调度集中系统在普速铁路运用方案探讨

王强，费振豪

（1.中国国家铁路集团有限公司工程设计鉴定中心，北京100844；2.卡斯柯信号有限公司，上海200071；3.上海市铁路智能调度指挥系统工程研究中心，上海200071）

我国调度集中系统（CTC）经过最近20年的快速发展，目前已实现自动排路、安全卡控、计划管理、命令管理、无线进路预告、临时限速等功能，并在高铁实现全覆盖，普速铁路也正在加快推进应用之中，比较好地满足了铁路运输指挥安全、高效的需要。但随着我国铁路网建设的不断完善，运输需求逐渐提升，CTC在应用中的一些问题，尤其是在普速铁路应用的问题也逐步暴露出来。文献[1]提到现有调度集中系统在运输过程中各分系统关系不协调、运输组织规划不完善等；文献[2]提到既有CTC系统功能存在区域化割裂现象、系统部署灵活性较低等问题；文献[3]提到在客货运发展的新形势下，运输调度集中统一指挥能力在不断弱化。以上相关文献指出在运输组织方式、管理模式和技术层面上，CTC系统的一些适配性问题。普速铁路推广应用CTC是铁路发展的趋势，为提升CTC在普速铁路运用的可行性，深入分析普速铁路特点及CTC系统的运用现状，提出CTC在普速铁路的运用方案。

1 CTC发展历程

调度集中系统源于美国，1927年首次在纽约中央铁路应用，并命名为CTC系统。CTC系统的集中控制有效减少了现场运输人员的投入，在欧美、日本得到广泛应用。我国于20世纪60年代开展CTC系统研发，可将这一时代的CTC系统称为CTC1.0系统，但由于当时通信技术制约、列车调车频繁收放权等因素，CTC1.0系统在我国没有得到成功应用。

2003年，在分析我国铁路运输的特殊性后，原铁道部组织研究开发了适应我国国情的分散自律CTC系统，并于2004年发布了《分散自律调度集中系统（CTC）技术条件》（暂行修订稿）（科技运函〔2004〕15号），可称之为CTC2.0系统，并成功在西宁—哈尔盖段铁路开通使用。分散自律CTC系统的显著特征是根据不同车站作业性质，创新地提出了中心操作、车站调车和车站操作3种操作方式。3种操作方式下可根据车站实际作业情况，分别对列车进路、调车进路控制权限在中心调度员和车站值班员之间进行合理分配，也可进行动态切换。3种操作方式的提出，较好地解决了CTC1.0系统中列车调车频繁收放权的问题，实现了中心调度员和车站值班员之间的协同工作。另外，CTC2.0系统实现了封锁区段禁入防护、分路不良区段确认空闲防护、无网停电区段禁入电力牵引机车防护、超限列车接发股道防护、办客列车停靠站台股道防护等一系列安全卡控措施，提高了行车作业的安全性。

随着技术发展和总结CTC系统在普速铁路和高速铁路的应用经验，原中国铁路总公司在2016年推出了Q/CR 518—2016《调度集中系统技术条件》，该技术条件将高铁中新增功能和接口进行了详细规定，同时也纳入普速铁路的列车、调车一体化控制，进一步提升了CTC系统的安全性、适用性，应用该技术条件标准的系统称之为CTC3.0系统。2019年，在CTC3.0系统的基础上，提出“中心站+区域集控站”（简称中心站集控）方案，进一步减少了调度员的工作量，并提高了车站作业集中办理能力。

CTC系统针对调度指挥特点，相应整合了调度员工作内容，行调岗位设置列车调度员、助理调度员。列车调度员主要负责列车运行图调整、列车调整计划的及时下达、列车到发线的合理运用；助理调度员负责列车运行监控、非正常情况下信号直接控制，以及调度命令拟制下达等工作。CTC系统的运用，促使调度和车务工作分工以及人员配置发生了变化［4］。

2 普速铁路CTC运用状况分析

截至2019年底，全路应用CTC系统的线路达6.1万km，除高铁实现了全覆盖外，在普速铁路运用达到2.6万km，其中中心操作方式车站占32.7%，车站调车方式车站占27.4%，车站操作方式车站占39.9%。然而，相对于高速铁路而言，普速铁路CTC系统的运用情况尚不理想，主要原因如下：

（1）普速铁路由于运输组织模式的原因，列车种类较多、车站作业多，尤其是调车作业较频繁、货运列车运用时分不确定、天窗时间不确定等因素，造成计划临时调整较多的情况，在一定程度上影响了CTC系统按图排路的兑现率和系统功能的正常发挥［5-6］。由于调度员在组织行车的同时，还需要兼顾施工命令等工作，如果在调度台划分不尽合理、调度员人员配备不足等情况下，调度员工作量是较为繁重的［7］。因此，普速铁路CTC调度员普遍反映工作强度大、压力大等。

（2）目前已建成使用的CTC系统中绝大多数属于CTC2.0设备。CTC2.0系统具备控制区段内所有列车进路计划自动办理功能，人工只在必要时进行适当干预，如大站自触时机的选择、大站股道运用调整、非正常情况下人工办理等，列车进路办理效率大幅提升，但CTC2.0系统在调车功能上相对薄弱，由于没有实现与现车系统结合，缺乏准确、自动化的调车计划来源，使得系统调车进路自动化触发未能实用化，而调车进路控制上又存在一定的多变性和灵活性，对于调车作业频繁的客、货运站而言，在实际运用中，大多技术站采用CTC系统的车站操作或车站调车方式，甚至作业人员宁可使用按钮按压的方式来办理调车进路，导致无法体现CTC系统集中一体化操作的功能优点［8］。

（3）为使CTC系统实现联锁设备自动触发、车机联控等功能的良好运用，车站采用计算机联锁设备，沿线覆盖GSM-R网络等相关配套装备是必要的。目前全路普速铁路计算机联锁的覆盖率约为50%，GSM-R网络覆盖率约为30%，也影响了CTC系统更好地推广运用［9-10］。

3 CTC3.0系统和中心站集控方案

近年来，面对普速铁路运输组织的复杂性，以及大型枢纽和技术作业站的一些特别应用需求，为了更好地提升CTC的运用效果，在CTC2.0系统基础上进一步开展研发和功能提升，形成了CTC3.0系统方案和CTC中心站集控方案。

3.1 CTC3.0系统

CTC3.0系统针对CTC2.0系统在普速铁路运用的不适应性，主要在以下3个方面进行了功能提升：一是将CTC2.0系统的计划由调度员直接下达至自律机设备，优化为调度员至车站值班员再到自律机设备，赋予车站值班员对调度员计划进行细化补充的职权，解决了一站多场等枢纽站调度员无法掌握股道运用和站间线别选择问题；二是实现了调车进路自动化控制，与现车系统进行结合，解决了调车作业计划来源的问题，调车进路办理实现了无信折返道岔自动单锁、分路不良区段道岔自动单锁、调机号自动跟踪等功能，真正实现列车调车进路一体化控制；三是CTC3.0系统纳入防溜、上水、吸污、乘降、列检、货检等作业流程作为进路办理的前提条件，进一步提升了技术站的行车作业安全保障。

3.2 CTC中心站集控方案

该方案以“减轻调度员工作强度、集中化车站工作”为指导原则，在既有CTC体系的基础上，采用“中心站+区域集控站”方案，即由中心站值班员和信号员实现对多站的集中操控（见图1）。CTC运用方式只保留车站操作和车站调车2种，将调度员的股道运用和信号执行、监督的相关工作下放至中心站值班员，将中心站周边若干集控站的列车、调车进路办理统一集中至中心站。中心站设置集控台，为值班员提供统一的计划管理、股道运用和信号执行、监督界面。该方案可有效分担普速铁路调度员的工作强度，多站集中又可有效解决行车密度小、调车作业量少的车站人员工作量不饱满问题，解决了现场人员集中和生活便利性等问题，符合发展趋势。

图1 中心站集控方案示意图

随着CTC3.0系统和中心站集控这2种方案在普速铁路推广运用，将大幅提升CTC系统的使用效果，发挥CTC集中控制功能，实现行车岗位的优化设置。针对具体线路情况可进行合理选择运用方案，例如，可在货运专线、调车作业与接发列车作业干扰少的线路上，采取CTC3.0中心操作方式为主，由列车调度员通过CTC中心实现列车/调车进路按计划自动选排；而在调车作业与接发列车作业频繁交叉的线路上，采用中心站集控方案，将调度集中控制模式改为中心站集中控制模式，并将配属专用调机的车站优先选为中心站。

4 建议和展望

总结CTC系统应用现状，并结合当前信息化、智能化发展趋势，对CTC系统未来发展提出几点建议：

（1）进一步推进普速铁路CTC系统的应用，通过与现车系统结合，实现技术站的列车调车一体化控制，提高CTC系统在技术站的适应性。

（2）建立以CTC系统为核心的车站多岗位联动系统，利用车站有线/无线局域专网等传输媒介，在满足信息安全隔离的前提下，实现值班员、助理值班员、客运、列检、货检等多岗位的行车信息共享和联动。

（3）建立以CTC系统为核心的行车大数据分析系统，利用CTC系统并结合相关系统运行累积的数据，对调度员、值班员等操作进行检索分析，为行车安全提供更好的保障。同时也可分析行车过程中的相关记录和数据，以便掌握行车的一些客观规律，如咽喉占用时间、冲突时间等，为决策提供科学依据。

未来调度集中系统将依托人工智能、大数据分析、5G通信、北斗定位等信息化和通信技术手段，结合移动闭塞、列控联锁一体化等信号系统的发展，继续提高调度集中系统的自动化、智能化水平，为保障铁路行车安全、提高劳动效率发挥更大作用［11］。