铁路分散自律CTC系统的应用问题及对策

余红梅

（武汉铁路职业技术学院，武汉 430205）

铁路分散自律CTC系统的应用问题及对策

余红梅

（武汉铁路职业技术学院，武汉 430205）

分析我国铁路分散自律CTC系统的现有功能、应用现状与存在的问题，提出推广区域分散式CTC模式、完善调车智能化控制功能、开发基于车站子系统一体化的CTC、合并调度台、统一系统操作界面、简化网络通道设备等建议, 以降低运营成本，提升铁路运输效率。

CTC；既有线；客运专线；青藏铁路；运输效率

分散自律CTC即分散自律型调度集中(Centralized Traffic Control，CTC），是我国采用的一种新型铁路行车调度指挥设备，由于采用分散自律技术解决了行调干扰等问题，在近十年来得到了大力推广应用，目前已基本普及我国铁路客运专线和大部分重要既有线路。但在高速的发展应用中却存在很多不完善的地方，使得投入与效率未能达到理想效果，限制了行车调度指挥工作的有效发挥，需要通过技术或管理手段来继续完善，使之进一步适应我国铁路路情，提升铁路运输效率。

1 我国铁路分散自律CTC系统的现有功能

1.1 行车调度指挥功能

行车调度指挥功能也即TDCS功能，是CTC系统的核心功能,可概括为两个方面：一方面，在调度中心，TDCS取代了行车调度员“手画运行图, 电话指挥车站”的传统人工行车指挥模式,实现了由计算机自动生成列车实际运行图、 由网络自动下达行车计划与调度命令等功能；另一方面，在车站，TDCS取代车站值班员“电话接受指挥, 手工填写行车日志” 的人工行车作业方式，实现了计算机网络系统自动接收行车计划与调度命令、自动生成行车日志等功能。

1.2 调度集中控制功能

CTC系统具备调度集中控制功能，也可概括为2个方面：一是实现所有列车按照运行图自动排列进路（按图排路）；二是实现调车与列车作业的自动协调完成。CTC系统采用计算机分布式网络控制，信息化处理等技术，将列车运行调整计划下传到沿线各车站的自律计算机中自主自动执行，并在列车运行调整计划的基础上，自动检测调车作业与列车作业在时间与空间上的冲突，实现调车作业在不影响列车作业的前提下自动协调控制。

2 我国铁路分散自律CTC系统的应用现状

2.1 既有线分散自律CTC系统的应用现状

2003年，我国自主研发了分散自律CTC系统，并在原西宁分局西宁—哈尔盖（单线自动站间闭塞）进行试点，于2004年正式发布《分散自律调度集中系统技术条件(暂行修订稿)》，并开始在双线自动闭塞区段正式建设，最初建设的主要有4条繁忙干线，即胶济线、浙赣线、郑徐线、武九线，它们相继在2006年底至2007年初开通了CTC系统。其中胶济线、浙赣线CTC系统为卡斯柯信号有限公司产品，郑徐线、武九线CTC系统为河南辉煌科技股份有限公司产品，但武九线在开通运行1年之后因电气化改造而停用CTC系统功能至今（仅用TDCS功能）。随后，大秦线、西陇海线、沪昆线等既有铁路CTC系统相继成功开通应用，还有一些既有线成功上道了CTC系统，但仅用TDCS功能，如京九线、襄渝线、汉丹线等[2]。

既有线分散自律CTC系统因铁路客货混运，沿线车站大多有调车作业，只有极少数小站能实现调度中心集中控制列调车作业；一般中间站只能实现列车作业的中心集中控制，而调车作业权限仍设置在车站；区段站或编组站因有大量调车作业，调度员难以掌握车站现场的复杂作业情况，列调车作业权限一般都设在车站，如胶济线的青岛西、青岛、淄博、东风4个站，调度员调整计划并下达车站后，车站值班员考虑调车作业等实际需要可对计划中的股道号进行修改调整，再下达到自律机去执行。

2.2 客运专线分散自律CTC系统的应用现状

根据2004年国务院批准的《中长期铁路网规划》，我国于2005年后开始大规模进行客运专线的建设，已陆续开通合宁、合武、沿海通道、京广、京沪、郑西、哈大等客运专线，在这些线路上分散自律CTC系统已作为信号的主要子系统之一，与联锁设备一样属必建项目。

客运专线CTC系统与既有线CTC系统相比，由于沿线车站平时几乎没有调车作业，其可用性更强、应用效果也更好；但系统新增了许多接口，包括与列控中心(TCC）、临时限速服务器(TSRS)、无线闭塞中心 (RBC）等设备均有接口；客运专线CTC系统还增加了新的功能，包括临时限速设置、区间低频值表示、列车信号机点灯灭灯控制与显示、C3列车移动授权MA信息表示、C3列车运行状态显示等。

2.3 青藏铁路格拉段分散自律CTC系统的应用现状

青藏铁路格拉地段的特点是高寒缺氧、生态脆弱，所以青藏线行车调度指挥系统在分散自律CTC系统的基础上，又专门针对其恶劣的设备运行环境、车站无人化运营、免维护、少维修等要求，进行了特殊的设计。格拉段部分车站采用了GE公司的ITCS信号系统，该信号系统集闭塞、车站联锁和列车运行超速防护于一体，能直接与CTC系统车站自律机进行接口，实现控制命令与表示信息的交换。ITCS没有独立的控显机，所有的显示和控制任务只能由CTC设备完成，因此CTC系统对ITCS系统的控制方式只有车站控制和中心控制之分，而无传统意义上的非常站控。青藏铁路格拉段45个车站中，实现了38个车站的无人化，无人化率达85%。

格拉段CTC系统首次实现了与联锁列控一体化系统的结合，简化了信号系统设备，提高了系统可用性，也大大简化了维护工作，实现了较高的车站无人化率。

3 我国铁路分散自律CTC系统应用存在的问题

3.1 车站分散式CTC模式成本高

我国铁路CTC是以“信息集中、控制分散”为基本理念的分散自律式调度指挥模式，目前多采取车站分散式体系结构，如图1所示，这主要是由于我国铁路每个车站均是单独设置联锁，即便是同一个车站的多个车场，目前也还没有实现区域集中联锁。如图1所示，车站分散式CTC系统结构里沿线每个车站都设1套CTC设备，并配置相应的行车值班员或应急值班员。如某条线路有10个车站，则需10套联锁、10套车站CTC设备，并配置10套车站行车人员，设备投资和人员配置都较大，运营成本高。3.2 既有线CTC调度集中控制功能不完善

图1 车站分散式CTC结构

我国既有线铁路CTC调度集中控制功能不完善，存在以下问题：第一，因调车作业多而离不开车站值班员，车站无人化率低，不利于减员增效；第二，既有线CTC需要车站值班员人工输入调车作业单才能触发进路，而且调车作业进路排列后执行性差，调车作业自动化程度低[3]；第三，部分既有线因技术或配套设备不满足等问题，虽开通CTC系统，但仅用TDCS的功能，存在投资浪费。

3.3 客运专线CTC接口多

客运专线因RBC、TCC、TSRS等系统的应用，使CTC系统存在复杂的接口，易造成系统间的数据传输故障[3]。

3.4 调度台设置不合理

目前，我国铁路CTC系统一般都是按整条线路来规划建设，调度台的数量和管辖范围则根据某条线路车站的多少以及属地化管理要求进行设置与划分，存在资源浪费问题。如2009年开通的武广客专设3个调度台，其中调度1台仅管辖武汉铁路局境内武汉高速场等5个站，又如武汉局管内的合武客运专线（5个站）、宜万线（8个站）等，建设时虽车站数量都不多，但都因各自单独规划建设，调度台都是各设一个，人员配置各一套。很明显，这样的设置并没有充分发挥CTC系统功能，因为计算机和网络的应用，每个CTC调度台可以管辖几十个车站，因此，资源浪费较大。

3.5 系统操作界面不统一

我国铁路CTC系统开发的厂家有卡斯柯信号有限公司、辉煌科技股份有限公司、中国铁道科学研究院、北京交大微联科技有限公司和北京全路通信信号研究设计院有限公司，一般每条线路的CTC在建设时期都是按整条线路规划，运营后按照属地化管理，因此，一条线路会由分属不同铁路局的CTC系统进行调度，同一铁路局会有不同厂家的CTC系统，而不同厂家的CTC系统在界面显示、操作方式、报警提示等方面常有不同，由此增加了行车人员的工作难度，也限制了行车人员在不同线路岗位的灵活调动，给调度管理工作增加了难度；另外，车站联锁和CTC系统生产厂家往往也不同，因此，联锁界面也常常不同于CTC车务终端界面，在分散自律和非常站控不同模式下作业时，给车站值班员带来很多的不便，易造成人为差错，影响行车安全与行车效率。3.6 CTC网络通道设备故障率高

我国CTC系统网络通道设备包括设在调度中心机房与沿线各车站信号机械室的路由器、协议转换器及由铁通管理的2 M数字通道等设备，它们构成CTC系统的专用通信网络。在CTC系统的运营过程中，这些通道设备故障率高，尤其是协议转换器，受环境温度、运行时间等因素的影响较大，常常需要重启或更换才能正常工作，极大地增加了日常维护量，也严重影响CTC系统的正常运行。

4 对策与措施

4.1 推广区域分散式CTC体系结构

我国的新建铁路，尤其是客运专线，建议推广区域联锁，CTC系统即可采用区域分散式体系结构，如图2所示。每个区域联锁系统可以控制n个车站，沿线只需要在区域联锁控制站设置CTC系统即可，即一个区域CTC系统可以管辖n个车站的行车工作，值班员也只在区域联锁站设置。因此，车站值班员管辖范围不再是一个站，而是n个站，假设每个区域联锁控制5个车站，如某条线路有10个车站，则只需2套车站CTC设备，并配置2套车站行车人员即可。很显然，这种模式不仅设备投资减少，还可以大大减少车站行车人员的数量，从而降低运营成本，提高铁路运输效率。

4.2 完善调车智能化控制功能

图2 区域分散式CTC结构

调车作业无法像运行图那样纳入日班计划，因此调车作业计划必须由人工输入，既有线调车作业多而复杂，建议开发调车智能化控制子系统，与CTC结合，实现调车现场显示、及时采集足够的调车运行过程信息和调机定位信息、及时传递调车作业单及回执，增强CTC系统调车作业过程控制功能，促进调车作业自动化，从而提高既有线CTC

系统的可用性。

4.3 开发基于车站子系统一体化的CTC

建议借鉴青藏线格拉段CTC系统应用技术，在新建高速铁路，推广CTC与联锁列控一体化系统直接结合模式，同时建议研究车站CTC、联锁、列控系统合并为一体的技术，实现基于车站子系统一体化的CTC系统，把联锁操作表示机、列控主机和车站自律机合三为一，既可减少设备投资，又可大大减少CTC外部接口，从而降低系统间的数据传输故障率。

4.4 合并调度台并精简配置

适时进行调度台合并，如京石武CTC开通后，武汉局管内的原武广高铁1台调整为京广高铁枢纽台，增加管辖范围，除原来的5个车站外，还负责管辖至北线的线路所L1/L2；又如合武客专，合并到京九二台进行调度、宜万线合并到武康一台进行调度等，整合之后，武汉局的原20多个调度台减少到16个，不仅解决了调度人员不足或需要培训转岗等问题，更重要的是节省了定员；另外，助理调度员工作站、控制工作站、综合维修工作站可以合并，尤其是客运专线，其调车作业、综合维修作业、远程操作都不多，其设备配置、人员配置及人员工作范畴可以合理整合，进行精简。我国分散自律CTC最初设计是每个调度台设调度员、助理调度员、操作控制员、综合维修调度员各1人，共4人；整合精简后，每个调度台可以只设调度员、助理调度员各1人，共2人，调度人员可减少一半。

4.5 统一系统操作界面

建议修订原技术标准：一方面，统一各不同厂家的CTC系统工作界面，增强系统的通用性；另一方面， CTC操作界面的设计还要与车站联锁的操作界面特征一致，使车站值班员在自律模式和非常站控模式切换时，面对相同的操作界面，减少人为差错。

4.6 简化CTC系统网络通道设备

利用当前先进技术，简化CTC通道设备，减少中间环节，降低通道故障率。如CTC通道中的协议转换器，作为通道的一个附加设备，目的是实现V.35和G.703协议转换，以适应2 M通道的传输，建议将此功能合并到路由器去实现。当前思科路由器已具备该功能模块，可以直接连接2 M通道，武汉铁路局调度中心利用新迁调度大楼的时机已全部更换，建议其他各地，包括沿线各车站逐渐更新，从而简化CTC系统网络通道设备。

5 结束语

近十年来，分散自律CTC系统在我国铁路的应用得到大力推广，有效地提高了铁路运输效率。但受我国复杂的线路条件以及历史的调度管理遗留问题影响，它的建设模式、运营管理和技术保障都存在一定问题,需要进行针对性的完善与提高，以达到真正降低运营成本、提高运输效率的目的。

[1]郭建刚.分散自律调度集中系统维护及管理[J].中国铁路，2008（3）：58-62.

[2]许诚.胶济线分散自律调度集中系统[J].铁道通信信号，2007，43（5）：1-4.

[3]崔艳萍，庄河.国内外铁路调度集中系统的差异性分析[J].铁道运输与经济，2013，35（4）：16-21.

Based on the analysis of present functions, application status and problems of the railway FZСTС system in Сhina, this paper presents some suggestions for reducing operation costs and improving the effi ciency of railway transportation through spreading the regional decentralized СTС mode, promoting shunting intelligent control functions, developing station subsystem-based integration СTС, merging the traffi c control panel, unifying the system operation interface and simplifying system channel equipment etc.

centralized traffi c control system; existing railway; dedicated passenger line; Qinghai-Tibet railway; railway transportation effi ciency

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.01.003

2013-12-23）