基于CTC中心站集中控制技术方案的应用设计研究

卡斯柯信号有限公司 上海市铁路智能调度指挥系统工程研究中心 陈小柱 李玉月

基于CTC系统中心站集中控制技术，并综合考虑不同铁路线路上的工程实施现状及CTC系统结构特点，提出了一种标准化的CTC中心站集中控制技术工程实施的应用设计方案。此方案满足了工程应用设计过程中各业务关键点的核心需求，为CTC系统的工程应用设计提供了参考。

1 研究背景

随着我国对铁路事业的投资建设，各工程新建和改建线路均配套设计实施调度指挥系统：TDCS或CTC系统，而CTC中心站集中控制技术方案的制定则进一步完善了铁路CTC系统的设计模式，降低了CTC区段调度员工作强度，适应铁路运输调度指挥模式的变更创新。但是，在进行铁路线路工程设计时，特别是在既有TDCS、CTC系统基础上如何实施CTC中心站集中控制技术方案，如何进行工程的应用设计等方面，没有标准或规范给予指导和参考。为解决此应用设计问题，通过对系统结构特点的深入研究，结合CTC中心站集中控制技术方案实施建设状况，提出对CTC中心站集中控制技术方案的应用设计研究。

2 系统应用结构和设计需求分析

CTC中心站集中控制技术方案设计实施后，CTC系统路局级结构调整为调度台、中心站集控台和车站（中心站、集控站）调度指挥层级结构。在调度所设有CTC调度台，统一管控对应线路车站的行车作业；在中心站设置集控台，将中心站和集控站纳入集控台管控行车作业。CTC车站级结构整体上保持不变，在中心站设置有车站服务器和集控台终端，如图1所示。

图1 CTC中心站车站级结构示意图

通过对CTC中心站集中控制技术方案设计实施的系统结构分析，工程应用设计阶段的需求主要体现在工程建设时系统的中心总机设备改建如何进行，对应CTC中心站集控台设备如何设计运用上。进一步延申，工程建设时关键点主要集中在铁路新建或改建线路工程，比较突出的应用设计需求则直接表现在以下几个方面。

（1）调度中心总机如何改建，既有TDCS调度台是否需要改建CTC调度台。

（2）针对既有线路已实施TDCS或CTC系统时，如何进行设备的扩改建。

（3）中心站集控台管控多个车站后，终端如何设计才能满足车站级管控多站调度指挥显示要求。

（4）实施CTC中心站集中控制方案有哪些应用限制条件和实施要求。

3 应用设计研究

3.1 调度中心总机研究

新建线路工程时，应按照CTC技术条件标准和CTC中心站集中控制方案的设置要求进行调度中心总机改建工作。应用设计主要考虑新增一套标准的CTC调度台设备，包含有调度台工作站、助理调度员工作站、综合维修工作站和站场显示工作站，同时设置新建线路接入调度中心总机所需的应用服务器、通信前置服务器和对应线路的接口服务器。

改建线路工程时，应根据原调度指挥系统设置情况和铁路信号维护规则以及TDCS/CTC系统维护管理办法的要求进行设备方案的设计。

3.1.1 既有CTC系统

若既有调度中心总机系统为CTC系统设备配置时，应用设计时需要考虑既有设备的硬件配置是否满足使用性能要求。满足时，则无需新增对应硬件设备，仅对软件进行更改。否则则需要按照CTC技术条件标准要求进行对应设备的改换。

3.1.2 既有TDCS系统

若既有调度中心总机系统为TDCS系统设备配置时，应用设计时需要根据调度员岗位设置变化和业务功能需求，以及考虑在既有设备的硬件配置满足使用性能要求的前提下，配置和修改调度总机设备。

（1）调度台管控车站中除中心站集控台外，还存在集控站时，需要将既有TDCS调度台扩建升级为CTC调度台。主要考虑新增助理调度台工作站和综合维修工作站设备，同步增加站场显示工作站的显示屏。

（2）调度台管控车站中除中心站集控台外，其余车站均为TDCS系统车站时，可维持既有TDCS调度台设备配置不变，仅进行软件的升级更改。

3.2 中心站/集控站CTC3.0分机研究

新建线路工程时，应按照CTC技术条件标准和CTC中心站集中控制方案的设置要求进行CTC系统车站分机建设。应用设计主要考虑新增中心站一套标准的CTC3.0分机设备，其中中心站自律机需采用大站自律机配置，集控站可采用标准自律机配置。

改建线路工程时，应根据原调度指挥系统设置情况和铁路信号维护规则以及TDCS/CTC系统维护管理办法的要求进行设备方案的设计。

3.2.1 既有CTC2.0系统

若既有调度指挥系统为CTC2.0车站分机设备配置时，应用设计时，集控站CTC3.0分机设备可结合既有设备性能情况予以充分利旧使用，仅进行软件的升级更改；中心站需考虑升级为CTC3.0分机硬件和软件。原因分析如下：

（1）中心站需基于调车作业计划进行调车进路办理作业，调车计划包括专有调机的调车作业单和机车换挂计划，原CTC2.0分机不具备。

（2）中心站需实现列、调进路错办卡控功能，包括固定进路卡控、技规301条卡控、调车无信折返、分路不良区段道岔自动单锁等功能，原CTC2.0分机不具备。

（3）中心站进路需在占线板执行，按股道视图显示接发列车序列，通过进路预览方式防止进路错办，原CTC2.0分机不具备。

（4）中心站需实现车站技术作业的卡控，包括办客、上水、吸污、交令、交票等技术作业，原CTC2.0分机不具备。

基于以上原因，对于接近大修期的车站，建议直接新设CTC3.0分机设备。对于远未到大修期的车站，按照系统维护管理办法规定，可根据既有车站设备的实际情况，对部分设备进行利旧或移设，并对到大修期的设备进行更换，但中心站必须更换车站自律机为CTC3.0自律机，另增设车务管理终端。

3.2.2 既有TDCS3.0系统

若既有调度指挥系统为TDCS3.0车站分机设备配置时，因TDCS3.0系统不具备信号控制功能，应用设计时须考虑升级改建为CTC3.0分机。

高职院校从事跨语言文化教学的教师很多不具备跨文化背景和交流经验，深入开展跨文化教学时显得力不从心，有些教师在处理跨文化教学上缺乏一定的经验、方法和技巧。

对于接近大修期的车站，建议直接新设CTC3.0分机设备。对于远未到大修期的车站，按照系统维护管理办法规定，可根据既有车站设备的实际情况，对部分设备进行利旧或移设，并对到大修期的设备进行更换，但必须更换车站综合处理机为CTC3.0自律机。

3.3 集控台研究

3.3.1 硬件设计

集控台通常与中心站同址设置，在每个中心站设置一套集控台终端设备和一套车站服务器设备。每个集控台通常可管辖不超过8个集控站。

对于既有CTC3.0系统设置的中心站已含有车站服务器设备时，集控台所需的车站服务器可与原车站服务器合并设置、使用。

对于既有CTC3.0系统设置的中心站集控台与原车站值班员操作终端共用行车房间时，集控台所需的终端设备可与原终端设备共用，仅考虑调整和增加对应的终端设备。

3.3.2 终端布置

每个集控台设置1套值班员终端和1套信号员终端。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，两台机器均布署互为冗余的软件，其中一台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；一台信号员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CTC集控台布置如下图2所示。

图2 集控台终端显示布置示意图

系统界面遵循调度集中系统操作显示规范的要求，并可根据运输作业特点和运输需求进行界面优化设计。主要包含以下几个方面：

（1）由于集控台管辖车站较多，股道较多，且中心站通常站场规模也较大，因此CTC系统站场图操作界面边框进行整合精简，去除程序边框占据的界面空间，留更多的画布用于显示站场界面，结合定制化的数据，使得界面元素更加清晰，站场图形界面更加美观。改善CTC站场图界面元素不易选中问题。

（2）创新性的在一个界面上完整显示列车作业计划接车、发车以及调车作业计划。避免值班员来回切换界面带来的不便。合理的布局设计提升了系统的操作便捷性。

（3）系统通过技术作业图表界面可根据调度台调整计划自动生成中心站和集控站的阶段计划，并完成自动铺画列车计划线，值班员完成相关操作后系统自动生成列车实际运行线。

值班员终端显示优化后效果如图3所示。

图3 集控台值班员终端显示效果图

信号员终端则提供优化显示的占线板操作界面，其中列车作业计划接车、发车以及调车作业计划进路序列均集中画面显示。

3.4 通道组网优化设计研究

为提高调度中心、集控台、中心站和集控站以及相邻接口车站TDCS/CTC系统间的通信稳定可靠，应用设计时需按照数据双路冗余传输方案进行组网结构设计。对于改建线路既有TDCS/CTC系统组网不满足此要求时，CTC中心站集中控制方案实施时需同步进行TDCS/CTC组网通道的调整和改建。

数据双路冗余传输方案对于路由器通过采用不同的EIGRP进程的手段，在路由级实现独立双环功能。CTC系统各子系统软件需要做适应性修改，实现同时在A、B两个网络通路上并行传输两份冗余数据，数据只传递到本网络接收的通信前置服务器，最终通信前置服务器将本网内的数据均发往应用服务器进行两份数据的校验鉴别。此方案可有效解决由于通道路由质量下降而造成的双网路由切换而产生的丢包、延迟问题。

3.5 应用设计限制条件、要求

实施CTC中心站集中控制方案应用设计时应充分考虑以下条件或要求：

（1）线路选择应选择具备GSM-R网络覆盖和计算机联锁设备的区段线路。

（2）中心站选择宜按照规模较大、调车作业较多和交通便利的车站。集控站选择宜按照正常情况下无客货业务、无调车作业的车站。

（3）集控台管辖车站应属于同一调度台，应避免垮台管控或者多个调度台共管同一集控台的情况。

（4）对于中心站或者集控站存在一站多场设置时，调度中心调度台运行图站场设置也应与车站的场别一一对应。

（5）在中心站集中控制后，列车运行于区域集控范围之内时，司机有紧急事态需与车站联控时，与中心站进行联控。列车运行过程中正常车机联控由区域集控站值班站长主动向司机指路进行联控。

结束语：本文针对铁路线路工程CTC中心站集中控制方案工程设计过程中的关键点进行剖析，按照系统结构特点逐层研究系统应用设计时的关键点，并给出设计解决方案建议，特别是明确的阐述了涉及既有TDCS、CTC系统基础上如何实施CTC中心站集中控制技术方案的应用设计内容，对CTC工程系统设计和工程应用设计方面有着非常重要的指导作用。目前按此应用设计研究内容，已完成了南昌局集团公司衢宁线和武汉局集团公司孟宝线CTC中心站集中控制方案的成功落地运用。