騰 濤，劉志明

（1.武漢鐵路局，湖北 武漢 430071；2.中國鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所，北京 100081）

目前，我國鐵路客運(yùn)專線與高速鐵路建設(shè)正處于黃金機(jī)遇期，京津城際鐵路，石太、合寧等客運(yùn)專線，鄭西、武廣高速鐵路的開通運(yùn)營，標(biāo)志著我國鐵路已經(jīng)進(jìn)入了高速時(shí)代。因此，確保客運(yùn)專線與高速鐵路高效、安全運(yùn)行，不僅需要高性能、高質(zhì)量的基礎(chǔ)設(shè)備，而且需要先進(jìn)的運(yùn)輸組織與管理技術(shù)，建立適應(yīng)客運(yùn)專線運(yùn)輸組織的調(diào)度指揮體系是目前迫切需要抓緊研究的課題。

1 現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸調(diào)度組織體系及架構(gòu)

與國外鐵路相比，我國鐵路具有線路長(zhǎng)、運(yùn)行密度高、開行方案復(fù)雜、客貨共線運(yùn)輸?shù)纫幌盗刑攸c(diǎn)，客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)與既有線網(wǎng)絡(luò)在樞紐、大型車站和端點(diǎn)站等區(qū)域與既有線關(guān)聯(lián)密切，尤其是始發(fā)站與動(dòng)車段間的走行線路，由于受地形等因素限制，很難做到無干擾立體化運(yùn)行。此外，為方便旅客出行，減少旅客換乘，通常會(huì)采用動(dòng)車組跨線運(yùn)行模式，這將為我國鐵路的運(yùn)輸組織和調(diào)度指揮帶來全新的挑戰(zhàn)。

1.1 鐵路調(diào)度組織機(jī)構(gòu)設(shè)置的原則及方案

1.1.1 設(shè)置原則

（1）提高運(yùn)輸效率。能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)運(yùn)輸市場(chǎng)的快速響應(yīng)，滿足特殊運(yùn)輸?shù)膶?shí)時(shí)需求，滿足事故與故障情況下的應(yīng)急指揮與快速響應(yīng)。

（2）統(tǒng)一運(yùn)力資源。滿足網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸?shù)男枰?，充分體現(xiàn)全路一盤棋的管理理念，確保全路各種運(yùn)力資源始終處于可管理、可監(jiān)視、可控制狀態(tài)，確保全路運(yùn)輸?shù)臅惩ā?/p>

（3）滿足管理需要。隨著我國鐵路的快速發(fā)展，其運(yùn)輸管理與組織方式也將逐步向高效化、科學(xué)化的現(xiàn)代管理體制方向發(fā)展，調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)將提升原有的調(diào)度指揮功能，將傳統(tǒng)的監(jiān)視、控制中心轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合路網(wǎng)管理中心，辦理鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的各項(xiàng)相關(guān)業(yè)務(wù)。

1.1.2 設(shè)置方案

（1）調(diào)度機(jī)構(gòu)設(shè)置。根據(jù)以上原則，鐵路調(diào)度組織機(jī)構(gòu)按照3層架構(gòu)設(shè)置，包括鐵道部調(diào)度中心、區(qū)域調(diào)度中心和基層站段調(diào)度，如圖1所示。

鐵道部調(diào)度中心根據(jù)國家和鐵道部有關(guān)指令，組織全路運(yùn)輸生產(chǎn)計(jì)劃和基本運(yùn)行圖的編制，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(yùn)輸生產(chǎn)，必要時(shí)接管區(qū)域調(diào)度中心的調(diào)度指揮工作。

區(qū)域調(diào)度中心接受鐵道部調(diào)度中心的領(lǐng)導(dǎo)，負(fù)責(zé)管轄范圍內(nèi)的高速鐵路、客運(yùn)專線、城際鐵路和既有線的調(diào)度指揮。按照鐵道部調(diào)度中心的指令和基本運(yùn)行圖編制組織運(yùn)輸?shù)膶?shí)時(shí)運(yùn)行圖，制定本區(qū)域的實(shí)施計(jì)劃，并按計(jì)劃組織、控制、監(jiān)視列車運(yùn)行，及時(shí)處置各類運(yùn)行異常情況，管理各類維修作業(yè)，組織事故救援和搶險(xiǎn)，特殊情況下下達(dá)行車管制命令；匯總、統(tǒng)計(jì)、分析、上報(bào)各類運(yùn)輸指標(biāo)。

圖1 鐵路調(diào)度組織機(jī)構(gòu)設(shè)置示意圖

基層站段調(diào)度包括車站、動(dòng)車段(所)、維修(段、所)和乘務(wù)基地(所)，接收區(qū)域調(diào)度中心(鐵道部調(diào)度中心)的指揮和控制，按照調(diào)度命令辦理各類作業(yè)?；鶎诱径握{(diào)度擁有最高級(jí)別的優(yōu)先控制權(quán)，特殊情況下直接辦理本站作業(yè)。

（2）區(qū)域調(diào)度中心設(shè)置方案分析。區(qū)域調(diào)度中心是鐵路調(diào)度指揮的主要實(shí)施單位，其管轄范圍可以參考以下兩種方案。

第一種方案是以干線為主兼顧樞紐的模式(干線模式)，即一條客運(yùn)專線從始發(fā)站到終點(diǎn)站統(tǒng)一歸屬一個(gè)區(qū)域調(diào)度中心管理。由于客運(yùn)專線和高速鐵路采用高速動(dòng)車組，在理論上具有足夠長(zhǎng)的動(dòng)車組交路，客運(yùn)列車全部按圖行車，不存在鐵路局間交接列車數(shù)量的限制，傳統(tǒng)運(yùn)輸組織模式下的局間分界口已不具有實(shí)際意義，僅僅是管轄范圍的分界線。在這種情況下，該方案有利于每條客運(yùn)專線本身的運(yùn)輸組織和調(diào)度指揮，區(qū)域調(diào)度中心可以集中實(shí)現(xiàn)對(duì)客運(yùn)專線全線的集中調(diào)度，統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)各調(diào)度臺(tái)間的工作，在處理運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的問題時(shí)能做到快速響應(yīng)，還能夠?qū)θ€運(yùn)力資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，提高運(yùn)輸效率和服務(wù)質(zhì)量。

第二種方案是以樞紐為主兼顧干線的模式(樞紐模式)，由于客運(yùn)專線(高速鐵路)的運(yùn)輸干擾主要來自樞紐及端點(diǎn)站，跨線運(yùn)輸及動(dòng)車組出入動(dòng)車段(所)的作業(yè)主要發(fā)生在這些區(qū)域，同時(shí)也是客運(yùn)專線之間、客運(yùn)專線與既有線之間的交匯處，而且常常共用一個(gè)車站，以樞紐為主的方案便于對(duì)樞紐內(nèi)各車站的調(diào)度指揮。

不同方案模式下客運(yùn)專線的行車調(diào)度業(yè)務(wù)流程如圖2所示。在干線模式下，由于全線歸屬一個(gè)區(qū)域中心管理，列車運(yùn)行的協(xié)調(diào)只需要在調(diào)度臺(tái)之間進(jìn)行；在樞紐模式下，由于線路歸屬于不同的區(qū)域中心控制，列車運(yùn)行的協(xié)調(diào)需要在調(diào)度臺(tái)之間、區(qū)域調(diào)度中心之間進(jìn)行，必要時(shí)還需要通過鐵道部調(diào)度中心進(jìn)行協(xié)調(diào)，其調(diào)度業(yè)務(wù)流程明顯較干線模式復(fù)雜。

圖2 不同方案模式客運(yùn)專線的行車調(diào)度業(yè)務(wù)流程

不同方案模式下大站(樞紐)的調(diào)度業(yè)務(wù)流程如圖3所示。在干線模式下，由于大站(樞紐)由不同客運(yùn)專線車場(chǎng)組成，各車站隸屬于不同的區(qū)域調(diào)度中心，運(yùn)行的協(xié)調(diào)會(huì)涉及區(qū)域調(diào)度中心之間、車站與區(qū)域調(diào)度中心之間、車站的不同車場(chǎng)之間。在樞紐模式下，車站全部隸屬于一個(gè)區(qū)域調(diào)度中心，其運(yùn)輸組織與協(xié)調(diào)相對(duì)干線模式要簡(jiǎn)單得多。

通過以上分析可以看出，兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，最佳解決方案需要通過對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)哪康呐c需求進(jìn)行分析確定，包括管理體制、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、運(yùn)輸能力最大化、運(yùn)輸安全保證、運(yùn)輸效益分配等一系列問題。既有線鐵路局間分界口的主要作用是對(duì)局間車流進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制，這主要是針對(duì)接發(fā)貨物列車(空車)；而客運(yùn)專線主要是開行動(dòng)車組列車，不存在協(xié)調(diào)與控制的問題。因此，建議客運(yùn)專線的區(qū)域調(diào)度中心采用以區(qū)域?yàn)橹鳌⒓骖櫢删€的方式，其管轄范圍按區(qū)域控制中心的管界劃分，同時(shí)調(diào)度體系及響應(yīng)系統(tǒng)具備動(dòng)態(tài)調(diào)整的能力，可以根據(jù)生產(chǎn)力布局和鐵道部管理的需要進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

在現(xiàn)階段，區(qū)域調(diào)度中心可與所在地既有鐵路局調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行整合，完成對(duì)已開通客運(yùn)專線和既有線的調(diào)度指揮，并兼顧未來擴(kuò)展的能力，同時(shí)應(yīng)抓緊細(xì)化研究區(qū)域調(diào)度中心的布局與管轄范圍。

圖3 不同方案模式大站(樞紐)的調(diào)度業(yè)務(wù)流程

1.2 其他調(diào)度機(jī)構(gòu)設(shè)置方案

1.2.1 車站調(diào)度

對(duì)于大型車站的管理，各國均采取了不同的方式，主要取決于運(yùn)輸組織與管理的需要。德國的大型車站基本上納入?yún)^(qū)域調(diào)度所實(shí)行集中控制與管理；日本則采用立體結(jié)構(gòu)區(qū)分不同的公司與線路，以減少彼此間的干擾。目前，我國鐵路客運(yùn)專線的大型車站通常由幾個(gè)車場(chǎng)組成，并且基本上是平面布局，雖然各車場(chǎng)相對(duì)比較獨(dú)立，但依然存在咽喉區(qū)共用等一系列問題，造成各車場(chǎng)間的相互干擾。根據(jù)客運(yùn)專線運(yùn)輸生產(chǎn)的實(shí)際需要，在大型車站設(shè)置車站調(diào)度，在區(qū)域調(diào)度中心的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，負(fù)責(zé)大型車站的調(diào)度指揮。

車站調(diào)度應(yīng)隸屬于一個(gè)區(qū)域調(diào)度中心，并接受區(qū)域調(diào)度中心的領(lǐng)導(dǎo)，進(jìn)入本站管轄范圍的所有列車均由車站調(diào)度控制，駛出本站管轄范圍的列車交給相應(yīng)的區(qū)域調(diào)度中心(所、臺(tái)、車站)控制。

大型車站設(shè)車站調(diào)度、車站值班員，由車站調(diào)度統(tǒng)一指揮。凡劃分車場(chǎng)的車站，車場(chǎng)間接發(fā)列(調(diào))車進(jìn)路互有關(guān)聯(lián)的行車事項(xiàng)，由車站調(diào)度統(tǒng)一指揮。大型車站有關(guān)行車人員必須執(zhí)行車站列車調(diào)度員的命令、服從指揮。

1.2.2 動(dòng)車基地(段、所)調(diào)度

動(dòng)車組出入動(dòng)車基地(段、所)是客運(yùn)專線運(yùn)輸組織的重要環(huán)節(jié)，動(dòng)車組在時(shí)間、數(shù)量、性能等方面必須滿足列車運(yùn)行計(jì)劃、動(dòng)車組交路計(jì)劃和乘務(wù)出乘計(jì)劃的需求，才能確?？瓦\(yùn)專線的正常運(yùn)輸秩序。

根據(jù)目前的規(guī)劃方案，在北京、上海、武漢和廣州建設(shè)動(dòng)車組維修基地，在其他地點(diǎn)建設(shè)若干動(dòng)車運(yùn)用所，動(dòng)車基地所在地列車開行密度高，對(duì)動(dòng)車組出入基地(段、所)的時(shí)間有非常嚴(yán)格的要求，尤其是在高峰運(yùn)行時(shí)段。因此，必須加強(qiáng)對(duì)動(dòng)車組出入基地(段、所)的調(diào)度指揮，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組列車的平穩(wěn)、有序運(yùn)行，提升客運(yùn)專線的服務(wù)水平。

在通常情況下，動(dòng)車基地所在地包括數(shù)個(gè)大型客運(yùn)站辦理列車始發(fā)和終到作業(yè)，動(dòng)車組出入段作業(yè)頻繁，且由于線路環(huán)境的限制，動(dòng)車組在車站與動(dòng)車基地間的走行往往需要借助既有線，由此會(huì)帶來調(diào)度指揮系統(tǒng)間更多的協(xié)調(diào)問題。

圖4 北京鐵路樞紐示意圖

圖4為北京鐵路樞紐示意圖，北京動(dòng)車段負(fù)責(zé)向北京西站、北京南站和北京站等提供動(dòng)車組，分別承擔(dān)京廣、京滬、京沈、哈大線和京津、京石、京唐城際鐵路等的運(yùn)輸任務(wù)。目前，除北京南站與北京動(dòng)車段之間可以采用動(dòng)車組的專用走行線外，北京西站、北京站至北京動(dòng)車段的走行均需通過既有線完成，如北京動(dòng)車段—白堡盆—廣安門—北京西站，北京南站—北京站等。

在動(dòng)車基地(段、所)設(shè)立動(dòng)車運(yùn)用調(diào)度，作為客運(yùn)專線調(diào)度所動(dòng)車運(yùn)用調(diào)度的延伸，負(fù)責(zé)處理動(dòng)車組在車站與動(dòng)車基地間的行車指揮。

1.2.3 維修段(所)調(diào)度

維修段(所)調(diào)度負(fù)責(zé)制定維修計(jì)劃和施工要點(diǎn)，通過網(wǎng)絡(luò)上報(bào)客運(yùn)專線調(diào)度所維修調(diào)度，并按照批復(fù)的維修計(jì)劃和運(yùn)行調(diào)度下達(dá)的施工命令組織施工，維修作業(yè)流程如圖5所示。

2 現(xiàn)代鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)的基本構(gòu)思與架構(gòu)分析

縱觀國外高速鐵路運(yùn)輸組織與調(diào)度指揮體系的發(fā)展趨勢(shì)，以傳統(tǒng)的監(jiān)控中心方式構(gòu)建的鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代鐵路的高速、高效、高安全運(yùn)行的需要，日本、德國、西班牙等國家的高速鐵路調(diào)度中心均對(duì)計(jì)劃編制、行車指揮、能源管理、車輛管理、安全監(jiān)控和維修監(jiān)控等功能進(jìn)行了高度集成，將以監(jiān)控為主的調(diào)度中心轉(zhuǎn)變?yōu)榧癄I銷管理、開行方案與運(yùn)輸計(jì)劃編制、運(yùn)輸過程控制和運(yùn)輸結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析為一體的現(xiàn)代化鐵路網(wǎng)綜合管理中心。

2.1 基本構(gòu)思

（1）構(gòu)建以服務(wù)為導(dǎo)向的現(xiàn)代化鐵路調(diào)度指揮體系，以現(xiàn)代鐵路高速度、高密度、高安全、高品質(zhì)為依托，及時(shí)滿足客貨運(yùn)輸需要的綜合型路網(wǎng)運(yùn)營管理體系。

（2）鐵路運(yùn)輸調(diào)度體系由客貨運(yùn)營銷、路網(wǎng)運(yùn)行管理與控制、運(yùn)輸數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析3個(gè)層次組成，各層次緊密配合、協(xié)同工作。

（3）根據(jù)運(yùn)輸能力與市場(chǎng)需求制定客貨營銷策略并組織實(shí)施，通過與路網(wǎng)運(yùn)行管理與控制協(xié)調(diào)，實(shí)時(shí)確定對(duì)用戶的響應(yīng)時(shí)間，提高對(duì)市場(chǎng)需求的反應(yīng)速度，根據(jù)運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，調(diào)整營銷策略。

（4）根據(jù)市場(chǎng)營銷計(jì)劃、客貨流預(yù)測(cè)和鐵路運(yùn)輸能力，編制列車開行方案和基本運(yùn)行圖，組織運(yùn)行計(jì)劃的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)運(yùn)營管理與控制。按照運(yùn)行計(jì)劃監(jiān)視、控制列車的運(yùn)行，根據(jù)運(yùn)輸需求和列車運(yùn)行情況，及時(shí)進(jìn)行運(yùn)營調(diào)整，保證鐵路列車的正常運(yùn)行秩序，確保運(yùn)輸安全與正點(diǎn)，對(duì)列車運(yùn)行效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，與客貨營銷相互協(xié)調(diào)，對(duì)用戶的需求及時(shí)做出響應(yīng)。

（5）加強(qiáng)運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)與分析，為運(yùn)輸結(jié)算、優(yōu)化營銷策略、提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)營成本提供決策依據(jù)。

2.2 架構(gòu)分析

目前，在既有調(diào)度指揮系統(tǒng)架構(gòu)中，如圖6所示，行車過程可分為調(diào)度指揮域、進(jìn)路控制域和列車控制域，每部分由不同的系統(tǒng)完成，其中調(diào)度指揮域采用調(diào)度指揮系統(tǒng)(TDCS)，進(jìn)路控制域采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)(Interlocking)，列車控制域采用列車控制系統(tǒng)(CTCS)，各域之間雖有關(guān)聯(lián)但彼此相互獨(dú)立，調(diào)度指揮及調(diào)整策略不能得到及時(shí)響應(yīng)。

圖5 維修作業(yè)流程示意圖

在客運(yùn)專線中采用調(diào)度集中系統(tǒng)后，可將調(diào)度指揮域與進(jìn)路控制域整合成一個(gè)域，進(jìn)路控制系統(tǒng)可以對(duì)調(diào)度計(jì)劃調(diào)整做出及時(shí)響應(yīng)，從而大大改善了系統(tǒng)性能。客運(yùn)專線調(diào)度及行車控制架構(gòu)如圖7所示，采用調(diào)度集中系統(tǒng)后，行車指揮過程中的列車進(jìn)路控制效率得到了提高。但上述結(jié)構(gòu)并非最佳方案，其主要原因是客運(yùn)專線的站間距離較長(zhǎng)，一般可達(dá)到30～50km，列車在區(qū)間運(yùn)行所需要的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在車站進(jìn)行作業(yè)(進(jìn)站、發(fā)車、通過、折返等)所需要的時(shí)間，只有實(shí)現(xiàn)列車在區(qū)間運(yùn)行的實(shí)時(shí)調(diào)整，才能充分利用列車在區(qū)間運(yùn)行的附加時(shí)分，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的及時(shí)調(diào)整，形成高度集成的客運(yùn)專線調(diào)度及行車控制架構(gòu)，如圖8所示。

圖6 既有線調(diào)度及行車控制架構(gòu)

圖7 客運(yùn)專線調(diào)度及行車控制架構(gòu)

3 結(jié)束語

為充分發(fā)揮高速鐵路的運(yùn)輸效率，確保運(yùn)輸生產(chǎn)的安全，必須在高質(zhì)量的線路、車輛、通信信號(hào)和牽引供電設(shè)施的基礎(chǔ)上，建立現(xiàn)代化的運(yùn)輸調(diào)度指揮體系及構(gòu)建高效率的調(diào)度指揮系統(tǒng)。從我國鐵路的全局出發(fā)，從鐵路未來發(fā)展的戰(zhàn)略角度出發(fā)，從鐵路運(yùn)輸與管理的本質(zhì)出發(fā)，構(gòu)建一個(gè)科學(xué)的、合理的、高效的、靈活的現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮體系，遵循“路網(wǎng)完整性與調(diào)度指揮統(tǒng)一性”的原則，充分滿足鐵路運(yùn)輸需求及未來發(fā)展的需要，滿足鐵路運(yùn)力資源科學(xué)合理調(diào)配的需要。