天津西枢纽CTC控制模式研究

申雪松，张 伦，刘 东

（北京铁路局 运输处，北京 100860）

随着我国高速铁路网的逐步形成，出现很多连接 2条以上高(普) 速铁路的高速铁路枢纽站，部分枢纽站还与动车段(所) 衔接，在办理行车业务的同时兼办大量调车作业。因此，根据铁路实际作业特点对高速铁路枢纽站调度集中系统(CTC)控制模式进行优化，以保证高速铁路车务作业安全，提高作业效率。

1 CTC控制模式及应用概述

高速铁路 CTC 调度集中系统主要分为分散自律控制和非常站控 2种控制模式[1]。前者设有中心操作和车站操作 2种控制方式，均可以进行自动和人工操作；后者转换为使用车站计算机联锁终端直接操控时的备用模式，一般在 CTC 出现故障或危及行车安全时使用。

1.1 分散自律模式下的中心操作方式

分散自律控制模式采用中心操作方式时仅列车调度员对列车及调车进路有操作权，车站无操作权。当运行秩序正常时，列车按图定时刻自动触发信号，无需人工干预；在列车无法按图定时刻运行时，列车调度员需要对车站到发线和咽喉运用方案进行调整。由于列车调度员需要对调度管辖区段内所有列车进行调度指挥，中心操作方式一般适用于车站作业相对简单、列车运行秩序较好的车站。

目前北京铁路局管内除北京西站、天津西枢纽外，所有高速铁路车站均采用分散自律模式下的中心操作方式。例如，北京南站高速场作为京沪高速铁路(北京南—上海虹桥) 的起点站，设有 12条到发线，同时衔接北京动车段、北京南站城际场及普速场。目前，北京南站高速场办理京沪高速铁路动车组列车 79 对/d、确认车 1 对/d、动检车 1 对/d、回送天津动车所车底 4 对/d，以及京沪高速铁路和京津城际铁路出入北京动车段车底 32 对/d。北京南站高速场由京沪高速铁路列车调度员通过 CTC 调度分散自律模式下的中心操作方式办理接发列车作业，调度所设有列车调度员(负责行车指挥) 1 人、助理调度员(负责信号盯控、施工组织) 2 人，车站仅设有车务应急值守人员 1 人，日常不参与行车工作。

1.2 分散自律模式下的车站操作方式

当采用车站操作方式时，车站对列车及调车进路均有操作权，列车调度员对列车及调车进路均无操作权。在运行秩序正常时，列车与中心操作方式均按图定时刻自动触发信号，无需人工干预；在列车无法按图定时刻运行时，车站到发线和咽喉运用方案的调整由车站负责。车站操作一般适用于车站作业相对复杂、调车作业较多的车站。

北京铁路局管内采用分散自律车站操作方式的典型车站为北京西站。北京西站衔接京广高速铁路( 北京西—广州南) 和既有京广线、京九线(北京西—九龙)，同时衔接北京西动车所、北京机务段和北京西客车车辆整备场，办理动车组及普速客车车底出入库和机车出入库业务。在 2014年7月1日基本运行图中，北京西站高速场办理京沪高速铁路动车组列车 78 对/d、确认车 1.5 对/d、动检车 2.5 对/d、高速场出入北京动车段车底 12 对/d、高速场出入北京西动车所车底 12 对/d。北京西站根据列控设置情况将 1 至 11 道定义为“普速场”、12 至 20 道定义为“高速场”，“普速场”和“高速场”共用 1 套微机联锁设备和 CTC 调度集中设备。北京西站采用 CTC 分散自律模式下的车站操作方式，由普速场信号员和高速场车站值班员共同对北京西站的进路和信号进行控制。北京西站高速场由京广高速 1 台列车调度员通过 CTC 系统向高速场车站值班员下达列车运行阶段计划；北京西站普速场由既有线京广 1 台列车调度员通过调度指挥管理系统下达列车运行阶段计划。

2 京沪高速铁路天津西枢纽运输组织分析

由于天津西枢纽 CTC 设备在分散自律模式下可以同时满足中心控制方式和车站操作方式下办理行车的条件，通过对其运输组织进行分析，衡量 2种 CTC 控制模式下对运输组织产生的利弊关系。

2.1 天津西枢纽概况

天津西枢纽规划衔接京津城际铁路联络线、津秦(天津西—秦皇岛) 客运专线、京沪高速铁路、津保铁路(天津西—保定) 和既有京沪线，同时通过 3条动车组出入库线衔接即将开通的天津动车所。全站设有津保场(4 线)、普速场(4 线)、高速场(12 线)、城际场(6 线) 4个车场，总规模为 13 台26 线。在 2014年7月1日基本运行图中，天津西枢纽高速场办理动车组列车 26 对/d、确认车 2 对/d、动检车 1 对/d、高速场及城际场出入天津动车所车底 7 对/d，城际场办理动车组列车 3 对/d 和确认车 1 对/d。

天津西枢纽高速场、城际场共用 1 套 CTC 系统，在京沪高速铁路开通运营初期采用 CTC 中心操作方式，目前采用 CTC车站操作方式，分别设有高速场、城际场车站值班员 1 名，与北京西站类似，采用在 CTC 进路序列框中进行勾选的方式实现进路的自动触发功能。天津西枢纽普速场未纳入CTC 控制，由调度所天津集中台列车调度员负责行车调度指挥工作，设有车站值班员等行车岗位主要负责办理京沪线接发列车作业。

2.2 天津西枢纽高速场行车指挥现状

京沪高速铁路北京南—德州东段(含天津西枢纽) 目前只设有 1个列车调度台，人员配备为 1 名主调和 2 名助调[2]，京沪高速铁路行车指挥示意图如图1 所示。由于北京南站交叉较多，尤其是动车组出入库的接发车进路大部分需要进行 CTC 触发，因而其中 1 名助理调度员主要负责北京南站接发列车，以及动车组车底出入库的进路准备、开放信号和组织工作。其他中间站包括天津西枢纽的接发列车进路在正常情况下均能够根据计划进行 CTC 自动触发，因而另 1 名助理调度员主要负责沿途中间站接发列车的进路、信号监控和少量人工触发进路的工作，1 名主调主要负责管辖区段的计划下达、命令下达、事故处理及其他行车有关协调组织等工作。

2.3 天津西枢纽运输组织

由于天津西枢纽高速场在京沪高速铁路运营初期只开通 7 道至 10 道办理 8 对/d动车组列车，因而按照现有模式纳入京沪高速铁路列车调度台采用CTC 中心操作方式比较合理。但是，随着津秦高速铁路、京津城际铁路南仓联络线和天津动车所开通，枢纽管辖范围和列车办理量也日益增加，原有的控制模式难以满足未来的运输需求，因而目前铁路局调度所、天津西枢纽逐渐将 CTC 中心操作方式转换成 CTC车站操作方式。

2.3.1 控制范围和衔接方向复杂

近期天津西城际场的开通使用，天津西枢纽增加京津城际铁路北京南方向列车到发。津秦高速铁路开通后，在原基本列车运行图只办理上海方向京沪高速铁路 8 对/d动车组列车的基础上，新增对天津方向津秦高速铁路和天津动车所出入库列车的接发，天津西高速场 12条到发线全部投入使用，目前办理客运业务动车组列车 20 对/d、确认车 2 对/d、动检车 2 对/d及出入库车底 10 对/d。预计 2年内天津西枢纽津保场及京沪高速铁路至天津西间北联线开通使用，天津西枢纽高速场将增加对保定方向和北京南方向的列车接发。

按照设计规模和联锁控制范围，天津西枢纽将成为包括 4个车场、衔接 9个方向、控制 4个线路所的高速铁路枢纽站。

图1 京沪高速铁路行车指挥示意图

（1）津保场。办理津保铁路及天津动车所 2个方向接发列车。

（2）高速场。高速场控制津秦线路所、天津西线路所和曹庄北线路所，办理津秦客运专线天津站，京沪高速铁路北京南站、上海虹桥站，津保铁路徐水站[3]及天津动车所 5个方向接发列车。

（3）城际场。控制城际联线路所，办理京津城际铁路北京南站及天津动车所 2个方向接发列车。

（4）普速场。办理京沪既有线列车接发。

2.3.2 作业量大幅增加

由于天津西枢纽未来需要办理接发列车作业，同时兼顾对天津动车所的动车组车底出入库工作，列车办理量将大幅增加。天津西枢纽高速及城际场共 18条到发线，按照北京南站线均办理 6 对动车组进行测算，天津西枢纽(不含津保场和普速场) 办理接发动车组将超过 100 对/d。同时，按照天津动车所夜间集中检修能力测算，天津西枢纽还需要办理 20～30 对/d 动车组车底出入天津动车所。

3 天津西枢纽 CTC 控制模式方案比选

随着高速铁路枢纽站作业量和作业难度的增加，CTC 中心操作方式无法满足日常工作需要，考虑采用维持 CTC 中心操作方式增加调度人员(方案Ⅰ) 和改为 CTC车站操作方式增加车站作业人员(方案 Ⅱ) 2种解决方案。

3.1 方案Ⅰ

方案Ⅰ指维持 CTC 中心操作方式，拆分优化列车调度台[4]。根据京沪高速铁路开通初期调度台设置方案，京沪高速铁路北京铁路局列车调度台以廊坊站为界划分为京沪一台、二台，CTC 调度指挥终端也已经按 2个调度台配置，后期因行车指挥需要京沪高速铁路仅设 1个调度台，另 1 套设备处于备用状态，北京铁路局调度大厅搬迁后只留 1 套新调度台设备。京沪高速铁路开通初期，在调度台设计方案中，京沪高速铁路一台主要负责北京南站接发列车及动车组出入库，兼顾廊坊 1个中间站的信号监督工作；京沪高速铁路二台主要负责天津西枢纽高速场和城际场接发列车及动车组出入库，兼顾天津南、沧州西、德州东 3个中间站的信号监督工作。如果按原设计方案拆分列车调度台，每班需要增加主调 1 人，缓解调度员工作强度过大的问题。方案Ⅰ的优点是保证高速铁路调度的集中指挥，维持全线各单位统一的管理流程模式；缺点是需要对调度大厅部分调度台的布局进行较大规模调整。

3.2 方案 Ⅱ

方案 Ⅱ 指改为 CTC车站操作方式，优化车站运输组织。天津西城际场、高速场为 2 套独立联锁和独立操纵控显终端，在改为 CTC车站操作方式后，将天津西城际场、高速场的操纵控显终端各设置 1 名车站值班员，按4班制需要增加 4 名车站值班员。方案 Ⅱ 的优点是降低列车调度员的工作强度，由车站直接组织各方向接发列车组织工作，不仅有利于调度员更加专注于运行指挥，而且可以提高车站作业计划管理的精细度。方案 Ⅱ 有以下缺点：①CTC 中心操作方式增加一级行车指挥层级和作业人员，结合部增加，降低作业效率；②车站值班员对于新技术新设备的接受能力不足，需要后期加强业务培训和盯控力度。

4 结束语

高速铁路枢纽站在运输组织中的作用逐步显现，随着运输组织繁忙和复杂程度的大幅增加，现有的调度指挥及 CTC 控制方式将不能适应新的运输发展需要。上述 2个方案在技术上均具有参考价值，结合全国各调度所实际情况，如果从模式统一、管理高效的角度考虑优先选择方案Ⅰ，如果从降低调度员劳动强度、提高调度指挥和车站作业质量的角度方面考虑优先选择方案 Ⅱ。

[1]李映红，王长林，乐逸祥，等. 既有线提速200 km/h行车组织[M]. 北京：中国铁道出版社，2007.

[2]彭其渊. 客运专线运输组织[M]. 北京：科学出版社，2007.

[3]崔华伟. 津保铁路引入保定地区方案探讨[J]. 铁道运输与经济，2014，36(2)：20-24，66.

[4]邹 峰. 武广高铁调度属地化管理列控及CTC系统切割技术探讨[J]. 铁道通信信号，2012，48(11)：35-37，46.