广西玉铁线进行CTC中心站集中控制改造的方案研究

于彬

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

1 概况

1.1 玉铁线概况

玉林至铁山港铁路是国家铁路网“八纵”主干道之一的洛（阳）湛（江）铁路广西段的延伸，是以货运为主、兼顾客运的区域性铁路，是广西北部湾港尤其是铁山港的重要疏港通道。铁路北起黎湛铁路玉林站，南经广西陆川、博白、浦北、合浦，终与地方铁路铁山港支线相连，为国家I 级电气化铁路，设计速度160km/h，线路全长131.68km。

玉铁线的铁路运量较小，每日办理列车接发数量约13～14 对，平均分布在24h 内，博白站每日有2～3对调车作业需求；博白站和曲樟站有工务轨道车出入，站内调车信号运行到股道，站间以列车信号运行（有计划线），玉铁线8 站都存在始发终到车次。

1.2 既有信号设备概况

玉铁线各站由广西沿海铁路股份有限公司调度中心沿海三台指挥。沿海三台目前为TDCS 2.0 调度台，沿海三台所有相关设备（应用服务器、通信服务器、网络设备等）均放置于广西沿海铁路股份有限公司调度中心普速机房。

玉铁线各站由广西沿海铁路股份有限公司钦州电务段管辖。该线各站采用列车调度指挥（TDCS）系统，区间采用64D 半自动闭塞，各站采用双机热备型计算机联锁系统，设有综合智能电源屏、信号集中检测及综合防雷设备。

既有车站及回中心通道为2M 电端口、单网模式，既有通道模式如图1 所示。

图1 既有TDCS 系统组网图

2 改造方案

2.1 系统设计原则

该线沙田站至铁山港站调度指挥设备由既有列车调度指挥（TDCS）升级改造为调度集中（CTC）设备。沙田、博白、顿谷、沙河东、曲樟、闸口、伞塘等站采用CTC 中心站集中控制，选取博白站作为中心站，集中控制沙田、顿谷、沙河东、曲樟、闸口、伞塘等站的业务办理。铁山港站CTC 系统不纳入集中控制[1]。

对沙田、博白、顿谷、沙河东、曲樟、闸口、伞塘、铁山港等站的车站联锁、信号集中监测、电源屏等其他信号系统进行适应性修改。

2.2 行车调度指挥系统

调度区划分：该线各站仍维持既有广西沿海铁路股份有限公司调度中心沿海三台调度不变。

2.3 系统架构

2.3.1 硬件架构

该方案中心站集控CTC 系统结构如图2 所示。在维持CTC 整体的体系结构不变的前提下，需在中心站增设车站服务器（作为中心站后台应用服务器使用）和集控台终端设备。车站服务器与集控台终端均接入中心站CTC 系统局域网网络。

图2 车站系统结构图

2.3.2 软件架构

在中心站集控台进行软件适应调整，主要增加中心站集控台占线图和车站服务器应用软件的部署。主要情况如下[2]：第一，对调度台运行图软件进行适应性修改，支持将调度命令和多站运行图下发给集控台值班员终端（占线图）。第二，对车站自律机软件进行适应性修改，中心站和区域集控站与车站服务器连接汇聚信息。第三，车站增设后台服务器软件，负责汇聚中心站和区域集控站的实时采集信息、进路状态信息、报点信息以及存储调度台下发的运行计划及实际报点信息。第四，车站增设占线图软件，负责接收调度台下发的运行图计划，并可对计划股道信息进行调整，并对调整后的股道进行相关《站细》检查和卡控提示。转为非常站控时，占线图切换到中心站行车日志界面，担当中心站行车日志。第五，对值班员、信号员终端软件进行适应性修改，使集控台站场图界面可以支持同时办理、操作多个车站，并具备对区域集控站应急值守终端封闭进路的办理和行车日志的操作等权限。

2.4 系统技术方案

2.4.1 总体描述

采用中心站集中控制方案的CTC 系统与传统CTC 系统存在一定的差异。传统CTC 调度指挥模式如图3 所示，调度台指挥若干车站，车站处于中心操作、车站操作和车站调车操作三种CTC 操作方式下。

图3 传统调度指挥模式

采用中心站集中控制方式后，在中心站设置集控台，将相邻多个车站的操作集中到中心站操作，CTC由三种操作方式（中心操作、车站操作和车站调车操作）变为两种操作方式（车站操作和车站调车操作），车站操作方式的车站根据需要可纳入中心站集控台，也可单独设置，车站调车操作方式的车站全部纳入中心站集控台。调度指挥方式如图4 所示。

图4 中心站集中控制调度指挥方式

在车站操作方式下，集控台具备列车股道运用和列车、调车进路办理权限；在车站调车操作方式下，集控台具备调车进路办理权限，调度台具备列车进路办理权限。在条件具备的情况下，中心站集控台具备列车计划和调度命令的编辑、下达和转发功能[3]。

区域集控站的既有车站CTC 值班员终端设备仅作为应急处置时的后备手段，可具备TDCS 功能。

2.4.2 设备方案

（1）车站分机设备

沙田、博白、顿谷、沙河东、曲樟、闸口、伞塘等站TDCS 系统升级改造为CTC 3.0 系统。车站新设自律机、车务终端、电务维护终端、网络设备、信息安全设备、通道质量监督、电源防雷等设施。各站均新设1个采集机柜和1 个工控机柜，博白站增加1 个集控服务器机柜。

（2）中心站方案

对博白站CTC 3.0 分机进行车站自律机软件、车务终端软件升级以实现集控台功能要求。

在博白站设置1 套集控台设备，在机房内新设1 套车站服务器和1 套机柜设备。

每个集控台设置1 套区域值班员终端和1 套区域集控台终端。每套终端均为双机冗余，单机故障时可切换使用。终端的具体设置如下：终端正常使用时，两台机器均部署互为冗余的软件，其中一台区域值班员终端主要显示多站调监画面，另一台显示单站画面和计划管理（占线图）界面；一台区域集控台终端主要显示多站调监画面，另一台显示占线板界面和单站画面，用以列车、调车进路的序列触发。

（3）区域集控站方案

对沙田、顿谷、沙河东、曲樟、闸口、伞塘等站CTC 3.0 分机的自律机软件、车务终端软件进行修改升级以实现区域集控功能。

各区域集控站的CTC 系统保留值班员终端设备，仅作为应急处置时的后备手段，可具备TDCS 功能。

（4）调度中心方案

南宁局调度中心需配套新设1 套通信前置服务器，用于新设CTC 3.0 分机的8 个车站开通接入；新设1 套通信连接服务器，用于调度中心与中心站集控服务器的信息交互；将既有TDCS 调度台软硬件升级为CTC 调度台，增加相应的工作站主机和显示器。对玉铁线相关调度台软件以及应用服务器、既有通信前置机、GSM-R 接口服务器、国铁集团接口服务器、T/D接口等软件进行适应性修改[4]。

2.5 网络系统

2.5.1 通道组网

依据相关标准，需将既有TDCS/CTC 组网方式和数据传输改为双路传输模式。为此，需要对此次工程所属通道环内CTC 车站及中心前置机等实施双路传输改造，进行软件修改和通道调试。

此次研究各站之间采用环形结构专用通道，FE 光端口连接方式，带宽不小于2M。

由于南宁局调度中心设备不具备FE 光端口接入条件，此次研究抽头车站回中心暂按E1/G.703 接入方式设计，并预留FE 光端口连接方式。改造后的组网方式如图5 所示。

图5 改造CTC 系统组网示意图

硬件调整：修改通道环内各车站路由器和防火墙间的网络连接，由交叉连接改为直连，实现A、B 网络间的完全独立，如图6 所示[5]。

图6 双路传输通道组网关系图

软件调整：对自律机、车务终端、中心通信前置机、应用服务器等软件进行升级，实现同时在A、B 两个网络通路上并行传输两份冗余数据，数据只传递到该网络接收的通信前置服务器，最终通信前置服务器将该网络内的数据均发往应用服务器进行两份数据的校验鉴别。保证只要有任何一路数据完整正确，就不会影响CTC 的正常功能，避免复杂传输环节中的单点故障对运输指挥的影响。

2.5.2 信息安全

中心信息安全：中心对新增的服务器、调度台终端增加加固软件，并修改中心既有信息安全设备，以满足该线接入需要。

车站信息安全：该线各车站（沙田至铁山港）均设置1 套（2 台）安全边界，并在该线车站各终端安装加固软件，以满足信息安全需要。

2.5.3 通道质量监督

中心通道质量监督：中心利用机房既有通信质量监督设备，修改相关软件以满足全线通道质量监督的接入。车站质量监督：该线各车站（沙田至铁山港）均设置1 套FE 光端口的通道质量监督设备，用于车站FE 通道的通信状态质量监督；抽头车站（沙田、铁山港）增设1 套2M 电接口的通道质量监督设备（待回中心通道改为光接口接入后拆除），用于车站回中心2M通道的通信状态质量监督。

2.5.4 车站联锁系统

玉铁线各站既有车站联锁系统为双机热备架构，联锁与调度指挥系统采用TDCS 接口协议，改造为CTC系统后，联锁设备需配合对既有联锁软件进行适应性修改，并将既有TDCS 通信协议修改为CTC 通信协议，在车站联锁操作界面设置非常站控灯，并配合调试。

2.5.5 区间闭塞

此次研究根据CTC 系统功能需求，将各站之间半自动闭塞改造为自动站间闭塞，此次研究推荐采用计轴设备实现区间占用、空闲检查，将全线列车进路排列由人工操作提升为系统依据阶段计划自动排列进路，实现全线行车作业指挥自动化。

2.5.6 电源设备

根据该方案新增系统用电情况，对各站电源屏进行扩容改造。

2.5.7 信号集中监测

信号集中监测系统需进行接口改造，新增CTC 与信号集中监测系统接口，修改信号集中监测与联锁、电源屏接口信息。

3 结语

此次研究对玉铁线进行CTC 中心站集中控制改造，以补强系统功能，提高工作效率，减少人力成本。研究方案根据现场设备的使用、维护状况，合理控制投资，满足了运营维护的需求，为保证玉铁线安全平稳运营提供了技术条件。