第二節(jié)　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理與主要功能

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

我國鐵路調(diào)度指揮管理是以行車調(diào)度為核心，以站段為基礎(chǔ)，實行“三級三層”網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，即鐵路總公司、鐵路局和基層網(wǎng)信源點（沿線各站、場、段）三級，鐵路總公司節(jié)點為核心層、鐵路局節(jié)點為區(qū)域?qū)印㈣F路沿線信源點（沿線各站、場、段）為接入層三層。如圖2-1所示。

（1）鐵路總公司調(diào)度指揮中心TDCS處于最高層，是核心部分，是現(xiàn)代化鐵路運輸調(diào)度指揮的心臟。其通過專線通道、數(shù)據(jù)網(wǎng)鏈路、路由器與18個鐵路局調(diào)度指揮中心遠(yuǎn)程連接，進(jìn)行信息交換，并建立全路有關(guān)專業(yè)技術(shù)資料庫。鐵路總公司調(diào)度指揮中心能獲得各鐵路局分界口、重要鐵路樞紐、主要干線等的運輸狀況和TDCS基層網(wǎng)等實時信息。

（2）鐵路局調(diào)度指揮中心TDCS處于第二層，在各鐵路局所在地建有鐵路局調(diào)度指揮中心局域網(wǎng)。鐵路局調(diào)度指揮中心通過專線通道、數(shù)據(jù)網(wǎng)鏈路、路由器與鐵路總公司、相鄰鐵路局調(diào)度指揮中心遠(yuǎn)程連接，進(jìn)行信息交換。鐵路局調(diào)度指揮中心TDCS具有列車調(diào)度指揮功能，其功能不僅是指揮和管理中心，同時也是行車控制中心，對于部分區(qū)段和車站，鐵路局控制中心還可在TDCS的基礎(chǔ)上發(fā)展調(diào)度集中（CTC），實現(xiàn)對列車進(jìn)路的自動控制。

（3）最下層第三層是TDCS基層網(wǎng)，主要包括車站行車調(diào)度指揮系統(tǒng)等。TDCS基層網(wǎng)主要由車站計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、車站分機(jī)采集及控制設(shè)備、車站值班員終端三部分組成。

二、工作原理

信息處置流程：現(xiàn)場信息由基層網(wǎng)車站子系統(tǒng)將采集到的信息經(jīng)車站分機(jī)反饋到鐵路局中心，通過中心服務(wù)器系統(tǒng)的“通信服務(wù)器”進(jìn)行信息交換，提交中心服務(wù)器系統(tǒng)的“應(yīng)用服務(wù)器”進(jìn)行處理后，顯示到調(diào)度終端系統(tǒng)；調(diào)度終端的信息通過中心服務(wù)器進(jìn)行處理，反饋到車站分機(jī)處理，顯示到車站終端，后直接傳遞到“數(shù)據(jù)服務(wù)器”進(jìn)行保存等，中心服務(wù)器系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)之間實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)交流。

信息傳遞主要依靠的設(shè)備：為實現(xiàn)信息流轉(zhuǎn)，鐵路局調(diào)度指揮中心機(jī)房通過路由器，經(jīng)2M通道與所管轄車站基層網(wǎng)、相鄰路局TDCS及鐵路總公司中心TDCS連接，互相交換信息。

中心機(jī)房設(shè)備包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、通信服務(wù)器等設(shè)備，形成邏輯子系統(tǒng)（中心服務(wù)器系統(tǒng)），實現(xiàn)信息交換的功能。應(yīng)用服務(wù)器主要負(fù)責(zé)應(yīng)用計算和為調(diào)度終端提供通信服務(wù)；通信服務(wù)器主要為車站系統(tǒng)提供通信服務(wù)；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要為中心儲存基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。

基層網(wǎng)車站子系統(tǒng)主要靠車站分機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析和傳輸。車站分機(jī)通過通道將車站采集信息傳送到鐵路局TDCS，并將調(diào)度所下發(fā)的各種計劃和調(diào)度命令等信息傳送到車站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。車站分機(jī)是車站基層網(wǎng)的大腦，是小中樞。它主要通過接受車站采集設(shè)備、無線車次號設(shè)備、無線調(diào)度命令設(shè)備等傳遞的信息并進(jìn)行處理分析。

三、主要功能介紹

（一）列車運行圖管理

TDCS完全按照《技規(guī)》、《調(diào)規(guī)》關(guān)于列車運行圖的符號、顏色、文字和操作的規(guī)定，設(shè)計了列車運行圖管理功能。利用網(wǎng)絡(luò)和信息交換，實現(xiàn)行車計劃下達(dá)、階段計劃調(diào)整、實際運行圖繪制等功能。

①基本運行圖維護(hù)。TDCS的基本運行圖維護(hù)系統(tǒng)可以完成基本運行圖的鋪畫、轉(zhuǎn)換、修改和打印功能，基本運行圖的數(shù)據(jù)可以由TMIS系統(tǒng)提供?；具\行圖更新時由專人在得到系統(tǒng)的授權(quán)后進(jìn)行，并可選擇何時向服務(wù)器上傳、更新基本運行圖數(shù)據(jù)。列車調(diào)度臺和計劃臺提供基本運行圖的調(diào)閱和打印功能。

②階段計劃的生成及自動調(diào)整。階段計劃以日班計劃為基礎(chǔ)，可以由系統(tǒng)自動鋪畫，也可由調(diào)度員人工修改。階段計劃的調(diào)整是以實際運行圖和日班計劃為基礎(chǔ)，根據(jù)實際情況對原有列車的運行時刻做相應(yīng)的調(diào)整，系統(tǒng)提供自動調(diào)整和人工調(diào)整。

③行車計劃下達(dá)。系統(tǒng)允許列車調(diào)度員或計劃員調(diào)出基本運行圖數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)日行車計劃在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上進(jìn)行修改和調(diào)整，形成日、班計劃運行圖。TDCS具備自動接收TMIS發(fā)送的日班計劃功能。

（二）調(diào)度命令功能

利用TDCS系統(tǒng)，列車調(diào)度員可以隨時向車站（車務(wù)段）、機(jī)務(wù)段等安裝了TDCS終端的崗位發(fā)布調(diào)度命令，對于安裝了調(diào)度命令無線傳輸設(shè)備的區(qū)段和機(jī)車，調(diào)度員還可以直接向機(jī)車發(fā)送命令。調(diào)度命令子系統(tǒng)主要具備：

①編寫功能。系統(tǒng)中設(shè)置了調(diào)度命令模板，將《調(diào)規(guī)》和廣鐵集團(tuán)公司細(xì)化的調(diào)度命令用語納入模板管理，列車調(diào)度員通過模塊進(jìn)行編輯、修改和刪除內(nèi)容實現(xiàn)編寫功能。

②下達(dá)功能。利用模板進(jìn)行簡單的編輯形成所需的調(diào)度命令，并選擇需要下達(dá)的車站、司機(jī)后，即可將命令發(fā)送。

③接收提示和回執(zhí)確認(rèn)功能。調(diào)度命令發(fā)送到車站（或機(jī)車）時，車站終端（或機(jī)車終端）自動彈出有新命令的提示并伴隨音響提示。車站作業(yè)人員或司機(jī)閱讀并按下“簽認(rèn)”鍵后，系統(tǒng)將車站簽認(rèn)信息傳送到調(diào)度員終端。

④查詢和打印功能。對保存和已發(fā)送的調(diào)度命令可進(jìn)行查詢和打印。

（三）站間透明功能

TDCS系統(tǒng)通過安裝在每個車站值班員終端為車站值班員顯示區(qū)間信號的開放情況以及列車在區(qū)間的運行情況，此外還可顯示鄰站信息，使車站值班員能準(zhǔn)確掌握所有區(qū)間列車的實際運行位置和運行速度等信息，擴(kuò)大了車站值班員的“視野”，對于車站值班員提前做好接發(fā)車準(zhǔn)備工作和提高線路的通過能力非常有利。列車調(diào)度臺可實現(xiàn)區(qū)段透明，除顯示本調(diào)度區(qū)段所轄車站站場外，均可顯示相鄰調(diào)度區(qū)段的相鄰車站和區(qū)間信息。站間透明能顯示本站、鄰站站場信號開放、區(qū)間信號情況、列車運行情況等信息。

實現(xiàn)的原理是靠車站基層網(wǎng)采集的設(shè)備狀態(tài)，通過碼位管理和碼位轉(zhuǎn)換，將車站分機(jī)采取信息轉(zhuǎn)化為狀態(tài)編碼，經(jīng)調(diào)監(jiān)表示處理模塊處理后，在車務(wù)終端或調(diào)度終端上顯示站場信息。

（四）列車追蹤功能

TDCS系統(tǒng)可以根據(jù)列車的運行狀況和信號設(shè)備狀態(tài)對列車車次號進(jìn)行自動跟蹤，同時具備采用無線車次號系統(tǒng)進(jìn)行車次號自動校核。車次號自動追蹤是根據(jù)信號設(shè)備狀態(tài)（占用、鎖閉、開放）判斷列車位置并隨著列車的移動而不斷移動列車車次，從而達(dá)到標(biāo)識列車、自動采集列車到達(dá)、出發(fā)時刻的目的。

主要原理是將車站的每一股道、每一站的咽喉分別分配一個車次單元和一個臨時車次單元，車次的跟蹤就是車次在車次單元中的傳遞。車站分機(jī)通過列車占用和出清軌道電路的變化實現(xiàn)列車車次的自動追蹤。

同時有三種追蹤模式，即：進(jìn)站追蹤、出站追蹤、自動閉塞區(qū)間追蹤模式。

進(jìn)站追蹤模式：列車接近時，檢測到進(jìn)站開放，當(dāng)進(jìn)站信號關(guān)閉且進(jìn)站信號前方區(qū)段占用，說明列車在進(jìn)站，車次會從接近車次窗移動至進(jìn)站窗；列車完全進(jìn)站，車次從進(jìn)站窗移至股道車次窗。

出站追蹤模式：股道占用時，出站信號開放，說明列車準(zhǔn)備出站，當(dāng)出站信號關(guān)閉且出站信號前方的區(qū)段被占用，說明列車出站，車次會從股道窗傳送到出站車次窗。

自動閉塞區(qū)間追蹤模式：本分區(qū)占用到出清，車次傳遞到下一個分區(qū)。

（五）電子行車日志管理

依照運統(tǒng)2、運統(tǒng)3的格式和內(nèi)容，在TDCS系統(tǒng)車站終端中形成電子行車日志。TDCS能根據(jù)日班計劃自動產(chǎn)生列車的車次、到站、列車到發(fā)點、占用的股道等信息，并顯示在終端的電子行車日志中，生成實時的運統(tǒng)2或運統(tǒng)3表格，同時根據(jù)列車調(diào)度員階段計劃調(diào)整，實時調(diào)整行車日志列車信息。電子行車日志還具備編輯、刪除、保存、打印等功能。表格中除自動生成內(nèi)容外，其他一些項目內(nèi)容車站值班員可根據(jù)實際情況填寫。

其中，自動報點功能實現(xiàn)的原理：在車次號自動跟蹤的基礎(chǔ)上，TDCS實現(xiàn)了自動報點功能。車次號信息可以確定列車的位置，根據(jù)進(jìn)路條件區(qū)分通過和到發(fā)兩種情況：到發(fā)列車到達(dá)時，當(dāng)列車尾部駛?cè)胲囌竟傻篮?，設(shè)備自動記錄這一時刻并加上相應(yīng)的附加時分（例如：客車加1min，貨車加2min）作為列車到點通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到調(diào)度臺；到發(fā)列車出發(fā)是，將列車頭部駛出車站股道時刻減去相應(yīng)的附加時分（例如：客車減1min，貨車減2min）作為列車出發(fā)點通過網(wǎng)絡(luò)送到調(diào)度臺；列車通過，則將列車尾部駛?cè)胲囌竟傻赖臅r刻和列車頭部駛出車站股道的時刻的兩者平均值作為列車的通過時間。列車在車站的到發(fā)和通過點能自動在行車日志中填記。

TDCS系統(tǒng)根據(jù)自動采點的情況自動描繪實際列車運行線并生成實際列車運行圖。另外，根據(jù)采集得到的列車運行實際到發(fā)時分，與圖定計劃比較，可以計算出列車運行的早、晚點情況。TDCS自動采點功能大大減輕了車站值班員、列車調(diào)度員的工作量，而且消除了車站報假點的現(xiàn)象。

四、實現(xiàn)效果

TDCS實現(xiàn)由保障安全、提高效率向提高運輸效能轉(zhuǎn)變，由單一功能向綜合功能轉(zhuǎn)變，由模擬傳輸向數(shù)字傳輸轉(zhuǎn)變，由人工控制向智能控制轉(zhuǎn)變；為調(diào)度人員提供先進(jìn)的調(diào)度指揮和處理手段，提高應(yīng)變和處理能力，減少調(diào)度人員通話和人工制表數(shù)量，并改善調(diào)度人員的工作條件和環(huán)境。TDCS實現(xiàn)效果具體歸納為：

（一）調(diào)度辦公無紙化

行調(diào)臺延續(xù)多年的一張圖，一支筆，一把尺，一塊橡皮的工作模式被現(xiàn)代化的TDCS行調(diào)子系統(tǒng)所替代，調(diào)度員通過簡單地點擊鼠標(biāo)即可實現(xiàn)運行線的自動鋪畫、調(diào)整、下達(dá)階段計劃和調(diào)度命令等操作。列車運行的到發(fā)點由系統(tǒng)自動采集，實際運行線自動生成。每班的運行圖可打印輸出。以計算機(jī)替代重復(fù)、簡單的作業(yè)環(huán)節(jié)，減少作業(yè)員的工作環(huán)節(jié)、勞動強(qiáng)度。

（二）站場信息明示化

車站值班員和列車調(diào)度員視野更加廣闊，車站值班員通過調(diào)監(jiān)系統(tǒng)不僅能掌握本站及區(qū)間列車運行情況，還可掌握鄰站列車運行動態(tài)。列車調(diào)度員可全盤掌握本區(qū)段列車動態(tài)和相鄰調(diào)度區(qū)段的相鄰車站和區(qū)間信息。

（三）計劃調(diào)整自動化

3、4h階段計劃由計算機(jī)自動調(diào)整替代調(diào)度員人工調(diào)整，特別是單線調(diào)度區(qū)段，極大地減輕了調(diào)度員的工作強(qiáng)度，調(diào)度員只要把握住幾個重點會讓策略，進(jìn)行人工干預(yù)，其他工作交給計算機(jī)完成。通過系統(tǒng)自動調(diào)整列車會讓計劃、智能判別列車運行必須滿足的邏輯關(guān)系，以一定的方式與車站的信、聯(lián)設(shè)備聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)對車站設(shè)備的直接自動控制，滿足調(diào)度集中或半集中的需要。

（四）信息交換網(wǎng)絡(luò)化

調(diào)度員和車站值班員的信息交換全部采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，替代了原有的電話交流的模式，包括計劃的下達(dá)，到發(fā)點的上報，調(diào)度命令的下達(dá)等信息，采用電話下達(dá)的方式一方面工作強(qiáng)度大，另一方面容易造成誤報，錯報的情況，網(wǎng)絡(luò)下達(dá)高速、準(zhǔn)確，以信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)替代既有的信息采集、交換方式，提高信息交換的效率和質(zhì)量，提高工作效率。

（五）調(diào)度指揮無聲化

調(diào)度員通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來下達(dá)和獲取相關(guān)的信息，實現(xiàn)信息的共享，不再依靠電話的聯(lián)系，調(diào)度員工作場所非常安靜，改善了調(diào)度人員的工作環(huán)境。

（六）調(diào)度控制集中化

在調(diào)度集中區(qū)段，TDCS和CTC系統(tǒng)相互融合后，可以做到幾百公里之外的車站全部由調(diào)度所來集中控制，調(diào)度員在調(diào)度臺上便可直接控制車站的聯(lián)鎖設(shè)備，進(jìn)行遠(yuǎn)程作業(yè)，可做到車站的無人值守，配以計算機(jī)輔助調(diào)度，可以實現(xiàn)按圖排路等。