利用最先进的技术来提高印度铁路网的效率

Banaswadi到Kochuveli Humsafar特快/来源:Jayasankar Madhavadas

印度铁路网络全长6.7万公里，运营着1.3万列客运列车，载客量2300万人次，9000列货运列车，载客量305万吨运费,每天。印度铁路网络非常广泛，几乎覆盖了全国的每一个角落，在促进该国平衡和包容的社会经济发展方面发挥着至关重要的作用。在过去的五、六十年里，交通流量有了很大的增加，但系统的容量却没有相应的提高。因此，印度铁路正在努力应对过度扩张的问题基础设施在美国，铁路运力不足，货运市场份额不断缩小，客运需求巨大而未得到满足。

在这种情况下，印度铁路公司决定利用新技术来提高系统的效率，以运行更多的列车。其中之一就是实时列车信息系统(RTIS)，该系统通过安装在机车上的GPS设备实时跟踪列车的位置。

现有的列车运行和管理系统

列车运行数据印度铁路通常手动捕获。每个车站的站长(SM)通过电话向交通控制员(TC)或调度员转述列车的进站和出站情况。TC会在时间距离图(“控制图”)上以电子方式标出列车到达或离开的时间。列车的规划和监控是通过这些控制图完成的。虽然十多年来，通过控制办公室应用程序(COA)向控制图提供信息的过程已实现数字化，但站级的信息流仍然是手工的。因为印度铁路公司既经营货运，也经营铁路乘客-在同一轨道上载运列车，列车调度中心在有效规划列车运行方面发挥着重要作用。他们必须决定在何时何地，在双线路段上，快速行驶的客运列车优先于缓慢行驶的货运列车。在单线区间内，两列相反方向的列车的交叉位置由列车中心决定。一个列车控制中心监控20到30辆列车，这些列车在其控制区域内的大约25个车站运行。大多数时候，TC仍然忙于手动收集到达/离开信息并将其输入COA，很少有时间用于规划。列车运行的效率很大程度上取决于列车乘务员的经验和能力。此外，COA中由TC提供的到港/离港信息也是实时向客户提供信息关于火车的位置和预计到达车站的时间。SM或TC的任何错误都会导致错误的信息传递给客户。在这种情况下，印度铁路实时自动获取列车运行数据是提高运营效率和乘客信息质量的关键要求。在印度铁路所有部门实施基于信息通信技术的控制办公室应用(COA)后，这一要求变得更加重要。

印度铁路网络全长6.7万公里，运营着1.3万列客运列车，载客量2300万人次，9000列货运列车，载客量305万吨运费,每天。印度铁路网络非常广泛，几乎覆盖了全国的每一个角落，在促进该国平衡和包容的社会经济发展方面发挥着至关重要的作用。在过去的五、六十年里，交通流量有了很大的增加，但系统的容量却没有相应的提高。因此，印度铁路正在努力应对过度扩张的问题基础设施在美国，铁路运力不足，货运市场份额不断缩小，客运需求巨大而未得到满足。

在这种情况下，印度铁路公司决定利用新技术来提高系统的效率，以运行更多的列车。其中之一就是实时列车信息系统(RTIS)，该系统通过安装在机车上的GPS设备实时跟踪列车的位置。

现有的列车运行和管理系统

列车运行数据印度铁路通常手动捕获。每个车站的站长(SM)通过电话向交通控制员(TC)或调度员转述列车的进站和出站情况。TC会在时间距离图(“控制图”)上以电子方式标出列车到达或离开的时间。列车的规划和监控是通过这些控制图完成的。虽然十多年来，通过控制办公室应用程序(COA)向控制图提供信息的过程已实现数字化，但站级的信息流仍然是手工的。因为印度铁路公司既经营货运，也经营铁路乘客-在同一轨道上载运列车，列车调度中心在有效规划列车运行方面发挥着重要作用。他们必须决定在何时何地，在双线路段上，快速行驶的客运列车优先于缓慢行驶的货运列车。在单线区间内，两列相反方向的列车的交叉位置由列车中心决定。一个列车控制中心监控20到30辆列车，这些列车在其控制区域内的大约25个车站运行。大多数时候，TC仍然忙于手动收集到达/离开信息并将其输入COA，很少有时间用于规划。列车运行的效率很大程度上取决于列车乘务员的经验和能力。此外，COA中由TC提供的到港/离港信息也是实时向客户提供信息关于火车的位置和预计到达车站的时间。SM或TC的任何错误都会导致错误的信息传递给客户。在这种情况下，印度铁路实时自动获取列车运行数据是提高运营效率和乘客信息质量的关键要求。在印度铁路所有部门实施基于信息通信技术的控制办公室应用(COA)后，这一要求变得更加重要。

实时列车信息系统(RTIS)

印度铁路决定采用物联网(IoT)用于自动生成列车到站和发车信息，并在COA中自动输入。根据实时列车信息系统(RTIS)项目，印度铁路网上运行的大约2700辆电力机车配备了卫星设备。RTIS机车装置包括安装在机车舱室的室内机和安装在机车车顶的室外机。机车设备中的RTIS应用软件根据预先定义的应用于卫星接收机连续接收的空间坐标和速度的逻辑，以30秒为间隔确定列车运行事件，如到达、离开、车站的运行(ADR)和沿途位置更新。RTIS机车设备具有Intel Atom处理器、足够的内存和固态硬盘(SSD)。卫星通信服务用于将机车运动更新通信到数据中心，在数据中心进行处理并转发到印度铁路公司的COA服务器。ADR事件与位置/位置更新一起，使用卫星通信服务以及4G/3G与中央位置服务器(CLS)通信移动数据业务．CLS处理接收到的数据，并将其传送到列车控制应用程序，用于自动绘制控制图。由于列车控制应用程序已与全国列车查询系统(NTES)集成，列车运行的准确实时信息已传递给乘客。RTIS的系统架构如图1所示。

图1

机车系统远程监控与管理(REMMLOT)

印度铁路公司的新型柴油机车配备了GPS设备，用于监测机车的健康状况。该系统由车载传感器、GPS接收器和处理器面板等组成，可以通过GPRS服务将数据捕获、处理和通信到公共web服务器，以便进一步处理数据。柴油机车中的REMMLOT还用于捕获列车到达和离开的信息，并将其传达给COA。

物联网在机车中的优势(RTIS和REMMLOT)

在机车中部署物联网有几个好处，包括:

• 列车的运动被自动绘制在控制图上，包括中段绘图。因此，TC可以自由地有效地规划列车运行
• 由于到站/发车信息是通过RTIS设备传送的，因此客户可以在网络上收到列车位置的准确信息实时的基础
• 即使机车没有连接到列车上，也可以通过RTIS追踪机车的确切位置
• 该系统可用于生成定制的管理信息系统(MIS)报告，以分析列车准点率、路线时间损失和工程速度限制的观察情况
• 准确的列车运行信息有助于优化机组人员预订，减少出发前滞留(PDD)
• RTIS中的紧急消息服务为机车驾驶员提供了一种单点触摸消息功能，可在异常情况下使用，如OHE问题、发动机问题、轨道相关问题、侵权、脱轨等。
• RTIS生成列车的速度剖面，如图2所示。TC可以监控列车的速度剖面，以检查列车是否按照预定的速度运行，并遵守工程速度限制-列车司机的效率可以通过RTIS系统进行评估
• 在发生危险信号传递(SPAD)时，RTIS数据可用于查明事故发生时机车的确切位置
• 确定列车在旅途中的计划外中断。

图2

印度铁路的RTIS数据

RTIS装置现已安装在2700辆电力机车上。来自这些机车的列车运行更新通过企业服务总线(ESB)转发给COA。列车控制图的绘制是自动化的，同时通过国家列车查询系统(NTES)向公众提供相关信息。印度铁路的69个分部也都进行了中段图绘制。RTIS第二阶段推出，覆盖6000多人电力机车，计划于2021年12月完工。

RTIS在未来的潜在用途

目前，RTIS主要用于COA中的列车自动到站和驶离，并通过NTES向用户实时传达列车状态。CRIS正在进一步利用RTIS数据用于以下目的:

• 机车进出维护机车的车厂，并根据目标估计车厂的产量
• 列车的预期运行时间(ETA)可以根据列车的实际运行情况计算出来。人工智能(AI)工具计划用于实际估计ETA
• 由于轨道缺陷，可以提前通知司机限速的位置。如果驾驶员以高于允许的速度操作列车，系统可以产生警报并可能自动制动，如果RTIS与机车的制动系统集成在一起
• 客户必须在规定的时间内装卸货物，超过规定的时间就会被处以货物滞留的罚款(称为滞期费)。目前，货运列车在货运处理线上(称为货物支线)的到站和发车时间是人工输入的，这有时会导致铁路和客户之间的纠纷
• RTIS计划用于在轨道上自动放置货物列车。火车运行的效率很大程度上取决于火车司机的技术。司机在达到最高允许速度、保持最高允许速度、遵守速度限制、制动等方面所花费的时间会影响列车的运行时间和准点率。列车的能源消耗也可以通过优化驾驶来控制，比如在可行的情况下以滑行模式运行，优化再生制动和遵守速度限制。RTIS可用于评估列车司机在保持准点率和能源消耗方面的表现
• 网络优化:列车运行数据可用于列车的预先绘图，并建议一个最佳的非拥堵路线，考虑所有列车运行的路段
• 列车改期:如列车晚点，应将原定由同一列车组运行的列车(联程列车)改期，并提前通知旅客。RTIS可用于根据主列实时状态自动重新调度链路列车
• 列车上的乘客信息系统可以与RTIS集成，以便在列车上发布下一站的通知。

未来路向

印度铁路公司正在部署最先进的技术来改善火车运营。RTIS就是朝着这个方向迈出的一步。印度铁路大约50%的机车配备了RTIS/REMMLOT设备，每天产生1400万个事件。印度铁路公司正在努力为所有机车配备RTIS设备，并使用实时数据来改善列车运营，通过使用人工智能来提高列车ETA的准确性、机车在仓库的进出、货物列车在货物轨道上的放置/移除以及列车的重新调度。有了这些可能的用例，RTIS有潜力成为火车互联网(IoT)。