童榮軍

（中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司杭溫工程建設(shè)指揮部，杭州 311215）

1 概述

TDCS為鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鐵路各級(jí)行車調(diào)度對(duì)列車運(yùn)行實(shí)行透明指揮、實(shí)時(shí)監(jiān)督調(diào)整、覆蓋全路的現(xiàn)代化鐵路列車指揮系統(tǒng)。CTC為鐵路調(diào)度集中系統(tǒng)，對(duì)管轄區(qū)段內(nèi)的列車和調(diào)車作業(yè)進(jìn)行指揮和管理，通過聯(lián)鎖、列控、區(qū)間閉塞等信號(hào)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)調(diào)度集中控制。

隨著鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮模式的變更以及適應(yīng)新時(shí)代背景下鐵路運(yùn)輸發(fā)展的迫切需求，普速鐵路CTC中心站集中控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，將進(jìn)一步提高鐵路運(yùn)輸指揮的自動(dòng)化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸部門減員增效的生產(chǎn)目標(biāo)。CTC中心站集中控制技術(shù)是將中心站相鄰多個(gè)車站作為區(qū)域集控站納入中心站集控臺(tái)集中控制，一個(gè)中心站管轄集控站一般不超過9個(gè)。

2 CTC中心站集中控制調(diào)度指揮方式

調(diào)度集中系統(tǒng)包括分散自律控制和非常站控2種模式?，F(xiàn)有CTC調(diào)度指揮模式如圖1所示，分散自律控制模式包括中心操作、車站調(diào)車操作和車站操作3種方式。

圖1 CTC現(xiàn)有調(diào)度指揮方式示意Fig.1 The existing CTC dispatching command mode

采用中心站集中控制后，CTC由3種操作方式（中心操作、車站操作和車站調(diào)車）變?yōu)?種操作方式（車站操作和車站調(diào)車）。車站操作方式車站根據(jù)需要可納入中心站集控臺(tái)，也可單獨(dú)設(shè)置，車站調(diào)車方式車站全部納入中心站集控臺(tái)。調(diào)度指揮方式如圖2所示。

圖2 中心站集中控制調(diào)度指揮方式Fig.2 Centralized control dispatching command mode at central station

3 工程技術(shù)方案研究

根據(jù)調(diào)度臺(tái)管轄范圍內(nèi)各站的車站規(guī)模、車站性質(zhì)、行車密度、運(yùn)輸組織和管理現(xiàn)狀等綜合因素，確定各車站在CTC中心站集中控制方案下的操作方式。如車站為區(qū)段站，調(diào)車作業(yè)量較大、銜接多條專用鐵路、車站作業(yè)較為復(fù)雜，可作為車站操作車站不納入中心站集中控制，除此之外各車站無特殊情況即可選擇納入中心站集中控制。

工程建設(shè)內(nèi)容主要為新建調(diào)度臺(tái)中心站集中控制中心，對(duì)既有中心TDCS調(diào)度臺(tái)進(jìn)行CTC升級(jí)，各車站TDCS站機(jī)升級(jí)為CTC站機(jī)，新建CTC網(wǎng)絡(luò)及安全系統(tǒng)等。

3.1 納入中心站集中控制的條件

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車站、中間站可納入中心站集中控制，集控臺(tái)管轄車站應(yīng)屬同一個(gè)調(diào)度臺(tái)管轄范圍。

對(duì)于既有區(qū)域聯(lián)鎖車站，必須先進(jìn)行區(qū)域聯(lián)鎖拆分，完成區(qū)域聯(lián)鎖車站各聯(lián)鎖系統(tǒng)獨(dú)立后，方可滿足CTC中心站集中控制改造條件。

對(duì)既有存在半自動(dòng)閉塞發(fā)車口的車站，需進(jìn)行自動(dòng)站間或自動(dòng)閉塞改造，以滿足CTC發(fā)車進(jìn)路自動(dòng)觸發(fā)功能。

對(duì)于樞紐站、區(qū)段站、存在調(diào)車作業(yè)較多車站，或既有信號(hào)設(shè)備不滿足CTC升級(jí)條件的6502電氣集中聯(lián)鎖車站，不建議納入集中控制。

3.2 調(diào)度所改造

既有調(diào)度臺(tái)為TDCS調(diào)度臺(tái)，升級(jí)為CTC調(diào)度臺(tái)，在調(diào)度所新設(shè)CTC數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用平臺(tái)1套（包含應(yīng)用服務(wù)器和配套軟硬件以及安全計(jì)算環(huán)境，采用雙機(jī)熱備、互為冗余的方式），同步修改調(diào)度臺(tái)軟件，并完成CTC系統(tǒng)以及與相關(guān)接口系統(tǒng)的調(diào)試，通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及接口服務(wù)器等設(shè)備利舊。

3.3 站段級(jí)CTC行車指揮中心建設(shè)

為實(shí)現(xiàn)普速鐵路CTC中心站集中控制，并結(jié)合鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮模式最新的變革方向，可實(shí)施車務(wù)段站段級(jí)CTC行車指揮中心技術(shù)方案，將車務(wù)段管內(nèi)各站的行車調(diào)度指揮功能整合至站段級(jí)的行車指揮中心，從而提升運(yùn)輸效率及效益。

在調(diào)度臺(tái)管轄車站所屬的車務(wù)段機(jī)關(guān)附近新建站段級(jí)行車指揮中心大樓，含通信、信號(hào)設(shè)備機(jī)房、CTC調(diào)度大廳、間休室、辦公室、會(huì)議室等。將調(diào)度臺(tái)管內(nèi)中心站的相關(guān)CTC設(shè)備設(shè)置于新建的車務(wù)段行車指揮中心信號(hào)機(jī)房內(nèi)；相關(guān)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備設(shè)置于通信機(jī)房內(nèi)，將CTC設(shè)備納入CTC系統(tǒng)廣域網(wǎng)通道環(huán)網(wǎng)中；中心站集控臺(tái)設(shè)于指揮中心CTC調(diào)度大廳。同時(shí)指揮大廳和機(jī)房的建設(shè)可為遠(yuǎn)期車務(wù)段管內(nèi)其他線路CTC中心站接入預(yù)留條件。

信號(hào)機(jī)房設(shè)備：包括CTC中心站服務(wù)器、CTC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信質(zhì)量監(jiān)督、集中監(jiān)測(cè)設(shè)備、機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)控設(shè)備、智能型綜合電源屏及UPS不間斷電源（含蓄電池）。

通信機(jī)房設(shè)備：包括高頻開關(guān)電源及UPS不間斷電源（含蓄電池）、傳輸設(shè)備、接入網(wǎng)ONU設(shè)備、光纖配線架、數(shù)字配線架、綜合柜（放置動(dòng)環(huán)設(shè)備、協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、綜合接入設(shè)備等），防雷箱。

集控臺(tái)：包括中心站調(diào)度員工作站、助理調(diào)度員工作站、調(diào)監(jiān)工作站等。主要完成信號(hào)設(shè)備顯示與操作、車次號(hào)顯示與操作、進(jìn)路表顯示與操作、軌道電路分路不良顯示與操作、接觸網(wǎng)供電狀態(tài)顯示與操作、歷史數(shù)據(jù)記錄與回放等功能。

3.4 車站升級(jí)改造

將車站TDCS站機(jī)設(shè)備升級(jí)或更新為CTC站機(jī)設(shè)備；修改計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）軟件，更新CTC/CBI間通信協(xié)議，增加車站聯(lián)鎖操作界面非常站控?zé)麸@示；增加直流轉(zhuǎn)轍機(jī)限時(shí)保護(hù)措施并納入車站集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，同步修改集中監(jiān)測(cè)軟件；存在半自動(dòng)閉塞發(fā)車口的車站，將半自動(dòng)閉塞修改為自動(dòng)站間閉塞或者自動(dòng)閉塞，以滿足CTC分散自律模式下車站發(fā)車進(jìn)路自動(dòng)觸發(fā)功能；擴(kuò)容各車站既有電源屏容量，為車站新增設(shè)備供電；對(duì)調(diào)度臺(tái)相鄰調(diào)度臺(tái)進(jìn)行鄰站透明修改。

3.5 CTC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

鐵路局調(diào)度中心局域網(wǎng)由核心交換機(jī)、樓層交換機(jī)、列頭交換機(jī)、接入路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成。車站CTC局域網(wǎng)由車站交換機(jī)和車站路由器組成，均采用冗余雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。CTC廣域網(wǎng)包括相鄰路局中心之間、中心與車站之間、車站與車站之間的廣域網(wǎng)絡(luò)，采用雙通道連接。

車站廣域網(wǎng)在既有TDCS單環(huán)網(wǎng)通道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上升級(jí)或新建雙環(huán)網(wǎng)通信通道，將新建的CTC中心站設(shè)備納入CTC雙通道環(huán)網(wǎng)，各車站之間以及車站與路局調(diào)度所之間可采用FE（光）或E1（2M）通道，廣域網(wǎng)的A、B雙網(wǎng)完全獨(dú)立且相互隔離。CTC區(qū)域集控臺(tái)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽馊鐖D3所示。

圖3 CTC區(qū)域集控臺(tái)網(wǎng)絡(luò)示意Fig.3 Network diagram of CTC regional centralized console

車站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)雙網(wǎng)傳輸，對(duì)車站局域網(wǎng)進(jìn)行適應(yīng)性修改，調(diào)整車站路由器與車站網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)（或防火墻）間的連接方式，取消路由器與安全網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)（或防火墻）間的交叉連接，使局域網(wǎng)中的A、B網(wǎng)完全獨(dú)立開來，保證雙環(huán)網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)互不影響。

調(diào)度中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)雙網(wǎng)傳輸，修改中心核心路由器、核心交換機(jī)以及通信前置服務(wù)器所在的列頭網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、通信前置服務(wù)器以及相關(guān)運(yùn)維服務(wù)器的軟件，實(shí)現(xiàn)雙路數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收及判定。并同步修改中心網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的軟件策略，更新中心通信質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)的監(jiān)控軟件。

中心站及車站分別設(shè)置通信質(zhì)量監(jiān)督設(shè)備，對(duì)CTC網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以保障各網(wǎng)點(diǎn)設(shè)備間信息可靠傳輸。

3.6 實(shí)施步驟

工程建設(shè)過程中，受工期及現(xiàn)場條件制約等因素影響，調(diào)度臺(tái)、中心站集控臺(tái)、車站各系統(tǒng)改造可分步實(shí)施，可先進(jìn)行車站、調(diào)度臺(tái)CTC系統(tǒng)升級(jí)（開通TDCS功能）。后期中心站集控站建設(shè)完成后，一并開通CTC集中控制功能。

4 運(yùn)輸功能試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

為滿足工程建設(shè)后調(diào)度臺(tái)、中心站集控臺(tái)、各車站CTC功能正常，對(duì)鐵路局調(diào)度臺(tái)管轄范圍內(nèi)CTC運(yùn)輸功能進(jìn)行驗(yàn)證，確保車次跟蹤、階段計(jì)劃、調(diào)度命令等CTC功能性完整。

4.2 運(yùn)輸試驗(yàn)驗(yàn)證原則

優(yōu)先保證TDCS功能（車次跟蹤、階段計(jì)劃、調(diào)度命令）正常，在確保TDCS功能正常情況下進(jìn)行CTC功能驗(yàn)證；中心站集中控制CTC功能逐級(jí)深化驗(yàn)證；實(shí)車驗(yàn)證（試運(yùn)行）。

4.3 TDCS功能驗(yàn)證

CTC系統(tǒng)改造完成后調(diào)度臺(tái)、中心站集控臺(tái)、各車站設(shè)置為非常站控模式，進(jìn)行TDCS功能驗(yàn)證，確保TDCS系統(tǒng)功能正常且穩(wěn)定。

調(diào)度計(jì)劃由調(diào)度臺(tái)從日班計(jì)劃獲取，進(jìn)行計(jì)劃編輯后下達(dá)至集控臺(tái)，再由集控臺(tái)進(jìn)行計(jì)劃再編輯后下達(dá)至全線各車站，集控臺(tái)此期間核查股道分配情況。

調(diào)度命令由調(diào)度臺(tái)編輯后下發(fā)至集控臺(tái)和各管轄車站。

鄰站預(yù)告，驗(yàn)證正常鄰站預(yù)告功能。

4.4 CTC功能驗(yàn)證

4.4.1 站細(xì)驗(yàn)證

對(duì)各車站股道屬性、股道接車優(yōu)先級(jí)、高低站臺(tái)、股道超限車禁會(huì)檢查、道岔轍岔號(hào)檢查進(jìn)行功能性驗(yàn)證。

1）股道屬性驗(yàn)證

在運(yùn)行圖終端分別繪制上行與下行客車、貨車、超限車通過計(jì)劃，選擇修改所有股道；在運(yùn)行圖終端分別繪制上行與下行客車、貨車、超限車到開計(jì)劃，選擇修改所有股道；在控顯終端人工排列車站所有股道接車、貨車、超限車接車進(jìn)路。核對(duì)運(yùn)行圖、控顯卡控提示與站細(xì)文件要求是否一致。

2）股道接車優(yōu)先級(jí)

分別繪制各車站客車、貨車、超限車的上、下行到開、通過進(jìn)路。核對(duì)客車、貨車、超限車股道自動(dòng)分配優(yōu)先級(jí)與站細(xì)文件是否一致。

3）高低站臺(tái)

檢查調(diào)度臺(tái)、集控臺(tái)、各車站控顯所有車站所有股道高低站臺(tái)顯示；繪制客車到開計(jì)劃，設(shè)置營業(yè)時(shí)間不為0，選擇修改所有可選股道；針對(duì)所有能接客車的股道排列接客車進(jìn)路。核對(duì)控顯示卡控與站細(xì)文件要求是否一致。

4）股道超限車禁會(huì)檢查

所有相鄰股道兩兩一組，在其中一個(gè)股道上增加超限車車次號(hào)，人工選排排列另一個(gè)車次在另外一個(gè)股道的接車進(jìn)路，不勾選強(qiáng)制執(zhí)行。檢查針對(duì)超限車禁止會(huì)車的兩個(gè)股道，點(diǎn)擊進(jìn)路選排確定按鈕后是否會(huì)彈出“某軌與某軌之間超限車與超限車禁會(huì)”。

5）道岔轍岔號(hào)檢查

各車站人工分別選排所有經(jīng)過某個(gè)道岔的側(cè)向客車與貨車進(jìn)路。核對(duì)控顯人工選排進(jìn)路對(duì)話框是否提示“客車不能辦理12號(hào)道岔以下的側(cè)向進(jìn)路”“貨車不能辦理9號(hào)道岔以下的側(cè)向進(jìn)路”。

4.4.2 進(jìn)路觸發(fā)機(jī)制

模擬特快、客車、貨車等不同列車類型通過進(jìn)路、接車進(jìn)路、發(fā)車進(jìn)路分別滿足時(shí)間與地點(diǎn)觸發(fā)條件。核對(duì)所有類型車的時(shí)間與地點(diǎn)觸發(fā)機(jī)制與配置是否相符。

4.4.3 按圖行車

各車站正線通過或到開，按運(yùn)行圖表觸發(fā)進(jìn)路。

4.4.4 控制模式轉(zhuǎn)換

調(diào)度臺(tái)、中心站集控臺(tái)、各車站，非常站控與分散自律控制模式轉(zhuǎn)換，中心操作、車站操作與車站調(diào)車3種操作方式轉(zhuǎn)換。核對(duì)操作方式是否轉(zhuǎn)換成功，相關(guān)指示燈及彈框是否正確顯示。

4.4.5 供電臂核對(duì)

在調(diào)度臺(tái)、中心站集控臺(tái)依次設(shè)置所有供電臂區(qū)段無電。核對(duì)每個(gè)供電臂無電區(qū)段范圍與車站實(shí)際是否一致。

4.4.6 進(jìn)路預(yù)告驗(yàn)證

選擇車載注冊(cè)過的試驗(yàn)車，在調(diào)度臺(tái)、中心站集控臺(tái)觀察進(jìn)路預(yù)告報(bào)警。列車進(jìn)入?yún)^(qū)間，進(jìn)路觸發(fā)后，開始發(fā)送進(jìn)路預(yù)告，觀察各站進(jìn)路預(yù)告發(fā)送報(bào)警以及對(duì)應(yīng)機(jī)車回執(zhí)報(bào)警。

4.4.7 無線調(diào)令驗(yàn)證

調(diào)度臺(tái)編輯無線調(diào)令下發(fā)至中心站集控臺(tái)、管轄范圍車站、試驗(yàn)機(jī)車。核對(duì)機(jī)車接收調(diào)度臺(tái)無線調(diào)令是否正常，機(jī)車接收中心站集控臺(tái)和車站轉(zhuǎn)發(fā)無線調(diào)令是否正常。

4.4.8 中心站集中控制CTC功能驗(yàn)證

此階段主要驗(yàn)證中心站集中控制下CTC功能，可采用按調(diào)度計(jì)劃自動(dòng)觸發(fā)模式試驗(yàn)。由調(diào)度臺(tái)編輯調(diào)度計(jì)劃后下達(dá)至集控臺(tái)，集控臺(tái)補(bǔ)充/調(diào)整股道信息后、修改觸發(fā)方式下達(dá)至各車站自律機(jī)，核對(duì)調(diào)度臺(tái)計(jì)劃下達(dá)是否成功，核對(duì)集控臺(tái)計(jì)劃接收回執(zhí)顯示，集控臺(tái)股道修改、觸發(fā)方式修改，階段計(jì)劃下達(dá)；各站終端計(jì)劃接受是否正常。由調(diào)度臺(tái)編輯調(diào)度命令下達(dá)至集控臺(tái)及各車站，核對(duì)調(diào)度臺(tái)調(diào)度命令下達(dá)，各站簽收狀態(tài)顯示，集控臺(tái)及各站調(diào)度命令接受是否正常。

4.5 實(shí)車驗(yàn)證

按照運(yùn)行基本圖中交路情況，進(jìn)行實(shí)車驗(yàn)證試驗(yàn)。

管內(nèi)各車站轉(zhuǎn)為車站操作方式，在車站CTC車務(wù)終端上以按鈕排列方式排列列車、調(diào)車進(jìn)路，在調(diào)度臺(tái)、中心集控臺(tái)進(jìn)行站細(xì)功能試驗(yàn)。

管內(nèi)各車站轉(zhuǎn)為車站操作方式（在按圖排列和計(jì)劃控制下），以人工觸發(fā)進(jìn)路序列的方式排列列車進(jìn)路，以按鈕排列方式排列調(diào)車進(jìn)路。

管內(nèi)各車站轉(zhuǎn)為車站操作方式（在按圖排列和計(jì)劃控制下），以自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路序列的方式排列列車進(jìn)路，以按鈕排列方式排列調(diào)車進(jìn)路。

管內(nèi)各車站轉(zhuǎn)為（或維持）基本操作方式（在按圖排列和計(jì)劃控制下），中心站集控臺(tái)以自動(dòng)觸發(fā)方式排列列車進(jìn)路，車站以按鈕排列方式排列調(diào)車進(jìn)路。

實(shí)車驗(yàn)證周期，可根據(jù)調(diào)度臺(tái)、中心站集控臺(tái)管轄車站規(guī)模以及線路運(yùn)輸行車密度等因素確定，最終滿足CTC系統(tǒng)鐵路運(yùn)輸功能的完整性需求。

5 結(jié)束語

本文主要討論了信號(hào)系統(tǒng)相關(guān)改造內(nèi)容，但工程建設(shè)過程中，須將諸如調(diào)度大廳、通信信號(hào)機(jī)房建設(shè)、外電引入、通信通道建設(shè)、通信入網(wǎng)等相關(guān)工程一并實(shí)施，滿足整體工程的建設(shè)需求。在CTC中心站集中控制系統(tǒng)工程的各個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)，須制定周密詳盡的施工計(jì)劃，嚴(yán)控工程建設(shè)安全風(fēng)險(xiǎn)事項(xiàng)，需要通信、信號(hào)、電力、建筑各專業(yè)間緊密結(jié)合，確保工程建設(shè)順利實(shí)施。

通過本項(xiàng)目的實(shí)施，CTC中心站集中控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鐵路調(diào)度指揮的集約化管控，達(dá)到了降本增效的目的。將各個(gè)車站值班員、信號(hào)員和站調(diào)人員全部集中到集控臺(tái)，現(xiàn)場車站只保留外勤車號(hào)員、調(diào)車組人員，從而提高了中心調(diào)度臺(tái)計(jì)劃編制、行車組織、施工協(xié)調(diào)和信息的管理能力，提高裝備信息化和智能化水平，真正實(shí)現(xiàn)減員增效。

通過中心站集中控制系統(tǒng)的建設(shè)，可將車務(wù)段CTC中心站集中控制、安全生產(chǎn)指揮、客運(yùn)綜控旅服、區(qū)域貨運(yùn)調(diào)車指揮等功能性應(yīng)用集中整合形成車務(wù)段綜合調(diào)度指揮中心系統(tǒng)。功能覆蓋區(qū)域調(diào)度中心、車站、客運(yùn)、貨運(yùn)、機(jī)務(wù)、車輛、施工等鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)相關(guān)部門和專業(yè)，綜合實(shí)現(xiàn)現(xiàn)車管理、行車指揮、集中控制、機(jī)務(wù)管理、車輛管理、施工管理、裝卸車管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能。從而對(duì)車務(wù)運(yùn)輸系統(tǒng)的集成、集約、信息化管理，更好的服務(wù)于人民，為實(shí)現(xiàn)新時(shí)代背景下人民對(duì)出行的迫切需求打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。