無線導引車機聯控智能交互系統應用研究

摘 要：鐵路車站是城市交通的重要節點，其運輸效率對城市交通運輸具有較大的影響。車機聯控是鐵路車站指揮列車運行的一項重要作業，具體方式是車站作業人員通過手持無線終端進行點對點聯絡。這種聯絡方式效率低下，且存在較大的安全隱患。鑒于此，以廣州市內某火車站為例，介紹一種基于無線技術的車站自動導引車機聯控系統，利用計算機技術和無線通信技術，提前采集車次信息和進路信息，并通過數據庫對數據進行合法性驗證，核對通過后，由車站值班員操作服務器終端發送給列車司機，導引列車前進。系統能夠嚴格按照鐵路行業作業規則，實現車機聯控功能，大大降低了工作人員的工作強度，提高了運輸效率，保證了作業安全。

關鍵詞：車機聯控；無線導引；智能交互；運輸效率；作業安全

中圖分類號：TP29" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2025）04-0026-05

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.04.007

0" " 引言

車機聯控作業是鐵路列車接發車作業中，為保障列車運行安全，工作人員進行的車與地之間、司機與車站值班員之間的信息交互作業[1]。傳統的車機聯控方式是工作人員之間嚴格按照相關規定作業，以手指口呼的方式進行信息傳輸。《鐵路車機聯控作業》詳細規定了鐵路車站作業的19個場景下行車相關作業人員的聯絡用語。隨著車次的增多，“呼叫人”與“被呼叫人”間呼叫次數也在增加，作業人員之間的溝通變得愈加復雜，這將大大增加作業人員的工作強度，出現失誤的概率也將大大增加[2]。由此可見，這種通過人工進行聯絡確認的方式給行車安全帶來了極大的隱患。

1" " 車機聯控研究與應用現狀

車機聯控是在鐵路行車作業中，車務、機務等行車有關人員使用列車無線調度通信設備，按照規章制度聯絡，提示行車安全信息、確認行車要求的互控方式[1]。文獻[2]介紹了TB/T 30003—2020《鐵路車機聯控作業》的制定背景和制定原則，通過新舊標準的比較，深入解析了主要技術內容，為相關從業人員的標準化作業提供了參考；同時指出了在車機聯控作業過程中，作業人員占據主導地位，列車安全運行，很大程度上依賴于作業人員的業務水平。文獻[3]以車站車機聯控為研究背景，根據以往車機聯控經驗，對車機聯控作業存在的問題進行了深入剖析，并針對廣深線提出了強化車機聯控的具體措施，為車機聯控作業改進提供了依據。文獻[4]介紹了京哈線秦沈段9個區段實施調度集中后，恢復執行車機聯控制度，著眼于車機聯控作業中列車運行安全，對聯控地點、聯控內容、聯控方式、聯控時機等方面存在的一些問題提出了相應的改進意見或整改措施。文獻[5]以南昆鐵路百色高速場為例，對既有南昆線上行的普速客車與百色高速場之間車機聯控存在的問題，提出共享區間無線列調中繼器的技術方案，對方案進行調整優化并檢測現場使用情況，驗證了方案可行性。文獻[6]針對車機聯控中聯控不及時、用語不標準、勞動強度大、容易導致疲勞等安全問題，提出了對標專業規章制度對既有車機聯控設備進行改造，采用人工智能模塊進行基礎軟件開發，并與無線對講語音截取技術相融合的解決措施。以上文獻通過技術手段對現有車機聯控作業進行優化或改進，經實踐驗證，取得了不錯的效果。

現有技術僅從簡單替代人工作業方面進行了改進，一定程度上減輕了作業人員的工作強度，但并沒有從根本上解決聯控作業質量不高，容易出現失誤的問題。因此，設計一款能夠提高車機聯控質量，進一步減輕作業人員工作強度的系統尤為必要。無線自動導引車機聯控系統利用傳感器技術、無線通信技術、計算機技術、自動導引技術等，按照鐵路相關作業標準，自動采集數據分析后形成作業任務的自動導引，并生成聯控信息進行顯示，經人工審核確認后發送至行車現場，完成車站值班員與列車司機的車機聯控作業，利用自動導引技術指揮列車前進，提高了作業效率，保證了列車運行安全。

2" " 系統組成

系統設備主要分為室內設備和室外設備兩部分，其中室內設備分布于行車室、信號機械室，室外設備設置在車站出入口等位置。室內設備包括服務器、車機聯控單元和監聽單元三個部分，主要部件按1+1或N+1熱備冗余配置；室外設有車次信息采集機和車機聯控中繼等。具體系統結構如圖1所示。

2.1" " 服務器

服務器是車機聯控系統的核心設備，設置于信號機械室，為確保系統工作穩定性，采用雙機熱備模式。服務器由標準聯控數據庫、調度命令數據庫、車次號數據庫支撐運行。其中，標準聯控數據庫負責車機聯控作業執行與監督，根據調度命令，通過獲取列車相關進路條件，自動生成聯控內容，并在服務器終端顯示；同時還可實現標準聯絡用語校核、聯控作業違規預警、工作人員標準化作業檢查等功能。調度命令數據庫負責調度指揮中心發布的調度命令執行，可以完成對調度指揮命令的接收、核對及存儲等工作。車次號數據庫負責接收列車時刻表中的車次信息，并對接收到的車次號信息進行核對，確保列車識別正確。服務器具體可完成以下功能：

1）通過數據接收模塊，完成車次和進路信息接收，并對進路進行識別計算；

2）通過數模轉換模塊將聯控信息轉換成語音并發送；

3）通過審核操作處理模塊可實現人工干預呼叫功能；

4）通過語音識別及存儲模塊完成數據備份和監聽回放功能。

服務器終端位于行車室，是服務器工作過程和工作結果的顯示裝置，車站值班員可通過服務器終端將獲取到的進路信息發送給列車司機，實現列車運行導引功能。同時，車站值班員可手動編輯臨時調度指揮命令。

以廣州江村車站為例，車機聯控智能交互顯示界面分別對京廣三線、廣珠上行線、京廣上行線、上到場和直通場等相應的調度命令進行編輯，并生成文字指令，為車站值班員提供參考，通過“發送”按鈕將上述文字信息以語音的形式發送給司機或外勤人員。如圖2所示，針對京廣上行線X104次列車，根據調度命令內容，生成“江村上到場機外停車”的文字提示，車站值班員點擊“發送”按鈕，完成指令傳送。

2.2" " 車機聯控單元

車機聯控單元位于信號機械室，由車機聯控主機、無線信息傳輸模塊和進路信息采集模塊組成，主要功能是完成車次號信息和進路信息的采集，車站值班員可以通過服務器終端將以上信息轉發給列車司機，導引列車按照排列好的進路行進。

2.2.1" " 車機聯控主機

聯控主機是車機聯控系統的關鍵設備，設置于信號機械室，同樣采用的是雙機熱備模式，可通過轉換開關進行主備切換。其主要功能是通過無線信息傳輸模塊接收來自站場的車次信息，通過進路信息采集模塊，采集排列進路相關繼電器接點狀態，進而判斷進路生成情況，并將以上采集到的信息傳輸至系統服務器。

2.2.2" " 無線信息傳輸模塊與室外車次信息采集天線

無線傳輸模塊是無線采集和發送信息的重要設備。當鄰站有列車向本站發出時，位于鄰站室外的無線車次信息采集機與列車建立通信，獲取列車車次信息[3]，并將該信息轉發至本站無線傳輸模塊。根據兩站之間具體情況，若兩站之間距離較大，可再適當設置車機聯控中繼[4]，擴大無線車次信息采集機的信息轉發范圍。

為確保車機聯控智能交互系統天線對車次信息采集的準確性，天線應盡量避免安裝在大型金屬結構上。一般安裝位置選擇在車站信號樓屋頂，其防雷標準按以下所述實施：

1）車機聯控智能交互系統天饋線安裝應遠離信號機房屋頂正上方。天線支架和天線桿之間必須進行絕緣處理。樓頂天線支架應與樓頂避雷帶至少有兩處焊接點。

2）天饋線屏蔽層在天線和支架連接處，通過地線卡子就近連接樓頂避雷帶，須確保接地卡子與天饋線屏蔽層連接處防水、防滲漏，防雷元件必須接地。

室外車次信息采集機和車機聯控中繼設置情況如圖3所示。

2.2.3" " 進路信息采集與列車導引模塊

進路信息采集與列車導引模塊通過采集進路相關繼電器接點狀態，明確進站列車即將行走線路，在進路建立后第一時間獲取進路建立信息，并將該信息傳遞給車機聯控主機，通過無線信息傳輸模塊為列車司機提供進路信息，導引列車行進。例如，當成功排出Ⅰ股道接車進路時，與該進路相關的LXJ、ZXJ、DJ等繼電器吸起，前接點閉合，黃燈點亮[5]，確定排列的是正線接車進路。模塊采集上述繼電器狀態，并傳送至聯控主機，為列車運行提供依據。

2.3" " 監聽單元

監聽單元的核心設備是監聽主機，設有數據備份存儲器和監聽回放存儲器，對整個車機聯控過程的作業行為進行記錄，監督作業人員工作。在行車室設有監聽音箱、人工呼叫器和急停按鈕[6]等。行車值班員可通過監聽音箱和人工呼叫器直接與列車司機實時對話。在突發緊急情況時，可觸發急停按鈕，第一時間關閉列車導引功能，向列車司機傳遞緊急停車信息。

3" " 工作過程

車機聯控系統工作過程也是為列車安全運行提供指揮的車、地信息交互過程。采集模塊將車次信息和進路信息傳輸至車機聯控主機，車機聯控主機將該信息發送至數據庫進行核對，比對結果通過服務器終端顯示，以便車站值班員進行車機聯絡操作。為確保作業安全，整個聯絡過程語音數據通過監聽主機記錄存儲。

以某車站列車接車進站作業場景為例，車站值班員、列車司機利用車機聯控系統進行標準化行車指揮作業，完成接車作業任務，具體信息交互流程如圖4所示。

1）系統初始化，為車機聯控作業做好準備，主要包括：設備上電、各部分建立通信連接、加載配置參數等。

2）當鄰站發出列車經過車次信息采集機時，通過無線通信采集到列車車次信息，將車次信息通過車機聯控中繼發送至車機聯控主機；當本站為該列車進站排列接車進路時，通過進路信息采集模塊采集到相關繼電器狀態變化，由此確定即將行走路徑，并將進路生成信息發送至車機聯控主機。

3）車機聯控主機將車次信息和進路信息轉發至服務器，服務器主機通過標準聯控數據庫、調度命令數據庫和車次號數據庫對獲得信息進行校核。若校核失敗，則將失敗信息反饋至聯控主機，等待重新獲取數據。

4）當數據信息核對成功時，車次及進路信息將在服務器終端車機聯控系統界面顯示。

5）車站值班員將服務器終端車機聯控系統顯示車次及進路信息發送給列車司機，列車司機根據接收到的進路信息對列車運行路徑進行監督，實現列車導引功能。

6）列車司機按照車機聯控作業標準進行復述，復述語音信息最終發送至監聽主機，進行存儲備份；與此同時，通過監聽音箱反饋給車站值班員進行核對，車站值班員將根據監聽音箱傳回信息，決定是否再次通過服務器終端與列車司機取得聯系。

7）車機聯控作業結束。

4" " 應用效果

無線自動導引車機聯控系統在車站安裝試用的結果表明：相比于人工溝通聯絡通過手持終端進行呼叫、應答的方式，車站值班員通過該車機聯控系統進行聯控作業，只需要對服務器終端聯控系統生成信息進行確認、發送，完成一次溝通聯絡，與此同時，將采集到的進路信息發送給列車司機，輔助司機進行列車行進引導。該系統使工作人員的勞動強度大大降低，在提高作業效率的同時，最大限度地避免了作業人員失誤導致的安全隱患，進而保障了列車運行安全。

在取得了良好應用效果的同時，系統使用過程中也發現了一些問題，具體如下：

1）未能完全實現自動化，在車機聯控過程中，仍然需要作業人員參與，作業效率仍有較大提升空間；

2）智能化程度不夠，列車導引是基于現有進路排列成功的前提實現的，系統在一些特殊情況下，不能完成列車導引工作；

3）語音識別能力需進一步提升，以適應列車高噪聲的復雜運行環境，確保信息傳輸的準確性。

5" " 結束語

無線自動導引車機聯控系統能顯著降低車站人員的工作強度，提高車站人員與司機的聯控質量。目前，該系統已經應用于部分城市鐵路車站，從實際運用情況來看，該系統能規范工作人員作業行為，減少車站人員和司機的聯控呼叫用時，為列車運行提供導引，讓司機有更多的時間暸望線路狀況，核對列車行進線路，有效保障了車站接發車作業的列車運行安全。

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收稿日期：2024-10-16

作者簡介：佟景泉（1984—），男，黑龍江賓縣人，碩士，講師，研究方向：軌道交通設備維護與管理。