魏小豐
(中國(guó)鐵路南昌局集團(tuán)有限公司福州電務(wù)段,福州 350011)
車次號(hào)在鐵路運(yùn)輸和調(diào)度指揮中有著廣泛的應(yīng)用,如列車運(yùn)行追蹤、自動(dòng)采點(diǎn)功能(行車日志的報(bào)點(diǎn)、實(shí)績(jī)運(yùn)行圖的繪制),自動(dòng)排列進(jìn)路、無線進(jìn)路預(yù)告和無線調(diào)度命令等。車次號(hào)是CTC系統(tǒng)進(jìn)行列車跟蹤及列車進(jìn)路控制的重要依據(jù)。因此,研究車次號(hào)技術(shù)十分重要,本文將從車次號(hào)的顯示、車次窗的設(shè)置、車次號(hào)的來源及優(yōu)先級(jí)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)流、工作原理及功能實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行研究。
旅客列車的車次號(hào)顯示為白底紅字,其他列車的車次號(hào)顯示為白底藍(lán)字。車次早晚點(diǎn)信息在車次窗尾部顯示帶有文字的矩形框,文字為早、晚點(diǎn)時(shí)間,早、晚點(diǎn)未超過99 min時(shí)直接顯示分鐘數(shù),超過99 min時(shí)顯示為“小時(shí):分鐘”,紅底白字為早點(diǎn),藍(lán)底白字為晚點(diǎn),正點(diǎn)時(shí)不顯示早晚點(diǎn)窗口。列車停穩(wěn)信息應(yīng)采用在車次號(hào)尾部增加黃色方框表示。電力牽引列車應(yīng)采用綠色作為顯示背景色,非電力牽引列車采用白色作為顯示背景色。當(dāng)列車由CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)控車時(shí),車次號(hào)文字在原有顯示基礎(chǔ)上,應(yīng)采用斜體字。列車運(yùn)行方向顯示為三角箭頭方向。列車發(fā)生占用丟失報(bào)警和緊跟蹤報(bào)警時(shí),車次號(hào)應(yīng)放大且閃爍。
一般情況下,調(diào)度集中系統(tǒng)在每一個(gè)區(qū)間閉塞分區(qū)、站內(nèi)股道和可停車的無岔區(qū)段上均設(shè)置一個(gè)車次窗。系統(tǒng)能自動(dòng)或人工修改車次窗中的車次號(hào)。
每個(gè)進(jìn)站口均設(shè)置一個(gè)進(jìn)路窗,分別表示即將要辦理的上、下行方向的進(jìn)路序列。進(jìn)路窗顯示當(dāng)前出入口最近使用的3條列車計(jì)劃,靠近進(jìn)、出站口為最近一條計(jì)劃,并在車次右上方顯示“*”。采用字母表示進(jìn)路類型,T表示通過,F(xiàn)表示發(fā)車,J表示接車。在進(jìn)路類型字母右側(cè)使用股道名;車次、進(jìn)路類型字母和股道名采用不同顏色表示進(jìn)路序列觸發(fā)狀態(tài),綠色表示已經(jīng)觸發(fā),黃色表示已勾選自觸,正等待觸發(fā),紅色表示自觸標(biāo)記未勾選。進(jìn)路窗中的車次內(nèi)容不允許人工修改,由系統(tǒng)依據(jù)列車計(jì)劃自動(dòng)維護(hù),進(jìn)路窗中的車次順序,反映系統(tǒng)觸發(fā)進(jìn)路的順序。
1)人工輸入:調(diào)度員、助理調(diào)度員人工輸入或車站值班員人工輸入;
2)系統(tǒng)內(nèi)部信息交換和計(jì)劃自動(dòng)生成:相鄰調(diào)度區(qū)段CTC/TDCS傳遞過來的車次號(hào);
3)無線車次號(hào)校核:GSM-R系統(tǒng)或無線車次號(hào)系統(tǒng)的無線車次號(hào)校核;
4)邏輯跟蹤:系統(tǒng)檢測(cè)列車占用但無車次號(hào)信息或者車次號(hào)丟失時(shí),產(chǎn)生假車次號(hào)。
車次號(hào)的優(yōu)先級(jí)由高到低依次為人工輸入、系統(tǒng)內(nèi)部信息交換和計(jì)劃自動(dòng)生成、無線車次校核、系統(tǒng)假車次。其中,人工輸入的優(yōu)先級(jí)最高,并且調(diào)度員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)高于車站值班員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí),因此調(diào)度員可以修改車站值班員輸入的車次號(hào),而車站值班員則無權(quán)修改調(diào)度員輸入的車次號(hào)。對(duì)于同一個(gè)車次窗,低優(yōu)先級(jí)的車次號(hào)不應(yīng)修改、覆蓋高優(yōu)先級(jí)的車次號(hào)。
在一些特殊的車站,如果需要車站值班員與調(diào)度員具有同等的修改車次權(quán)限,則可以通過修改自律機(jī)軟件配置來實(shí)現(xiàn)。
查看車次號(hào)優(yōu)先等級(jí)的方法如圖1所示。
圖1 車次號(hào)的優(yōu)先級(jí)Fig.1 Priority of train number
車次號(hào)包含車次窗、車次號(hào)名稱、車次號(hào)附加屬性及車次號(hào)優(yōu)先級(jí)等數(shù)據(jù)。
1)車次窗:必須與對(duì)應(yīng)的站場(chǎng)設(shè)備位置一一對(duì)應(yīng),車次窗的名稱必須與相對(duì)應(yīng)的站場(chǎng)設(shè)備名稱一一對(duì)應(yīng)。例如,區(qū)間車次窗與區(qū)間閉塞分區(qū)的位置一一對(duì)應(yīng),區(qū)間車次窗名稱要與對(duì)應(yīng)的閉塞分區(qū)名稱同名;股道車次窗與股道位置一一對(duì)應(yīng),股道車次窗名稱為對(duì)應(yīng)的股道編號(hào),至此,車次窗與站場(chǎng)設(shè)備對(duì)應(yīng)的關(guān)系關(guān)聯(lián)起來,即車次號(hào)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與站場(chǎng)設(shè)備的關(guān)系保持一致。
2)車次號(hào)名稱,存儲(chǔ)車次號(hào)名,代表當(dāng)前車次窗內(nèi)當(dāng)前實(shí)際停留的列車車次。
3)車次號(hào)附加屬性,存儲(chǔ)包括機(jī)車號(hào)、機(jī)車型號(hào)、總重、換長(zhǎng)等與車次號(hào)相關(guān)的附加屬性,為系統(tǒng)使用車次號(hào)相關(guān)功能提供便利。
4)車次號(hào)優(yōu)先等級(jí),存儲(chǔ)當(dāng)前車次號(hào)的優(yōu)先等級(jí),用于系統(tǒng)判定當(dāng)前車次的優(yōu)先級(jí),為車次號(hào)優(yōu)先級(jí)功能提供支持。
車次號(hào)的數(shù)據(jù)流如圖2所示。
圖2 車次號(hào)的數(shù)據(jù)流Fig.2 Data flow of train number
本站站內(nèi)及本站管轄區(qū)間車次號(hào)跟蹤由本站自律機(jī)完成。同一調(diào)度區(qū)段兩站之間車次號(hào)跟蹤由兩站自律機(jī)共同完成。同一鐵路局管轄跨線的兩站間車次號(hào)跟蹤由自律機(jī)、通信服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器共同完成。跨局管轄的兩站間車次號(hào)跟蹤由自律機(jī)、通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和分界口接口服務(wù)器共同完成。各鐵路局向中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱國(guó)鐵集團(tuán))傳送的用于復(fù)視的車次號(hào)由總公司接口服務(wù)器完成。調(diào)度集中系統(tǒng)通過GSM-R接口服務(wù)器,從GSM-R系統(tǒng)接收無線車次號(hào)校核信息。在CTCS-3線路,調(diào)度集中系統(tǒng)通過RBC接口服務(wù)器,從RBC系統(tǒng)接收車次號(hào)信息。
車次號(hào)追蹤的基本原理是同一時(shí)刻同一軌道區(qū)段有且只有1列車在運(yùn)行或停車,其關(guān)鍵技術(shù)是調(diào)度集中系統(tǒng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集軌道區(qū)段的占用和出清狀態(tài)、信號(hào)機(jī)狀態(tài),對(duì)列車進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤,使車次號(hào)在區(qū)間每個(gè)閉塞分區(qū)、站內(nèi)和站間不斷自動(dòng)進(jìn)行傳遞,以實(shí)現(xiàn)列車位置的定位。同時(shí),每通過一架信號(hào)機(jī)時(shí),以無線車次號(hào)信息和列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃信息對(duì)跟蹤車次號(hào)進(jìn)行校核。
5.1.1 站內(nèi)車次號(hào)跟蹤
站內(nèi)車次號(hào)跟蹤以列車進(jìn)路為基礎(chǔ),只有在正確排列列車接車進(jìn)路、發(fā)車進(jìn)路或通過進(jìn)路的前提下,紅光帶順序占用,車次號(hào)才能正常自動(dòng)跟蹤。
進(jìn)站車次號(hào)跟蹤:列車從區(qū)間進(jìn)入站內(nèi),首先要檢查列車接車進(jìn)路或通過進(jìn)路是否正確排列,進(jìn)站信號(hào)機(jī)是否正常開放(調(diào)車信號(hào)和引導(dǎo)信號(hào)除外);其次要檢查列車是否占用接近區(qū)段;再次要檢查列車占用進(jìn)站信號(hào)機(jī)內(nèi)方第一個(gè)軌道區(qū)段后,進(jìn)站信號(hào)機(jī)是否正常關(guān)閉;最后,列車車次是否由接近區(qū)段移動(dòng)至站內(nèi)股道車次窗或者無岔區(qū)段車次窗。
進(jìn)站跟蹤處理流程如圖3所示。
圖3 進(jìn)站跟蹤處理流程Fig.3 Processing flow of arrival tracking
出站車次號(hào)跟蹤:列車從站內(nèi)進(jìn)入?yún)^(qū)間,首先需要檢查列車發(fā)車進(jìn)路是否正確排列,出站信號(hào)機(jī)是否正常開放(調(diào)車信號(hào)和引導(dǎo)信號(hào)除外);其次要檢查列車是否占用股道或無岔區(qū)段;再次要檢查列車占用出站信號(hào)機(jī)外方第一個(gè)軌道區(qū)段后,出站信號(hào)機(jī)是否正常關(guān)閉;最后,列車車次是否由股道或無岔區(qū)段移動(dòng)至區(qū)間一離去車次窗上。
出站跟蹤處理流程如圖4所示。
圖4 出站跟蹤處理流程Fig.4 Processing flow of departure tracking
5.1.2 區(qū)間車次號(hào)跟蹤
區(qū)間車次號(hào)正常跟蹤需要同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件。
1)區(qū)間方向
區(qū)間方向是由區(qū)間兩端的接車站所排列的接車進(jìn)路方向、發(fā)車站所排列的發(fā)車進(jìn)路方向而確定。需注意的是,區(qū)間方向與區(qū)間信號(hào)機(jī)的方向無關(guān)。
2)紅光帶順序占用
只有列車按區(qū)間方向順序占用運(yùn)行前方相鄰的空閑閉塞分區(qū)時(shí),列車車次號(hào)才能移動(dòng)至前方相鄰閉塞分區(qū)車次窗。
如圖5所示,A站至B站為下行方向,當(dāng)紅光帶按下行方向順序占用,7G由空閑變占用時(shí),列車車次號(hào)T5由5G跟蹤至7G;如果此時(shí)3G由出清變占用,由于占用順序未按區(qū)間方向順序,列車車次號(hào)T5將不會(huì)由5G跟蹤至3G。
圖5 區(qū)間跟蹤Fig.5 Interval tracking
根據(jù)不同的運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景,車次號(hào)邏輯跟蹤的實(shí)現(xiàn)由車站自律機(jī)、鐵路局中心系統(tǒng)的通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、分界口接口服務(wù)器、總公司接口服務(wù)器、GSM-R接口服務(wù)器和RBC接口服務(wù)器來完成。
5.2.1 GSM-R無線車次校核
系統(tǒng)依據(jù)從GSM-R接口服務(wù)器接收到的無線車次信息中的小區(qū)編號(hào)及公里編號(hào)信息,將無線車次信息分發(fā)至相應(yīng)車站自律機(jī)。自律機(jī)收到無線車次信息后,依據(jù)無線車次中的車次號(hào)、公里標(biāo)信息,查找對(duì)應(yīng)區(qū)段列車,進(jìn)行無線車次校核。
1)如果列車車次號(hào)與無線車次一致,則將無線車次中機(jī)車號(hào)、機(jī)車型號(hào)、速度、總重及換長(zhǎng)等信息校核至車次號(hào)信息。
2)若不一致,則產(chǎn)生報(bào)警信息,提醒人工干預(yù),修改為正確車次。
3)若相應(yīng)區(qū)段不存在列車,則依據(jù)無線車次自動(dòng)產(chǎn)生車次號(hào)。無線校核自動(dòng)產(chǎn)生的車次號(hào)只有人工確認(rèn)后,才可用于系統(tǒng)的進(jìn)路自動(dòng)觸發(fā)。
5.2.2 RBC列車狀態(tài)信息校核
系統(tǒng)依據(jù)從RBC接口服務(wù)器接收到的列車狀態(tài)信息中當(dāng)前列車位置信息,將RBC列車狀態(tài)信息分發(fā)至相應(yīng)車站自律機(jī)。自律機(jī)收到列車狀態(tài)信息后,依據(jù)信息中的車次號(hào),全站范圍查找同車次號(hào)的列車,當(dāng)查找到唯一列車時(shí),將信息中ETCS等級(jí)信息校核至車次號(hào)信息,用于標(biāo)識(shí)列車是否為CTCS-3列車。
在通道、采集等設(shè)備故障導(dǎo)致車次號(hào)丟失、車次號(hào)滯留或者產(chǎn)生假車次號(hào)時(shí),調(diào)度集中系統(tǒng)應(yīng)具備必要的容錯(cuò)、校核、人工干預(yù)等手段。
當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)列車占用但無車次號(hào)信息或者車次號(hào)丟失時(shí),系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)產(chǎn)生假車次號(hào),并在相關(guān)調(diào)度終端和車務(wù)終端上產(chǎn)生報(bào)警。假車次為E開頭的8位數(shù)字。當(dāng)出現(xiàn)此報(bào)警時(shí),在系統(tǒng)報(bào)警框里行車報(bào)警會(huì)產(chǎn)生假車次報(bào)警信息,文字顯示為“存在假車次EXXX,需要人工更正”,同時(shí)需要確認(rèn)紅光帶是否是列車占用產(chǎn)生的,如果是,則要修改為正確的車次號(hào)。
調(diào)度集中系統(tǒng)應(yīng)具備列車緊跟蹤報(bào)警功能。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到區(qū)間運(yùn)行列車前方相鄰區(qū)段占用且在指定時(shí)間(6 s)內(nèi)未出清時(shí),則應(yīng)在相關(guān)調(diào)度終端和車務(wù)終端上產(chǎn)生列車緊跟蹤報(bào)警,此時(shí)后方列車的車次號(hào)放大一倍且閃爍,同時(shí)進(jìn)行文字報(bào)警,顯示為“〈XXX〉次,緊跟蹤,請(qǐng)確認(rèn)!”。按相關(guān)規(guī)章處理,必要時(shí)聯(lián)系司機(jī),可通過車次號(hào)確認(rèn)功能確認(rèn),當(dāng)確認(rèn)后車次恢復(fù)原大小并停止閃爍。在系統(tǒng)邊界或其他不具備可靠占用檢查條件的區(qū)間,可不產(chǎn)生報(bào)警。
6.3.1 列車占用丟失報(bào)警功能
列車所占用的股道或閉塞分區(qū)紅光帶異常消失、連續(xù)15 s相鄰軌道區(qū)段或閉塞分區(qū)無占用,自律機(jī)則會(huì)判定為占用丟失,在相關(guān)的車務(wù)終端和調(diào)度終端上產(chǎn)生報(bào)警,每間隔5 min一次報(bào)警,同時(shí)車次號(hào)會(huì)放大閃爍。
報(bào)警時(shí)會(huì)有3種報(bào)警信息:語音報(bào)警、彈窗報(bào)警、系統(tǒng)報(bào)警信息。
語音報(bào)警:如果列車是在站內(nèi)發(fā)生占用丟失,則語音內(nèi)容為“列車占用丟失”;如果列車是在區(qū)間發(fā)生占用丟失,則語音內(nèi)容為“列控區(qū)間占用丟失”。
彈窗報(bào)警:如果列車是在站內(nèi)發(fā)生占用丟失,則彈窗報(bào)警內(nèi)容為“XXX次列車占用丟失”;如果列車是在區(qū)間發(fā)生占用丟失,則彈窗報(bào)警內(nèi)容為“XX站XX列控區(qū)間占用丟失”。
系統(tǒng)報(bào)警信息:如果列車是在站內(nèi)發(fā)生占用丟失,則系統(tǒng)報(bào)警框里行車報(bào)警信息文字顯示為“〈XXX〉次列車占用丟失”;如果列車是在區(qū)間發(fā)生占用丟失,則系統(tǒng)報(bào)警框里行車報(bào)警信息文字顯示為“[XXX]列控區(qū)間占用丟失”。
6.3.2 列車占用丟失報(bào)警的運(yùn)用限制條件
在調(diào)度集中系統(tǒng)發(fā)生軟硬件故障、采集故障、通道故障、與其他系統(tǒng)(聯(lián)鎖、列控和閉塞)接口故障、區(qū)間折返、未及時(shí)輸入或修正車次號(hào)等情況下,存在無法正確報(bào)警的情況。
6.3.3 列車占用丟失報(bào)警的取消
人工取消:列車占用丟失報(bào)警后,調(diào)度員或車站值班員確認(rèn)后,或者通過“列控區(qū)間占用邏輯檢查”功能進(jìn)行“閉塞分區(qū)確認(rèn)無車占用”操作,方可解除報(bào)警。
自動(dòng)取消:列車占用丟失報(bào)警后,如果車次號(hào)恢復(fù)正常跟蹤,調(diào)度集中系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)取消報(bào)警。
在基本圖、日班計(jì)劃和列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃中,選中某個(gè)站的節(jié)點(diǎn),在鼠標(biāo)右鍵菜單中選擇“車組管理”,再選中“生成折返車次”,編輯完成后,待行調(diào)下發(fā)階段計(jì)劃后,由車站自律機(jī)識(shí)別階段計(jì)劃里的車次號(hào)關(guān)聯(lián)關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)折返車次號(hào)自動(dòng)變更,無需調(diào)度員或車站值班員手動(dòng)干預(yù)。如果不具備折返車次號(hào)自動(dòng)變更功能的調(diào)度區(qū)段,列車在終到站折返或中途發(fā)生變更車次時(shí),調(diào)度員或車站值班員人工變更車次,請(qǐng)使用“變更車次號(hào)”操作,或刪除車次號(hào)后再重新添加車次號(hào)。
在半自動(dòng)閉塞區(qū)間,車次號(hào)遺留在區(qū)間上,但對(duì)應(yīng)的區(qū)段沒有占用紅光帶,則調(diào)度集中系統(tǒng)在一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)刪除此車次號(hào),可根據(jù)兩站間的距離長(zhǎng)度和此線路上列車運(yùn)行速度進(jìn)行自律機(jī)軟件配置。
根據(jù)國(guó)鐵集團(tuán)發(fā)布的《調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件》(Q/CR 518-2016)“7.5列車車次號(hào)處理”章節(jié),并沒有規(guī)定調(diào)度員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)高于車站值班員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí),針對(duì)自律機(jī)默認(rèn)調(diào)度員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)高于車站值班員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí),以及調(diào)度員可以修改車站值班員輸入的車次號(hào),而車站值班員則無權(quán)修改調(diào)度員輸入的車次號(hào)的情況,提出以下建議。
1)中國(guó)鐵路南昌局集團(tuán)有限公司公布的《南昌局集團(tuán)公司FZk-CTC調(diào)度集中系統(tǒng)涉及運(yùn)輸相關(guān)規(guī)則》(NCG/CW209-2020)中的“5車次號(hào)優(yōu)先級(jí)及進(jìn)路預(yù)告”章節(jié)規(guī)定,車次號(hào)優(yōu)先級(jí)原則如下:調(diào)度員確認(rèn)車次〉車站值班員確認(rèn)車次。此規(guī)定應(yīng)由中國(guó)鐵路南昌局集團(tuán)有限公司相關(guān)部門進(jìn)行修改,使車次號(hào)優(yōu)先級(jí)的規(guī)定保持與國(guó)鐵集團(tuán)規(guī)定一致。另外,需考慮在不同的分散自律控制模式下車次號(hào)修改的權(quán)限,不能普遍規(guī)定調(diào)度員可以修改車站值班員輸入的車次號(hào),而車站值班員則無權(quán)修改調(diào)度員輸入的車次號(hào)。
2)設(shè)備供應(yīng)商需要完善車次號(hào)優(yōu)先級(jí)功能,使調(diào)度員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)與車站值班員人工輸入的車次號(hào)優(yōu)先級(jí)為同一優(yōu)先級(jí),并根據(jù)不同的分散自律控制模式賦予調(diào)度員或車站值班員相應(yīng)的車次號(hào)修改權(quán)限。
3)目前由于調(diào)度員車次號(hào)使用的不規(guī)范,系統(tǒng)中存在重復(fù)車次號(hào)的問題。重復(fù)車次號(hào)導(dǎo)致系統(tǒng)在使用車次號(hào)發(fā)送進(jìn)路預(yù)告和無線調(diào)令時(shí),存在發(fā)送錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。建議出臺(tái)相關(guān)規(guī)定,規(guī)范調(diào)度員的車次號(hào)使用,避免系統(tǒng)出現(xiàn)重復(fù)車次號(hào)。
針對(duì)實(shí)際運(yùn)營(yíng)維護(hù)中遇到的問題,提出優(yōu)化建議。總體而言,CTC系統(tǒng)通過相關(guān)技術(shù)確保車次號(hào)跟蹤功能的實(shí)現(xiàn),為鐵路運(yùn)輸、調(diào)度指揮提供強(qiáng)有力的保障,對(duì)提高鐵路運(yùn)輸安全、降低調(diào)度指揮人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高運(yùn)輸效率有著重大的意義。