)前實(shí)際停留的列車車次。

3）車次號(hào)附加屬性，存儲(chǔ)包括機(jī)車號(hào)、機(jī)車型號(hào)、總重、換長等與車次號(hào)相關(guān)的附加屬性，為系統(tǒng)使用車次號(hào)相關(guān)功能提供便利。

4）車次號(hào)優(yōu)先等級(jí)，存儲(chǔ)當(dāng)前車次號(hào)的優(yōu)先等級(jí)，用于系統(tǒng)判定當(dāng)前車次的優(yōu)先級(jí)，為車次號(hào)優(yōu)先級(jí)功能提供支持。

4.2 車次號(hào)的數(shù)據(jù)流

車次號(hào)的數(shù)據(jù)流如圖2所示。

圖2 車次號(hào)的數(shù)據(jù)流Fig.2 Data flow of train number

本站站內(nèi)及本站管轄區(qū)間車次號(hào)跟蹤由本站自律機(jī)完成。同一調(diào)度區(qū)段兩站之間車次號(hào)跟蹤由兩站自律機(jī)共同完成。同一鐵路局管轄跨線的兩站間車次號(hào)跟蹤由自律機(jī)、通信服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器共同完成。跨局管轄的兩站間車次號(hào)跟蹤由自律機(jī)、通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和分界口接口服務(wù)器共同完成。各鐵路局向中國國家鐵路集團(tuán)有限公司（簡稱國鐵集團(tuán)）傳送的用于復(fù)視的車次號(hào)由總公司接口服務(wù)器完成。調(diào)度集中系統(tǒng)通過GSM-R接口服務(wù)器，從GSM-R系統(tǒng)接收無線車次號(hào)校核信息。在CTCS-3線路，調(diào)度集中系統(tǒng)通過RBC接口服務(wù)器，從RBC系統(tǒng)接收車次號(hào)信息。

5 車次號(hào)的工作原理及功能實(shí)現(xiàn)

5.1 車次號(hào)的工作原理

車次號(hào)追蹤的基本原理是同一時(shí)刻同一軌道區(qū)段有且只有1列車在運(yùn)行或停車，其關(guān)鍵技術(shù)是調(diào)度集中系統(tǒng)依據(jù)現(xiàn)場采集軌道區(qū)段的占用和出清狀態(tài)、信號(hào)機(jī)狀態(tài)，對列車進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤，使車次號(hào)在區(qū)間每個(gè)閉塞分區(qū)、站內(nèi)和站間不斷自動(dòng)進(jìn)行傳遞，以實(shí)現(xiàn)列車位置的定位。同時(shí)，每通過一架信號(hào)機(jī)時(shí)，以無線車次號(hào)信息和列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃信息對跟蹤車次號(hào)進(jìn)行校核。

5.1.1 站內(nèi)車次號(hào)跟蹤

站內(nèi)車次號(hào)跟蹤以列車進(jìn)路為基礎(chǔ)，只有在正確排列列車接車進(jìn)路、發(fā)車進(jìn)路或通過進(jìn)路的前提下，紅光帶順序占用，車次號(hào)才能正常自動(dòng)跟蹤。

進(jìn)站車次號(hào)跟蹤：列車從區(qū)間進(jìn)入站內(nèi)，首先要檢查列車接車進(jìn)路或通過進(jìn)路是否正確排列，進(jìn)站信號(hào)機(jī)是否正常開放（調(diào)車信號(hào)和引導(dǎo)信號(hào)除外）；其次要檢查列車是否占用接近區(qū)段；再次要檢查列車占用進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方第一個(gè)軌道區(qū)段后，進(jìn)站信號(hào)機(jī)是否正常關(guān)閉；最后，列車車次是否由接近區(qū)段移動(dòng)至站內(nèi)股道車次窗或者無岔區(qū)段車次窗。

進(jìn)站跟蹤處理流程如圖3所示。

圖3 進(jìn)站跟蹤處理流程Fig.3 Processing flow of arrival tracking

出站車次號(hào)跟蹤：列車從站內(nèi)進(jìn)入?yún)^(qū)間，首先需要檢查列車發(fā)車進(jìn)路是否正確排列，出站信號(hào)機(jī)是否正常開放（調(diào)車信號(hào)和引導(dǎo)信號(hào)除外）；其次要檢查列車是否占用股道或無岔區(qū)段；再次要檢查列車占用出站信號(hào)機(jī)外方第一個(gè)軌道區(qū)段后，出站信號(hào)機(jī)是否正常關(guān)閉；最后，列車車次是否由股道或無岔區(qū)段移動(dòng)至區(qū)間一離去車次窗上。

出站跟蹤處理流程如圖4所示。

圖4 出站跟蹤處理流程Fig.4 Processing flow of departure tracking

5.1.2 區(qū)間車次號(hào)跟蹤

區(qū)間車次號(hào)正常跟蹤需要同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件。

1）區(qū)間方向

區(qū)間方向是由區(qū)間兩端的接車站所排列的接車進(jìn)路方向、發(fā)車站所排列的發(fā)車進(jìn)路方向而確定。需注意的是，區(qū)間方向與區(qū)間信號(hào)機(jī)的方向無關(guān)。

2）紅光帶順序占用

只有列車按區(qū)間方向順序占用運(yùn)行前方相鄰的空閑閉塞分區(qū)時(shí)，列車車次號(hào)才能移動(dòng)至前方相鄰閉塞分區(qū)車次窗。

如圖5所示，A站至B站為下行方向，當(dāng)紅光帶按下行方向順序占用，7G由空閑變占用時(shí)，列車車次號(hào)T5由5G跟蹤至7G；如果此時(shí)3G由出清變占用，由于占用順序未按區(qū)間方向順序，列車車次號(hào)T5將不會(huì)由5G跟蹤至3G。

圖5 區(qū)間跟蹤Fig.5 Interval tracking

5.2 車次號(hào)的功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)不同的運(yùn)營場景，車次號(hào)邏輯跟蹤的實(shí)現(xiàn)由車站自律機(jī)、鐵路局中心系統(tǒng)的通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、分界口接口服務(wù)器、總公司接口服務(wù)器、GSM-R接口服務(wù)器和RBC接口服務(wù)器來完成。

5.2.1 GSM-R無線車次校核

系統(tǒng)依據(jù)從GSM-R接口服務(wù)器接收到的無線車次信息中的小區(qū)編號(hào)及公里編號(hào)信息，將無線車次信息分發(fā)至相應(yīng)車站自律機(jī)。自律機(jī)收到無線車次信息后，依據(jù)無線車次中的車次號(hào)、公里標(biāo)信息，查找對應(yīng)區(qū)段列車，進(jìn)行無線車次校核。

1）如果列車車次號(hào)與無線車次一致，則將無線車次中機(jī)車號(hào)、機(jī)車型號(hào)、速度、總重及換長等信息校核至車次號(hào)信息。

2）若不一致，則產(chǎn)生報(bào)警信息，提醒人工干預(yù)，修改為正確車次。

3）若相應(yīng)區(qū)段不存在列車，則依據(jù)無線車次自動(dòng)產(chǎn)生車次號(hào)。無線校核自動(dòng)產(chǎn)生的車次號(hào)只有人工確認(rèn)后，才可用于系統(tǒng)的進(jìn)路自動(dòng)觸發(fā)。

5.2.2 RBC列車狀態(tài)信息校核

系統(tǒng)依據(jù)從RBC接口服務(wù)器接收到的列車狀態(tài)信息中當(dāng)前列車位置信息，將RBC列車狀態(tài)信息分發(fā)至相應(yīng)車站自律機(jī)。自律機(jī)收到列車狀態(tài)信息后，依據(jù)信息中的車次號(hào)，全站范圍查找同車次號(hào)的列車，當(dāng)查找到唯一列車時(shí)，將信息中ETCS等級(jí)信息校核至車次號(hào)信息，用于標(biāo)識(shí)列車是否為CTCS-3列車。

6 車次號(hào)的應(yīng)用場景

6.1 假車次

在通道、采集等設(shè)備故障導(dǎo)致車次號(hào)丟失、車次號(hào)滯留或者產(chǎn)生假車次號(hào)時(shí)，調(diào)度集中系統(tǒng)應(yīng)具備必要的容錯(cuò)、校核、人工干預(yù)等手段。

當(dāng)系統(tǒng)檢測列車占用但無車次號(hào)信息或者車次號(hào)丟失時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)產(chǎn)生假車次號(hào)，并在相關(guān)調(diào)度終端和車務(wù)終端上產(chǎn)生報(bào)警。假車次為E開頭的8位數(shù)字。當(dāng)出現(xiàn)此報(bào)警時(shí)，在系統(tǒng)報(bào)警框里行車報(bào)警會(huì)產(chǎn)生假車次報(bào)警信息，文字顯示為“存在假車次EXXX，需要人工更正”，同時(shí)需要確認(rèn)紅光帶是否是列車占用產(chǎn)生的，如果是，則要修改為正確的車次號(hào)。

6.2 列車緊跟蹤報(bào)警

調(diào)度集中系統(tǒng)應(yīng)具備列車緊跟蹤報(bào)警功能。當(dāng)系統(tǒng)檢測到區(qū)間運(yùn)行列車前方相鄰區(qū)段占用且在指定時(shí)間（6 s）內(nèi)未出清時(shí)，則應(yīng)在相關(guān)調(diào)度終端和車務(wù)終端上產(chǎn)生列車緊跟蹤報(bào)警，此時(shí)后方列車的車次號(hào)放大一倍且閃爍，同時(shí)進(jìn)行文字報(bào)警，顯示為“〈XXX〉次，緊跟蹤，請確認(rèn)！”。按相關(guān)規(guī)章處理，必要時(shí)聯(lián)系司機(jī)，可通過車次號(hào)確認(rèn)功能確認(rèn)，當(dāng)確認(rèn)后車次恢復(fù)原大小并停止閃爍。在系統(tǒng)邊界或其他不具備可靠占用檢查條件的區(qū)間，可不產(chǎn)生報(bào)警。

6.3 列車占用丟失報(bào)警

6.3.1 列車占用丟失報(bào)警功能

列車所占用的股道或閉塞分區(qū)紅光帶異常消失、連續(xù)15 s相鄰軌道區(qū)段或閉塞分區(qū)無占用，自律機(jī)則會(huì)判定為占用丟失，在相關(guān)的車務(wù)終端和調(diào)度終端上產(chǎn)生報(bào)警，每間隔5 min一次報(bào)警，同時(shí)車次號(hào)會(huì)放大閃爍。

報(bào)警時(shí)會(huì)有3種報(bào)警信息：語音報(bào)警、彈窗報(bào)警、系統(tǒng)報(bào)警信息。

語音報(bào)警：如果列車是在站內(nèi)發(fā)生占用丟失，則語音內(nèi)容為“列車占用丟失”；如果列車是在區(qū)間發(fā)生占用丟失，則語音內(nèi)容為“列控區(qū)間占用丟失”。

彈窗報(bào)警：如果列車是在站內(nèi)發(fā)生占用丟失，則彈窗報(bào)警內(nèi)容為“XXX次列車占用丟失”；如果列車是在區(qū)間發(fā)生占用丟失，則彈窗報(bào)警內(nèi)容為“XX站XX列控區(qū)間占用丟失”。

系統(tǒng)報(bào)警信息：如果列車是在站內(nèi)發(fā)生占用丟失，則系統(tǒng)報(bào)警框里行車報(bào)警信息文字顯示為“〈XXX〉次列車占用丟失”；如果列車是在區(qū)間發(fā)生占用丟失，則系統(tǒng)報(bào)警框里行車報(bào)警信息文字顯示為“[XXX]列控區(qū)間占用丟失”。

6.3.2 列車占用丟失報(bào)警的運(yùn)用限制條件

在調(diào)度集中系統(tǒng)發(fā)生軟硬件故障、采集故障、通道故障、與其他系統(tǒng)（聯(lián)鎖、列控和閉塞）接口故障、區(qū)間折返、未及時(shí)輸入或修正車次號(hào)等情況下，存在無法正確報(bào)警的情況。

6.3.3 列車占用丟失報(bào)警的取消

人工取消：列車占用丟失報(bào)警后，調(diào)度員或車站值班員確認(rèn)后，或者通過“列控區(qū)間占用邏輯檢查”功能進(jìn)行“閉塞分區(qū)確認(rèn)無車占用”操作，方可解除報(bào)警。

自動(dòng)取消：列車占用丟失報(bào)警后，如果車次號(hào)恢復(fù)正常跟蹤，調(diào)度集中系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)取消報(bào)警。

6.4 折返車次號(hào)自動(dòng)變更

在基本圖、日班計(jì)劃和列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃中，選中某個(gè)站的節(jié)點(diǎn)，在鼠標(biāo)右鍵菜單中選擇“車組管理”，再選中“生成折返車次”，編輯完成后，待行調(diào)下發(fā)階段計(jì)劃后，由車站自律機(jī)識(shí)別階段計(jì)劃里的車次號(hào)關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)折返車次號(hào)自動(dòng)變更，無需調(diào)度員或車站值班員手動(dòng)干預(yù)。如果不具備折返車次號(hào)自動(dòng)變更功能的調(diào)度區(qū)段，列車在終到站折返或中途發(fā)生變更車次時(shí)，調(diào)度員或車站值班員人工變更車次，請使用“變更車次號(hào)”操作，或刪除車次號(hào)后再重新添加車次號(hào)。

6.5 區(qū)間車次號(hào)自動(dòng)刪除

在半自動(dòng)閉塞區(qū)間，車次號(hào)遺留在區(qū)間上，但對應(yīng)的區(qū)段沒有占用紅光帶，則調(diào)度集中系統(tǒng)在一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)刪除此車次號(hào)，可根據(jù)兩站間的距離長度和此線路上列車運(yùn)行速度進(jìn)行自律機(jī)軟件配置。

7 后續(xù)建議

根據(jù)國鐵集團(tuán)發(fā)布的《調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件》（Q/CR 518-2016）“7.5列車車次號(hào)處理”章節(jié)，并沒有規(guī)定調(diào)度員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)高于車站值班員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)，針對自律機(jī)默認(rèn)調(diào)度員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)高于車站值班員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)，以及調(diào)度員可以修改車站值班員輸入的車次號(hào)，而車站值班員則無權(quán)修改調(diào)度員輸入的車次號(hào)的情況，提出以下建議。

1）中國鐵路南昌局集團(tuán)有限公司公布的《南昌局集團(tuán)公司FZk-CTC調(diào)度集中系統(tǒng)涉及運(yùn)輸相關(guān)規(guī)則》（NCG/CW209-2020）中的“5車次號(hào)優(yōu)先級(jí)及進(jìn)路預(yù)告”章節(jié)規(guī)定，車次號(hào)優(yōu)先級(jí)原則如下：調(diào)度員確認(rèn)車次〉車站值班員確認(rèn)車次。此規(guī)定應(yīng)由中國鐵路南昌局集團(tuán)有限公司相關(guān)部門進(jìn)行修改，使車次號(hào)優(yōu)先級(jí)的規(guī)定保持與國鐵集團(tuán)規(guī)定一致。另外，需考慮在不同的分散自律控制模式下車次號(hào)修改的權(quán)限，不能普遍規(guī)定調(diào)度員可以修改車站值班員輸入的車次號(hào)，而車站值班員則無權(quán)修改調(diào)度員輸入的車次號(hào)。

2）設(shè)備供應(yīng)商需要完善車次號(hào)優(yōu)先級(jí)功能，使調(diào)度員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)與車站值班員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)為同一優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)不同的分散自律控制模式賦予調(diào)度員或車站值班員相應(yīng)的車次號(hào)修改權(quán)限。

3）目前由于調(diào)度員車次號(hào)使用的不規(guī)范，系統(tǒng)中存在重復(fù)車次號(hào)的問題。重復(fù)車次號(hào)導(dǎo)致系統(tǒng)在使用車次號(hào)發(fā)送進(jìn)路預(yù)告和無線調(diào)令時(shí)，存在發(fā)送錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。建議出臺(tái)相關(guān)規(guī)定，規(guī)范調(diào)度員的車次號(hào)使用，避免系統(tǒng)出現(xiàn)重復(fù)車次號(hào)。

8 結(jié)束語

針對實(shí)際運(yùn)營維護(hù)中遇到的問題，提出優(yōu)化建議。總體而言，CTC系統(tǒng)通過相關(guān)技術(shù)確保車次號(hào)跟蹤功能的實(shí)現(xiàn)，為鐵路運(yùn)輸、調(diào)度指揮提供強(qiáng)有力的保障，對提高鐵路運(yùn)輸安全、降低調(diào)度指揮人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高運(yùn)輸效率有著重大的意義。