智联联锁-数驱铁路智能运营升级

　　一、项目背景

　　(一)项目背景

　　安徽港口物流有限公司铁路运营范围包括余家村站、横港站、电厂站、冬瓜山站和北环铁路专用线(辖三个站场)。主要承担矿石、煤炭等大宗物资的铁路运输与业务办理，在公司生产运营中有着举足轻重的位置。

　　为保障铁路运输的高效安全运行，公司自2004年以来，先后投资建设了铁路信号计算机联锁系统(以下简称“联锁系统”)、铁路物流信息管理系统、车号识别系统、无线作业计划传输系统等，推进公司铁路信息化、自动化运营。

　　二、项目介绍

　　(一)项目概况

　　通过升级铁路信号联锁系统、构建集中控制平台、整合多系统数据资源，实现铁路智能化调度运营，提升铁路运输效率、安全性与智能化水平，助力企业数字化转型。

　　(二)项目目标

　　1.联锁系统升级及站场集中控制

　　将部分站场继电器式联锁系统升级为新一代全电子计算机联锁系统，并通过物联网、远程控制等先进技术实现各站场联锁系统远程集中控制。

　　2.铁路智能调度自动化控制

　　利用物联网、人工智能、卫星定位等技术，将实现远程集中控制后的联锁系统、铁路物流信息管理系统、无线作业计划传输系统、车号识别系统深度融合，实现多个站场铁路信号集中控制及铁路运输全流程信息化管控，最终实现公司铁路智能化调度运营。

　　(三)项目方案

　　1.系统架构设计

　　图：全电子计算机联锁系统架构

　　(1)人机会话层包含控热备显机、电务维修机和冗余工业网络;

　　(2)联锁运算由二乘二取二结构的双系联锁机实现;

　　(3)监控层由通信机和各种接口模块组成;

　　(4)联锁机和通信机之间的通信由冗余的光纤设备通道完成;

　　(5)通信机和模块之间的通信使用总线完成。
 
       2.系统功能

　　(1)全电子计算机联锁系统

　　全电子计算机联锁系统可实现进路上道岔、信号机和轨道电路的正确联锁，确保进路正确和列车运行安全，主要功能包括：①办理全站列车进路、调车进路及迂回迸路。在设备故障时还可办理引导进路及引导总锁闭。②采用始终端两点办理方式。调车进路可一次办理由几条基本进路构成的长进路，也可逐条分段办理。③属于敌对进路的信号，不能同时开放。只有检查了进路中所有轨道区段空闲、有关道岔位置全部正确且已锁闭在规定位置上、敌对关系照查无误时，信号才能开放。④具有信号正常关闭功能、特殊关闭功能、防止自动重复开放信号功能及人工重复开放功能。⑤具有进路自动解锁、中途返回解锁、取消进路解锁、人工解锁进路及故障解锁进路。⑥具有道岔单独操作功能。

　　(2)调度集中远程控制系统

　　在北环车站和冬瓜山车站联锁升级的基础上，实现在余家村车站集中控制北环三站、冬瓜山车站和横港电厂站，控制中心设置在余家村车站。

　　对行车调度指挥进行集中控制。在铁路作业计划编排与下达、联锁集中控制、物流信息实时跟踪、等各个环节中充分应用现代信息技术、自动化技术，构建一个协同作业的智能化、信息化、自动化调度平台，进行统一的调度指挥管理。系统可以在集中调度中心对多个远程站场进行控制、设备状态采集与显示和对机车进行安全监控，并以此达到安全生产和提高效率的根本目的，进而整体带动公司铁路运输生产智能化、信息化、自动化。

　　(3)铁路智能调度自动化控制系统

　　深度融合计算机技术、网络通信技术、人工智能算法、卫星定位技术与铁路信号控制技术，针对铁路运输场景中多系统数据孤立的痛点，构建全域数据互联互通体系通过整合调度任务指令、列车实时行车轨迹、信号设备运行状态、货物装载及运输订单信息、机车精准定位数据、站场地理空间数据等核心要素，运用智能分析实时研判调度任务执行进度、优化作业启停时机，精准识别机车行车行为特征与运行意图。在调度任务下达后，系统可实现“少人工干预、高自主执行”的智能化调度模式，自动完成进路规划、信号控制、作业协同等全流程操作，最终达成铁路运输作业的自动化调度与高效协同。

　　实现智能调度自动化控制，各系统可跨站联系自动办理、跨站进路自动办理、跨站车辆自动交接。

　　站调、值班员、信号操作员多岗合一，提高作业效率的同时降低人工成本。

　　三、项目创新点

　　(一)全电子化联锁升级与集中管控技术突破

　　摒弃传统继电器式联锁架构，创新采用新一代全电子计算机联锁系统，搭载“二乘二取二”双系冗余设计，核心部件容错能力与抗干扰性能大幅提升，系统平均无故障运行时间(MTBF)显著提高，可靠性与安全冗余度实现质的飞跃。融合物联网、光纤传输与远程控制技术，打破以往各站场独立运行的孤岛模式，形成统一调度指挥平台，实现多站联锁设备的远程协同控制与资源动态调配，资源整合效率升高。

　　(二)智能化调度与多系统深度融合创新

　　将人工智能算法、卫星定位技术、工业物联网深度融入铁路运输全流程，联锁系统与物流信息管理系统、车号自动识别系统、设备运维系统等多平台的数据互通与协同控制机制，实现行车数据、货运数据、设备数据的实时联动，支撑跨站进路自动办理、车辆智能交接、调车作业计划自动生成等智能化功能落地，调度响应效率与运输安全系数同步提升。

　　(三)图形化交互赋能智能调车作业革新

　　研发图形化拖拽式调车计划编制系统，采用可视化界面直观呈现机车、车辆实时位置与线路状态，操作人员可通过拖拽交互动态调整作业方案。系统内置多优先级作业排序算法，能自动生成最优调车计划并同步预演执行效果，结合故障车智能识别、倒钩作业单自动生成等功能，大幅简化复杂场景下调车流程，降低操作复杂度，减少人为操作失误率。

　　(四)多模式协同控制与全场景安全保障体系

　　创新构建“自律模式+非常站控模式”双轨运行机制，支持自动控制、预排人工清钩等多种作业模式灵活切换，且实现权限无缝衔接与操作留痕。通过冗余通信网络部署、分级权限隔离设计及双重安全校验机制，既保障集中控制的高效协同，又确保本地应急操作的独立性与安全性，形成全场景、无死角的安全保障体系，满足不同运营场景下的安全管控需求。

　　四、经济社会效益分析

　　(一)人力成本精准优化，运营效率显著提升

　　通过全电子计算机联锁系统升级与智能调度自动化控制落地，实现跨站联锁作业远程集中管控，累计精简岗位15人，每年直接降低人工薪酬、培训及管理成本约200万元。同时，人工干预环节的减少进一步降低了人为操作失误风险，间接减少因操作偏差导致的运输延误损失，人力配置效率与运营经济性同步提升。

　　(二)设备运维成本可控，全生命周期价值凸显

　　铁路智能调度自动化控制系统采用模块化设计与高可靠性免维护技术方案，核心硬件搭载“二乘二取二”冗余架构，关键部件故障率较传统系统降低。通过设备运行数据实时监测与预测性维护机制，提前规避潜在故障风险，年均设备维修费用较项目实施前大幅下降，设备全生命周期使用成本降低，实现“降本”与“提质”的双重收益。

　　(三)运输作业效能升级，运力供给持续扩容

　　依托跨站自动进路办理与车辆智能交接功能，有效压缩跨站调度响应时间，同时简化调车作业流程，提升整体作业效率，为经济发展提供更充足的运力保障。

　　(四)安全保障体系筑牢，社会效益深远持久

　　系统以“二乘二取二”制式全电子联锁机为安全运算核心，搭配道岔、信号、轨道、零散四大类标准化IO模块作为执行单元，实现对控制室外道岔、信号机、轨道电路及各类联系电路的直接控制与实时状态监测。通过硬件冗余设计、智能故障预警与自动处置机制，降低信号系统故障引发的安全风险和人为操作失误导致的安全隐患，大大提高铁路运输安全性，同时多系统深度融合模式可推广至其他工矿企业铁路专用线及地方铁路运输场景，智能化调度平台与跨站协同作业模式对提升区域铁路物流资源整合能力具有一定的示范作用，社会效益显著。