调度集中系统与其他系统接口的设计与应用

李洋， 冯振国

（1. 卡斯柯信号有限公司 国铁系统部，上海 200071；2. 卡斯柯信号有限公司 国铁运输指挥系统开发部，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）

0 引言

信号系统作为铁路运行系统中的大脑，其内部各系统复杂交织、错综有序，相互协作、相互依托共同完成各项任务。其中调度集中系统（CTC）［1-2］对列车运行进行指挥管理，必然要协调其他系统统一工作，CTC 与其他各系统之间通过接口互相传递消息，彼此之间通过物理连接和数据传输等方式，连接起整个信号系统网，从而指挥全网列车安全有序运行。经过多年发展，我国铁路网越来越纷繁复杂，并在众多系统发展进步的基础上，共同完成铁路运营任务。分析研究CTC 与其他系统的接口如何交互信息并相互协作，以及相关接口设计及其在铁路运营中的应用。

1 CTC与各系统接口概述

CTC 与其他系统之间交互信息，这些系统各具不同功能，分别操控整个系统中的某一部分，CTC 收取它们传递来的信息，同时将自己的信息传递给它们。CTC 与各系统之间均通过接口实现信息交互，但与不同系统间的接口连接方式不同。

与CTC 交互信息的系统众多，主要包括编组站综合集成自动化系统（CIPS）、编组站综合自动化系统（SAM）［3］、无线闭塞中心 （RBC）［4］、临时限速服务器系统 （TSRS）［5］、集中控制系统 （CCS）［6］、GSM-R系统［7-8］、列车自动运行系统（ATO）、列车控制系统（TCC）［9］、计算机联锁系统（CBI），以及相邻调度中心的CTC。CTC 内部与其他各系统连接关系见图1。

2 接口分类设计

CTC 与其他各系统之间通过不同的接口进行连接，按照不同的分类方式可将这些接口进行归类。

2.1 按连接设备分类

按照连接设备［10］可有3种连接方式：

（1）与CTC 通信服务器连接：如CTC 与CIPS 的接口CIPSi，接口机直接连接到CTC 通信服务器，以便与调度中心交互信息，此类接口还有CTC 与SAM 的接口SAMi， CTC 与 CTC 的 接 口 CTCi， CTC 与 RBC 的 接 口RBCi，CTC与TSRS的接口TSRi。

（2）与CTC通信前置机连接：如CTC与MCS的接口SEGi，接口机与CTC通信前置机连接，以便与车站和机车交互信息，此类接口还有CTC 与CCS 的接口CCSi，CTC与GSM-R接口服务器（GRIS）的接口GSM-Ri。

（3）与CTC 自律机连接：如CTC 与TCC 的接口、CTC与CBI的接口，直接与车站CTC自律机连接，以便实现车站码位等点对点信息的实时交互。

2.2 按接口通信机分类

按照所连接的通信机可有2种连接方式：

（1）通过接口通信机：用于连接调度中心服务器和其他系统设备，如CIPS 通过CIPSi 通信机来实现接口，该方式的接口通信机还有SAMi、CTCi、RBCi、TSRi、ATOi、SEGi、GSMRi。每套接口通信机都具备主备机，通过一定的连接方式及协议建立连接。接口通信机又可根据实际需求设计为有界面和无界面，其界面也各有不同。与CTC 通信服务器连接的接口通信机见图2，与CTC通信前置机连接的接口通信机见图3。

图2 与CTC通信服务器连接的接口通信机

图3 与CTC通信前置机连接的接口通信机

（2）无需接口通信机：如CTC与TCC的接口、CTC与CBI的接口，这种直接与车站连接的接口无独立的接口通信机。

2.3 按接口类型分类

按照接口类型可分为2种：

（1）连接网口：通过网口连接2台运行不同系统的不同设备。

（2）连接串口：通过串口连接2台运行不同系统的不同设备。串口又分为232串口和422串口，根据实际需求（如不同系统及不同厂家）串口连接方式可有不同应用。

3 调度终端界面

CTC 与其他系统的接口在面向用户的应用中，主要体现在调度员使用各系统时，需要有简单直观的界面以实时知晓2个系统间的连接状态，因此需要接口具有终端界面显示，该界面供调度员进行相关操作。CTC与TSR、RBC、ATO的连接关系及调度终端见图4。

图4 CTC与TSR、RBC、ATO的连接关系及调度终端

列控限速命令管理终端TSRTerm：调度员通过下达限速调度命令，将限速命令通过TSRi下达给TSRS服务器，RBCTerm 通过RBCi 接口机收发信息，在TSRTerm可进行初始化，可对限速命令进行激活校验、执行、取消操作。

C3 信息终端 RBCTerm：RBCTerm 通过 RBCi 收发信息，RBCTerm 上可查询到管辖区段内列车在运行状态下的车次号、列车长度、最大速度、车载工作模式、位置状态、列车运行方向、列车位置、移动授权终点及紧急停车状态，并可下达紧急停车命令和文本信息。

ATO 信息终端 ATOTerm：ATOTerm 通过 ATOi 收发信息，ATOTerm 上可查询到车载状态报告、工作状态报告，以及屏蔽门、紧急状态按钮等设备状态报告。

4 接口间的信息传递

在不同线路、不同需求、不同运营企业及供应商等情况下，CTC与其他系统之间所需的接口不同［11-12］，不同接口传递信息的内容也不同。根据实际需求进行设计，如果有限速需求，就需要TSR 接口；如果要连接编组站，就需要SAM接口或CIPS接口。

接口调试是接口两端信号系统在实际运行中能够准确传递信息的必要前提，通过接口调试可覆盖双方所有类型的收、发信息。

4.1 信息传递内容及接口调试

不同系统间的接口传递信息内容不同，接口调试具有重要作用，包括且不限于以下内容：调度命令、阶段计划、邻站预告、列车报点、车次跟踪、无线调度命令、邻台计划、临时限速、列车区间占用逻辑检查、车次号显示、速报、站存车、临时限速、区间占用逻辑检查、紧急停车、文本发送、列车长度、最大速度、位置状态、车载工作模式、运行方向、列车位置、移动授权终点、运营计划信息、折返命令、区域拥堵、轨道电路占用。

通过接口调试可使CTC与其他各系统之间准确有效地传递信息，相互协调共同完成整个铁路信号网的安全有序运行。接口调试时，要对所接收和发送的每一类型信息进行准确测试与确认，以保证严格按照接口协议进行信息收发与传递。接口调试的成功是铁路线路开通运营的必要前提，也是顺利开通的保障。

4.2 接口间的数据流

根据实际需求可设计出各种具体的连接方式与用户界面，以及按照不同的接口协议综合设计出各取所需的数据收发内容。CTC 与各系统之间的数据流见图5，可以直观地了解CTC 与各系统之间的存在关系、数据流向与交互内容。

5 应用情况

目前CTC与CBI的接口已广泛应用于多条铁路线路中，成为信号系统中不可或缺的基础要素。CTC 与TCC、CTC 与TSRS 的接口是涉及铁路安全运行的重要设备，CTC 与相邻CTC 之间虽然是同源系统，但彼此之间交互信息也十分复杂，在CTC 与这些系统接口的调试和使用期间，仍会产生一些问题。而CTC 与ASM、CTC 与CIPS 之间的接口还处于推广期，尚不成熟，目前仅应用于山海关站、棋盘站、四平站等少量车站，发现问题较多，需要更科学的接口设计进行逐步完善。

6 结束语

围绕调度集中系统的接口问题进行论述，信号系统中各子系统相对独立，又需要彼此协调统一，规范化和标准化的接口连接方式在铁路运营中具有重要意义。目前，各系统与调度集中系统之间通过接口相互传递信息，已在多条铁路线路上应用。未来铁路发展进程中还需要种类更多、功能更为强大的接口连接方式，也需在通信方式、接口协议、硬件部署等多方面逐渐完善。当前的接口设计还存在很大进步空间，需在实际应用中验证设计的可行性，并在创新设计中推进相关应用。