基于CTC3.0的大型技术站调度集中控制系统方案研究

卡斯柯信号有限公司 吴春波 王如跃 赵 凯

针对大型技术站作业流程和实施CTC3.0所面临的问题，在CTC3.0标准功能基础上，增加车站计划管理、行车技术作业大表等功能，实现了车站阶段计划编制、阶段计划实时调整和下发、技术作业大表自动生成等功能，构建计划管理和信号控制相结合的管控一体化系统，有效提高作业安全，满足铁路运输对确保接发车作业安全的现场需求，实现了接发列车从人控到机控的变革。

1.研究背景

随着我国高速铁路的大力发展，根据高速铁路具有信号设备复杂、指挥集中度高、列车速度快、行车密度大等特点，调度集中系统在CTCS的总体技术框架下，结合客运专线的行车特点，在CTC1.0基础上，进行了技术创新和性能改进,并且通过大量运用经验对调度集中的功能进行了细化，开发了CTC2.0系统，该系统可很好的满足行车指挥人员的需要，提高了行车指挥效率，成为铁路运输必不可少的基础装备。

另一方面，随着10多年的现场应用以及鉴于当时的技术水平和应用条件，CTC系统自身也存在需要进一步优化和完善的地方，尤其是近年来调度运输部门和系统维护单位向CTC系统提出了更深层次的需求和更高的要求，同时随着铁总《调度集中系统技术条件》（Q/CR 518-2016）的正式颁布实施，依据新的技术条件研制新的CTC3.0系统，该产品可适用于普速和高速铁路，将接发车全过程纳入卡控条件，同时有效解决复杂车站的计划管理问题。

但是，对于一些大型的技术作业站，在运输行车指挥上由调度所调度员、车站调度员(站调/总值班)、车场值班员三级管理模式，传统的CTC系统只适用于行调台、车站这种两级指挥模式的情景，难以满足大型技术作业站的需求。同时，由于运输部门对防错办的强烈需求，需要研究一套既要符合大型技术作业站三级管理的模式，又要满足对接发车作业流程进行防错办卡控的作业系统，即将CTC3.0与三级管理系统进行结合，在CTC3.0的系统上加入车站计划管理、技术作业大表等功能模块，同时具备防错办进路等CTC3.0专属功能，形成一套针对大型技术站的调度集中控制系统。

2.大型技术站作业流程和实施CTC3.0需要克服的问题

大型技术作业站基本工作流程是：路局调度所向车站调度员布置全站总体工作，再由车站调度员向所辖车场布置具体接发车工作。站调员从调度所收到行调台计划后，需要细化和编辑，包括出入线别、场别、到发线和到发时间，然后再通知给具体的车场值班员，列车准备进站或出站时，车场值班员口头将接发车指令传达给信号员，信号员通过联锁控显机排列列车进路；接发车作业过程中，车场值班员需要与室外的其他岗位进行接发车作业沟通等工作。大型技术站作业流程如图1所示。

图1

大型技术站实施CTC3.0系统，面临以下问题：

（1）调度计划不精确的问题

大型技术作业站一般都存在一站多场的情况，对于调度台而言，调度员一般将场与场之间的计划交由车站来进行制定，因此在调度台的运行图上只存在一个节点，使得在运行图计划上无法对于场与场之间的计划做精确拟制，从而导致一些技术作业站在开CTC时候，由于计划不准确，导致无法实现自动排路功能。因此在车站实施CTC3.0的时候需要对调度计划进行劈分，以精确制定场与场之间的计划，实现进路序列的生成。

（2）台间站重复车次、车次接续问题

一般情况下，大型技术作业车站多为台间站，其列车计划多由两个或者两个以上调度台下发，导致车站会出现由不同台下发的重复计划，如果实施CTC3.0，需要对两个台的列车接续成一趟列车。

（3）调车作业单劈分问题

由于技术作业站的各场之间的调车作业计划统一由站调楼调车区长统一编制，各场之间存在穿插作业的调车计划，所以各场的信号楼是看着同一份作业单进行作业，对于CTC3.0系统，需要解决对现车系统传过来的调车作业计划进行劈分的问题。

3.技术方案研究

为适应技术作业站在运输行车指挥上由调度所调度、车站调度(站调/总值班)、信号楼值班员三级管理模式，解决复杂车站的调度计划不精确、重复车次、调车作业劈分问题，在CTC3.0系统的基础上新增车站计划管理、行车作业流程管理（占线板）和技术作业大表几个大的功能模块，相关功能模块间可实现互动和信息共享，如图2所示，以下简述相关模块的功能和信息流转关系。

图2

图3

3.1 站调阶段计划

站调阶段计划主要使用的操作对象为站调楼中站调员、总值班、助勤和值班站长；其中站调员可从中心计划调度或CTC系统的日班计划中获取3小时阶段计划，录入后由总值班员和助勤对接发车场别、线别、机车换挂、出入线别等进行调整，最后由值班站长审核后进行下发至各场的车场值班员、信号员和外勤岗位、车站自律机等计划接收终端，各终端均需进行签收操作。其中信号员签收计划后，可通过占线板程序进行排路，整个计划数据流图如图3所示。

3.2 行车作业流程管理（占线板）

在各场的运转室以及室外的岗位，部署占线板模块软件，该软件可接收车站站调下达的车站阶段计划，并进行打印等操作。同时可与站调楼中的总值班员和助勤对列车的接发车作业进行流程流转、通知和告示等功能。其流程如下：站调楼值班站长下达站调阶段计划后，相关列车的接发车作业按照接发车的先后时间在占线板中排列，其中各场的车站值班员与信号员、室外岗位之间的行车作业可通过占线板进行业务流转。比A场的车站值班员向信号员在站线板上进行进路办理作业时，系统会提示“某某次列车XX道办理接车进路”，并将流程状态同步到各占线板上。其流程可替代原先的口头布置、复诵等工作，可大大减轻值班员和信号员的劳动强度。同时相关的作业流程完全按照规章制度进行，并有完整的系统记录。

3.3 技术作业大表

技术作业图表实现了实时绘制列车计划运行线的功能，与站调阶段计划可联动，根据站调阶段计划实时将计划线绘制在技术作业图上，站调员在作业技术大表上进行增删车作业，同步体现到站调阶段计划中，反之亦然。运行线上记录列车的计划运行时间点、接入的股道以及来向、去向。当列车实际到达或出发时，根据到达、出发时间信息绘制实际线，同时，工作人员可在实际线上标记列车在车站的技术作业时间，包括：转场时间、列检开始结束时间、货检开始结束时间、换挂机车完成时间、编组完成时间、解体完成时间、甩挂完成时间等。

4.CTC3.0功能实现

4.1 车站系统结构

系统结构如图4所示，每个车场按照一套标准CTC3.0车站设备进行设置，其中：车站服务器共用一套，车务管理终端合用。另外，在车站站调楼，增加站调员、值班站长等终端，部署车站计划管理程序和技术作业大表程序，实现车站计划调整、车场计划劈分、阶段计划下发和技术作业大表铺画，在车站外勤各列车作业相关岗位增加相关终端，部署占线板程序，实现阶段计划接收和打印、接发车作业流程联动。

图4

4.2 核心卡控功能实现

（1）进路控制功能

在该方案下，可实现CTC3.0提供的三种列车进路办理方式，即：1、占线板流程按钮触发；2、进路序列触发；3、直接操作始终端按钮。无论哪种进路办理方式，进路指令均首先下发到CTC3.0自律机进行逻辑检查，然后才发往联锁系统执行。利用目前与邻站办理闭塞的“接预”和“发预”功能，作为进路自动触发的前提条件，即接车进路只要完成“接预”操作后（占线板接预按钮呈绿色），或者发车进路只要完成“发预”操作后（占线板发预按钮呈绿色），系统根据一定的自动排路逻辑，同时可根据现场列车运行的情况，结合列车类型，达到一定的时机即自动办理接发车进路。

（2）计划一致性检查

自律机通过联锁进路表和站场拓扑数据，识别所办理进路的股道、方向和阶段计划(车站级计划)以及存储在自律机内部的列车固定径路（基本图）进行核对。如果二者不符合，则进路指令不发往联锁系统并报警提示。

（3）超限列车接发检查

自律机通过计划中的列车超限属性识别超限列车，排列超限列车进路时，自律机通过存储的车站股道运用表判断是否具备接发超限列车条件，同时通过站场实时表示和车次逻辑跟踪检查股道、区间是否存在禁止会车的情形。如果二者不符合，则进路指令不发往联锁系统并报警提示。

（4）接车股道与计划发车口不连通

自律机依据站场拓扑图和联锁进路表检查所办理接车进路，如果接车股道和该列车计划发车口在联锁进路表中不存在发车进路，进路指令不发往联锁系统并报警提示。

（5）封锁和停供电情况下进路卡控

对于设置的封锁、停电等设备状态，自律机对所办理进路进行卡控。如果进路试图使用封锁设备、电力牵引列车试图经过或进入无电区则指令不发往联锁系统，并报警提示。

（6）列车作业流程卡控

作业流程卡控通过车站增加电子占线板软件和自律机的交互来实现，值班员通过占线板软件安排需要实现的作业流程，信号员或车站其他外勤终端通过占线板软件实现流程的流转。办理进路之前，自律机检查相关作业完成状态，包括调度命令转交司机、货检完成、列检完成、防溜实施撤除等，如状态为未完成， 则不允许办理发车进路。

（7）调机进路错办卡控

系统通过对调车作业单计划和实时调机的跟踪以及调车进路的控制，实现调车进路的防错办功能。如普速《技规》第301条中规定的无隔开设备时，旅客列车进路办理时无法办理调车进路的卡控要求；电力牵引本务机调车时进入无电区段的卡控；调车进路和列车进路冲突的卡控，根据调车进路判断是否和列车计划有时间和空间的冲突，尤其对穿正调车作业进行检查判断，并对可能影响列车的调车作业流程进行监督卡控。

5.总结

大型技术作业站情况复杂，特别是在运输行车指挥上由调度所调度、车站调度(站调/总值班)、信号楼值班员三级管理模式的车站在开通CTC功能时需克服场间计划不精确、重复计划等问题，通过三级管理系统与CTC3.0技术相结合的方案可有效实现此类复杂车站的集中控制问题，通过该方案，可以构建车站级信号控制和行车作业管理的综合一体化系统。能有效提高作业安全，满足铁路运输对确保接发车作业安全的现场需求，实现了接发列车从人控到机控的变革。