普速铁路调度集中控制系统运用优化对策探讨

刘 俊

（中国国家铁路集团有限公司 调度部，北京 100844)

我国普速铁路的建设持续进行，截至2018年底，营业里程为10.2万km[1]；到2025年，预计达到13.7万km[2]。2018年底，全路已经开通使用的调度集中区段总里程达到4.8万km (其中高速铁路2.9万km、普速铁路1.9万km)，占路网总里程的37%。同时，新产品和新技术的大量研发和应用，以及旅客服务水平和货物运输需求的增长，为我国普速铁路运输的管理水平、运营效率、安全防控水平带来了新的机遇和挑战。

1 我国普速铁路CTC运用现状分析

1.1 现状分析

调度集中控制系统(CTC)是实施铁路调度集中指挥、确保列车按图行车、提高运输效率和接发列车安全保障水平的重要行车设备，也是铁路行车指挥部门对调度区段内的信号设备与列车运行进行集中统一管理的技术系统[3]。自2004年5月，西宁—哈尔盖段第一条分散自律调度集中系统投入使用以来，随着通信、信号、计算机及网络技术的升级，CTC得到了迅速发展；2008年8月京津城际铁路(北京—天津)开通后，CTC在高速铁路上得到了全面的推广运用[4]，特别是高速铁路调度集中系统，改变了传统的管理和组织模式，显著地提升了高速铁路的运输效率和行车安全性[5]。目前，采用调度集中控制的行车组织方式，已经成为我国铁路技术发展水平的重要标志。

由于涉及到大量的设备改造和技术升级，普速铁路仅有部分线路运用CTC设备，并未全面推广[6]。随着设施设备的进一步升级改造以及技术系统的完善，CTC在普速铁路的运用推广成为发展趋势。

（1）普速铁路CTC运用里程情况。为了提升作业组织效率和运输安全性，各铁路局集团公司根据自身情况和业务发展需要，在部分普速铁路线路上运用了CTC设备。截至2019年4月，全国普速铁路CTC运用里程共计19 678 km，占比约19.29%。CTC在全国普速铁路的推广仍然有很大空间。各铁路局集团公司普速铁路CTC运用里程如表1所示。

（2）普速铁路CTC调度台分布。普速铁路运用CTC后，仍然由列车调度员在调度台统一进行列车运行指挥，只有部分车站的列车接发作业进路和调车作业进路的排列集中由调度台进行。各铁路局集团公司根据线路的管辖范围、接发车作业量、调车作业量、突发事件等情况，对线路的调度台管辖范围进行划分，确保行车指挥作业安全的同时，提升运输组织效率。我国普速铁路CTC调度台分布示意图如图1所示。

表1 各铁路局集团公司普速铁路CTC运用里程Tab.1 CTC mileage of conventionalrailway in every railway group

图1 我国普速铁路CTC调度台分布示意图Fig.1 Distribution of CTC dispatching station of conventional railway in China

（3）普速铁路CTC操作方式占比。CTC的控制模式分为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据列车调度员和车站作业人员对接发车作业及调车作业进路操作权限的不同，分为中心操作方式、车站调车操作方式和车站操作方式[8]。CTC非常站控模式表示接发车作业及调车作业进路的控制由车站作业人员完成，列车调度员没有控制权限。CTC控制模式和操作方式是根据调度区段作业量、车站接发车作业和调车作业量、车站设备设施情况、特殊情况等因素综合确定，而且不同方式之间的切换也有严格的规定。

全国普速铁路CTC区段设置的96个行调台指挥1 080个车站的行车工作，我国普速铁路CTC操作方式中，38.61%的车站采用中心操作方式，28.61%的车站采用车站调车操作方式，26.94%的车站采用车站操作方式，5.83%车站采用非常站控模式。各铁路局集团公司普速铁路车站采用不同CTC操作方式占比如图2所示。

图2 各铁路局集团公司普速铁路车站采用不同CTC操作方式占比Fig.2 Proportion of different CTC operation modes used in conventional railway stations in everyrailwaygroup

由图2可见，中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司、中国铁路青藏集团有限公司和中国铁路兰州局集团有限公司部分线路运用CTC的情况中存在线路里程长、列车密度低、地域偏僻、条件艰苦等特点，因而车站采用中心操作方式，减少了车站作业岗位，人性化地优化了此类线路的运输组织模式。另外，普速铁路车站采用中心操作方式的线路集中在煤运专线通道铁路上，如中国铁路太原局集团有限公司的大秦线(大同—秦皇岛)、韩原线(韩家岭—原平)、朔准线(朔州—准格尔旗)、瓦日线(瓦塘—日照)，以及中国铁路北京局集团有限公司唐呼线(唐山—呼和浩特)和邯黄线(邯郸—黄骅港)。

1.2 存在问题

（1）全国普速铁路CTC车站操作方式仍然缺乏统一的标准。这是由于普速铁路线路情况较为复杂，各铁路局集团公司根据调度台管辖范围、线路特点、车站性质、车站接发车和调车作业量等多方面因素综合确定车站合理的操作方式，导致各铁路局集团公司普速铁路车站采用不同CTC操作方式的标准不一致。

（2）部分普速铁路线路CTC相关设备还不完善。一是由于CTC设备由不同的厂家提供，而且在使用的过程中需要不断维护和升级，部分普速铁路线路CTC系统界面仍然存在不规范的现象，从而导致CTC界面显示和操作方式存在差异和变化，给列车调度员和车站作业人员的操作带来了安全隐患和事故风险。二是在CTC的运用中，需要GSM-R网络设备实现列车上的人员同列车调度员或其他人员即时通讯、列车接收进路预告等功能，但由于需要对既有线路进行改造且难度较大，因而部分普速铁路线路仍然缺乏此类CTC的关键配套设备。

（3）列车调度员的作业量和车站作业人员的适应性不明确。一是既有普速铁路调度台管辖范围内车站数量较多、列车密度高、客货混跑、装卸作业量大，列车调度员管辖里程长，兼顾作业安全存在困难，调度台的合理管辖范围仍然不明确。二是既有普速铁路仍然大量存在车站作业人员采用TDCS等操作系统进行行车指挥工作的情况，当引入CTC设备时，需要对车站作业人员进行培训，以适应CTC系统的界面显示、操作方式和指挥模式。三是部分已经运用CTC的车站设置了车站应急值守人员，通常由电务系统人员担当，当遇到突发状况需要车站作业指挥时，其作业人员承担专业及具备的技能的适应性还需要充分论证。

2 普速铁路CTC运用优化探讨

2.1 优化方法分析

（1）普速铁路CTC车站操作方式。在普速铁路线路上进行CTC设备设施的建设和改造，应根据实际作业情况，充分考虑调度员的劳动强度，科学运用CTC设备的安全保障功能，合理确定CTC操作方式。全国普速铁路运用CTC存在部分线路没有配置GSM-R网络设备的情况，这些线路中大多数的车站采用车站操作方式，导致司机无法获取进路预告，只能采用传统的车机联控的方式进行行车指挥。在配置GSM-R网络设备的线路中，有调车作业的情况下，57.30%的车站采用车站操作方式，9.50%的车站采用非常站控控制模式，31.30%的车站采用车站调车方式，1.90%的车站采用中心操作方式；无调车作业的情况下，38.85%的车站采用中心操作方式，62.25%的车站采用其他操作方式。因此，普速铁路CTC车站操作方式建议如下。①没有安装GSM-R网络设备的，应采用车站操作方式。②安装GSM-R网络设备的线路，车站有调车作业的情况，如果存在列车密度大、现场调车作业多、进路交叉干扰大的车站，建议采用车站操作方式；对于有技术作业、客运业务和有调车作业的车站，建议采用车站操作方式或车站调车操作方式；车站没有调车作业的，货运专线通道上无调车作业的中间站，其他线路上无调车作业，也不衔接半自动闭塞区段的车站，可以考虑采用中心操作方式。③装备CTC设备的车站不应以非常站控控制模式作为常态作业组织方式。

（2）普速铁路CTC的规范和完善。一是CTC的界面显示和操作方式需要统一规范，普速铁路CTC设备应严格按照《调度集中操作显示规范》的标准执行，确保站场图、运行图、调度命令、限速命令、行车日志、占线板等子系统的操作和显示的统一性和规范性。二是CTC的配套设备应进一步建设和完善，在此过程中需要对既有通讯设备设施进行建设或改造升级，此外在运用CTC设备的线路上需要对道口进行平改立，确保列车通过平过道或道口的安全性，减少道口作业人员的投入，进一步满足线路的要求。

（3）普速铁路CTC作业人员的适应性。一是在列车运行组织的过程中，应充分发挥CTC设备的安全卡控功能，满足调度员精细化指挥要求和非正常情况下应急处置需要，并充分考虑调度员的适应性，因而考虑调度台合理管辖范围内区段长度、车站列车接发作业量、车站调车作业量、异常情况发生频率等因素，科学地确定列车调度员的作业量，并合理地划分列车调度台的管辖范围。二是列车调度员人才储备通常从车站值班员中进行选拔，CTC的运用导致车站值班员的人员储备大量减少，当急需列车调度员时，车站行车人才的后续储备也应充分考虑。三是当设置车站应急值守人员时，应充分考核其作业水平和应急处置能力，确保非正常情况下安全高效的车站作业组织过程。

2.2 优化对策分析

2.2.1 提升行车指挥和行车作业安全性

（1）通过CTC可以实现列车运行指挥过程的安全卡控。CTC的运用可以防错办列车进路，防止列车进入停电区域、分路不良区域、施工封锁区域。当列车调度员或车站值班员的操作违反安全卡控条件时，列车进路无法办理，同时CTC系统会自动报警提示。利用CTC设备实现列车进路自动触发，可以有效规避因传统人工办理进路中人为因素带来的不可控性，安全保障性、可靠性得到提高。大型客站CTC系统还可以实现接发车作业关键流程的卡控，如上水作业、吸污作业、行包作业、旅客乘降完成后向CTC发送作业完成指令，车站值班员确认具备条件后办理发车作业。这些功能可以规范接发车作业流程，在保障行车作业安全的同时，有效提升外勤作业人员的人身安全。

（2）通过CTC设备可以采集安全风险信息用于大数据分析。通过CTC可以自动记录列车调度员和车站值班员使用CTC过程中的非正常操作，如强制执行、人工触发、人工排列进路、修改进路序列、人工取消进路、调车侵路、转非常站控、转车站操作、删除序列等。同时可以对这些非正常操作发生的车站或线路进行统计和分析，对于识别列车调度员和车站值班员的惯性违章操作，辅助安全管理培训，协助制定规章制度起到了重要作用。

2.2.2 提升普速铁路运输效率和劳动生产率

CTC具备列车运行实时显示、车次号追踪及早晚点显示、列车到发点自动采集、实际运行图自动描绘、行车计划自动调整与下达、调度命令的下达、车站行车日志自动生成、列车/调车进路计划和人工自动选排等功能，这促进了普速铁路信息化发展，完善了列车行车指挥过程，实现了列车运行自动化，对于铁路运输组织效率的提升起到了显著的作用。此外，可以通过CTC采集并存储大量列车运行的信息，对其进行大数据统计和分析，有利于发现列车调度过程中的规律，对于指导未来调度指挥工作、优化作业计划等有着重要的意义。

普速铁路运用CTC后，客货列车量大、调车作业频繁、衔接多方向的车站采用车站操作方式，实现了进路安排中的进路提示及安全卡控功能，减轻了车站值班员和操作助理值班员的作业劳动压力。采用车站调车方式和中心操作方式的车站，由于实现了列车调度的集中统一管理，列车进路的排列按照计划自动触发，可以对车站值班员、内勤助理值班员、操纵助理值班员的岗位设置方式进行优化，减少了车站端接发车作业和调车作业的操作，将其尽可能在调度所进行集中统一控制，可以提升作业效率。总体而言，普速铁路CTC的运用可以降低车站作业的工作压力和强度，优化车站作业岗位，从而提高普速铁路的劳动生产率。

3 结束语

普速铁路CTC的运用优化，不仅可以引导各铁路局集团公司采取有效措施改变传统的行车指挥模式，而且可以转变普速铁路整体的运输组织理念，为普速铁路调度集中控制模式的发展奠定基础，同时也为铁路运输产品服务质量的提升提供支撑。另外，还应通过对CTC记录的列车运行、设备显示、作业人员操作、作业计划编制质量等方面深入研究，加强普速铁路的智能调度、安全风险大数据分析、运输组织优化提升等方面研究，为普速铁路的调度指挥提供研究支撑。