鐵路分散自律CTC系統的應用問題及對策

余紅梅

（武漢鐵路職業技術學院，武漢 430205）

鐵路分散自律CTC系統的應用問題及對策

余紅梅

（武漢鐵路職業技術學院，武漢 430205）

分析我國鐵路分散自律CTC系統的現有功能、應用現狀與存在的問題，提出推廣區域分散式CTC模式、完善調車智能化控制功能、開發基于車站子系統一體化的CTC、合并調度臺、統一系統操作界面、簡化網絡通道設備等建議, 以降低運營成本，提升鐵路運輸效率。

CTC；既有線；客運專線；青藏鐵路；運輸效率

分散自律CTC即分散自律型調度集中(Centralized Traffic Control，CTC），是我國采用的一種新型鐵路行車調度指揮設備，由于采用分散自律技術解決了行調干擾等問題，在近十年來得到了大力推廣應用，目前已基本普及我國鐵路客運專線和大部分重要既有線路。但在高速的發展應用中卻存在很多不完善的地方，使得投入與效率未能達到理想效果，限制了行車調度指揮工作的有效發揮，需要通過技術或管理手段來繼續完善，使之進一步適應我國鐵路路情，提升鐵路運輸效率。

1 我國鐵路分散自律CTC系統的現有功能

1.1 行車調度指揮功能

行車調度指揮功能也即TDCS功能，是CTC系統的核心功能,可概括為兩個方面：一方面，在調度中心，TDCS取代了行車調度員“手畫運行圖, 電話指揮車站”的傳統人工行車指揮模式,實現了由計算機自動生成列車實際運行圖、 由網絡自動下達行車計劃與調度命令等功能；另一方面，在車站，TDCS取代車站值班員“電話接受指揮, 手工填寫行車日志” 的人工行車作業方式，實現了計算機網絡系統自動接收行車計劃與調度命令、自動生成行車日志等功能。

1.2 調度集中控制功能

CTC系統具備調度集中控制功能，也可概括為2個方面：一是實現所有列車按照運行圖自動排列進路（按圖排路）；二是實現調車與列車作業的自動協調完成。CTC系統采用計算機分布式網絡控制，信息化處理等技術，將列車運行調整計劃下傳到沿線各車站的自律計算機中自主自動執行，并在列車運行調整計劃的基礎上，自動檢測調車作業與列車作業在時間與空間上的沖突，實現調車作業在不影響列車作業的前提下自動協調控制。

2 我國鐵路分散自律CTC系統的應用現狀

2.1 既有線分散自律CTC系統的應用現狀

2003年，我國自主研發了分散自律CTC系統，并在原西寧分局西寧—哈爾蓋（單線自動站間閉塞）進行試點，于2004年正式發布《分散自律調度集中系統技術條件(暫行修訂稿)》，并開始在雙線自動閉塞區段正式建設，最初建設的主要有4條繁忙干線，即膠濟線、浙贛線、鄭徐線、武九線，它們相繼在2006年底至2007年初開通了CTC系統。其中膠濟線、浙贛線CTC系統為卡斯柯信號有限公司產品，鄭徐線、武九線CTC系統為河南輝煌科技股份有限公司產品，但武九線在開通運行1年之后因電氣化改造而停用CTC系統功能至今（僅用TDCS功能）。隨后，大秦線、西隴海線、滬昆線等既有鐵路CTC系統相繼成功開通應用，還有一些既有線成功上道了CTC系統，但僅用TDCS功能，如京九線、襄渝線、漢丹線等[2]。

既有線分散自律CTC系統因鐵路客貨混運，沿線車站大多有調車作業，只有極少數小站能實現調度中心集中控制列調車作業；一般中間站只能實現列車作業的中心集中控制，而調車作業權限仍設置在車站；區段站或編組站因有大量調車作業，調度員難以掌握車站現場的復雜作業情況，列調車作業權限一般都設在車站，如膠濟線的青島西、青島、淄博、東風4個站，調度員調整計劃并下達車站后，車站值班員考慮調車作業等實際需要可對計劃中的股道號進行修改調整，再下達到自律機去執行。

2.2 客運專線分散自律CTC系統的應用現狀

根據2004年國務院批準的《中長期鐵路網規劃》，我國于2005年后開始大規模進行客運專線的建設，已陸續開通合寧、合武、沿海通道、京廣、京滬、鄭西、哈大等客運專線，在這些線路上分散自律CTC系統已作為信號的主要子系統之一，與聯鎖設備一樣屬必建項目。

客運專線CTC系統與既有線CTC系統相比，由于沿線車站平時幾乎沒有調車作業，其可用性更強、應用效果也更好；但系統新增了許多接口，包括與列控中心(TCC）、臨時限速服務器(TSRS)、無線閉塞中心 (RBC）等設備均有接口；客運專線CTC系統還增加了新的功能，包括臨時限速設置、區間低頻值表示、列車信號機點燈滅燈控制與顯示、C3列車移動授權MA信息表示、C3列車運行狀態顯示等。

2.3 青藏鐵路格拉段分散自律CTC系統的應用現狀

青藏鐵路格拉地段的特點是高寒缺氧、生態脆弱，所以青藏線行車調度指揮系統在分散自律CTC系統的基礎上，又專門針對其惡劣的設備運行環境、車站無人化運營、免維護、少維修等要求，進行了特殊的設計。格拉段部分車站采用了GE公司的ITCS信號系統，該信號系統集閉塞、車站聯鎖和列車運行超速防護于一體，能直接與CTC系統車站自律機進行接口，實現控制命令與表示信息的交換。ITCS沒有獨立的控顯機，所有的顯示和控制任務只能由CTC設備完成，因此CTC系統對ITCS系統的控制方式只有車站控制和中心控制之分，而無傳統意義上的非常站控。青藏鐵路格拉段45個車站中，實現了38個車站的無人化，無人化率達85%。

格拉段CTC系統首次實現了與聯鎖列控一體化系統的結合，簡化了信號系統設備，提高了系統可用性，也大大簡化了維護工作，實現了較高的車站無人化率。

3 我國鐵路分散自律CTC系統應用存在的問題

3.1 車站分散式CTC模式成本高

我國鐵路CTC是以“信息集中、控制分散”為基本理念的分散自律式調度指揮模式，目前多采取車站分散式體系結構，如圖1所示，這主要是由于我國鐵路每個車站均是單獨設置聯鎖，即便是同一個車站的多個車場，目前也還沒有實現區域集中聯鎖。如圖1所示，車站分散式CTC系統結構里沿線每個車站都設1套CTC設備，并配置相應的行車值班員或應急值班員。如某條線路有10個車站，則需10套聯鎖、10套車站CTC設備，并配置10套車站行車人員，設備投資和人員配置都較大，運營成本高。3.2 既有線CTC調度集中控制功能不完善

圖1 車站分散式CTC結構

我國既有線鐵路CTC調度集中控制功能不完善，存在以下問題：第一，因調車作業多而離不開車站值班員，車站無人化率低，不利于減員增效；第二，既有線CTC需要車站值班員人工輸入調車作業單才能觸發進路，而且調車作業進路排列后執行性差，調車作業自動化程度低[3]；第三，部分既有線因技術或配套設備不滿足等問題，雖開通CTC系統，但僅用TDCS的功能，存在投資浪費。

3.3 客運專線CTC接口多

客運專線因RBC、TCC、TSRS等系統的應用，使CTC系統存在復雜的接口，易造成系統間的數據傳輸故障[3]。

3.4 調度臺設置不合理

目前，我國鐵路CTC系統一般都是按整條線路來規劃建設，調度臺的數量和管轄范圍則根據某條線路車站的多少以及屬地化管理要求進行設置與劃分，存在資源浪費問題。如2009年開通的武廣客專設3個調度臺，其中調度1臺僅管轄武漢鐵路局境內武漢高速場等5個站，又如武漢局管內的合武客運專線（5個站）、宜萬線（8個站）等，建設時雖車站數量都不多，但都因各自單獨規劃建設，調度臺都是各設一個，人員配置各一套。很明顯，這樣的設置并沒有充分發揮CTC系統功能，因為計算機和網絡的應用，每個CTC調度臺可以管轄幾十個車站，因此，資源浪費較大。

3.5 系統操作界面不統一

我國鐵路CTC系統開發的廠家有卡斯柯信號有限公司、輝煌科技股份有限公司、中國鐵道科學研究院、北京交大微聯科技有限公司和北京全路通信信號研究設計院有限公司，一般每條線路的CTC在建設時期都是按整條線路規劃，運營后按照屬地化管理，因此，一條線路會由分屬不同鐵路局的CTC系統進行調度，同一鐵路局會有不同廠家的CTC系統，而不同廠家的CTC系統在界面顯示、操作方式、報警提示等方面常有不同，由此增加了行車人員的工作難度，也限制了行車人員在不同線路崗位的靈活調動，給調度管理工作增加了難度；另外，車站聯鎖和CTC系統生產廠家往往也不同，因此，聯鎖界面也常常不同于CTC車務終端界面，在分散自律和非常站控不同模式下作業時，給車站值班員帶來很多的不便，易造成人為差錯，影響行車安全與行車效率。3.6 CTC網絡通道設備故障率高

我國CTC系統網絡通道設備包括設在調度中心機房與沿線各車站信號機械室的路由器、協議轉換器及由鐵通管理的2 M數字通道等設備，它們構成CTC系統的專用通信網絡。在CTC系統的運營過程中，這些通道設備故障率高，尤其是協議轉換器，受環境溫度、運行時間等因素的影響較大，常常需要重啟或更換才能正常工作，極大地增加了日常維護量，也嚴重影響CTC系統的正常運行。

4 對策與措施

4.1 推廣區域分散式CTC體系結構

我國的新建鐵路，尤其是客運專線，建議推廣區域聯鎖，CTC系統即可采用區域分散式體系結構，如圖2所示。每個區域聯鎖系統可以控制n個車站，沿線只需要在區域聯鎖控制站設置CTC系統即可，即一個區域CTC系統可以管轄n個車站的行車工作，值班員也只在區域聯鎖站設置。因此，車站值班員管轄范圍不再是一個站，而是n個站，假設每個區域聯鎖控制5個車站，如某條線路有10個車站，則只需2套車站CTC設備，并配置2套車站行車人員即可。很顯然，這種模式不僅設備投資減少，還可以大大減少車站行車人員的數量，從而降低運營成本，提高鐵路運輸效率。

4.2 完善調車智能化控制功能

圖2 區域分散式CTC結構

調車作業無法像運行圖那樣納入日班計劃，因此調車作業計劃必須由人工輸入，既有線調車作業多而復雜，建議開發調車智能化控制子系統，與CTC結合，實現調車現場顯示、及時采集足夠的調車運行過程信息和調機定位信息、及時傳遞調車作業單及回執，增強CTC系統調車作業過程控制功能，促進調車作業自動化，從而提高既有線CTC

系統的可用性。

4.3 開發基于車站子系統一體化的CTC

建議借鑒青藏線格拉段CTC系統應用技術，在新建高速鐵路，推廣CTC與聯鎖列控一體化系統直接結合模式，同時建議研究車站CTC、聯鎖、列控系統合并為一體的技術，實現基于車站子系統一體化的CTC系統，把聯鎖操作表示機、列控主機和車站自律機合三為一，既可減少設備投資，又可大大減少CTC外部接口，從而降低系統間的數據傳輸故障率。

4.4 合并調度臺并精簡配置

適時進行調度臺合并，如京石武CTC開通后，武漢局管內的原武廣高鐵1臺調整為京廣高鐵樞紐臺，增加管轄范圍，除原來的5個車站外，還負責管轄至北線的線路所L1/L2；又如合武客專，合并到京九二臺進行調度、宜萬線合并到武康一臺進行調度等，整合之后，武漢局的原20多個調度臺減少到16個，不僅解決了調度人員不足或需要培訓轉崗等問題，更重要的是節省了定員；另外，助理調度員工作站、控制工作站、綜合維修工作站可以合并，尤其是客運專線，其調車作業、綜合維修作業、遠程操作都不多，其設備配置、人員配置及人員工作范疇可以合理整合，進行精簡。我國分散自律CTC最初設計是每個調度臺設調度員、助理調度員、操作控制員、綜合維修調度員各1人，共4人；整合精簡后，每個調度臺可以只設調度員、助理調度員各1人，共2人，調度人員可減少一半。

4.5 統一系統操作界面

建議修訂原技術標準：一方面，統一各不同廠家的CTC系統工作界面，增強系統的通用性；另一方面， CTC操作界面的設計還要與車站聯鎖的操作界面特征一致，使車站值班員在自律模式和非常站控模式切換時，面對相同的操作界面，減少人為差錯。

4.6 簡化CTC系統網絡通道設備

利用當前先進技術，簡化CTC通道設備，減少中間環節，降低通道故障率。如CTC通道中的協議轉換器，作為通道的一個附加設備，目的是實現V.35和G.703協議轉換，以適應2 M通道的傳輸，建議將此功能合并到路由器去實現。當前思科路由器已具備該功能模塊，可以直接連接2 M通道，武漢鐵路局調度中心利用新遷調度大樓的時機已全部更換，建議其他各地，包括沿線各車站逐漸更新，從而簡化CTC系統網絡通道設備。

5 結束語

近十年來，分散自律CTC系統在我國鐵路的應用得到大力推廣，有效地提高了鐵路運輸效率。但受我國復雜的線路條件以及歷史的調度管理遺留問題影響，它的建設模式、運營管理和技術保障都存在一定問題,需要進行針對性的完善與提高，以達到真正降低運營成本、提高運輸效率的目的。

[1]郭建剛.分散自律調度集中系統維護及管理[J].中國鐵路，2008（3）：58-62.

[2]許誠.膠濟線分散自律調度集中系統[J].鐵道通信信號，2007，43（5）：1-4.

[3]崔艷萍，莊河.國內外鐵路調度集中系統的差異性分析[J].鐵道運輸與經濟，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）