鐵路調車作業方法優化研究

王發剛　陳文軒

摘 要：交通強國，鐵路先行。鐵路是我國經濟的大動脈，在我國經濟發展中發揮著不可替代的作用，鐵路發展影響著國民經濟的發展。提升鐵路運輸效率，是經濟又好又快發展的助推劑。鐵路客運高速化、鐵路貨運重載化是我國鐵路發展的方向。如何提高鐵路運輸效率成為如今專家學者研究一大熱點。本文通過研究提高調車作業效率的方法，提出信息化技術手段、制定進路計劃和建立有效溝通平臺三大方法提升鐵路調車作業效率。實踐證明，這三大方法能提高調車作業的效率，具有一定的參考價值。

關鍵詞：調車作業 信息化技術 進路計劃

1 引言

交通強國，鐵路先行。鐵路是國民經濟的大動脈，我國經濟又好又快發展，人口流動越來越大，人們的交往越來越密切，鐵路運輸發揮的作用也越來越大。客運運輸快速化、貨運運輸重載化是鐵路發展的方向。截止2023年底，我國高鐵運營里程達4.5萬公里，我國客運運營最高時速到達350km/h，是世界上高鐵運營里程最長、客運運營時速最高的國家。鐵路車站承擔著旅客和貨物進出站、調度和運輸，確保鐵路運輸安全生產的重要環節，是行車組織中重要的組成部分。車站的調車效率影響著鐵路運輸運輸的效率，鐵路運輸效率的提高，必須提高車站調車效率。目前，車站調車作業存在進路安排不合理、車次調度不科學等問題導致車站調車作業效率下降，影響著鐵路運輸的安全快速運行。

為解決車站調車作業進路安排不合理、車站調度部科學等問題，國內外很多專家學者研究如何提高車站調車效率，著重研究調車作業進路安排不合理、車次調度不科學的問題。目前，國內外專家學者對于研究車站調車作業優化研究取得很多成果。國內的專家學者著重研究進路安排和調度算法兩個方面，重點對進路安排和調度算法進行研究，提高車站調車作業的效率。國外的專家學者主要通過建立數學模型和優化算法著重研究調度算法和進路安排，尋找最優的調度方案和進路安排。國內外專家學者主要著重研究單一車站調車作業和靜態調車進路優化，然而對于多車站調車作業和動態調車作業進路安排優化方法兩個方面研究很少。

2 鐵路調車作業存在的問題

2.1 設備老化

鐵路設備因使用年限久導致老化，更換設備成本大，對于發生故障的設備維修后繼續使用，就會導致鐵路設備老化，影響調車作業。鐵路設備老化主要有：道口設備老化、信號設備老化、通信設備老化、通信信號老化和能源供應設備老化。

2.2 自然因素

自然因素對調車作業影響很大，自然因素主要有：天氣條件，自然災害、熱脹冷縮、自然障礙物和受浸泡區域的滲透水。天氣條件影響主要有暴風雨、暴雪、冰雹等導致道路濕滑、積水或結冰，嚴重影響調車安全；自然災害影響有洪水、地震和泥石流，自然災害對調車作業影響極大，嚴重影響調車作業安全，地震、洪水和泥石流導致列車停運，終止調車作業。熱脹冷縮影響表現為鋼軌、道岔因熱脹冷縮導致鋼軌變形和道岔卡滯，影響調車作業安全平穩進行。自然障礙物包括樹支，掉落的勢頭等；受浸泡區域是指鐵路沿線進過低洼地段，因積水活著的水位上升導致鋼軌被水浸泡，影響調車作業。

3 鐵路調車作業優化研究

3.1 制定合理進路計劃

3.1.1 收集和整合車流信息

調車作業是一個系統的工程，不是單一部門或者某一個人就能完成的，需要鐵路各個部門相互協調相互配合，共同安全快速安全完成調車作業。提高調車作業的效率，重要的措施之一是要收集和整合信車流信息。收集整流信息，需要多個部門相互配合。首先，列車調度員，機車乘務員以及車站值班員要做好有效溝通，確認好列車的到站時間、出發時間和列車所處位置等，及時獲取車流信息。列車調度員與車站作業人員建立快速有效的溝通渠道進行有效溝通，調度員向車站作業人員提供列車的出發時間，到達時間和列車在車站的停車位置。同時車站值班人員及時向調度員反饋列車車流信息。機車乘務員在列車到站時報告列車的到站時間、出發時間以及列車所處的位置，車站作業人員及時掌握列車運行狀態及列車所處位置。車站作業人員根據列車到站時間、出發時間和列車所處位置及時報告列車調度員。開發列車調度系統和車站管理系統也是收集和整合車流信息的有效措施，有效減少列車調度員、車站作業人員和機車乘務員的的工作量。調度系統可以通過列車定位系統收集列車所處位置，記錄列車到站時間和出發時間等信息，并把這些信息傳遞給車站管理系統。車站管理系統根據調度系統傳來的信息及時分析和處理整合車流信息，車站作業人員可以根據車站管理系統查看相關信息。作業人員根據相應信息，及時調整和安排列車的解體和編組工作，制定合理快捷安全化進路方案，提高車站調車作業效率。

3.1.2 優化列車解體和編組作業

列車的解體和編組是車站調車作業重要任務之一。合理有序的列車解體和編組方案可以減少列車解體、編組和轉移車輛次數，從而安全高效完成調車作業。車站調車作業的能力由車站的設施和設備決定。車站設施和設備主要包括解體線、編組線、調車線等。這些設備和設施數量決定這車站調車作業的能力，擁有足夠多的設備設施才能保證列車調車作業的平穩安全高效進行。車站作業作業人員也是影響車站調車作業的重要因素之一，作業人員不足導致列車解體、編組不及時，列車無法快速準確完成解體和編組。車站作業人員根據車站規模、車站車流信息和運行及時確定列車的解體和編組時間、位置和數量，確定列車解體和編組的作業規模和方式，根據列車優先級確定解體和編組的先后順序，制定列車解體和編組的具體方案，并配備充足作業人員。作業人員在調車作業過程中必須按照相關作業安全和規章要求作業，遵守操作規范，減少不必要的人員失誤或者事故發生。

3.1.3 制定列車進路方案

合理的進路方案保證進路的安全和順暢。進路方案的制定是根據車站車流和調車作業需求。進路方案需要考慮列車運行速度、停靠的站點以及列車車輛換掛等因素。制定進路方案時，首先根據列車運行圖和發車計劃，確認好正線列車、調車列車和其他特殊列車進出站的時間和進出順序。其次根據車站的存車線、站臺、道岔和信號燈等設備設施，準確分析該車站進行調車作業的方式和方式，制定調車計劃。調車計劃包括每輛車的進出時間和線路，確定好每個調車階段的任務，確定列車運行方向和每一節車輛的序號，合理規劃調車進路，確保列車在進出站時安全平穩運行。

3.1.4 提高鐵路設備自動化水平

信息化技術快速發展和應用，為提高車站調車作業效率開辟了另一途徑。目前，自動化設備發展迅速，各行各業都在開發自動化設備，減少人為操縱的失誤率，自動化轉轍機、自動化信號機等一大批鐵路自動化設備應運而生。這些鐵路自動化設備應用極大減少人為操作的失誤率，提高調車作業正確率和效率。與自動化設備相配套的自動化調車系統可以自動控制和監控列車運行狀態和車站設備。系統根據車站線路占用情況自動分配調車線路，并控制信號燈，及時準確調整道岔位置。自動化調車系統采用信息化系統，通過無線通信、互聯網和定位系統等方式和手段，實時獲取列車的運行信息和車站情況，從而制定和優化調車計劃。通過自動化調車系統信息化系統提供實時調車指令，及時準確傳遞給機車乘務員和車站調車作業人員，減少信息傳遞的延遲性，提高調車作業的效率。同時對作業人員開展相關專業培訓，確保作業人員熟練掌握鐵路自動化設備。

3.2.5 制定調車作業計劃

合理的調車計劃是根據車流信息和作業需求制定的。由于列車在線路上行駛時具有優先級，客運列車的優先級大于貨運列車，因此在制定列車調車計劃時，首先考慮優先級，確定好調車作業的順序，制定合理的調車計劃以最大程度地提高調車作業效率。其次，還需考慮列車到達時間、出發時間和行駛路線，確認好列車的運行計劃，確定好每一個時段需要調車的車次以及各個車次的的調車時間。車站規模、設備設施也是制定調度計劃需要考慮的因素之一，車站的道岔、抱索器和信號燈等設備的類型、位置、數量和性能滿足多少列列車的調車作業，車站作業人員配備滿足多大規模的調車作業都要考慮在進路計劃中，以免調車計劃大于車站所能進行調車作業的規模從而影響調車作業，或者調車作業計劃小于車站所能調車的規模，不能充分發揮車站的調車作業功能。

3.2 加強鐵路信息化建設

科技革命以來，信息化技術迅速發展，快捷、方便、自動化等功能讓信息技術快速應用到各個領域。調車作業是一項復雜的系統性工程，應用信息化技術可以實現快捷、準確和安全作業。利用信息化技術建立統一的信息系統，實現對調度命令、列車運行圖、列車信息和調度作業計劃等實現調車作業數字化和集中化管理。在列車上安裝定位裝置，建立實時監控系統，引入自動化設備，對調車作業進路實行實時監控，及時掌握列車進路信息。采用數據分析和云計算分析列車進路信息，及時存儲和分析車站調車作業數據，為調車作業人員提供相應數據，便于作業人員決策和探索更為優化調度策略。利用信息化技術，引入自動化系統對調車作業過程細化。通過自動化設備實時監控調車作業過程中列車運行狀態信息，包括列車的運行速度、列車位置和列車狀態等。自動化設備將收集的列車信息傳送到自動化系統中，系統根據信息自動分析計算和生成調車指令，對列車進入車站調車作也路線進行規劃、調度和監控。作業人員利用無限通信技術對調車作業中列車進路的實時信息進行交換和共享。車站人員通過無線通信技術可以隨時隨地查看調度指令，掌握車輛實時信息和實時調車作業進度，并及時與調度中心調度員和其他車站工作人員進行有效溝通，快速協調調車作業，提高調車的效率。此外，自動化調車系統對數據進行分析，利用數據分析對調車作業進路進行優化研究。通過分析列車運行情況、調車作業進路線路的數據以及調度人員發布調度指令的數據分析，找出最佳進路方案，優化調度計劃和資源分配。

3.3 建立有效溝通平臺

調車作業是依靠調度人員、車站調車作業人員、機車乘務員共同完成。機車乘務員在司機室，車站調車作業人員在車站，調度人員在調度中心，不在同一區域，各部門人員協同工作，需要進行有效溝通平臺實現信息和數據雙向通信。作業人員可通過無線通信設備實現各部門之間人員之間語音和數據雙向傳輸。調度人員可以通過無線通信設備將調車命令和作業信息傳遞給作業人員，作業人員可以通過這些設備查看進路圖、車輛位置、作業任務等信息。作業人員將作業情況反饋給調度中心，無線通信設備可通過定位功能，實時傳輸作業人員位置到調度中心，調度中心實時監控作業人員，當作業人員操作靠近危險源調度人員及時發出預警，保障作業人員的安全。

4 結論

交通強國，鐵路先行。鐵路作為我國經濟的大動脈，在我國國民經濟發展中發揮著不可代替的作用。鐵路的運輸效率關乎著經濟的發展，如何提升鐵路運輸效率，成為當今一大研究熱點，吸引著眾多的專家學者研究。本文通過研究鐵路調車作業方法優化研究，旨在提升鐵路運輸效率，提出信息化技術手段、制定進路計劃和建立有效溝通平臺三大方法旨在提升鐵路調車作業效率。實踐證明，信息化技術手段、制定進路計劃和建立有效溝通平臺三大方法對提升鐵路運輸效率有積極影響，具有一定的科學參考價值。

雖然本次研究提出的信息化技術手段、制定進路計劃和建立有效溝通平臺三大方法具有一定的實用價值，但是仍然具有不足之處。比如調車作業進路研究只考慮單個車站，沒有深入研究多個車站這件的協同調度，共同提升調車作業效率。此外，調車作業效率的提升需要更多先進技術的應用，比如物聯網技術，需要廣大學者研深入研究。

課題：廣西高校中青年科研基礎能力提升項目《圖像處理技術在調車作業中的應用研究》項目資助，項目編號：2021KY1399。

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