CTC與TCC信息交互過程仿真設計與研究

張 博，張廣軍

（中國中鐵工程設計咨詢集團有限公司 電化通號設計研究院，北京 100055）

CTC與TCC信息交互過程仿真設計與研究

張 博，張廣軍

（中國中鐵工程設計咨詢集團有限公司 電化通號設計研究院，北京 100055）

調度集中（CTC）和列控中心（TCC）是列車控制系統的重要組成部分。本文主要借助Visual C++6.0開發平臺，結合現場調度集中與列控中心的工作特色，以臨時限速調度命令的設定為目標，參照現場臨時限速設定流程，仿真調度集中臨時限速命令的設定、列控中心對于臨時限速命令的可執行性檢查以及兩者之間的信息交互過程。

TCC；CTC；臨時限速；仿真

鐵路作為我國國民經濟的大動脈、國家重要基礎設施和大眾化交通工具，在經濟社會發展中具有重要作用。隨著高速鐵路、客運專線的大量建設，相關部門也在投入大量的人力和物力對列車控制系統的原理、結構和功能等進行更加深入的研究。調度集中（CTC）與列控中心（TCC）作為列車控制系統的重要組成部分，它們之間存在著密切的關系，而臨時限速調度命令的設置、驗證、執行或者取消正是由CTC和TCC之間頻繁的信息交互才得以實現，所以本文主要借助Visual C++6.0軟件開發平臺，對臨時限速調度命令在兩者之間的信息交互過程進行仿真設計與研究。

1 系統概述

調度集中（CTC，Centralized Traffic Control）是新一代調度集中系統的核心組成部分，實現對某一區段內的信號設備進行集中控制、根據列車運行、沿線行車設備狀態及維修作業情況的實時信息，按照列車運行計劃統一指揮全區段的列車運行。調度集中的控制中心設于調度所，被控制對象是沿鐵路線的各個車站與分散型的遠動系統。

列控中心（TCC，Train Control Center）是列車控制系統的核心設備，實現控制有源應答器的報文輸出和臨時限速的核對與執行、ZPW-2000A/K軌道電路的編碼、區間信號機點燈邏輯、站間通信等功能，擔負著列車行車安全的重大使命。

2 CTC與TCC之間的信息交互過程

CTC與TCC之間采用統一的發送—應答機制實現點對點連接。

CTC作為客戶端，完成臨時限速命令的設定、發送、批準執行，以及臨時限速命令無法執行時的警告提示，同時進行針對臨時限速命令各項操作的保存，以備需要時進行查詢。

TCC作為服務器，接收調度集中臨時限速命令，進行可執行性檢查，并做出反饋信息，同時對經調度集中批準的臨時限速命令進行下達執行。為了清晰顯示CTC與TCC之間的交互過程，將兩者交互過程中不同階段的互傳信息置于不同的列表中，仿真數據流程如圖1所示。

圖1 CTC與TCC信息交互過程

CTC與TCC之間建立基于TCP/IP協議中的TCP通信協議，選用C/S模式，CTC作為客戶端，TCC作為服務器端。CTC通過特定的輸入界面設定臨時限速命令，存儲于“原始臨時限速命令”列表。TCC收到原始臨時限速命令后，首先進行可執行性檢查，以及更新檢查后存儲于“臨時限速命令”，并向CTC做出反饋。CTC接收此反饋命令并存儲于“TCC反饋的臨時限速命令”列表。當執行批準執行時，命令顯示于“CTC批準執行的臨時限速命令”，同時向TCC發送。TCC接收批準執行的命令存儲于“批準執行的臨時限速命令”列表，當時機到達時，TCC進行命令的下達操作，該操作將臨時限速命令進行編碼顯示，向CTC反饋，CTC接收該反饋后，將已執行的臨時限速命令顯示于“TCC已執行的臨時限速命令”列表。至此，一個完整的交互過程完成。

3 CTC與TCC信息交互的設計

3.1 命令格式設置

CTC與TCC之間存在大量的信息交互，本文以臨時限速命令在兩者之間的交互為例，研究兩者的信息交互過程。臨時限速命令主要包括的參數有：命令號、命令類型、線路、受令車站、限速起點、限速終點、限速值、計劃開始時間、計劃結束時間、限速原因等，為了便于仿真，我們以臨時限速命令的命令號作為主鍵，設計如表1所示的臨時限速命令格式。

表1 臨時限速調度命令格式

定義好臨時限速調度命令的格式以后，通過Visual C++6.0開發平臺，開發如圖2所示的臨時限速調度命令人機交互界面。

圖2 臨時限速調度命令人機交互界面

3.2 命令信息處理

本設計中，TCC與CTC之間信息的傳輸采用字符串傳輸，獲取列表中需要傳輸的某一行臨時限速命令，為方便接收端進行拆分，采取的方法是將各命令參數之間添加“*”，按照該行單元順序組合為字符串，同時為傳遞的字符串添加標志位，便于接收端進行相應的處理,在這里，根據客戶端和服務器端交互內容的不同添加如表2所示的標志位。

當服務器端接收到客戶端命令信息后，信息處理流程如圖3所示。首先進行信息的長短判斷，如果大于6 bit則為含有命令信息，如果等于6 bit,則是客戶端對于原始臨時限速命令可執行檢查的反饋信息，或者是連接判斷信息。如果為含有命令的信息，則進一步根據標志位進行判斷。當客戶端接收到服務器端信息時，服務器端信息處理流程如圖4所示。同樣，根據信息的長短判斷類別，如果等于6 bit，則是連接判斷信息，如果大于6 bit，則根據標志位進一步判斷。

表2 臨時限速命令標志位

圖3 服務器端信息處理

例如：客戶端向服務器端發送一條限速命令“001*1*正線*下行正向*車站1*935555*936666* 250*2012/5/20 14:04*2012/5/20 14:14*施工中”時，服務器端進行如下操作：（1）按照成幀格式去掉“*”，收到命令“0011正線下行正向車站19355559366662502012/5/20 14:042012/5/20 14:14施工中”；（2）按照如圖3所示的信息處理流程進行處理。如果限速命令進行更新，有2種情況：（1）服務器端原始臨時限速命令中存在更新時，命令的備注信息為“待批準”；（2）服務器端批準執行臨時限速命令存在更新時，命令的備注信息為“待執行”。

圖4 服務器端信息處理

當服務器端向客戶端傳遞信息時，客戶端進行可執行檢查，如果接收到的信息與設定不符，會參照相應技術規范中錯誤代碼格式向客戶端反饋錯誤信息代碼?？蛻舳私邮赵撟址畔?，進行相應的告警提示。接收端接收到命令信息時，為一個字符串，需要進行拆分，根據與發送端之間的協商，根據去“*”進行拆分，拆分后的各子字符串需要保存。

4 CTC與TCC信息交互的實現

4.1 命令執行過程中的仿真

根據上述臨時限速命令設置格式和設置原理：（1）在限速命令人機交互界面編輯臨時限速調度命令；（2）發送給服務器端進行校驗，等服務器端返回校驗成功信息后把臨時限速調度命令下發到實際站場線路上；（3）在仿真系統中通過運行的列車來體現臨時限速調度命令的執行過程。

測試效果圖如圖5所示。其中，分圖a表示臨時限速調度命令已成功下發，但還沒有激活；分圖b表示臨時限速調度命令已被激活；分圖c表示臨時限速調度命令正在執行中，還沒有執行結束；分圖d表示臨時限速調度命令執行結束；分圖e表示此臨時限速調度命令已經完全執行結束，恢復原來待激活的狀態。

圖5 臨時限速命令測試效果圖

從上面仿真過程可以看出，當臨時限速調度命令成功下發后，列車在運行到臨時限速起始點一定距離后，臨時限速調度命令會被激活，由分圖a的灰色變成分圖b的綠色和灰色2種顏色，并顯示臨時限速已激活，此時列車的速度也會按某一加速度減小，如分圖b所示；當列車運行到開始限速有效范圍內時，由分圖b的綠色和灰色變成分圖c的黃色，并且速度也變成臨時限速的臨時值120 km/h；列車繼續運行，當運行到車尾剛剛冒過臨時限速調度命令的限速終點時，由分圖c的黃色形式變成分圖d的雙橫黃色形式，并顯示臨時限速已執行；隨著列車的慢慢離去，臨時限速調度命令的表現形式會由分圖d的顏色變成分圖e的顏色，并且隨著列車的運行速度會以某一加速度增加，如分圖e所示，列車的速度已經增加到180 km/h。

4.2 限速命令集中管理

該功能是調度集中CTC對于臨時限速命令的各項操作（添加、修改、刪除、發送、反饋、已批準、取消、已執行）的集中管理，操作成功后都將被記錄，方便以后需要時對其進行歷史查詢。操作記錄的查詢可以通過打開服務器端的臨時限速集中管理界面實現，根據操作類型，或操作記錄時間，通過對記錄信息的各項匹配，獲取滿足結果的操作記錄，查看臨時限速調度命令的設置和執行情況。最終實現效果如圖6所示。

圖6 臨時限速集中管理信息查看

5 結束語

本文通過分析調度集中（CTC）與列控中心（TCC）之間的信息交互過程，重點以臨時限速命令的設定和實現為例，根據現場臨時限速命令的設置原則，設計臨時限速命令的參數格式；借助Visual C++6.0開發平臺，設計臨時限速命令的人機交互界面，仿真實現TCC和CTC之間的信息交互過程；通過在系統線路上運行的列車，仿真實現臨時限速調度命令的執行過程。

[1]王長林，林 穎.列控運行控制技術[M].成都：西南交通大學出版社，2008.

[2]王 勇.臨時限速報文動態組幀研究[J].鐵路通信信號工程技術（RSCE），2009，6（1）.

[3]鐵道部科學技術司.科技運[2007]158號.客運專線CTCS-2級列控系統列控中心技術規范(暫行) [S].北京：鐵道部科學技術司，2007.

[4]費振豪.客專C2區段臨時限速操作流程和操作顯示界面[Z].卡斯柯信號有限公司，2008.

[5]孫 鑫,余安萍.VC++深入詳解[M].北京：電子工業出版社，2007.

[6]吳江嬌，劉晶晶.列控系統中臨時限速執行時機的研究[J].鐵道通信信號，2008，44（5）.

責任編輯 徐侃春

Information exchange process between CTC and TCC

ZHANG Bo,ZHANG Guangjun
( Electrifcation &Communication and Signal Design and Research Institute,China Railway Engineering Consulting Group Co.LTD.,Beijing 100055,China)

Information exchange between CTC and TCC has a very important practical signifcance for the simulation of traffc dispatching,the study on new transport organization as well as application in related felds.By means of Visual C++ 6.0 development platform,this article combined with the work features of CTC and TCC,set a human computer interactive interface based on temporary limit scheduling command,simulated the setting of temporary speed limit command of CTC,the executable checks of TCC to temporary speed limit command,the information exchange process between two control centers.

TCC;CTC;temporary speed limit;simulation

U284.482∶TP39

A

1005-8451（2016）10-0005-04

2016-03-02

張 博，助理工程師；張廣軍，高級工程師 。