高速铁路智能调度集中控制系统运行风险评估研究

高速铁路智能调度集中控制系统运行风险评估研究

张满义

中国国家铁路集团有限公司，北京市，100000

摘要：近年来，我国的交通行业发展快速，高速铁路智能调度集中控制系统在运行中存在着诸多风险因素，为了保障系统的安全，降低运行风险，本文提出了一种基于区间直觉模糊集的风险评估方法，该方法从“人－机－环－管”４个维度来分析系统运行风险因素和构建评估指标。考虑到风险指标的模糊性和不确定性，作者采用区间直觉模糊集来对风险指标进行表征，并利用区间直觉模糊集的模糊熵法来计算指标权重。在此基础上，通过加权算术平均算子对指标的评估值进行加权运算，得到高速铁路智能调度集中控制系统运行风险评估值，通过与风险等级对比，最终得出系统运行风险评估结果。

关键词：高速铁路；智能调度；集中控制

引言

随着云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能、北斗导航、BIM、5G等新一代信息技术的快速发展，智能高速铁路成为我国增强高速铁路服务质量、提升高速铁路运输安全、提高经营效率效益的重要支撑。高速铁路智能调度指挥系统担负着组织指挥列车运行和日常生产活动的重要任务，是保证高速列车安全、正点、高效运行的现代控制与管理系统。

1我国铁路运输调度管理系统

我国铁路运输调度管理系统（简称：调度系统）采用中国国家铁路集团有限公司（简称：国铁集团）、铁路局集团公司两级架构，支撑国铁集团、铁路局集团公司和站段三级运输调度应用。主要基于运输信息集成平台、十八点统计和铁路局集团公司站段级系统等上报数据，汇总形成全国铁路（简称：全路）和铁路局集团公司运输生产信息，支撑调度人员把握全路整体运输情况、做出运输方案决策、跟踪生产实际，并为运输生产人员提供相关信息查询服务，实现了计算机代替人工绘图，网络代替电话通信的信息传递，改变了传统的调度作业方式，初步实现了国铁集团、铁路路局集团公司、站段间的信息共享，为提高调度指挥效率，减轻作业人员工作强度发挥了重要作用。现阶段，我国调度系统在信息的获取精细度、系统辅助决策能力、自动操控等方面的智能化水平有待进一步提高，亟需开展调度系统智能化方面的相关研究和建设。

2高速铁路智能调度集中控制系统

2.1多工种协同的调度过程决策自动化

研究面向态势保障的高速铁路调度指挥多工种协同理论，提出国铁集团调度中心、铁路局集团公司调度所和站段各调度工种间的纵向协同机制、横向协同机制和合作协同机制，建立面向态势保障的高速铁路调度指挥闭环控制多工种协同决策方法；运用整数规划、网络优化等数学优化理论与方法，研究考虑多工种的高速铁路列车运行调整协同优化理论与方法，分别建立列车运行调整与客运组织、动车组运用和综合维修的协同优化模型与求解算法；研究特殊场景下考虑多工种协同的高速铁路综合应急调度决策理论与方法，提出高速铁路应急调度多工种协同决策机制，建立应急调度处置流程和应急调度命令智能化生成方法。

2.2列车调度指挥数据综合应用

列车调度指挥涉及到多个铁路专业、多个调度工种的协同调度，需综合利用天、地、人、车、图和机、车、工、电、辆等信息，实现列车精确调度、精准控制和精细化管理。为此采用列车调度指挥数据综合应用技术，构建行车信息综合数据平台，实现多种信息融合应用，提高数据质量和应用效率。行车调度指挥综合数据平台逻辑架构见图1。按照基础数据的来源不同，自动采集、系统间交换和人工录入3种方式，采用不同的接口模式和交换方式，应用标准的基于信息队列、数据库、文件、服务、RSSP安全协议等适配器，达到数据交换跨平台、跨语言的目的，提高数据提供者的数据融合应用和深度挖掘。研究建立统一的标准格式，形成结构化的事务处理或报文数据格式，实现iCTC系统与运输信息集中平台、联锁列控、防灾防地震等相关系统的数据交换、信息共享，动态掌握影响列车安全正点运行的关键信息，实现各系统间的上下联动，数据共享，进而达到精确调度和精细管理的目标。采用分布式数据库和分布式文件系统技术，实现列车作业相关基础数据的一元化管理，提高数据质量，实现单点录入自动全局同步更新启用的功能。根据高铁列车运行调整模型和历史调整信息，通过数据挖掘和机器学习等技术手段，建立高铁列车运行调整专家知识库，对不同因素造成的晚点和调整方案进行归类，提供列车调度员对调整方案的学习和模拟演练功能，提高列车调度员的应急处置水平。综合采用“铁路＋互联网＋大数据”相融合的一体化生态平台技术，构建行车信息综合数据平台，实现行车作业人员全面掌握车、机、工、电、辆和天、地、人、车、图等实时信息，为运输生产组织和面向社会服务提供技术支撑，主要增加的功能如下。1）通过iCTC系统与铁路运输信息集成平台的深度结合，提高CTC与客运、供电、施工、防灾等系统联动的信息共享和交互实时性，实现客票（旅客人数、座席）、司乘信息的展示，线路停送电的自动化卡控，施工命令符号自动上图，防灾限速信息自动提取等功能。2）增加调度员在日常行车指挥、应急处置时需要的静态信息，包括桥隧、疏散点、车站公里标、区间公里标等，并在列车运行信息综合监控画面集中统一展示。3）根据运输管理部门的要求，内置所有非正常情况下接发车应急处理预案模板，根据人工选择的设备、故障现象快速索引相关非正常处置模板和详细方法，并以图形化方式显示。

图1行车调度指挥综合数据平台逻辑架构

结语

铁路智能调度是实现智能高速铁路的核心之一，是智能高速铁路安全、高速、高效运行的基础保障，建设高水平的智能调度系统是智能高速铁路建设的紧要任务。基于我国既有调度系统特点和高速铁路智能调度技术，分析我国高速铁路智能调度系统的功能需求、架构设计、数据平台、关键技术等，以期为我国高速铁路智能调度系统建设提供一定的决策支撑。

参考文献

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[2]赵宏涛，陈峰，许伟，等. 基于云边协同的高速铁路智能行车调度系统研究[J]. 铁道运输与经济，2021，43(1)：71-76.

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