調(diào)度集中系統(tǒng)場(chǎng)聯(lián)進(jìn)路自動(dòng)排路方案研究

王興利

(1．卡斯柯信號(hào)有限公司, 上海 200071;2．上海市鐵路智能調(diào)度指揮系統(tǒng)工程研究中心，上海 200071)

1 概述

調(diào)度集中CTC自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路辦理遵循按圖排路的原則，根據(jù)列車(chē)運(yùn)行的計(jì)劃順序逐站辦理，如圖1所示。按照列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃先辦理A站發(fā)車(chē)進(jìn)路，再辦理B站接車(chē)進(jìn)路，即CTC系統(tǒng)需要A站先辦理相關(guān)列車(chē)的進(jìn)路后，B站方可辦理，只有在A站辦理相關(guān)的列車(chē)進(jìn)路后，B站方可檢查需要辦理的列車(chē)車(chē)次、位置等信息。CTC將自動(dòng)觸發(fā)命令先發(fā)往A站聯(lián)鎖系統(tǒng),待A站信號(hào)開(kāi)放后,再將自動(dòng)觸發(fā)命令發(fā)往B站聯(lián)鎖系統(tǒng)，聯(lián)鎖根據(jù)進(jìn)路指令分別辦理。

對(duì)于存在場(chǎng)聯(lián)關(guān)系的兩個(gè)站場(chǎng)辦理進(jìn)路時(shí)，聯(lián)鎖系統(tǒng)考慮到接發(fā)車(chē)安全，需要先辦理B站接車(chē)進(jìn)路，等B站接車(chē)進(jìn)路信號(hào)開(kāi)放后，再辦理A站發(fā)往B站的發(fā)車(chē)進(jìn)路。如果B站接車(chē)進(jìn)路信號(hào)沒(méi)有開(kāi)放，那么A站發(fā)車(chē)進(jìn)路信號(hào)也不能開(kāi)放，此時(shí)聯(lián)鎖辦理進(jìn)路的邏輯與CTC自動(dòng)辦理進(jìn)路的邏輯相反，造成此種情況CTC無(wú)法自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路。

圖1 場(chǎng)聯(lián)示意圖Fig.1 Schematic diagram of yard connection station

2 實(shí)現(xiàn)方案

為解決這一問(wèn)題，需同時(shí)滿(mǎn)足CTC和聯(lián)鎖在有場(chǎng)聯(lián)關(guān)系情況下兩個(gè)站場(chǎng)之間的進(jìn)路辦理邏輯。既要保證辦理進(jìn)路的安全性，又要避免因后站先辦理進(jìn)路而導(dǎo)致的發(fā)車(chē)進(jìn)路錯(cuò)辦。需要CTC系統(tǒng)在場(chǎng)聯(lián)相鄰自律機(jī)間進(jìn)行信息交互，辦理過(guò)程中需要確認(rèn)和反饋。

2.1 自律機(jī)實(shí)現(xiàn)流程

當(dāng)A站滿(mǎn)足辦理列車(chē)甲發(fā)往B站進(jìn)路的時(shí)機(jī)時(shí)，由A站自律機(jī)告知B站自律機(jī)需要辦理列車(chē)甲的進(jìn)路。B站辦理完成列車(chē)甲的進(jìn)路后，B站回復(fù)A站已經(jīng)完成列車(chē)甲進(jìn)路的辦理。此時(shí)A站再辦理發(fā)往B站的列車(chē)甲進(jìn)路，如圖2所示。

圖2 交互流程Fig.2 Interaction flow chart

2.2 自律機(jī)間消息定義

同一調(diào)度臺(tái)的車(chē)站間可采用內(nèi)部協(xié)議實(shí)現(xiàn)該功能，交換信息可包括車(chē)次號(hào)、車(chē)次計(jì)劃索引號(hào)、出口等；鐵路局間或不同CTC系統(tǒng)間需增加交互通信協(xié)議，完成通知、響應(yīng)、回復(fù)完整流程，鐵路局局間或不同系統(tǒng)間交互可不傳遞車(chē)次計(jì)劃索引號(hào)，通過(guò)車(chē)次號(hào)來(lái)唯一確定計(jì)劃車(chē)次的對(duì)應(yīng)。具體消息定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 消息定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Fig.3 Data structure of message definition

2.3 實(shí)現(xiàn)邏輯要求

為了防止接發(fā)列車(chē)過(guò)程中錯(cuò)誤排列進(jìn)路，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中需要滿(mǎn)足以下要求：

1） B站進(jìn)路觸發(fā)時(shí)機(jī)由先辦理的A站確定，和人工辦理實(shí)際情況一致，B站辦理結(jié)果告知A站，使得A站可以根據(jù)B站辦理的結(jié)果確定本站是否該觸發(fā)，且可以進(jìn)一步校核B站的告知結(jié)果。如B站告知的辦理完成車(chē)次與A站實(shí)際需要觸發(fā)的車(chē)次不符時(shí)，A站不觸發(fā)。同時(shí)需要避免臨時(shí)調(diào)整計(jì)劃后的B站進(jìn)路錯(cuò)用車(chē)次情況發(fā)生；

2）A站的請(qǐng)求消息ReqRoute中包括消息唯一標(biāo)識(shí)符，唯一標(biāo)識(shí)是由A站自律機(jī)通過(guò)一定算法產(chǎn)生不重復(fù)的32 Byte隨機(jī)數(shù)。B站辦理完成后發(fā)送到A站的回執(zhí)ResultRoute消息也應(yīng)包括A站發(fā)送的唯一標(biāo)識(shí)符，該標(biāo)識(shí)符在交互過(guò)程中一次有效，請(qǐng)求或確認(rèn)消息兩次收到唯一標(biāo)識(shí)符，則交互中止；

3）A站 發(fā) 出ReqRoute后45 s內(nèi) 不 能 收 到和ReqRoute中標(biāo)識(shí)符nUiqueIndex一致的RouteResponse回執(zhí)消息，該次交互失敗，等待下一次交互。A站發(fā)出ReqRoute請(qǐng)求輪詢(xún)周期為45 s，符合調(diào)度集中系統(tǒng)技術(shù)條件發(fā)往聯(lián)鎖系統(tǒng)命令45 s后進(jìn)路不成功報(bào)警的要求；

4） B站辦理ReqRoute請(qǐng)求的進(jìn)路時(shí),需要完整檢查除列車(chē)位置外的其他進(jìn)路觸發(fā)條件,包括是否滿(mǎn)足嚴(yán)格按計(jì)劃順序觸發(fā)的條件。如不滿(mǎn)足，則不辦理接車(chē)進(jìn)路；

5）請(qǐng)求和應(yīng)答消息中都包含時(shí)間戳,接收到對(duì)方消息后，如果當(dāng)前時(shí)間與消息中時(shí)間戳的時(shí)間差超過(guò)30 s，則認(rèn)定為過(guò)時(shí)消息,丟棄該消息,該次會(huì)話(huà)結(jié)束;

6）當(dāng)B站存在請(qǐng)求車(chē)次號(hào)重復(fù)計(jì)劃或請(qǐng)求車(chē)次號(hào)重復(fù)進(jìn)路序列時(shí)，不觸發(fā)進(jìn)路，保證調(diào)度集中系統(tǒng)計(jì)劃或車(chē)次號(hào)有問(wèn)題情況下，不自動(dòng)排路，導(dǎo)向安全側(cè)。

2.4 人工使用限制

在系統(tǒng)自動(dòng)排路過(guò)程中，人工辦理或取消進(jìn)路會(huì)干擾系統(tǒng)自動(dòng)排路過(guò)程，這種耦合會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤進(jìn)路辦理的結(jié)果，需要對(duì)人工操作進(jìn)行限制。

A站人工調(diào)整計(jì)劃后或人工辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路時(shí)，需確認(rèn)當(dāng)前B站該列車(chē)進(jìn)路是否已辦理，防止B站接車(chē)進(jìn)路錯(cuò)誤組合；B站人工取消進(jìn)路時(shí)，需要人工告知A站，防止人工取消進(jìn)路后再辦理的進(jìn)路和A站計(jì)劃發(fā)車(chē)順序不一致。

3 特殊場(chǎng)景研究

3.1 設(shè)置“同意動(dòng)岔”按鈕車(chē)站

設(shè)置同意動(dòng)岔按鈕的兩個(gè)車(chē)站一般是從一組雙動(dòng)道岔中間分開(kāi)的兩個(gè)車(chē)站，對(duì)于設(shè)置“同意動(dòng)岔”按鈕的車(chē)站，一般沒(méi)有道岔操作權(quán)限，只有同意的權(quán)限，稱(chēng)之為同意站B；另外一個(gè)車(chē)站有道岔操作權(quán)限，稱(chēng)之為控制站A，如圖4所示。

圖4 設(shè)置同意動(dòng)岔按鈕車(chē)站Fig.4 Station with button of permitting switch operation

同意站B無(wú)單操道岔權(quán)限，也沒(méi)有進(jìn)路操道岔的權(quán)限。如果列車(chē)從A站運(yùn)行到B站，同意站B按下同意動(dòng)岔按鈕，控制站A需要手工單操道岔到反位，道岔到位后可按場(chǎng)聯(lián)進(jìn)路辦理方法進(jìn)行自動(dòng)排路，先辦理B站接車(chē)進(jìn)路，再辦理A站發(fā)車(chē)進(jìn)路；如果列車(chē)運(yùn)行方向相反，B站發(fā)車(chē)到A站，B站手工按下同意動(dòng)岔按鈕后，此時(shí)可按場(chǎng)聯(lián)進(jìn)路辦理方法進(jìn)行自動(dòng)排路，A站先辦理接車(chē)進(jìn)路，不需要手工單操道岔，辦理進(jìn)路過(guò)程中會(huì)通過(guò)進(jìn)路操作道岔到位，之后B站辦理發(fā)車(chē)進(jìn)路。

由于目前CTC系統(tǒng)出于安全原因，沒(méi)有自動(dòng)下發(fā)功能按鈕和單操的功能，只能下發(fā)進(jìn)路按鈕，所以帶同意動(dòng)岔按鈕車(chē)站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排路功能需要人工提前按下同意動(dòng)岔按鈕，控制站A發(fā)車(chē)還需要進(jìn)行人工單操道岔操作，這就使CTC自動(dòng)排路功能需要人工頻繁干預(yù)。目前一般采用的是人工按鈕和單操后，進(jìn)路序列人工觸發(fā)的方式。

3.2 鄰站非CTC自動(dòng)排路車(chē)站

對(duì)于鄰站為T(mén)DCS車(chē)站或CTC車(chē)站但處于非常站控模式，或者處于CTC自律控制但未啟動(dòng)自動(dòng)排路，由于本站發(fā)送請(qǐng)求鄰站排路消息但不能獲得鄰站正確響應(yīng)，所以這一功能在目前設(shè)計(jì)下無(wú)法實(shí)現(xiàn)，需要后期繼續(xù)研究。

對(duì)于鄰站為人工按鈕辦理進(jìn)路車(chē)站，即使接車(chē)信號(hào)已開(kāi)放，由于無(wú)法判斷開(kāi)放的接車(chē)信號(hào)是為哪趟列車(chē)辦理，所以本站發(fā)車(chē)進(jìn)路也不應(yīng)該自動(dòng)辦理。

4 結(jié)束語(yǔ)

CTC場(chǎng)聯(lián)進(jìn)路自動(dòng)排路功能已在CTC系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，目前已部署黃山北黃杭場(chǎng)/合福場(chǎng)、石家莊高速場(chǎng)/太青場(chǎng)等多個(gè)車(chē)站，可大大降低調(diào)度指揮人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高調(diào)度集中系統(tǒng)自動(dòng)化程度，并有效防止進(jìn)路錯(cuò)誤排列，對(duì)完善調(diào)度集中系統(tǒng)和擴(kuò)大調(diào)度集中系統(tǒng)使用范圍具有重要意義。