普速铁路CTC中心站集中控制技术的研究与应用

李 胜，王 维

调度集中系统（CTC）在普速铁路已广泛使用，该系统具备分散自律和非常站控2种模式。CTC分散自律控制模式根据列车调度员和车站作业人员对接发车作业及调车作业进路操作权限的不同，又分为中心操作方式、车站调车操作方式和车站操作方式［1-2］。CTC控制模式中操作方式的制定主要根据调度区段作业量、车站接发车作业和调车作业量、车站设备设施情况、特殊情况等因素综合确定［3-4］。目前，配备了CTC系统的普速铁路车站仍有很大一部分采用车站操作方式及车站调车操作方式。为适应铁路运输调度指挥模式的变更，2019年底国铁集团工电部发布了《关于印发普速铁路CTC中心站集中控制技术方案的通知》（工电通号函［2019］48号文，后文简称“48号文”），该方案可对现有运输组织指挥管理模式进行调整，优化人员部署，减少作业人员，起到减员增效的作用，目前正处于推广应用阶段。

本文对普速铁路CTC集控方案进行分析研究，对其系统逻辑结构、行车组织变化以及功能特点进行阐述；同时以既有线路CTC集控方案改造为例，给出具体的改造方案，以提高对普速铁路CTC中心站集中控制技术方案的理解及认识，同时提出一些合理化建议，对于国铁集团技术方案的应用及推广起到一定的借鉴及参考作用［5-6］。

1 中心站集控方式下的网络结构

目前调度指挥系统模式为中心调度台管辖线路上若干个车站，因普速线路车站现场作业情况差异较大，根据各站接发车作业量、调车作业量、突发事件等情况制定特定的操作方案，各站分别处于中心操作、车站操作或车站调车操作方式之下。

区域集控CTC逻辑结构是在现有CTC结构基础上，将同一调度台下的多个车站按区域划分成多个中心集控台。根据作业量、站场复杂程度等，每个集控台建议控制车站数量为3～5个。每个中心站设置一个集控台，管辖中心站以及区域集控站，区域集控站的操作集中到中心站控制。原调度台下本身站场情况复杂、作业量特别大或处于局界的车站，宜维持原操作方式，不纳入集控台管理。中心站集控方式下的网络结构见图1。

图1 中心站集控方式下的网络结构

2 控制模式及主要功能

调度集中系统CTC设置了调度终端和车务终端，分别为中心调度员和车站操作人员提供分散自律控制下的操作界面。

中心站集控台具备与调度台之间进行CTC操作方式的转换功能。根据“48号文”，区域集控站的CTC设备作为应急情况下的后备手段，在应急情况下采用非常站控模式，车务终端仅具备TDCS功能。

集控台对所管辖各站具有的进路控制权限，由该站所属操作方式决定，不同操作终端在相应模式下的权限分配见表1。

表1 不同操作终端在相应模式下的操作权限分配表

3 行车组织及岗位设置

3.1 行车组织方式

调度台具备向集控台、区域集控站下发阶段计划的功能。正常状况下，中心站集控台由人工签收计划，区域集控站车务终端由系统自动签收计划；区域集控站转入非常站控时，区域集控站车务终端需由操作人员选择为人工签收方式进行计划签收。调度命令由调度台向中心站集控台和区域集控站下发，集控台同时具备调度命令的转发功能。在车站操作方式下，集控台可对列车进路序列进行修改。

列车运行计划的编制、调整、下达由列车调度员负责。集控台为分散自律下的车站操作方式，列车进路可自动触发。站内调车作业及与支线的调度作业联系、施工作业可由中心站集控台负责。当CTC设备发生故障，须转为非常站控模式时，行车、调车、施工作业由区域集控站负责。

3.2 作业岗位人员设置

集控改造后，作业人员的设置由运输组织单位制定。通常情况下如区域集控站采用车站模式，可在中心站设置车站值班员、助理值班员、行车干部等岗位，而集控站可仅保留应急情况下的值守人员及行车干部，减员效果十分明显［7］。

4 集控方案实施举例

CTC集控方案的功能结构需符合《调度集中系统技术条件》（Q/CR518—2016）。新建线路实施集控方式时，可按照调度集中系统相关规范及“48号文”要求一次实施。既有线路设备情况复杂多样，而运输作业需求相对明确，既有线车站集控方案改造根据现场设备情况及作业需求来制定。

中心站的选择综合考虑了车站规模、作业复杂程度、装车作业量、是否设有区域或专用调机等几个方面，根据作业需求选定。对于本身站场情况复杂、作业量特别大或处于局界的车站，不宜纳入集控方案改造，可维持原调度方式。

4.1 车站及中心设备改造

既有为CTC2.0车站分机的设备可利旧改造，其中硬件部分基本利旧，软件系统进行适应性修改，每个集控中心站设置一套车站服务器和集控台终端。车站服务器主要负责处理车站调监和车站计划，集控台终端数量及尺寸参照CTC技术条件按需配置［1］。

既有为CTC3.0的线路，如作为中心站的车站设有车站服务器时，仅需增设集控台终端设备，同时对系统软件功能进行修改；如未设置车站服务器，则需增设车站服务器和集控台终端。车站系统结构以及集控中心站设备连接分别见图2、图3。

图2 车站系统结构

图3 集控中心站设备连接

此外，根据增设车站服务器和集控台终端设备的情况，需对中心站既有机械室、综合值班室房屋空间进行核实，查看信号电源屏容量是否满足工程需求，必要时进行扩容改造。

CTC中心设备需根据情况相应修改应用服务器、通信服务器、总机通用设备（数据库、TD结合服务器、TDCS/CTC接口服务器等）等系统。

4.2 传输通道

既有线路CTC中心与车站之间、车站与车站之间的广域网络通常采用双通道连接，传输系统为调度集中系统车站与中心之间、车站与车站之间各提供2×2 Mb/s专线传输通道，双通道所用光缆在不同物理路径中［8］。既有虽为双通道，但由于路由器处于同一个局域网络中，因此，既有CTC系统的网络结构、通道和路由实现方式，很难避免设备单点故障所导致的数据丢失、信息数据延时或者通信中断等问题［9］。

为提高CTC系统数据传输的可靠性和安全性，CTC集控方案传输通道需实现双路传输功能。因此，集控方案改造时，如既有传输通道不满足双路传输要求，可利用既有站间、车站与中心间的双通道环路组网，调度集中车站核心设备对外提供双路数据传输服务。在网络双路独立的基础上，按双路冗余改造，实现网络上并行传输两份冗余数据，任何一路数据丢失，不影响数据的完整性［10］。

4.3 其他

根据运输需求，如区域集控站的调车作业纳入集控台进行控制，为便于调车组人员与中心站的联系，已覆盖GSM-R网络的线路，可利用该网络按需配置GSM-R手持终端设备。

5 总结与展望

普速铁路CTC集控方案是为适应铁路运输调度指挥模式变更、满足铁路发展要求、实现减员增效的形势下提出的新型技术方案。本文通过研究分析CTC集控方案的逻辑结构变化、系统控制模式及主要功能，并举例集控方案的改造内容及注意事项，对于运营维护人员理解集控系统方案及便于该方案的推广应用起到一定的借鉴和参考作用。同时，为提高设备的可用性、灵活性，可考虑保留区域集控站CTC系统设备既有操作功能，在应急情况下，如区域集控站的CTC系统设备正常，则可退回到原操作方式。