铁路运输调度系统升级改造的研究

赵春雷，柳 冬，汤奇志

（中国铁路总公司 运输局，北京 100844）

1 铁路运输调度管理系统概述

1.1 现状

近年来，铁路信息化的发展极大地促进了铁路运输调度信息化的发展，铁路运输调度系统成为实现铁路调度信息化的重要手段，该系统主要包括列车运行计划管理、列车运行监控、固定设备状态管理和监控、移动设备状态管理、客运调度管理、货运调度管理、施工调度管理和综合视频监控 8 个方面。自 2008 年以来，全路推广实施了铁路运输调度管理系统 ( 以下简称 TDMS4.0 系统 )，主要开发了列车运行计划管理、机车调度管理、客运调度管理、货运调度管理和施工调度管理 5 个方面，为中国铁路总公司 ( 以下简称总公司 )、铁路局、站段3 级调度和行车指挥提供了信息化支撑条件，基本实现了不同工种间计划协调编制，促进了调度工作标准化、规范化，改善了调度人员工作环境，在一定程度上降低了调度人员劳动强度、提升了调度工作水平。

随着我国经济社会的发展，交通运输行业整体服务能力和水平不断提升，现代物流迅猛发展，社会要求运输业提供安全、方便、舒适、快捷、价廉的运输服务。在客运方面，要求更加方便 ( 随到随走 )、舒适、快捷；在货运方面，要求更加方便 ( 随到随运 )、价优、快捷；同时，客户要求铁路部门实时提供运输服务全程信息，包括实时客票信息、货运产品信息、实时运输情况 ( 客车正晚点情况和货物运输状态变化 )等。因此，铁路运输设计管理系统不仅要满足运输市场变化的要求，而且还要从旅客、货主需求出发，为运输生产提供及时、全方位的支撑。主要体现在以下方面。

（1）实现精确指挥和精细管理、提升运输生产效率和效益的需要。通过对铁路运输需求的及时了解、运输计划的合理制订、运输过程的全程实时控制、运输资源状态的实时把握和变化预测等实现精细管理和精确指挥，从而实现运输资源的高效利用和生产各环节的高效运转，进而提升运输生产效率和效益。

（2）保证运输产品质量、改善服务水平、提升市场竞争力的需要。随着铁路客货运输组织改革的不断推进，要求根据客运需求合理制订列车开行方案，组织正点运输，根据客户的货运需求及时组织装运和货物快速送达，从而保证提高铁路运输产品质量，提升市场竞争力。同时，随着全社会信息化水平的不断提高，铁路运输在提供安全、方便、快捷、舒适服务的同时，需要及时向社会发布运输信息，来提升服务水平。

（3）优化作业流程、改善作业环境的需要。随着铁路运输组织难度的加大和铁路装备水平的提高，要求调度人员将精力从简单、重复的信息人工收集中释放出来，通过系统的合理设计为优化调度作业和流程提供条件，改善作业流程管理和加大作业过程(包括计划编制环节)安全自动卡控来确保安全，使调度员将主要精力用于谋划、安排和组织，加强作业关键环节的卡控，保证计划兑现。

（4）实现运输信息共享、确保决策正确的需要。运输管理不同层面、生产过程各环节的信息共享和透明，是确保调度指挥正确决策的基础，也是保证运输产品质量和运输效率的根本。

1.2 存在的主要问题

经过多年建设，围绕铁路运输组织工作，全路已经建成确报、调度、货运制票、FMOS、车号识别、车站现在车管理、货运管理、机车管理、客车和货车管理等多个信息系统，基本满足了不同领域的业务需求。但是，各既有系统均仅着眼于本专业，按照原铁道部、铁路局、站段业务垂直管理模式开发建设，各系统间相对独立，形成了“信息孤岛”，不能有效、全面、全过程地描述运输组织相关要素状态、变化及相互关联关系，在解决不同部门、专业间的信息共享和信息综合利用等方面存在困难。

TDMS4.0 系统也是基于原有的运输组织和调度管理模式，以单个调度台管理的理念进行开发，无法很好地适应精细化调度指挥需要。特别是日( 班 ) 计划分散编制，列车工作计划、货运工作计划和机车工作计划不能合理衔接，很难帮助调度员及时准确掌握信息，并做出合理的预测，造成计划编制不准确、引起计划不可执行；现场生产实绩把握不准确，导致计划调整不合理和不可兑现，使计划不能很好地指导生产，从而大大降低运输生产和调度指挥水平。具体表现在以下方面。

（1）运输信息提供不完整。一方面，TDMS4.0系统将列车信息人为割裂，造成跨台、跨局信息不连贯畅通；另一方面，不同调度子系统间信息不能实现及时交互或不能交互，造成不同调度工种间不能自动进行信息的及时交互和同步；此外，TDMS4.0 系统还存在与现在车、机车、车辆、客运、货票等其他系统衔接不好的问题，造成相关运输信息不能自动获取，从而导致编制计划不准确或难以有效兑现。

（2）计划编制工作界面不够直观。一方面，TDMS4.0 系统只能提供车站作业大表作为列车计划编制的界面，不便于调度员直观把握列车运行和线路能力利用情况；另一方面，日 ( 班 ) 计划沿袭了原手工时代的“航空线”展现方式，编制界面中没有客车运行、施工维修天窗等信息，调度员只能凭记忆和经验判断这些因素的影响，对客车、施工维修天窗等行车限制条件难以全面考虑，容易造成货物列车编制计划缺乏准确性。

（3）货物运输空车配置需求和掌握兑现情况难以及时把握。TDMS4.0 系统不能支撑准确掌握货物运输空车配空需要和实时掌握配空计划兑现情况，并根据配空情况和运输需求变化情况对配空计划做出合理的阶段调整。

（4）各铁路局 TDMS4.0 系统实施程度存在差异。不同铁路局 TDMS4.0 系统的实施范围、实施程度及系统实现的功能等方面均存在较大的差异，大多铁路局还未能达到当初预期的建设目标。

（5）日常运维机制不够完善。一是不便于基础数据的维护：维护界面不直观、便捷、友好，造成基础数据不够完整、准确性不高；局部或个别基础数据的变化会引起大量相关表格的人工修改，数据维护工作量大，易造成数据维护不完整和错误。二是没有形成完善的日常运维机制：TDMS4.0 系统升级、持续改善和日常运维责任划分不明确，造成系统日常运用时经常出现问题。

2 铁路运输调度管理系统升级的目标和原则

2013 年，总公司在全路建设铁路运输信息集成平台，打破了原有各系统的领域性、地域性，使有关列车、机车、车辆、客运、货运等所有运输相关信息有机集成，每个元素相关数据惟一存储，并与实际一一对应，形成对运输组织全生命周期有关动作、状态、位置、去向等要素信息真实、惟一、完整的描述，能准确、及时地反映运输生产全流程实绩，大大改进和增强了日常运输生产管理的手段，发挥出越来越重要的作用。但是，为解决TDMS4.0 系统存在的问题，更好地适应运输市场变化和铁路运输自身的需要，必须基于铁路运输信息集成平台对既有系统进行升级改造，完善调度管理和优化作业流程，实现生产过程各部门、各环节间信息实时共享，为调度“掌握信息、进行预测、做出决策、监督执行”的全过程提供支撑，实现运输资源合理利用，充分发挥计划在运输生产组织中的龙头作用，提高运输生产效能和调度指挥水平。

2.1 升级目标

按照全路“一列列车一条运行线”和“一台机车”( 即在全路范围内对任意列车实行“惟一”管理，一列列车从其由车辆编组成列开始直至到达解体为止的全过程由一条列车运行线贯穿始终，同一列列车通过惟一标示实现运行线在不同调度台、铁路局间的前后实时联动和自动衔接，附着在运行线上的编组等信息实时自动传递；一台机车即指在全路范围内对任意机车实行全生命周期管理，即所有机车从出厂投用开始，直至淘汰报废为止的全过程实时动态管理，可以准确掌握所有机车的实时状态和位置，从而合理有效运用机车 ) 的管理理念，基于铁路运输信息集成平台，开发统一的计划编制平台软件，使运输计划在一个平台上共同操作、协同编制，保证运输计划编制的惟一性、同步性、及时性、准确性，提高运输计划编制质量，实现生产过程各部门、各环节间信息实时共享，实现调度指挥信息的综合管理、调度指挥工作流程的数据化管理、调度指挥行为的流程控制和运输资源信息的综合管理，满足运输生产管理和调度精细化指挥的要求，提升调度工作质量和水平，进而提高运输生产效能。因此，铁路运输调度管理系统的升级目标主要包括以下内容。

（1）实现各工种调度在一个平台上协同工作，系统采集“一条运行线”的相关信息，共同编制计划。

（2）突破传统列车工作计划在车流大表上的编制方式，实现以列车运行图视图、车站车流作业大表视图同时具备计划编制功能，提供方便快捷、多种形式的编制和查询手段。

（3）在日 ( 班 ) 计划框架下，实现不少于 24 h的列车开行计划的滚动编制。

（4）实现日计划、班计划、阶段计划的动态调整，并与列车调度指挥系统 ( TDCS ) 进行数据的实时交互，逐步取消行调台铺画计划运行线。

（5）调度命令、重点要求、运行揭示、各类通知书等信息实现数据化管理，重要节点信息与运行线捆绑，实现互控功能。

（6）实现以日 ( 班 ) 计划编制与执行为核心的各类运输信息在总公司、铁路局、站段 3 级调度间实时共享，实现透明指挥。

（7）实现以基本运行图 ( 分号运行图 ) 为框架的列车开行计划编制功能，实现“按计划行车”。

（8）实现列车按基本规章规定及列车编组计划、隔离等限制条件的系统自动预警功能 ( 违编、违流、欠轴等 )。

（9）实现重、空车流全路范围内的远期预测和近期预报、预警功能，分界口车流数据的实时传输功能。

（10）实现日 ( 班 ) 计划、列车运行阶段计划编制与执行质量的自动统计分析功能。

（11）建立健全统一标准的系统维护体系，提供使用便捷、可视性强的业务维护平台，满足调度指挥系统的高可用性、高安全性、高稳定性、高维护性、高实时性的要求。

（12）建立铁路运输资源管理信息系统。实现铁路限界、列车运行监控装置 ( LKJ ) 数据、行车方式、编组计划、车流径路、客车交路、机车交路、设备位置、站段管界、地质条件、应急资源等信息的统一管理。

2.2 升级原则

系统升级充分考虑调度运输组织管理的业务特点及应用系统的集成，本着“信息充分共享、避免重复开发、面向集成应用”的要求。

（1）坚持以铁路运输信息集成平台为基础，全面、准确、及时掌握各类运输信息，合理利用运输资源，强化调度集中统一指挥。

（2）坚持全路“一列列车一条运行线”和“一台机车”的管理理念。

（3）以“一条运行线”为载体，加载完整的相关属性信息，实现生产过程各部门、各环节信息实时共享，实现“一条运行线”全生命周期的管理。

（4）坚持“一个平台、协同编制、计划牵动、实时反馈、图表联动、信息互控”的建设原则。

（5）坚持运输生产组织及调度指挥的相关信息在源点产生，全程实时共享。

（6）坚持功能实用、界面清晰、操作方便、符合习惯、易学易用的界面设计原则。

（7）实现计划的编制、下达、执行、调整和共享、预警、卡控、评价一体化。

3 铁路运输调度系统升级的主要内容

3.1 总公司级

（1）统一基础数据字典与编码规范，建立集中的基础数据维护发布机制。制定运行图站名、线路名等编码规范，建立统一基础字典 ( 线路、站名、股道等 ) 和基础数据维护管理办法，研发简单方便的相应图形化维护与发布工具软件。

（2）建立集中的全路基本运行图共享数据库，实现基本运行图与运输调度管理系统的有效衔接。制定统一的基本图与运输调度管理系统数据交换接口格式，实现系统基本图的自动导入和对基本运行图信息的实时共享。

（3）建立总公司计划运行图平台，实现列车全路范围内的一条线管理。实时同步总公司与铁路局计划数据，实现计划数据局间交换，支撑铁路局间协同编制调度计划，实现一列列车在全路范围内一条运行线的管理。实现按行调台拆分计划并向TDCS/CTC 系统自动传送详细的计划运行图。升级改造客调、动车调等相关计划编制软件，实现铁路局联机编制图定客车与临客计划；升级客调、动车调等相关调度命令软件功能，实现临客加开、停运、调整等集中管理。

（4）基于铁路运输信息集成平台，实现现在车、列车、机车、司机信息实时动态掌握。按号码制掌握全路所有货车作业过程和实时状态，全面掌握列车、机车、机车乘务员的位置、状态和分布，客车 ( 含动车 ) 车底的位置、状态和分布。提供基于图形方式的查询，对照货物、列车的作业标准，机车、车辆、乘务员等运用标准，实时进行超标预警和报警。

（5）基于铁路运输信息集成平台，实现号码制车流推算。按号码制推算货车未来运行轨迹，自动推算生成分界口货车交接计划，辅助编制列车工作轮廓计划和日 ( 班 ) 计划。自动推算次日 ( 或几日 )即将到达指定铁路局 ( 范围或车站 ) 的重车辆数，辅助编制货运轮廓计划和日 ( 班 ) 计划。

（6）基于铁路运输信息集成平台和升级后的铁路局运输调度管理系统，对总公司调度既有报表台账进行改造。总公司调度既有生产报表台账是基于铁路局报告的数据及十八点统计数据生成，随着升级后的运输调度管理系统的应用，以及铁路运输信息集成平台数据范围的扩大与数据质量的提升，对原有报表台账进行改造，基于运输调度管理系统和铁路运输信息集成平台实时生成动态数据，增强分析和辅助决策功能。

3.2 铁路局级

（1）升级铁路局运输调度管理系统，实现调度计划协同编制。实现铁路局管内各专业调度及调度台间计划的协同编制、自动交接和实时透明；强化计划编制功能，实现日 ( 班 ) 计划、阶段计划的动态滚动编制；通过列车运行线惟一 ID 管理，进一步规范和优化与 TDCS/CTC 接口，实现列车实际运行信息向计划台及时、准确反馈。

（2）准确掌握客流、车流，实现对计划运行线的自动调整。基于铁路运输信息集成平台实时掌握客票发售、列车实际客流情况和现在车状态、位置等信息，根据旅客列车实时运行情况、座席利用及后续车底接续要求，自动给出旅客列车运行调整方案；根据列车运行信息，自动推算技术站站存车流，直接掌握中间站作业车流，提前准确获取远期车流，实时监控各区段能力限制，实现计划运行线的自动编制、自动调整，取消原以“航空线”方式表述的列车工作计划，采用具有逐站详点的列车计划运行图。

（3）强化配空管理功能，实现列车工作计划与货运工作计划的有序衔接。分阶段对待发、待装、待卸、空车等货车状态进行分类，自动汇总货运站作业车情况，推算车站空车需求，及时编制配空计划，实时反馈给相关岗位。

（4）完善机车调度管理功能，实现机车周转图与列车运行图的无缝衔接和机车状态的实时掌握。机车工作计划与列车工作计划同步编制，机车实际周转图自动生成；对机车历史运行轨迹及状态转换可追溯，具备查询、统计功能；列车阶段计划下达后自动生成机车乘务员叫班计划；提供机车、乘务员及列车相关信息的动态查询和实时掌握；对机车乘务员超劳自动预警；对机车运用指标、能耗指标、机车周转图兑现率等自动统计分析；对外局占用机车台数等指标自动统计分析。

（5）强化调度作业卡控，防止错误指挥。将客运、军运、超限、重点列车和路用列车等特殊要求的列车运输计划和施工安排在列车计划制订时提前纳入，进行冲突检查和重点要求落实，在计划编制源头实现卡控；同时，将客运营业站，换乘换挂技术作业站，列车运行经由，军运、超限、重点列车运行经由、禁停、禁会、限停条件，甩挂作业地点和时间，路用列车限速、超限限速命令下达等安全信息一并在计划编制中进行描述，实现列车运行和相关作业实施过程中的卡控和提示，确保安全。

（6）完善数据分析、决策支持和计划兑现考核等功能。完善运输调度管理系统数据分析和挖掘功能，为运输生产和调度指挥决策提供支持；同时，完善统计考核功能，强化计划执行、兑现质量考核和计划编制效果考核。

4 铁路运输调度系统升级的实施步骤

4.1 升级的关键

4.1.1 技术关键

（1）基于铁路运输信息集成平台的应用和系统升级，实现对调度指挥相关业务数据的实时动态准确掌握，同时通过运输调度管理系统的应用促进铁路运输信息集成平台的数据采集及时、准确和平台完善。

（2）严格实现“一列列车一条运行线”和“一台机车”的运输生产组织和管理要求，解决运输生产信息的前后关联和纵向 ( 总公司与铁路局、铁路局与站段 )、横向 ( 局间、台间和不同专业间 )贯通衔接、一致，确保调度指挥纵向和横向的作业透明。

4.1.2 实施关键

（1）切实贯彻铁路运输组织工作集中统一领导和单一指挥的要求，充分满足调度指挥人员在全面掌握运输相关信息的基础上依托系统进行自主决策指挥的作业需要。

（2）铁路局应对所有升级工作参与人员和运输调度管理系统使用人员在升级工作正式开始前进行充分的事前系统设计理念、业务实现方法和系统操作使用的培训，使调度员和管理者切实把握系统升级的内涵和实质，从而方便升级工作的实施。

（3）在实施过程中，相关铁路局调度所应结合自身岗位设置情况，依据升级后系统的作业要求，优化内部调度作业流程，完善相关作业制度和考核，确实使每一位系统使用人员摆脱原系统习惯性使用方法，切实掌握升级系统的作业要点和操作方法，确保升级后的系统作用发挥和调度指挥水平的极大提高。

（4）充分应用升级后系统所提供的强大数据分析和挖掘功能，辅助运输生产管理和调度指挥决策。同时，通过新系统的应用不断总结应用情况和效果，为持续进行系统完善和新应用提供基础。

4.2 实施步骤

由于运输调度管理系统升级工作涉及面广、内容多，将整体升级工作分 2 个阶段实施。

（1）第一阶段 ( 2014 年底前 )，在已经完成的哈尔滨、沈阳、北京、武汉、上海、南昌铁路局和广州铁路 ( 集团 ) 公司 2 个不同软件版本试点应用的基础上，完成全路其他铁路局和总公司的年内升级任务。升级后系统主要数据来源于铁路运输信息集成平台，实现全路“一列列车一条运行线”计划编制基本要求，提供车站作业大表和运行图 2 种共存的计划编制方式，彻底解决各调度台 ( 邻局 )日 ( 班 ) 计划分散编制、人为割裂完整运行线，以及总公司与铁路局间、铁路局与铁路局间、铁路局内台间和不同工种间信息不畅的问题，实现货运工作计划、列车工作计划和机车工作计划协同编制，以及日计划、班计划、阶段计划一体化动态滚动编制的要求。

（2）第二阶段 ( 2015 年底前 )，通过提高铁路运输信息集成平台采集数据的完整性和准确性，进一步提升计划编制质量和兑现率，实现车流自动推算、列车运行调整和空车调配方案自动生成，汇集客运、货运、机务、车辆、工务、电务、供电等专业信息的综合应用，进一步增强调度指挥和系统辅助决策能力、提升调度决策水平和调度指挥智能化程度。

5 结束语

通过全路运输调度管理系统的升级改造，将有效改善调度工作环境，使调度人员能够及时准确把握所有运输相关信息，根据运输需求，制订合理的运输计划，切实实现运输生产计划牵引的目的，使运输资源得到有效利用，运输现场生产作业有序进行，进而提升铁路调度指挥工作水平，提高铁路运输效能和改善铁路运输服务水平，最终实现铁路市场竞争力的提升。