馮振國(guó)，陳 宣，胡飛虎

(1.卡斯柯信號(hào)有限公司，上海 200071；2.上海市鐵路智能調(diào)度指揮系統(tǒng)工程研究中心，上海 200071)

隨著我國(guó)對(duì)高鐵事業(yè)的投資建設(shè)，國(guó)內(nèi)高鐵運(yùn)營(yíng)里程數(shù)逐年攀升，動(dòng)車(chē)所車(chē)站也在不斷增多，CTC系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋各個(gè)高鐵車(chē)站，但是因動(dòng)車(chē)所業(yè)務(wù)與高鐵運(yùn)營(yíng)車(chē)站業(yè)務(wù)區(qū)別較大，CTC 系統(tǒng)對(duì)于動(dòng)車(chē)所類(lèi)車(chē)站的列調(diào)車(chē)作業(yè)關(guān)聯(lián)功能、調(diào)車(chē)作業(yè)辦理等問(wèn)題沒(méi)能很好的解決。長(zhǎng)期以來(lái)動(dòng)車(chē)所真正開(kāi)通CTC 模式的車(chē)站少之又少。為解決動(dòng)車(chē)所開(kāi)通CTC 全功能模式的問(wèn)題，對(duì)動(dòng)車(chē)所的現(xiàn)有作業(yè)內(nèi)容及流程進(jìn)行深入研究，結(jié)合CTC3.0 系統(tǒng)已有功能技術(shù)的基礎(chǔ)，提出了適合動(dòng)車(chē)所車(chē)站的CTC3.0 解決方案。

1 動(dòng)車(chē)所業(yè)務(wù)分析

動(dòng)車(chē)所主要分為列車(chē)、調(diào)車(chē)作業(yè)辦理及動(dòng)車(chē)組檢修工作內(nèi)容。列車(chē)作業(yè)辦理與普通高鐵車(chē)站作業(yè)一致，辦理停止運(yùn)營(yíng)列車(chē)車(chē)底入所的接車(chē)進(jìn)路和始發(fā)列車(chē)的車(chē)底出所進(jìn)路，接收調(diào)度臺(tái)列車(chē)計(jì)劃與調(diào)度命令，與鄰站進(jìn)行鄰站預(yù)告。需要與動(dòng)車(chē)段站調(diào)聯(lián)系，接收動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃，根據(jù)檢修計(jì)劃完善動(dòng)車(chē)所列車(chē)到發(fā)線(xiàn)信息，辦理動(dòng)車(chē)所到發(fā)線(xiàn)與檢修庫(kù)線(xiàn)間的調(diào)車(chē)進(jìn)路，為司機(jī)發(fā)送車(chē)組走行指示命令，同步標(biāo)注各車(chē)組的具體位置。動(dòng)車(chē)所還包括車(chē)組檢修計(jì)劃的編制工作，不屬于CTC 系統(tǒng)范疇，主要側(cè)重維修計(jì)劃安排層面，大部分工作在動(dòng)車(chē)組管理系統(tǒng)中流轉(zhuǎn)。

動(dòng)車(chē)所列車(chē)接車(chē)股道受多種因素影響可能存在變化，無(wú)法在動(dòng)車(chē)檢修計(jì)劃中把列車(chē)接發(fā)車(chē)股道準(zhǔn)確填寫(xiě)，動(dòng)車(chē)所調(diào)車(chē)計(jì)劃需要由站調(diào)和所內(nèi)值班員共同完成，即由值班員負(fù)責(zé)填寫(xiě)所內(nèi)股道，由動(dòng)車(chē)段站調(diào)負(fù)責(zé)編制各車(chē)組出入庫(kù)線(xiàn)信息。值班員負(fù)責(zé)將終到列車(chē)車(chē)次號(hào)更改為車(chē)組號(hào)，將出庫(kù)進(jìn)入到發(fā)線(xiàn)的動(dòng)車(chē)車(chē)組號(hào)修改為列車(chē)始發(fā)車(chē)次號(hào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)車(chē)次跟蹤標(biāo)注工作，保證車(chē)組號(hào)與實(shí)際車(chē)次一致。車(chē)組入庫(kù)前由司機(jī)按照規(guī)則向G 網(wǎng)進(jìn)行注冊(cè)，值班員根據(jù)約定好的車(chē)次號(hào)檢索無(wú)線(xiàn)機(jī)車(chē)號(hào)，將固定格式的進(jìn)路指示通過(guò)無(wú)線(xiàn)命令方式發(fā)送給司機(jī)。

頻繁修改列車(chē)和車(chē)組號(hào)信息占據(jù)值班員大量工作時(shí)間，CTC2.0 系統(tǒng)調(diào)車(chē)車(chē)次不能正常跟蹤，需要目視車(chē)次跟蹤到相應(yīng)的目標(biāo)位置方能進(jìn)行車(chē)次標(biāo)注，還存在拆分車(chē)組和組合車(chē)組的更改操作，而且還需要關(guān)注每個(gè)車(chē)組的具體列位。現(xiàn)階段CTC2.0 系統(tǒng)對(duì)于業(yè)務(wù)實(shí)際需求適應(yīng)程度不高，致使值班員工作效率低下，安全風(fēng)險(xiǎn)壓力巨大，急需針對(duì)性的設(shè)計(jì)一套解決動(dòng)車(chē)所實(shí)際業(yè)務(wù)需要的系統(tǒng)軟件。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

保持CTC3.0 錯(cuò)辦防護(hù)功能，如基本圖錯(cuò)辦卡控，站細(xì)違規(guī)檢查卡控，流程遺漏辦理進(jìn)路卡控，防溜標(biāo)識(shí)與卡控，占線(xiàn)板一鍵快捷辦理功能和進(jìn)路預(yù)排預(yù)覽等功能。分析動(dòng)車(chē)所業(yè)務(wù)流程，挖掘動(dòng)車(chē)計(jì)劃中列車(chē)與車(chē)組間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)計(jì)如下功能。

1）設(shè)計(jì)動(dòng)車(chē)檢修段車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制功能，設(shè)計(jì)格式及編制、修改、下發(fā)、簽收功能。

2）實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)計(jì)劃簽收、修改確認(rèn)功能，實(shí)現(xiàn)列車(chē)與調(diào)車(chē)計(jì)劃自動(dòng)識(shí)別與關(guān)聯(lián)功能。

3）實(shí)現(xiàn)根據(jù)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃，自動(dòng)生成調(diào)車(chē)進(jìn)路序列功能及進(jìn)路辦理安全卡控及檢查功能。

4）實(shí)現(xiàn)列車(chē)車(chē)次號(hào)與車(chē)組號(hào)間依據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系自動(dòng)相互轉(zhuǎn)變功能。

5）車(chē)次號(hào)與車(chē)組號(hào)間人工快捷變換操作功能，優(yōu)化CTC 站場(chǎng)圖界面顯示布局。

6）實(shí)現(xiàn)車(chē)組號(hào)自動(dòng)跟蹤功能，尤其對(duì)于檢修庫(kù)線(xiàn)無(wú)采集區(qū)域，根據(jù)車(chē)組號(hào)先后順序顯示和防護(hù)功能。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

保持CTC3.0 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)站軟硬件配置不變，增設(shè)動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制終端和調(diào)車(chē)作業(yè)服務(wù)器。動(dòng)車(chē)所CTC3.0 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 動(dòng)車(chē)所CTC3.0系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Diagram of the structure of CTC 3.0 system for EMU depots

4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流向及處理邏輯

動(dòng)車(chē)所主要作業(yè)流程按照作業(yè)類(lèi)型分為列車(chē)作業(yè)和調(diào)車(chē)作業(yè)。根據(jù)CTC3.0 系統(tǒng)中列車(chē)與調(diào)車(chē)相應(yīng)信息進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖2、3 所示。

圖2 動(dòng)車(chē)所CTC3.0系統(tǒng)列車(chē)作業(yè)流程圖Fig.2 Flow chart of train operation of CTC 3.0 system for EMU depots

圖3 動(dòng)車(chē)所CTC3.0系統(tǒng)調(diào)車(chē)作業(yè)流程圖Fig.3 Flow chart of shunting operation of CTC 3.0 system for EMU depots

4.1 動(dòng)車(chē)所列車(chē)作業(yè)操作流程

步驟1：調(diào)度員下達(dá)列車(chē)計(jì)劃給值班員。

步驟2：值班員根據(jù)車(chē)站實(shí)際情況在計(jì)劃序列終端進(jìn)行始發(fā)、終到列車(chē)的方向修改和股道安排，安排完成后，通過(guò)下發(fā)階段計(jì)劃方式作用于自律機(jī)和占線(xiàn)板操作終端。

步驟3：如果設(shè)置列車(chē)自動(dòng)觸發(fā)，則指令存儲(chǔ)到CTC3.0 自律機(jī)，當(dāng)車(chē)次滿(mǎn)足自動(dòng)觸發(fā)條件時(shí)，完成接車(chē)或發(fā)出進(jìn)路的自動(dòng)觸發(fā)。

如果未設(shè)置自動(dòng)觸發(fā)，則信號(hào)員可在占線(xiàn)板操作終端進(jìn)行列車(chē)進(jìn)路辦理，對(duì)預(yù)覽界面進(jìn)路確認(rèn)無(wú)誤后，完成進(jìn)路手動(dòng)觸發(fā)。

4.2 動(dòng)車(chē)所調(diào)車(chē)作業(yè)操作流程

步驟1：動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制完成后，下發(fā)給車(chē)站值班員進(jìn)行審核確認(rèn)。

步驟2：值班員對(duì)于車(chē)組號(hào)和動(dòng)車(chē)車(chē)次、接入股道進(jìn)行設(shè)置完善，審核無(wú)誤后下發(fā)給信號(hào)員生成動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃單。

步驟3：當(dāng)系統(tǒng)判斷列車(chē)計(jì)劃股道已分配，則系統(tǒng)在動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃單中填入對(duì)應(yīng)車(chē)次的列車(chē)股道。

步驟4：如果為終到列車(chē)入庫(kù)作業(yè)，當(dāng)列車(chē)完全進(jìn)入目標(biāo)股道并產(chǎn)生報(bào)點(diǎn)后，系統(tǒng)自動(dòng)完成列車(chē)車(chē)次變換為車(chē)組信息，信號(hào)員在占線(xiàn)板終端根據(jù)該車(chē)車(chē)組號(hào)調(diào)車(chē)序列觸發(fā)該車(chē)組入庫(kù)調(diào)車(chē)進(jìn)路。

如果為出庫(kù)作業(yè)，則信號(hào)員在占線(xiàn)板終端根據(jù)該車(chē)組調(diào)車(chē)序列觸發(fā)該車(chē)組出庫(kù)進(jìn)路，當(dāng)車(chē)組跟蹤到目標(biāo)發(fā)車(chē)股道時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將車(chē)組號(hào)變換為發(fā)車(chē)車(chē)次號(hào)，進(jìn)入始發(fā)列車(chē)進(jìn)路辦理流程。

5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)CTC3.0 系統(tǒng)中列車(chē)計(jì)劃信息及調(diào)車(chē)應(yīng)具備信息，以及列調(diào)車(chē)間關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行分析，系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)和功能，如圖4 所示。

1）調(diào)度臺(tái)下達(dá)列車(chē)計(jì)劃給車(chē)站計(jì)劃管理終端；動(dòng)車(chē)段站調(diào)下達(dá)動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃給值班員的動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃管理終端。

2）動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃管理終端根據(jù)列車(chē)計(jì)劃自動(dòng)填寫(xiě)動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃的列車(chē)股道，反饋給動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制終端。

3）動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制終端簽認(rèn)后，生成動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)進(jìn)路序列。

圖4 動(dòng)車(chē)所CTC3.0業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)圖Fig.4 Design chart of operation data flow of CTC 3.0 for EMU depots

4）④車(chē)次號(hào)自動(dòng)變換為車(chē)組號(hào)，[5]車(chē)組號(hào)變換為車(chē)次號(hào)。

5）⑤占線(xiàn)板序列觸發(fā)入庫(kù)進(jìn)路，[4]占線(xiàn)板觸發(fā)出庫(kù)進(jìn)路。

5.1 動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制終端

站調(diào)通過(guò)動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制終端完成動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制工作，發(fā)送給動(dòng)車(chē)所值班員確認(rèn)，如圖5 所示。

5.2 值班員簽收功能

值班員動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃管理終端收到動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃后，值班員點(diǎn)擊“檢查股道”按鈕，根據(jù)列車(chē)計(jì)劃自動(dòng)填入到發(fā)線(xiàn)股道。點(diǎn)擊“簽收計(jì)劃”后，動(dòng)車(chē)段動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制終端“車(chē)站確認(rèn)”欄中提示已確認(rèn)。此時(shí)，動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制終端，核對(duì)值班員填寫(xiě)的到發(fā)線(xiàn)股道信息，確認(rèn)無(wú)誤后，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕，“動(dòng)車(chē)段確認(rèn)”欄變?yōu)橐汛_認(rèn)。此時(shí)完成動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃雙確認(rèn)工作。

5.3 信號(hào)員調(diào)車(chē)進(jìn)路辦理功能

系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)計(jì)算生成鉤計(jì)劃的調(diào)車(chē)進(jìn)路序列，信號(hào)員選擇相應(yīng)的作業(yè)序列進(jìn)行進(jìn)路辦理，辦理過(guò)程中判斷與列車(chē)進(jìn)路的時(shí)空沖突情況。有沖突則彈框提示，禁止辦理進(jìn)路。無(wú)沖突時(shí)，則將指令發(fā)送給聯(lián)鎖系統(tǒng)執(zhí)行。如圖6 所示。

圖5 動(dòng)車(chē)組調(diào)車(chē)計(jì)劃編制終端界面Fig.5 Terminal interface for formulating EMU shunting plans

圖6 調(diào)車(chē)進(jìn)路辦理界面Fig.6 Interface for setting shunting routes

5.4 車(chē)次號(hào)與車(chē)組號(hào)間自動(dòng)變換功能

列車(chē)完全進(jìn)入動(dòng)車(chē)所到發(fā)線(xiàn)，報(bào)點(diǎn)后自動(dòng)變更為車(chē)組號(hào)；當(dāng)車(chē)組號(hào)由庫(kù)線(xiàn)跟蹤到到發(fā)線(xiàn)股道后，系統(tǒng)自動(dòng)將車(chē)組號(hào)變更為始發(fā)列車(chē)的車(chē)次號(hào)。如圖7 所示，當(dāng)車(chē)組在到發(fā)線(xiàn)和檢修線(xiàn)間運(yùn)行時(shí)，車(chē)組號(hào)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤。

5.5 轉(zhuǎn)發(fā)格式化無(wú)線(xiàn)調(diào)度命令

需要向司機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)車(chē)指路指令時(shí)，系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃信息，快捷生成格式化無(wú)線(xiàn)調(diào)度命令轉(zhuǎn)發(fā)給司機(jī)，如圖8所示。

6 動(dòng)車(chē)所CTC3.0系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)分析

6.1 優(yōu)點(diǎn)

解決了動(dòng)車(chē)所列調(diào)協(xié)同作業(yè)的安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車(chē)所列調(diào)混合作業(yè)模式下CTC 功能的開(kāi)通，提升了動(dòng)車(chē)所整體作業(yè)的安全性和效率。

實(shí)現(xiàn)了動(dòng)車(chē)所調(diào)車(chē)計(jì)劃與列車(chē)計(jì)劃間的自動(dòng)關(guān)聯(lián)，為“入所→入庫(kù)→出庫(kù)→離所”整套動(dòng)車(chē)組作業(yè)流程提供一體化解決方案?？赏ㄟ^(guò)一個(gè)終端實(shí)現(xiàn)列車(chē)及調(diào)車(chē)的綜合作業(yè)，將CTC 系統(tǒng)中調(diào)車(chē)進(jìn)路按鈕辦理方式轉(zhuǎn)換為序列加進(jìn)路預(yù)覽的方式，提高了進(jìn)路辦理的安全性。

圖7 車(chē)次號(hào)自動(dòng)變更為車(chē)組號(hào)Fig.7 Train number automatically switched to EMU number

圖8 格式化無(wú)線(xiàn)調(diào)度命令Fig.8 Formatting a wireless dispatching command

結(jié)合動(dòng)車(chē)所實(shí)際業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)了列車(chē)車(chē)次號(hào)與調(diào)車(chē)車(chē)組號(hào)間的自動(dòng)變換功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了車(chē)組號(hào)動(dòng)態(tài)跟蹤顯示，大大的降低人工干預(yù)變更操作工作量，避免人工干預(yù)誤操作的可能，保障了工作安全。

提供動(dòng)車(chē)段編制動(dòng)車(chē)計(jì)劃終端，充分利用動(dòng)車(chē)檢修計(jì)劃掌握的車(chē)組與列車(chē)車(chē)次信息這一關(guān)鍵信息，作為CTC 系統(tǒng)后續(xù)處理列車(chē)與車(chē)組間的邏輯提供了信息輸入，為豐富CTC 系統(tǒng)的信息提供輸入端口。

相對(duì)于CCS 系統(tǒng)，CTC3.0 系統(tǒng)功能整合程度更高，計(jì)劃與控制結(jié)合更緊密，階段計(jì)劃編制與防護(hù)、收發(fā)調(diào)令和無(wú)線(xiàn)調(diào)令、列車(chē)接發(fā)車(chē)進(jìn)路預(yù)告、列控區(qū)間邏輯檢查操作與顯示功能為CTC 固有功能；而且本站與鄰站信息交互一體化程度高，避免終端取得二手信息或多終端切換操作，信息流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少，故障節(jié)點(diǎn)少；CTC3.0 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備，利于電務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化管理、維護(hù)與培訓(xùn)；而且避免設(shè)備冗余投資，投資成本低，設(shè)備利用率高。

6.2 待提升

受規(guī)范要求限制，暫時(shí)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)CTC 與動(dòng)車(chē)組管理系統(tǒng)間接口結(jié)合，導(dǎo)致動(dòng)車(chē)檢修段維修計(jì)劃需要根據(jù)動(dòng)車(chē)組管理系統(tǒng)中計(jì)劃單再由人工錄入到CTC 系統(tǒng)，存在部分重復(fù)工作。

CTC 系統(tǒng)暫時(shí)沒(méi)有部署室外車(chē)號(hào)識(shí)別裝置，僅僅從人工錄入的車(chē)組關(guān)系中提取車(chē)次號(hào)與車(chē)組號(hào)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，途徑單一。如果可以將車(chē)號(hào)識(shí)別結(jié)果融入系統(tǒng)作為校核手段，系統(tǒng)安全性將大有提升。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)動(dòng)車(chē)所CTC 系統(tǒng)使用效果不理想的現(xiàn)狀進(jìn)行了剖析，以CTC3.0 系統(tǒng)對(duì)列車(chē)和調(diào)車(chē)已有的安全防護(hù)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合動(dòng)車(chē)所作業(yè)內(nèi)容和流程特點(diǎn)，提出動(dòng)車(chē)所CTC3.0 系統(tǒng)解決方案并完成系統(tǒng)功能開(kāi)發(fā)及實(shí)施。避免了違反站細(xì)、規(guī)章條件的事故出現(xiàn)，保障動(dòng)車(chē)所運(yùn)輸指揮工作的作業(yè)安全。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車(chē)次號(hào)與車(chē)組號(hào)的自動(dòng)變更及車(chē)組號(hào)實(shí)時(shí)跟蹤防護(hù)功能，大大降低人工操作與盯控的工作量和工作壓力，改善了動(dòng)車(chē)所運(yùn)輸指揮工作裝備，提升了工作效率，具有一定的實(shí)用價(jià)值。