關于動車所CTC3.0系統研究與實現

馮振國，陳 宣，胡飛虎

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

隨著我國對高鐵事業的投資建設，國內高鐵運營里程數逐年攀升，動車所車站也在不斷增多，CTC系統已經覆蓋各個高鐵車站，但是因動車所業務與高鐵運營車站業務區別較大，CTC 系統對于動車所類車站的列調車作業關聯功能、調車作業辦理等問題沒能很好的解決。長期以來動車所真正開通CTC 模式的車站少之又少。為解決動車所開通CTC 全功能模式的問題，對動車所的現有作業內容及流程進行深入研究，結合CTC3.0 系統已有功能技術的基礎，提出了適合動車所車站的CTC3.0 解決方案。

1 動車所業務分析

動車所主要分為列車、調車作業辦理及動車組檢修工作內容。列車作業辦理與普通高鐵車站作業一致，辦理停止運營列車車底入所的接車進路和始發列車的車底出所進路，接收調度臺列車計劃與調度命令，與鄰站進行鄰站預告。需要與動車段站調聯系，接收動車組調車計劃，根據檢修計劃完善動車所列車到發線信息，辦理動車所到發線與檢修庫線間的調車進路，為司機發送車組走行指示命令，同步標注各車組的具體位置。動車所還包括車組檢修計劃的編制工作，不屬于CTC 系統范疇，主要側重維修計劃安排層面，大部分工作在動車組管理系統中流轉。

動車所列車接車股道受多種因素影響可能存在變化，無法在動車檢修計劃中把列車接發車股道準確填寫，動車所調車計劃需要由站調和所內值班員共同完成，即由值班員負責填寫所內股道，由動車段站調負責編制各車組出入庫線信息。值班員負責將終到列車車次號更改為車組號，將出庫進入到發線的動車車組號修改為列車始發車次號，同時實現車次跟蹤標注工作，保證車組號與實際車次一致。車組入庫前由司機按照規則向G 網進行注冊，值班員根據約定好的車次號檢索無線機車號，將固定格式的進路指示通過無線命令方式發送給司機。

頻繁修改列車和車組號信息占據值班員大量工作時間，CTC2.0 系統調車車次不能正常跟蹤，需要目視車次跟蹤到相應的目標位置方能進行車次標注，還存在拆分車組和組合車組的更改操作，而且還需要關注每個車組的具體列位?，F階段CTC2.0 系統對于業務實際需求適應程度不高，致使值班員工作效率低下，安全風險壓力巨大，急需針對性的設計一套解決動車所實際業務需要的系統軟件。

2 系統設計

保持CTC3.0 錯辦防護功能，如基本圖錯辦卡控，站細違規檢查卡控，流程遺漏辦理進路卡控，防溜標識與卡控，占線板一鍵快捷辦理功能和進路預排預覽等功能。分析動車所業務流程，挖掘動車計劃中列車與車組間的關聯關系，設計如下功能。

1）設計動車檢修段車組調車計劃編制功能，設計格式及編制、修改、下發、簽收功能。

2）實現調車計劃簽收、修改確認功能，實現列車與調車計劃自動識別與關聯功能。

3）實現根據車組調車計劃，自動生成調車進路序列功能及進路辦理安全卡控及檢查功能。

4）實現列車車次號與車組號間依據關聯關系自動相互轉變功能。

5）車次號與車組號間人工快捷變換操作功能，優化CTC 站場圖界面顯示布局。

6）實現車組號自動跟蹤功能，尤其對于檢修庫線無采集區域，根據車組號先后順序顯示和防護功能。

3 系統結構

保持CTC3.0 系統標準站軟硬件配置不變，增設動車組調車計劃編制終端和調車作業服務器。動車所CTC3.0 系統結構如圖1 所示。

圖1 動車所CTC3.0系統結構圖Fig.1 Diagram of the structure of CTC 3.0 system for EMU depots

4 系統業務流向及處理邏輯

動車所主要作業流程按照作業類型分為列車作業和調車作業。根據CTC3.0 系統中列車與調車相應信息進行設計，如圖2、3 所示。

圖2 動車所CTC3.0系統列車作業流程圖Fig.2 Flow chart of train operation of CTC 3.0 system for EMU depots

圖3 動車所CTC3.0系統調車作業流程圖Fig.3 Flow chart of shunting operation of CTC 3.0 system for EMU depots

4.1 動車所列車作業操作流程

步驟1：調度員下達列車計劃給值班員。

步驟2：值班員根據車站實際情況在計劃序列終端進行始發、終到列車的方向修改和股道安排，安排完成后，通過下發階段計劃方式作用于自律機和占線板操作終端。

步驟3：如果設置列車自動觸發，則指令存儲到CTC3.0 自律機，當車次滿足自動觸發條件時，完成接車或發出進路的自動觸發。

如果未設置自動觸發，則信號員可在占線板操作終端進行列車進路辦理，對預覽界面進路確認無誤后，完成進路手動觸發。

4.2 動車所調車作業操作流程

步驟1：動車組調車計劃編制完成后，下發給車站值班員進行審核確認。

步驟2：值班員對于車組號和動車車次、接入股道進行設置完善，審核無誤后下發給信號員生成動車組調車計劃單。

步驟3：當系統判斷列車計劃股道已分配，則系統在動車組調車計劃單中填入對應車次的列車股道。

步驟4：如果為終到列車入庫作業，當列車完全進入目標股道并產生報點后，系統自動完成列車車次變換為車組信息，信號員在占線板終端根據該車車組號調車序列觸發該車組入庫調車進路。

如果為出庫作業，則信號員在占線板終端根據該車組調車序列觸發該車組出庫進路，當車組跟蹤到目標發車股道時，系統自動將車組號變換為發車車次號，進入始發列車進路辦理流程。

5 系統設計及功能實現

根據CTC3.0 系統中列車計劃信息及調車應具備信息，以及列調車間關聯信息進行分析，系統業務數據流程設計和功能，如圖4 所示。

1）調度臺下達列車計劃給車站計劃管理終端；動車段站調下達動車組調車計劃給值班員的動車組調車計劃管理終端。

2）動車組調車計劃管理終端根據列車計劃自動填寫動車組調車計劃的列車股道，反饋給動車組調車計劃編制終端。

3）動車組調車計劃編制終端簽認后，生成動車組調車進路序列。

圖4 動車所CTC3.0業務數據流程設計圖Fig.4 Design chart of operation data flow of CTC 3.0 for EMU depots

4）④車次號自動變換為車組號，[5]車組號變換為車次號。

5）⑤占線板序列觸發入庫進路，[4]占線板觸發出庫進路。

5.1 動車組調車計劃編制終端

站調通過動車組調車計劃編制終端完成動車組調車計劃編制工作，發送給動車所值班員確認，如圖5 所示。

5.2 值班員簽收功能

值班員動車組調車計劃管理終端收到動車組調車計劃后，值班員點擊“檢查股道”按鈕，根據列車計劃自動填入到發線股道。點擊“簽收計劃”后，動車段動車組調車計劃編制終端“車站確認”欄中提示已確認。此時，動車組調車計劃編制終端，核對值班員填寫的到發線股道信息，確認無誤后，點擊“確認”按鈕，“動車段確認”欄變為已確認。此時完成動車組調車作業計劃雙確認工作。

5.3 信號員調車進路辦理功能

系統根據作業計劃自動計算生成鉤計劃的調車進路序列，信號員選擇相應的作業序列進行進路辦理，辦理過程中判斷與列車進路的時空沖突情況。有沖突則彈框提示，禁止辦理進路。無沖突時，則將指令發送給聯鎖系統執行。如圖6 所示。

圖5 動車組調車計劃編制終端界面Fig.5 Terminal interface for formulating EMU shunting plans

圖6 調車進路辦理界面Fig.6 Interface for setting shunting routes

5.4 車次號與車組號間自動變換功能

列車完全進入動車所到發線，報點后自動變更為車組號；當車組號由庫線跟蹤到到發線股道后，系統自動將車組號變更為始發列車的車次號。如圖7 所示，當車組在到發線和檢修線間運行時，車組號可以實現自動跟蹤。

5.5 轉發格式化無線調度命令

需要向司機轉發調車指路指令時，系統可根據調車作業計劃信息，快捷生成格式化無線調度命令轉發給司機，如圖8所示。

6 動車所CTC3.0系統優缺點分析

6.1 優點

解決了動車所列調協同作業的安全問題，實現動車所列調混合作業模式下CTC 功能的開通，提升了動車所整體作業的安全性和效率。

實現了動車所調車計劃與列車計劃間的自動關聯，為“入所→入庫→出庫→離所”整套動車組作業流程提供一體化解決方案。可通過一個終端實現列車及調車的綜合作業，將CTC 系統中調車進路按鈕辦理方式轉換為序列加進路預覽的方式，提高了進路辦理的安全性。

圖7 車次號自動變更為車組號Fig.7 Train number automatically switched to EMU number

圖8 格式化無線調度命令Fig.8 Formatting a wireless dispatching command

結合動車所實際業務需求，實現了列車車次號與調車車組號間的自動變換功能，同時實現了車組號動態跟蹤顯示，大大的降低人工干預變更操作工作量，避免人工干預誤操作的可能，保障了工作安全。

提供動車段編制動車計劃終端，充分利用動車檢修計劃掌握的車組與列車車次信息這一關鍵信息，作為CTC 系統后續處理列車與車組間的邏輯提供了信息輸入，為豐富CTC 系統的信息提供輸入端口。

相對于CCS 系統，CTC3.0 系統功能整合程度更高，計劃與控制結合更緊密，階段計劃編制與防護、收發調令和無線調令、列車接發車進路預告、列控區間邏輯檢查操作與顯示功能為CTC 固有功能；而且本站與鄰站信息交互一體化程度高，避免終端取得二手信息或多終端切換操作，信息流轉環節少，故障節點少；CTC3.0 標準化設備，利于電務標準化管理、維護與培訓；而且避免設備冗余投資，投資成本低，設備利用率高。

6.2 待提升

受規范要求限制，暫時沒有實現CTC 與動車組管理系統間接口結合，導致動車檢修段維修計劃需要根據動車組管理系統中計劃單再由人工錄入到CTC 系統，存在部分重復工作。

CTC 系統暫時沒有部署室外車號識別裝置，僅僅從人工錄入的車組關系中提取車次號與車組號間的關聯關系，途徑單一。如果可以將車號識別結果融入系統作為校核手段，系統安全性將大有提升。

7 結束語

本文針對動車所CTC 系統使用效果不理想的現狀進行了剖析，以CTC3.0 系統對列車和調車已有的安全防護技術為基礎，結合動車所作業內容和流程特點，提出動車所CTC3.0 系統解決方案并完成系統功能開發及實施。避免了違反站細、規章條件的事故出現，保障動車所運輸指揮工作的作業安全。系統實現車次號與車組號的自動變更及車組號實時跟蹤防護功能，大大降低人工操作與盯控的工作量和工作壓力，改善了動車所運輸指揮工作裝備，提升了工作效率，具有一定的實用價值。