调度集中系统无线进路预告功能实现逻辑的研究

李晓莉

在非调度集中区段的车站，通常由车站值班员通过电台，向机车司机口头通知本站列车进路的排列情况及信号开放情况。在高速铁路车站，列车进路由车站自律机根据列车调度员的行车计划自动排列，车站值班员的作用已经弱化，甚至出现无车站值班员岗位的集控车站，这时就需要调度集中系统与GSM－R系统相结合，共同完成无线进路预告的自动发送功能。本文重点从硬件结构、软件逻辑两方面介绍一种无线进路预告功能实现的方案。

1 调度集中系统与GSM－R系统接口结构

由于GSM－R系统在车站只有覆盖范围较窄的基站设备，如果在车站实现调度集中系统与GSMR系统的结合显然不够经济，同时也存在信息覆盖重叠的难点问题。为实现GSM－R系统全线信息与调度集中系统的共享，GSM－R系统与调度集中系统的接口应在中心完成。

硬件设置上，GSM－R侧设置GRIS接口服务器，CTC侧设置CTC／GSM－R接口服务器。系统接口连接如图1所示。

图1 系统接口连接示意图

2 调度集中系统无线进路预告发送的条件

为了确保调度集中系统发送无线进路预告的准确性，在GSM－R覆盖区段，无线进路的预告发送应满足以下3个条件。

1．进路条件。CTC系统列车进路的序列应该正确，进路办理完成，有以下2点需要满足：一是当前处于按图排路状态，并且列车计划正确，保证进路序列正确生成 （可通过CTC系统界面中的“按图排路”表示灯是否亮绿灯判断）；二是实际排列的列车进路与进路序列一致，保证进路序列的状态变化与实际一致 （与进路是否自动办理无关，人工办理的进路若与进路序列中的进路一致，也可发送进路预告）。

2．车次跟踪条件。列车车次号能够正确自动跟踪，车次号位于本站与邻站的接车区间，此时系统将发送进路预告。

3．无线车次条件匹配。CTC车站自律机能够收到正确的GSM－R无线车次信息 （此信息中包含该车次的机车号信息、公里标信息），并且所收到的无线车次号与CTC系统中的车次号匹配成功。

3 调度集中系统无线车次匹配软件处理逻辑及过程

高铁列车运行分为C2和C3模式，在C2模式下运行的动车组列车能够将列车当前运行的位置（以公里标形式体现）通过无线车次号信息传出；C3模式下运行的动车组列车无法将当前运行位置通过无线车次号信息传出。在此两种情况下，调度集中系统对于车次号的匹配有以下2种模式：

1．通过从无线车次号信息中包含的公里标信息，较为精确地定位列车运行位置，从而实现车次号的精确匹配，在匹配成功后具备发送条件，称为精确匹配模式。

2．当无法准确获得列车车次公里标信息时，对无线车次号信息中包含的车次号与CTC系统中列车车次号进行匹配，若匹配成功则具备发送条件，称为模糊匹配模式。

3．1 通信前置机软件逻辑

调度集中对车次号的精确匹配和模糊匹配逻辑均由车站自律机设备完成。通信前置服务器负责从GSM－R系统获得无线车次号并进行转发，而不负责车次号匹配的逻辑判断。通信前置服务器软件处理逻辑如下：GSM－R服务器通过GRIS接口服务器将无线车次号信息传递给CTC系统；列车每越过一个列车信号机 （含站内列车信号机和区间信号机）时发送一次无线车次；CTC侧的GSM－R接口服务器实时将该信息转发到通信前置服务器；通信前置服务器在接收到GSM－R无线车次信息后，立即存储，即通信前置服务器的内部保存无线车次信息的序列，信息包含机车号、车次号、公里标 、收到时间等。

通信前置服务器存储的无线车次序列以机车号为索引。在通信前置服务器中定义各车站的大致公里标范围，该范围应至少包含其前后各一个邻站（具体范围应视车站间距离而定，如果两站间距很短，不足CTC自动排路要求的提前闭塞分区个数条件，则需包含更外方的车站）。通信前置服务器根据无线车次信息中的公里标数据，将收到的GSM－R信息发送到相关车站的自律机，并在等待车站自律机返回的无线进路预告信息时，转发给GSM－R接口服务器，最终发往GSM－R系统。这期间一条无线车次消息可能同时发往多个车站。

3．2 车站自律机软件逻辑

调度集中车站自律机，负责对通信前置服务器转发来的无线车次号信息，与CTC系统中的车次号信息进行匹配。此匹配分为精确匹配和模糊匹配2种。具体逻辑如下：

1．精确匹配逻辑。自律机根据车次号的奇偶性确定车次号的上下行方向，上行车次搜索上行信号机，下行车次搜索下行信号机，同时根据无线车次号信息中包含的公里标信息，找到公里标匹配的信号机。公里标匹配的标准是，信号机公里标与无线车次公里标差值的绝对值小于500m （自律机搜索时不限于本站，此步骤有可能搜索出多个满足匹配条件的信号机）。自律机需判断信号机反方向紧邻的第一个区段必须占用，满足此条件的信号机前方的车次能够与无线车次匹配，如果此步骤还有多个车次满足匹配条件，则优先与车次号相同的匹配。如图2所示。

图2 精确匹配逻辑示意图

2．模糊匹配逻辑。自律机根据车次号的奇偶性确定车次号的上下行方向，上行车次搜索上行信号机，下行车次搜索下行信号机。由于无线车次号信息中未包含公里标信息，因此自律机将搜索所有本站、本方向最接近占用区段上的列车车次，如果车次号一致，则完成车次号匹配逻辑。

自律机完成车次匹配逻辑运算后，将从同车次的无线车次信息中截取当前列车的机车号信息，作为发送无线进路预告的准确目标地址。在当前车站为本次列车所排列的进路完成排列且信号开放后，将向通信前置服务器发送该次列车的无线进路预告信息。最终由通信前置服务器将此无线进路预告信息传递到GSM－R系统。

4 无线进路预告信息的闭环

GSM－R系统在收到从CTC侧传递过来的无线进路预告信息后，将在自身网络中将有线传输，转换为GSM无线传输，并最终传递至线路上运行的列车之上。机车司机在收到无线进路预告后，需进行签收确认。在签收完毕后，GSM－R系统会将该签收回执按原路返回到CTC侧，最终送达车站自律机。自律机在收到该签收回执后，即停止该次列车的无线进路预告逻辑处理，形成闭环。若自律机未收到签收回执，将每隔15s进行一次重发，直至列车压入本站进路为止。

5 结束语

本文所描述无线进路预告的软件处理逻辑，是一套比较完善的方案。采用此类处理方式，可以适应所有GSM－R覆盖区段上的动车组列车。对于C2模式运行的列车，采用精确匹配方式；对于C3模式运行的列车，采用模糊匹配，软件处理较为智能，且一次投资的利用率较高。同时其闭环机制及重发机制也有效保障了无线进路预告的可靠性。

［1］ 中华人民共和国铁道部运输局．运基信号［2009］676号．列车调度指挥系统（TDCS）调度集中系统（CTC）组网方案和硬件配置标准（暂行）［S］．2009．

［2］ 中华人民共和国铁道部科技司 ．科技运函［2004］15号．分散自律调度集中系统（CTC）技术条件（暂行修订稿）［S］．2004．

［3］ 中华人民共和国铁道部科技司 ．科技运函［2008］168号，CTCS－3级列控系统 GSM－R网络需求规范（V1．0）［S］．2008．