高速铁路调度指挥系统是保障列车运行安全、保证运输服务质量、提高行车效率的核心。海内外诸多铁路强国都在积极探索利用先进的数字化技术提升调度指挥系统的智能化水平。放眼看世界，国外的铁路调度系统也值得我们关注，本期将以瑞士最新一代的调度指挥系统为例讨论其基本架构及其自动化、智能化、数字化程度，分析其主要优点和未来发展方向。
瑞士铁路运营公司主要包括SBB，BLS，Rhaetian railway等，其中SBB（瑞士联邦铁路公司）是瑞士最大的铁路运营公司，也是瑞士唯一的国有铁路公司，承担了瑞士铁路90%以上的运输任务。公司下设奥尔滕中心运营控制中心（黄色区域）、苏黎世机场东运营控制中心（蓝色区域）、洛桑西运营控制中心（绿色区域）、波莱吉奥南运营控制中心（粉色区域）4个运营中心控制整个铁路网络。
图1 SBB负责的铁路运营区域
瑞士的调度指挥系统经历了电气化、电子化到信息化等多个阶段的发展。其中，对瑞士当前的调度指挥系统影响最大的为以下两个项目：
（1）上世纪九十年代，瑞士SBB投入大量资金启动ATR项目，以提升铁路电子化水平，并引入西门子ILTIS分散自律调度集中系统，实现远程、自动化列车进路控制、列车运行状态监视、列车运行状态显示等功能。该项目大幅度降低了全网信号楼数量，大大减少了运营维护成本，提升了瑞士铁路的自动化水平。
（2）2009年至2016年，瑞士启动OCC项目，以提升铁路运力和自动化、智能化水平，自主研发了RCS系统，与既有的ILTIS形成了功能互补：ILTIS主要负责列车运行状态监视、进路控制，而RCS主要负责列车运行状态预测、运行图调整、路径优化、列车运行速度优化、故障自动报警等。RCS系统于2018年在瑞士铁路网中正式投入运营，显著提升了线路运力、减少了列车延误。
RCS是由SBB公司独立自主研发的新一代调度指挥系统，具有高度的模块化和可扩展性，是具有高可用性的鲁棒性智能控制系统。各个子系统能实现不同功能统一运行，也能作为单独的模块独立运行。RCS系统弥补了分散自律调度集中系统ILTIS在一些功能上的不足的同时也不影响其系统功能的实现。自2016年投入试用之后，RCS系统得到了瑞士铁路一致好评，迄今RCS系统在SBB公司的使用率已达到100%，并且已应用（将应用）于欧洲其他国家，如比利时铁路、德国铁路等。图2展示了RCS系统的工作流程。
图2 RCS系统工作流程
RCS系统主要包括以下功能：
（1）列车运行状态预测：RCS系统中的RCS-Dispo模块可实现列车运行状态预测，通过ILTIS系统提供列车运行的实时位置、速度等信息，RCS-Dispo模块根据一定的预测算法动态、精确地预测线上列车在未来一段时间内（最大可至2 - 3h）的运行时空轨迹。
（2）冲突自动检测：在列车运行状态预测的基础上，RCS-Dispo模块可动态识别列车运行过程中的潜在冲突，并将冲突位置显示至人机交互界面，提醒调度员进行相应的调整操作。RCS每天大约可以检测到一百万个潜在冲突，从而提供鲁棒性时刻表并优化大约2000个进路设置操作。
图3 RCS冲突自动预测
（3）列车运行图和股道的自动调整：RCS系统中的RCS-HOT模块主要功能是运行图和股道的自动调整。根据网络冲突的自动检测结果，调度员可手动或自动调整列车运行图和停靠股道。人工调整与国内CTC相似，即调度员人工修改列车在各个车站的到发时刻、停靠股道等，并将调度命令下达ILTIS系统进行自动执行。自动调整功能下，调度员可在预测的冲突位置点击鼠标右键，RCS-HOT系统会自动给出多种运行调整优化方案，调度员选择某个调整方案后，利用RCS-Dispo模块动态评价运行调整方案。如果该方案效果较好，则点击下达至ILTIS和RCS-ADL模块。
（4）列车运行速度调整：列车运行调整方案下达之后，RCS-ADL系统根据列车次序、到发时刻调整方案和实时优化算法，动态计算列车节能最优速度曲线，并将速度曲线通过ILTIS下达给列车司机。SBB列车上安装了相应的平板设备，用于接收列车运行速度曲线调整信息，司机接收到速度调整信息之后，操作列车按照相应的命令进行节能、准点运行。
（5）故障信息发布：RCS-ALEA有三个主要功能：发生事故后，RCS-ALEA动态显示和发布事故信息；RCS-ALEA系统自动识别事故的相关负责人，并在显示大屏上显示，调度员可直接通过该系统与相关负责人联系；负责调度员发布故障信息等；RCS-ALEA负责显示线路上所有列车的正晚点情况、事故可能影响的范围等。[1]
根据上述RCS系统的相关功能，RCS系统的主要优点可概括如图4所示。
图4 RCS系统的主要优点
1、RCS发展规划
（1）进一步实现时刻表编制、列车调度、列车控制的自动化，并且研究遥控列车的可能性。
（2）设计一种新的数字信号盒，从而减少信号装置的数量和种类，以此降低成本。
（3）从2025年开始，将会有更多列车投入使用、密集的时刻表、更少的扰动、改进的无线电、发生扰动时更准确的客户信息。
（4）RCS进一步发展重点将放在端到端管理流程的自动化上。SBB正在实施“互补性分工”政策以实施这些新技术。
2、SmartRail 4.0：瑞士铁路发展创新项目
SBB及其他铁路运营公司正在联手推进SmartRail 4.0计划，该计划旨在为铁路数字化做好准备。SmartRail 4.0的具体目标包括：（1）将铁路系统的年成本降低450万瑞郎（仅限SBB、基础设施、车辆）；（2）能力提高15％至30％；（3）提高安全性；（4）提高安全装置的可用性；（5）为客户提供较好的通信体验。
基于现有的ETCS协议，SmartRail 4.0的技术目标为在降低当前相关系统复杂性的同时还要部署新技术，通过标准化数据存储和传输、列车精准定位、模块化列车自动驾驶、路网协同运行图调整以及调度指挥运行控制一体化等方面的研究，使整体架构具有一体化协调的功能。
图5 SmartRail 4.0架构
同时，SmartRail 4.0的实施将为铁路系统的性能带来提升，如图6所示。
图6 SmartRail 4.0优势
[1] 唐涛,李开成,宿帅,阴佳腾. 瑞士铁路调度指挥系统特点分析及对我国启示[J]. 中国铁路,2019,(11):18-23.
作者简介
潘钰雯
北京交通大学，交通运输规划与管理专业，博士生，从事列车运行调整、铁路调度指挥系统设计等研究工作。
苗建瑞
北京交通大学，轨道交通控制与安全国家重点实验室，副教授，长期从事轨道交通列车运行计划优化，轨道交通系统建模与仿真，轨道交通调度优化等方面研究。
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