普速铁路CTC中心站集中控制技术工程应用探讨

童荣军

（中国铁路上海局集团有限公司杭温工程建设指挥部，杭州 311215）

1 概述

TDCS为铁路列车调度指挥系统，实现铁路各级行车调度对列车运行实行透明指挥、实时监督调整、覆盖全路的现代化铁路列车指挥系统。CTC为铁路调度集中系统，对管辖区段内的列车和调车作业进行指挥和管理，通过联锁、列控、区间闭塞等信号设备，实现调度集中控制。

随着铁路运输调度指挥模式的变更以及适应新时代背景下铁路运输发展的迫切需求，普速铁路CTC中心站集中控制技术应运而生，将进一步提高铁路运输指挥的自动化、智能化水平，实现铁路运输部门减员增效的生产目标。CTC中心站集中控制技术是将中心站相邻多个车站作为区域集控站纳入中心站集控台集中控制，一个中心站管辖集控站一般不超过9个。

2 CTC中心站集中控制调度指挥方式

调度集中系统包括分散自律控制和非常站控2种模式。现有CTC调度指挥模式如图1所示，分散自律控制模式包括中心操作、车站调车操作和车站操作3种方式。

图1 CTC现有调度指挥方式示意Fig.1 The existing CTC dispatching command mode

采用中心站集中控制后，CTC由3种操作方式（中心操作、车站操作和车站调车）变为2种操作方式（车站操作和车站调车）。车站操作方式车站根据需要可纳入中心站集控台，也可单独设置，车站调车方式车站全部纳入中心站集控台。调度指挥方式如图2所示。

图2 中心站集中控制调度指挥方式Fig.2 Centralized control dispatching command mode at central station

3 工程技术方案研究

根据调度台管辖范围内各站的车站规模、车站性质、行车密度、运输组织和管理现状等综合因素，确定各车站在CTC中心站集中控制方案下的操作方式。如车站为区段站，调车作业量较大、衔接多条专用铁路、车站作业较为复杂，可作为车站操作车站不纳入中心站集中控制，除此之外各车站无特殊情况即可选择纳入中心站集中控制。

工程建设内容主要为新建调度台中心站集中控制中心，对既有中心TDCS调度台进行CTC升级，各车站TDCS站机升级为CTC站机，新建CTC网络及安全系统等。

3.1 纳入中心站集中控制的条件

计算机联锁车站、中间站可纳入中心站集中控制，集控台管辖车站应属同一个调度台管辖范围。

对于既有区域联锁车站，必须先进行区域联锁拆分，完成区域联锁车站各联锁系统独立后，方可满足CTC中心站集中控制改造条件。

对既有存在半自动闭塞发车口的车站，需进行自动站间或自动闭塞改造，以满足CTC发车进路自动触发功能。

对于枢纽站、区段站、存在调车作业较多车站，或既有信号设备不满足CTC升级条件的6502电气集中联锁车站，不建议纳入集中控制。

3.2 调度所改造

既有调度台为TDCS调度台，升级为CTC调度台，在调度所新设CTC数据处理及应用平台1套（包含应用服务器和配套软硬件以及安全计算环境，采用双机热备、互为冗余的方式），同步修改调度台软件，并完成CTC系统以及与相关接口系统的调试，通信服务器、数据库服务器及接口服务器等设备利旧。

3.3 站段级CTC行车指挥中心建设

为实现普速铁路CTC中心站集中控制，并结合铁路运输调度指挥模式最新的变革方向，可实施车务段站段级CTC行车指挥中心技术方案，将车务段管内各站的行车调度指挥功能整合至站段级的行车指挥中心，从而提升运输效率及效益。

在调度台管辖车站所属的车务段机关附近新建站段级行车指挥中心大楼，含通信、信号设备机房、CTC调度大厅、间休室、办公室、会议室等。将调度台管内中心站的相关CTC设备设置于新建的车务段行车指挥中心信号机房内；相关通信网络传输设备设置于通信机房内，将CTC设备纳入CTC系统广域网通道环网中；中心站集控台设于指挥中心CTC调度大厅。同时指挥大厅和机房的建设可为远期车务段管内其他线路CTC中心站接入预留条件。

信号机房设备：包括CTC中心站服务器、CTC网络设备、通信质量监督、集中监测设备、机房动环监控设备、智能型综合电源屏及UPS不间断电源（含蓄电池）。

通信机房设备：包括高频开关电源及UPS不间断电源（含蓄电池）、传输设备、接入网ONU设备、光纤配线架、数字配线架、综合柜（放置动环设备、协议转换设备、光电转换设备、综合接入设备等），防雷箱。

集控台：包括中心站调度员工作站、助理调度员工作站、调监工作站等。主要完成信号设备显示与操作、车次号显示与操作、进路表显示与操作、轨道电路分路不良显示与操作、接触网供电状态显示与操作、历史数据记录与回放等功能。

3.4 车站升级改造

将车站TDCS站机设备升级或更新为CTC站机设备；修改计算机联锁（CBI）软件，更新CTC/CBI间通信协议，增加车站联锁操作界面非常站控灯显示；增加直流转辙机限时保护措施并纳入车站集中监测系统，同步修改集中监测软件；存在半自动闭塞发车口的车站，将半自动闭塞修改为自动站间闭塞或者自动闭塞，以满足CTC分散自律模式下车站发车进路自动触发功能；扩容各车站既有电源屏容量，为车站新增设备供电；对调度台相邻调度台进行邻站透明修改。

3.5 CTC网络设备

铁路局调度中心局域网由核心交换机、楼层交换机、列头交换机、接入路由器等网络设备构成。车站CTC局域网由车站交换机和车站路由器组成，均采用冗余双网结构。CTC广域网包括相邻路局中心之间、中心与车站之间、车站与车站之间的广域网络，采用双通道连接。

车站广域网在既有TDCS单环网通道结构的基础上升级或新建双环网通信通道，将新建的CTC中心站设备纳入CTC双通道环网，各车站之间以及车站与路局调度所之间可采用FE（光）或E1（2M）通道，广域网的A、B双网完全独立且相互隔离。CTC区域集控台网络拓扑示意如图3所示。

图3 CTC区域集控台网络示意Fig.3 Network diagram of CTC regional centralized console

车站网络设备升级双网传输，对车站局域网进行适应性修改，调整车站路由器与车站网络安全网关系统（或防火墙）间的连接方式，取消路由器与安全网关系统（或防火墙）间的交叉连接，使局域网中的A、B网完全独立开来，保证双环网中传输的数据互不影响。

调度中心网络设备升级双网传输，修改中心核心路由器、核心交换机以及通信前置服务器所在的列头网络交换机、通信前置服务器以及相关运维服务器的软件，实现双路数据的发送、接收及判定。并同步修改中心网络安全系统的软件策略，更新中心通信质量监督系统的监控软件。

中心站及车站分别设置通信质量监督设备，对CTC网络设备进行实时监测，以保障各网点设备间信息可靠传输。

3.6 实施步骤

工程建设过程中，受工期及现场条件制约等因素影响，调度台、中心站集控台、车站各系统改造可分步实施，可先进行车站、调度台CTC系统升级（开通TDCS功能）。后期中心站集控站建设完成后，一并开通CTC集中控制功能。

4 运输功能试验

4.1 试验目的

为满足工程建设后调度台、中心站集控台、各车站CTC功能正常，对铁路局调度台管辖范围内CTC运输功能进行验证，确保车次跟踪、阶段计划、调度命令等CTC功能性完整。

4.2 运输试验验证原则

优先保证TDCS功能（车次跟踪、阶段计划、调度命令）正常，在确保TDCS功能正常情况下进行CTC功能验证；中心站集中控制CTC功能逐级深化验证；实车验证（试运行）。

4.3 TDCS功能验证

CTC系统改造完成后调度台、中心站集控台、各车站设置为非常站控模式，进行TDCS功能验证，确保TDCS系统功能正常且稳定。

调度计划由调度台从日班计划获取，进行计划编辑后下达至集控台，再由集控台进行计划再编辑后下达至全线各车站，集控台此期间核查股道分配情况。

调度命令由调度台编辑后下发至集控台和各管辖车站。

邻站预告，验证正常邻站预告功能。

4.4 CTC功能验证

4.4.1 站细验证

对各车站股道属性、股道接车优先级、高低站台、股道超限车禁会检查、道岔辙岔号检查进行功能性验证。

1）股道属性验证

在运行图终端分别绘制上行与下行客车、货车、超限车通过计划，选择修改所有股道；在运行图终端分别绘制上行与下行客车、货车、超限车到开计划，选择修改所有股道；在控显终端人工排列车站所有股道接车、货车、超限车接车进路。核对运行图、控显卡控提示与站细文件要求是否一致。

2）股道接车优先级

分别绘制各车站客车、货车、超限车的上、下行到开、通过进路。核对客车、货车、超限车股道自动分配优先级与站细文件是否一致。

3）高低站台

检查调度台、集控台、各车站控显所有车站所有股道高低站台显示；绘制客车到开计划，设置营业时间不为0，选择修改所有可选股道；针对所有能接客车的股道排列接客车进路。核对控显示卡控与站细文件要求是否一致。

4）股道超限车禁会检查

所有相邻股道两两一组，在其中一个股道上增加超限车车次号，人工选排排列另一个车次在另外一个股道的接车进路，不勾选强制执行。检查针对超限车禁止会车的两个股道，点击进路选排确定按钮后是否会弹出“某轨与某轨之间超限车与超限车禁会”。

5）道岔辙岔号检查

各车站人工分别选排所有经过某个道岔的侧向客车与货车进路。核对控显人工选排进路对话框是否提示“客车不能办理12号道岔以下的侧向进路”“货车不能办理9号道岔以下的侧向进路”。

4.4.2 进路触发机制

模拟特快、客车、货车等不同列车类型通过进路、接车进路、发车进路分别满足时间与地点触发条件。核对所有类型车的时间与地点触发机制与配置是否相符。

4.4.3 按图行车

各车站正线通过或到开，按运行图表触发进路。

4.4.4 控制模式转换

调度台、中心站集控台、各车站，非常站控与分散自律控制模式转换，中心操作、车站操作与车站调车3种操作方式转换。核对操作方式是否转换成功，相关指示灯及弹框是否正确显示。

4.4.5 供电臂核对

在调度台、中心站集控台依次设置所有供电臂区段无电。核对每个供电臂无电区段范围与车站实际是否一致。

4.4.6 进路预告验证

选择车载注册过的试验车，在调度台、中心站集控台观察进路预告报警。列车进入区间，进路触发后，开始发送进路预告，观察各站进路预告发送报警以及对应机车回执报警。

4.4.7 无线调令验证

调度台编辑无线调令下发至中心站集控台、管辖范围车站、试验机车。核对机车接收调度台无线调令是否正常，机车接收中心站集控台和车站转发无线调令是否正常。

4.4.8 中心站集中控制CTC功能验证

此阶段主要验证中心站集中控制下CTC功能，可采用按调度计划自动触发模式试验。由调度台编辑调度计划后下达至集控台，集控台补充/调整股道信息后、修改触发方式下达至各车站自律机，核对调度台计划下达是否成功，核对集控台计划接收回执显示，集控台股道修改、触发方式修改，阶段计划下达；各站终端计划接受是否正常。由调度台编辑调度命令下达至集控台及各车站，核对调度台调度命令下达，各站签收状态显示，集控台及各站调度命令接受是否正常。

4.5 实车验证

按照运行基本图中交路情况，进行实车验证试验。

管内各车站转为车站操作方式，在车站CTC车务终端上以按钮排列方式排列列车、调车进路，在调度台、中心集控台进行站细功能试验。

管内各车站转为车站操作方式（在按图排列和计划控制下），以人工触发进路序列的方式排列列车进路，以按钮排列方式排列调车进路。

管内各车站转为车站操作方式（在按图排列和计划控制下），以自动触发进路序列的方式排列列车进路，以按钮排列方式排列调车进路。

管内各车站转为（或维持）基本操作方式（在按图排列和计划控制下），中心站集控台以自动触发方式排列列车进路，车站以按钮排列方式排列调车进路。

实车验证周期，可根据调度台、中心站集控台管辖车站规模以及线路运输行车密度等因素确定，最终满足CTC系统铁路运输功能的完整性需求。

5 结束语

本文主要讨论了信号系统相关改造内容，但工程建设过程中，须将诸如调度大厅、通信信号机房建设、外电引入、通信通道建设、通信入网等相关工程一并实施，满足整体工程的建设需求。在CTC中心站集中控制系统工程的各个建设环节，须制定周密详尽的施工计划，严控工程建设安全风险事项，需要通信、信号、电力、建筑各专业间紧密结合，确保工程建设顺利实施。

通过本项目的实施，CTC中心站集中控制系统实现了铁路调度指挥的集约化管控，达到了降本增效的目的。将各个车站值班员、信号员和站调人员全部集中到集控台，现场车站只保留外勤车号员、调车组人员，从而提高了中心调度台计划编制、行车组织、施工协调和信息的管理能力，提高装备信息化和智能化水平，真正实现减员增效。

通过中心站集中控制系统的建设，可将车务段CTC中心站集中控制、安全生产指挥、客运综控旅服、区域货运调车指挥等功能性应用集中整合形成车务段综合调度指挥中心系统。功能覆盖区域调度中心、车站、客运、货运、机务、车辆、施工等铁路运输生产相关部门和专业，综合实现现车管理、行车指挥、集中控制、机务管理、车辆管理、施工管理、装卸车管理、统计分析等功能。从而对车务运输系统的集成、集约、信息化管理，更好的服务于人民，为实现新时代背景下人民对出行的迫切需求打下坚实基础。