铁路调度应急指挥系统总体方案研究

牛 剑，冯小芳，刘 俊

NIU Jian1, FENG Xiaofang2, LIU Jun1

（1.中国国家铁路集团有限公司 调度指挥中心，北京 100844；2.中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算科学研究所，北京 100081)

1 铁路调度应急指挥系统需求分析

1.1 业务现状

铁路调度应急指挥是指运输调度指挥过程中，铁路线路、通信信号、供电等固定设施，机车、车辆、动车组等移动设备故障及遭遇恶劣天气等自然灾害、突发客流等突发事件时，借助相关设备、设施和支撑系统，制定应急处置方案、指挥应急处置实施，努力恢复运输秩序、减少突发事件影响的过程[1-2]。随着我国高速铁路成网运行、动车组列车开行数量持续增加，铁路客运服务质量要求不断提升，铁路调度应急指挥的重要性日益凸显，不仅关系到铁路内部运输生产秩序和效率，更关系到铁路运输服务质量和对外形象。目前，全路已经建立健全中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)、铁路局集团公司、站段三级应急组织机构，形成较为完善的应急处置管理制度和预案体系，在应急处置过程中发挥了积极作用。但是，由于还未建立专门的、统一的综合性铁路调度应急指挥系统，调度部门缺乏综合有效的应急辅助决策手段，应急事件和处置信息主要依靠人工通报和传递，应急指挥无法高效联动、处置过程不能动态跟踪和一体化管理，应急处置写实过程分散，回溯和评价较为困难，易造成对故障和应急预判的偏差。同时，信息查询手段单一，车辆编组、客票发售、运行径路等各种数据分散在不同的应用系统，无法实现数据的综合处理，影响应急处置决策效率[3-4]。应急现场情况和应急处置过程盯控的可视化程度不高，应急指挥方案大多依赖经验判断。为此，拟由国铁集团调度指挥中心牵头，建立国铁集团、铁路局集团公司、站段三级联动的铁路调度应急指挥系统，有效防止多头指挥、反应迟缓等现象。

图1 铁路调度应急指挥业务范围Fig.1 Business scope of railway emergency dispatching and command

1.2 业务范围

1.2.1 应急管理

铁路调度应急指挥涵盖应急指挥的事前、事中、事后全管理管理，主要包含事前的日常监测预警，事中的智能辅助决策、应急处置过程管理，事后的应急恢复评价[5]等，还包括应急值守、应急演练、基础资料管理、通讯录管理、应急预案管理、应急模板管理等辅助支撑功能等。铁路调度应急指挥业务范围如图1 所示。

调度应急处置事前主要通过接入外围系统列车运行状态信息系统(Lais)、列控设备动态监测系统(DMS）、中国铁路机车远程监测与诊断系统(CMD)、铁路列车调度指挥系统(TDCS)、自然灾害、地震信息系统及应急移动APP 采集现场信息和故障提报信息，系统通过算法模型进行异常判断、差异判断等，将判断结果输出，形成报警或者预警信息，提供列车运行预警信息和列车运行故障信息，通过PC 终端和移动APP 推送给用户。

调度应急处置事中包含应急启动、应急组织和应急处置过程监控等部分[6]。应急启动分为国铁集团、铁路局集团公司应急指挥中心、各业务部三级启动，启动时实现垂直各级单位之间和横向各铁路局集团公司间的协调联动启动；应急组织过程包括应急响应确认、应急签到、辅助决策、应急处置方案辅助生成等环节，辅助决策过程中主要基于接入TDMS、KMIS、客票等数据，收集应急预案、应急处置案例、应急资源、设备状态等，通过算法和处置模版进行辅助应急方案的生成，产生的调度方案调整草稿和应急指令草稿等，推送给各业务部门；应急处置过程监控主要是通过移动APP 和PC 机等监控终端，收集处置过程中各参与单位的执行计划、执行状态、执行进度等，并接入既有的综合视频，输出应急处置进度盯控和处置现场盯控。

调度应急处置事后主要包含写实分析和恢复评价等过程。通过标准和参数的设定，进行评价。同时通过写实分析报告的录入、审批、落成等，进行应急写实分析报告的编制和输出。

1.2.2 应急处置

应急处置过程管理主要包括应急值守、应急演练、基础资料管理、应急预案、应急模板管理、应急通讯录管理等。应急值守用于日常的应急值班管理，形成应急的日常值班制度和默认通知联系人；应急演练用于支撑日常的应急演练，规范应急处置组织流程，通过演练积累，持续提升应急处置能力；应急基础资料管理、应急预案、应急模板管理等主要用于维护规章制度、应急预案、应急资源等相关信息，便于应急处置过程中调配资源，辅助生成应急处置方案。通过应急处置基础模块的规范管理，为调度应急处置的全过程管理提供支撑。

1.2.3 用户分析

铁路调度应急指挥的主要用户群体为参与调度应急处置业务的用户，包括国铁集团、铁路局集团公司、站段三级应急处置相关的用户。国铁集团用户包括调度指挥中心、运输部、客运部、货运部、机辆部、工电部、安监局、宣传部、铁路公安局等；铁路局集团公司用户包括应急指挥中心、相关业务部门、公安、办公、宣传、安监等部门；站段级包含车务、客运、设备管理等单位。各单位按需开放用户使用权限和配置相应的使用资源。

1.3 业务流程

铁路调度应急指挥的应急启动响应通知包含国铁集团应急启动通知，铁路局集团公司管内的应急启动通知，以及国铁集团与铁路局集团公司、铁路局集团公司之间的应急启动联动通知响应。应急联动响应流程如图2 所示。国铁集团收到故障报告后启动通知本级相关的部门和相关的铁路局集团公司。铁路局集团公司级调度应急指挥主要由列车调度员收集故障，报告安全值班员，安全值班员与值班主任沟通后，启动发起应急，通知本铁路局集团公司部门和铁路局集团公司相关部门，也可在收到国铁集团应急启动通知后启动本铁路局集团公司的应急，启动时通知本级部门和相关铁路局集团公司。铁路局集团公司各业务部门收到应急启动通知后，铁路局集团公司管内应急启动响应包含调度所或应急指挥中心启动，通知铁路局集团公司各业务部，各业务部收到应急通知后，可逐级通知管辖的站段，站段通知联络应急指挥现场。

应急处置协同联动需要实现国铁集团与铁路局集团公司以及铁路局集团公司之间的联动协同，在国铁集团与铁路局集团公司应急指挥中心之间以及铁路局集团公司应急指挥中心之间进行应急启动响应通知机制。与此同时，建立应急处置事件的关联关系，实现各部门的信息共享、处置过程透明、处置进度可控。

2 铁路调度应急指挥系统总体方案

2.1 既有信息系统支撑

在既有的铁路信息系统中，与铁路调度应急指挥相关的信息系统有铁路应急通信系统、铁路地震应急系统、应急管理信息系统、运输调度管理系统TDMS5.0 和铁路一体化信息集成平台等。一是铁路调度应急指挥系统将铁路地震应急系统相关功能界面进行应用集成，共享应急信息管理系统中的应急资源查询和应急规章查询等功能，向应急管理系统推送应急处置报告数据。二是铁路调度应急指挥系统主要的业务数据使用运输调度管理系统TDMS5.0 编制的日班计划、调度命令、高速铁路车底交路计划等相关数据，复用TDMS5.0 系统的列车基本图时刻数据，在原有TDMS5.0 的数据的基础上进行加工和挖掘处理。随着铁路一体化信息集成平台的建立，列车、车辆、客运、机车、司机、乘务、售票等信息不断汇集，对列车开行方案、开行计划、开行实际、调度命令、车底运用计划、救援车辆、动车组热备等数据的关联分析和存储，为建立铁路调度应急指挥系统提供综合数据支撑[7]。

图2 应急联动响应流程图Fig.2 Integrated emergency response

2.2 调度应急指挥系统总体架构

结合铁路调度应急指挥业务特点，铁路调度应急指挥系统核心功能模块采用国铁集团级“一点集中式”部署结构，在铁路内部服务网运行，系统访问终端通过铁路内部服务网访问，互联网端移动APP 通过国铁集团移动互联网安全平台接入访问，应急通信平台依托于铁路数据通信网进行信息传输和应急通知。铁路调度应急指挥系统总体架构示意图如图3 所示。

图3 铁路调度应急指挥系统总体架构示意图Fig.3 Over framework of railway emergency dispatching and command system

（1）铁路调度应急核心系统。铁路调度应急核心系统铁路内部生产网内运行，主要包括调度应急辅助模块，应急处置过程管理、应急启动通知、应急指令管理、应急值守、应急预案管理、应急基础资料管理等核心系统服务，以数据服务平台和短信平台等作为基础支撑。因此，铁路调度应急核心系统通过数据服务平台获取列车运行数据、车辆、编组、乘务等信息，利用短信服务平台进行短信通知和收发短信管理，在铁路内部服务网上对列车运行状态信息系统(Lais)、中国铁路机车远程监测与诊断系统(CMD)、列控设备动态监测系统(DMS)、工务生产指挥系统、铁路地震应急系统等既有业务系统进行数据共享和功能界面集成；同时支持PC终端和智能通知终端接入，为国铁集团、铁路局集团公司、站段提供三级应用。

（2）铁路调度应急移动APP。为了更好地与应急现场进行沟通和用户权限管理，对应急移动APP和系统管理模块等进行设计。其中，铁路调度应急移动APP 通过国铁集团移动互联网安全平台接入访问系统，互联网端主要有铁路调度应急指挥系统移动APP 访问终端访问区，提供互联网数据接口与气象信息、公共资源信息、导航信息等应用信息进行接入和交互；移动APP 主要设计预警信息推送和查询、应急处置、群主讨论等功能。

（3）铁路调度应急通信平台。为了实现应急情况下的及时可靠通信，铁路调度应急指挥系统通过集成既有铁路通信网中的多媒体通信模块来构建应急通信平台，主要涵盖应急智能通讯，实现应急启动电话播报、视频传输、调度电话监听等功能。在国铁集团公司应急指挥中心、调度大厅值班处设置应急通知终端，实现对铁路电话、公网固定电话、手机用户之间的呼叫，具备自动语音通知和快速呼叫功能。在各个铁路局集团公司应急指挥中心、调度大厅值班处、站段应急指挥中心设置应急通知终端，实现应急联动通知。

2.3 调度应急指挥系统功能架构

铁路调度应急指挥系统采用统一的消息传输通道，为负责调度应急指挥的国铁集团各部门间、铁路局集团公司各部门间、国铁集团与铁路局集团公司间提供消息通知和信息传递服务，为各铁路局集团公司间提供消息共享和传递，实现铁路调度应急指挥。铁路调度应急指挥系统功能架构如图4所示。

图4 铁路调度应急指挥系统功能架构Fig.4 Functional framework of railway emergency dispatching and command system

（1）铁路调度应急联动处置功能。铁路调度应急系统应急联动处置功能主要涵盖国铁集团、铁路局集团公司、站段三级应用。国铁集团用户访问铁路调度应急指挥系统，进行调度应急辅助、国铁集团本级应急处置管理，向国铁集团本级相关部门及相关铁路局集团公司发布应急启动通知，组织应急签认、应急过程监控，实现国铁集团和铁路局集团公司两级应急响应联动、处置协同、信息互通，使应急处置过程透明，以提高应急处置能力和效率；铁路局集团公司用户访问铁路调度应急指挥系统，进行调度应急辅助、应急处理过程管理、应急决策支撑、应急基础资料管理、应急预案管理、应急演练、应急值守等工作，站段用户访问铁路调度应急指挥系统，访问调度应急辅助、应急处置管理、应急值守、应急演练等应用功能。通过三级用户的协同通知和联动处置，实现应急处置的事前、事中、事后的闭环管理。通过应急值守模块，实现值守事件的记录、接收、管理，完成值守事件信息的加工合并、信息发送、事件归档等[7]。

（2）铁路调度应急基础支撑功能。铁路调度应急基础支撑功能包含移动APP、系统管理、应急智能通讯等，为系统得各级用户提供服务。其中，移动APP 实现调度应急辅助相关的消息推送和查询、应急处置管理和音视频通话等应用功能；系统管理主要提供用户鉴权、日志记录和模板管理等，主要包含系统用户管理、角色管理、通讯录管理、应急基础资料管理、支撑系统的基础数据处理、短信平台管理、应急专家管理、应急模板管理、后台日志记录等核心模块。应急智能通讯模块包含智能电话播报、调度通信和智能会商等功能，在应急智能通知终端实现一键语音通知、支持快速呼叫、支持应急视频通话，同时实现可视化视频会议、视频分析等。

3 结束语

铁路调度应急指挥系统的设计是落实《铁路信息化总体规划》“构建全路运输能力利用管理和优化评估应用，健全和完善铁路应急救援指挥平台”的重要举措[8-9]，是国铁集团和调度指挥中心2020年的重点工作。铁路调度应急调度指挥系统通过利用信息化手段提高突发事件调度指挥应急处置水平，提升应急处置效率，将调度指挥作业过程控制监督由“事后分析”向“事前预防”转变，降低突发事件对铁路客运的负面影响，提升铁路运输的行业竞争力，能带来较大社会效益和经济效益。铁路调度应急指挥系统的应用有助于构建全路协同联动的应急调度指挥链条，提高铁路运输生产效率和客户服务质量；有助于推进各类运输方式信息充分开放共享和资源高效配置，提供铁路运输安全保障。