全自动化场段的必要性、可行性及优势

吴燚靓 周红阳

（浙江杭海城际铁路有限公司，杭州 310016）

铁路作为我国交通系统的大动脉，近几年发展迅速。根据中国铁路总公司印发的《中长期铁路网规划》，至2015年底，全国铁路营业里程已达12.1万km，其中高速铁路1.9万km。信号系统作为铁路的大脑及中枢神经，既承担着列车运行的安全，也维系着运营组织的效率。从2007年4月CTCS-2列车控制系统开始上道应用，基于车地通信的CTCS-2和CTCS-3列控系统就成为我国铁路信号系统的主流技术，并处于国际先进水平。该系统自动化程度高，调度集中又不失灵活性，列车站间运行间隔短，人力成本低，大大提升了铁路运营效率。

相比自动化程度较高的客运线路，作为投入运营前和退出运营后的列车作业区域——车辆段和停车场(简称场段)，其列车控制仍然完全依赖于人工操作和防护，自动化水平很低。因此，对场段信号系统自动化在此进行探讨和研究。

1 创新必要性

目前国内场段信号系统通用配置是计算机联锁加信号集中监测。受制于计算机联锁的列车间隔防护方式和场段内速度限制，列车出入库效率和正线高度自动化系统很难匹配，制约列车上线效率，占用较多人力资源，加大运营管理难度。

主要存在的问题如下。

1）自动化程度偏低

目前，车辆段段内车辆调度仍采用手工作业方式。如车辆段的进路控制，均以手工方式办理。仍采用手工书写调车作业通知单，通过人工操作控制台办理列车进路，办理完后依靠手工翻动“占线牌”来掌握车辆在段内的动态情况。这种方式作业工作量大，非常容易出错，经常出现“误报”和“漏报”情况。在造成安全隐患的同时，也影响车辆段的生产组织。

2）调度行车安全性低

场段内调车作业由场段控制室值班员办理好进路后，通知列车司机动车走行。虽然值班员办理完进路后，会由另一个值班员确认进路是否按照计划正确办理并完成锁闭，但仍不能避免由于值班员误操作和司机注意力不集中导致的列车挤岔掉道或车辆冲撞。

3）生产信息化手段缺乏

场段设备运行维修作业管理自动化程度低，缺乏与列车运行计划的自动化匹配，需要手动下载列车日志。由于车辆段不能及时、准确地了解站场内的检修车情况，使得检修生产计划的制定缺乏前瞻性，拉低了列车检修效率，一旦出现多辆列车故障下线的突发情况，将无法及时应对。

4）占用资源较多

偏低的作业效率势必造成配置的车辆相对较多，才能满足车辆检修、洗车、车辆派班等一系列作业计划和运营调度的要求，同时配套的司机也要增多。目前国内铁路蓬勃发展，造成有经验的司机相对紧缺。许多地方的司机在完成正线客运后还要兼顾场段调车作业，加大劳动强度同时增加了疲劳作业风险。

2 实施可行性

为实现场段进路的自动触发、场段内列车运行管理及场段生产信息化功能，最终达到自动驾驶功能，需要为场段配置自动化列控系统，提高场段生产作业效率。

场段自动化列控系统以计划编制、计划调整为起始点，结合计划自动分解，列车、调车进路自动办理，最终完成作业实绩反馈，实现完整的调度业务闭环管理与执行流程。同时系统以列控中心、调度集中分机、联锁设备、GSM-R无线通信设备及生产信息管理系统为支撑，集中了场段进路及车辆管理、信息及决策管理、列车追踪防护、自动重启及定位为一体，通过建立统一的综合信息管理与列车控制平台，完成场段作业计划的自动编制与调整、自动执行与集中控制、作业过程自动控制、自动进出场段，实现作业管理和列车控制相结合、调度中心调度与车辆段调度一体化、运输管理与决策支持智能化，极大提高场段作业能力与效率，保证运输安全生产。

3 设备配置

室内设备配置与干线相适应的CTCS-2或CTCS-3列控设备、场段调度集中分机、场段联锁、信号集中监测和生产信息管理系统，其中生产信息管理系统包含1台数据库服务器、1台接口机及两台操作工作站。室外设备配备相应的联锁基础设备（信号机和转辙机）、ZPW-2000轨道电路、应答器（含LEU）和无线设备（无线基站和光传输单元）。

4 系统功能

根据上述可行性分析，具体实现功能如下。

1）场段调度集中分机通过联锁传递的列车位置及自身的车组号功能实现车组号及列车位置实时准确追踪，再根据生产信息管理系统自动产生并实时交互的车辆状态信息、车场检修作业需求及关联的派班计划，自动编制调车作业计划。

2）场段调度集中分机将作业计划自动分解为进路指令，结合段场作业条件进行最优选择；进路指令方案实现提前预览，预先核对，确保作业安全，实时监控进路命令下达、建立、列车走行、结束等作业过程，追踪列车走行轨迹，自动完成作业计划报点，形成作业流程的闭环管理。

3）场段列控中心根据调度集中分机下达的运营计划或调车作业计划自动唤醒、自检列车。当自检未能通过时，车载设备将根据设定的程序重启；若重启后自检还未通过，车载设备将切换至冗余设备进行自检。列车完成自检后，自动发车，通过库内应答器完成定位，通过车地无线通信进行场段内追踪防护；列车停稳后，自动换端。

4）生产调度管理系统自动完成运用车与检修车的管理，对车组位置信息进行查询、打印、存储操作，并自动接收场段调度集中系统下达的列车阶段计划和调度命令，自动生成行车日志，完成接发车、调车需求计划自动辅助编制和传输，取代人工传真，实现信息化保存与共享。

5）生产信息管理系统对车辆段状态、车组号、检修内容、作业进度等信息进行综合显示，全面展示车辆段、停车场生产作业情况。

5 技术优越性

车辆段综合调度系统可以支持实现场段内的行车自动化、调度自动化、维修管理信息化，能够显著提高运输效率，提高行车安全水平，优化调度指挥流程，节省人力成本，发挥综合自动化的效能，实现场段调度指挥管控结合的目标，具体业绩效果如下。

1）信息共享，智能辅助，显著降低劳动强度。

a.段场作业可采用车辆段/停车场本地控制，也可纳入到控制中心控制，实现全线由控制中心统一管理。

b.计划编制时间由2.5 h缩短为1 h。

c.取消计划传送的电话联系及人工抄写，降低沟通成本，大幅提高作业效率。

d.日常运营列车可采用完全监控模式进出车辆段，降低司机的劳动强度。

2）自动化水平大幅提高，有效防止错误办理，保证安全，减员增效；

a.列车位置自动准确追踪，替代人工填写占线板。

b.计划自动报点，调整及时准确，实现闭环管理。

c.进路自动办理，列车自动化率最高100%，调车自动化率最高99%，作业效率和质量得到提高和保障。

d.场段内不用配备调车司机。

e.列车自动运行，且带有安全防护功能，效率及安全性得到有效提高。

f.列车可以在停车列检库内建立自动运行模式，而无需在转换轨处转换模式，一次性进出正线。

3）与生产管理信息化系统实现管控结合，闭环控制，为列车检修计划的合理化编制、检修任务及时准备，提供可靠的依据。

4）由场段作业效率提高带来的运营增效，可减少列车购置及对应的维护成本。

6 结语

从短期来看，全自动化场段比目前国内通用设备配置成本要高，但从长远的运营维护角度来看，在提高效率和安全性的同时，节省了人力成本、车辆的购置和维护成本。因此，还是值得深入探究的。

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