鐵路CTC系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀研究

韓文

【摘要】? ? 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC系統(tǒng)）是實(shí)現(xiàn)鐵路控制的關(guān)鍵系統(tǒng)，控制范圍包括鐵路信號的傳輸、鐵路部門之間的通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與管理等，是融合了TDCS系統(tǒng)的一種新型控制系統(tǒng)，通常被作為信號控制設(shè)備在鐵路管理中進(jìn)行應(yīng)用，有效預(yù)防多種因素造成的鐵路信號干擾問題。CTC在現(xiàn)代化鐵路行業(yè)發(fā)展的過程中發(fā)揮著重要作用，但結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例來看，CTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的現(xiàn)有條件十分惡劣，其運(yùn)行效率無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，不利于鐵路交通的指揮調(diào)度。本文探究了鐵路CTC系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析實(shí)際應(yīng)用過程中存在的各項(xiàng)問題，并制定出合理的解決方案，充分發(fā)揮出CTC系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】? ? 鐵路CTC系統(tǒng)? ? 應(yīng)用現(xiàn)狀? ? 研究分析

引言：

想要保證鐵路行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，就需要保證分散自律CTC系統(tǒng)的有效應(yīng)用，當(dāng)前我國重要的鐵路運(yùn)輸線路大多融合了CTC系統(tǒng)，近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識到CTC控制系統(tǒng)中存在的問題和不足，需要制定出合理的措施進(jìn)行優(yōu)化和完善。

一系列問題的出現(xiàn)導(dǎo)致鐵路管理成本不斷增長，CTC系統(tǒng)的運(yùn)行效率無法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，因此，相關(guān)技術(shù)部門需要?jiǎng)?chuàng)新傳統(tǒng)的控制手段，采用先進(jìn)的管理技術(shù)，在CTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中適應(yīng)當(dāng)下的鐵路運(yùn)行情況，助力我國鐵路事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

一、我國鐵路CTC系統(tǒng)的基本功能

1.1行車調(diào)度指揮

CTC系統(tǒng)進(jìn)行行車調(diào)度指揮需要通過TDCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，TDCS系統(tǒng)模塊屬于CTC系統(tǒng)的核心構(gòu)成，在實(shí)際應(yīng)用過程中，從調(diào)度中心的使用方向來看，TDCS系統(tǒng)正在逐步取代行車調(diào)度員的指揮職能，傳統(tǒng)的行車調(diào)度需要手動(dòng)繪制行車運(yùn)行圖，通過電話指揮的形式，對各車站下達(dá)調(diào)度命令。CTC系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)根據(jù)線路條件生成列車運(yùn)行圖，并由網(wǎng)絡(luò)完成自動(dòng)分析，通過數(shù)據(jù)傳輸向各部門下達(dá)行車調(diào)度命令，自動(dòng)化控制相比傳統(tǒng)人工控制，信息的傳輸速度更快，數(shù)據(jù)分析結(jié)果更穩(wěn)定。

從車站的使用方向來看，TDCS系統(tǒng)正在逐步取代車站值班員的作業(yè)方式，傳統(tǒng)的工作開展需要通過電話接受調(diào)度指揮，手動(dòng)記錄行車日志，CTC系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)接收行車調(diào)度命令，并由網(wǎng)絡(luò)完成自動(dòng)分析，生成行車日志，自動(dòng)化控制相比傳統(tǒng)人工控制，數(shù)據(jù)的傳輸速度更快，記錄結(jié)果更加準(zhǔn)確。

1.2 調(diào)度集中控制

鐵路CTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度集中控制，需要保證鐵路行線的所有列車都能夠統(tǒng)一按照運(yùn)行圖的排列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入路段，自動(dòng)協(xié)調(diào)好調(diào)車與列車的工作內(nèi)容。

CTC系統(tǒng)運(yùn)行需要以計(jì)算機(jī)分布式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對龐大的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)化處理，將獲得的列車運(yùn)行調(diào)整規(guī)劃以命令傳達(dá)的形式下放到沿線車站的自律計(jì)算機(jī)中，自動(dòng)執(zhí)行列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃內(nèi)容，有效避免調(diào)車作業(yè)與列車作業(yè)之間存在的沖突與矛盾，能夠在不影響正常列車作業(yè)的條件下，自動(dòng)完成調(diào)車作業(yè)。

二、鐵路CTC系統(tǒng)在我國的應(yīng)用情況

2.1既有線CTC

在進(jìn)行CTC系統(tǒng)研發(fā)的過程中，在我國建立了多個(gè)試點(diǎn)運(yùn)行單位，當(dāng)我國鐵路建設(shè)滿足CTC系統(tǒng)運(yùn)行條件后，在雙線自動(dòng)閉塞區(qū)段正式建設(shè)CTC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對繁忙鐵路干線的統(tǒng)一控制。

我國的鐵路沿線十分復(fù)雜，存在著客運(yùn)混運(yùn)的現(xiàn)象，大部分的車站都需要執(zhí)行調(diào)車作業(yè)，只有一部分小車站采用調(diào)動(dòng)中心調(diào)車，在中間站實(shí)現(xiàn)對列車作業(yè)的集中控制，將車站作為作業(yè)設(shè)置的主要區(qū)域。區(qū)段站在開展調(diào)車作業(yè)時(shí)，調(diào)度員無法精準(zhǔn)的掌握復(fù)雜的調(diào)車作業(yè)流程，因此，在車站設(shè)置列車作業(yè)和調(diào)車作業(yè)的基本權(quán)限，當(dāng)調(diào)度員下發(fā)調(diào)整計(jì)劃后由車站的值班人員根據(jù)鐵路沿線的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行股道修改，滿足調(diào)車作業(yè)的根本需求，并將最終的修改結(jié)果發(fā)送到集中控制中心。

2.2客運(yùn)專線CTC

在城市發(fā)展的過程中我國開始進(jìn)行大規(guī)模的客運(yùn)專線建設(shè)工作，隨著CTC系統(tǒng)的逐漸成熟，作為客運(yùn)專線主要信號子系統(tǒng)，是客運(yùn)專線建設(shè)過程中的必建項(xiàng)目，客運(yùn)專線CTC系統(tǒng)與既有線CTC系統(tǒng)相比，幾乎不存在調(diào)車作業(yè)。但為了滿足列車控制中心、無線閉塞中心以及臨時(shí)限速服務(wù)器等技術(shù)與設(shè)備的使用需求，需要在CTC系統(tǒng)增加多個(gè)接口?？瓦\(yùn)專線CTC系統(tǒng)功能正在逐漸完善，能夠?qū)崿F(xiàn)對列車信號燈的綜合控制，顯示區(qū)間低頻值，幫助工作人員更好地了解列車的運(yùn)行狀態(tài)。

2.3青藏鐵路格拉段CTC

青藏鐵路格拉段周邊的生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，并存在高寒缺氧的區(qū)域特點(diǎn)，在鐵路建設(shè)過程中所采用的指揮系統(tǒng)在CTC系統(tǒng)基礎(chǔ)上，根據(jù)該區(qū)域的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境以及長時(shí)間免維護(hù)、少維修的建設(shè)需求，對原有的系統(tǒng)功能進(jìn)行創(chuàng)新與完善。

青藏鐵路格拉段車站所采用的GE系統(tǒng)與CTC系統(tǒng)中的ITCS系統(tǒng)相比具有更加全面的車站聯(lián)鎖功能，起到超速防護(hù)作用，并將以上功能與信號輸送融為一體，在執(zhí)行控制命令的過程中直接與車站自律機(jī)建立連接。

由于ITCS系統(tǒng)不具備獨(dú)立存在的控顯機(jī)，想要將得到的控制任務(wù)顯示出來需要通過CTC設(shè)備完成，因此，從ITCS系統(tǒng)來看只存在車站控制和中心控制的區(qū)別，格拉段是我國首次實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制一體化發(fā)展，全面提高了系統(tǒng)適用性，簡化鐵路維護(hù)流程，對未來我國的鐵路控制系統(tǒng)建設(shè)起到一定的借鑒作用。

三、鐵路CTC系統(tǒng)應(yīng)用存在的問題

3.1 CTC系統(tǒng)建設(shè)成本較高

在進(jìn)行鐵路CTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，需要嚴(yán)格堅(jiān)持控制分散與信息集中的設(shè)計(jì)原理，通過分散式自動(dòng)調(diào)度完成列車作業(yè)和調(diào)車作業(yè)。我國大部分鐵路車站仍然采用傳統(tǒng)的分散式管理形式，但結(jié)合我國的發(fā)展國情，鐵路車站運(yùn)用獨(dú)立的聯(lián)鎖管理，尚未實(shí)現(xiàn)區(qū)域集中聯(lián)鎖模式，導(dǎo)致同一個(gè)車站存在多個(gè)車場。

想要通過CTC系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理，需要投入大量的人工費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)成本，才能保證設(shè)備運(yùn)營使用的穩(wěn)定性，因此，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喜⒄{(diào)整，通過站臺合并完成統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)資源的有效整合，簡化調(diào)度臺工作人員的工作內(nèi)容。

通過合并調(diào)度能夠有效緩解調(diào)度人員缺乏的問題，改變我國鐵路人員浪費(fèi)現(xiàn)象，CTC系統(tǒng)能夠完成控制站、調(diào)度員工作站、綜合維修站臺的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本、提高工作效率的發(fā)展目標(biāo)。

3.2 CTC系統(tǒng)的操作界面缺少統(tǒng)一性

鐵路公司由于發(fā)展理念的不同，所選擇的CTC系統(tǒng)來自于不同廠家，導(dǎo)致CTC系統(tǒng)使用的過程中操作界面存在明顯差異性，調(diào)度員在工作開展的過程中存在一定難度。一些技術(shù)人員處于多個(gè)崗位流動(dòng)工作狀態(tài)，多樣化的操作界面影響到技術(shù)人員的操作穩(wěn)定性，在進(jìn)行鐵路調(diào)度管理過程中引發(fā)一系列風(fēng)險(xiǎn)問題，鐵路部門面臨著嚴(yán)峻的管理挑戰(zhàn)。因此，對CTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)CTC系統(tǒng)生產(chǎn)的廠家與車站現(xiàn)有的聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)用需求存在明顯差異，導(dǎo)致CTC系統(tǒng)的車務(wù)終端與車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的操作界面缺少統(tǒng)一性。許多車站存在分散自律調(diào)度管理模式與非常站控模式混合應(yīng)用的情況，導(dǎo)致車站工作人員的操作業(yè)務(wù)十分復(fù)雜，在管理過程中容易出現(xiàn)操作失誤，影響到鐵路的安全運(yùn)行。

四、鐵路CTC系統(tǒng)應(yīng)用問題的解決措施

4.1分散式CTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)鐵路調(diào)動(dòng)集中系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展。需要在CTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中。設(shè)置相鄰站保障區(qū)域聯(lián)鎖，通過CTC設(shè)備安裝對多個(gè)工作站進(jìn)行統(tǒng)一控制，負(fù)責(zé)CTC設(shè)備管理的工作人員，結(jié)合管理標(biāo)準(zhǔn)按照區(qū)域聯(lián)鎖的具體數(shù)量同時(shí)進(jìn)行多個(gè)站點(diǎn)的管理，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，CTC設(shè)備安裝的過程要參考各站的連接距離，建立聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)保障設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。CTC系統(tǒng)具有的分散自律結(jié)構(gòu)，能夠自動(dòng)完成鐵路列車的行駛情況的調(diào)度性集中指揮，TDCS功能模塊屬于系統(tǒng)調(diào)度中心，其應(yīng)用能夠完全替代傳統(tǒng)列車調(diào)度員的工作內(nèi)容，系統(tǒng)自帶的計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠自動(dòng)結(jié)合鐵路工作狀態(tài)制作列車運(yùn)行圖，并直接通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成列車行車計(jì)劃的下發(fā)，保證調(diào)度命令的準(zhǔn)確性。

CTC分散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能夠簡化車站調(diào)度員和值班人員的工作流程，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)完成傳統(tǒng)鐵路管理的手動(dòng)記錄工作，并通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自動(dòng)下達(dá)指揮調(diào)度指令，為區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用奠定有力基礎(chǔ)。

我國新開發(fā)和投入使用的鐵路專線，大多具有分散式CTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在鐵路運(yùn)營線路管理的過程中，能夠進(jìn)行科學(xué)合理的系統(tǒng)規(guī)劃，保證行車安全。

為了做好后期系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)和檢修，多個(gè)地區(qū)采用分區(qū)性鐵路區(qū)域管理方式，讓CTC系統(tǒng)能夠適應(yīng)多變的地理環(huán)境，全面提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

4.2 CTC系統(tǒng)操作界面的統(tǒng)一管理

想要實(shí)現(xiàn)CTC系統(tǒng)操作界面的統(tǒng)一管理，需要修訂原有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，約束多個(gè)廠家設(shè)置的CTC系統(tǒng)工作界面，保證CTC系統(tǒng)的通用性。同時(shí)，根據(jù)車站聯(lián)鎖操作界面的主要特征進(jìn)行CTC系統(tǒng)操作界面的設(shè)計(jì)，兩者之間的統(tǒng)一性能夠?yàn)檐囌局蛋嗳藛T的操作管理提供便利，自由進(jìn)行自律模式與非常站控模式的切換。同一操作界面能夠降低人為操作的誤差，利用先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)，減少CTC通道設(shè)備的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度，簡化中間流程，降低通道故障的發(fā)生幾率。

在CTC通道中設(shè)置協(xié)議轉(zhuǎn)換器附加設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多道協(xié)議的自由轉(zhuǎn)換，更好地適應(yīng)2M通道的傳輸需求，并將這一功能與路由器合并處理。許多路由器在研發(fā)過程中已具備協(xié)議轉(zhuǎn)換功能，支持通道的自主連接，目前鐵路局調(diào)度中心以及沿線各車站的控制模塊正逐漸更換，全面降低了CTC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)備的復(fù)雜性，只有保障CTC系統(tǒng)操作界面的統(tǒng)一性和科學(xué)性，才能夠充分發(fā)揮出CTC系統(tǒng)的運(yùn)行性能，簡化工作人員的操作行為，保證各項(xiàng)工作的有序開展。

五、結(jié)束語

CTC系統(tǒng)以調(diào)度管理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)分散自律與智能控制，充分反映出當(dāng)前的鐵路信息化建設(shè)情況，建立鐵路運(yùn)輸組織新模式，加快了我國鐵路現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程，CTC系統(tǒng)的應(yīng)用能夠全面提高我國鐵路運(yùn)輸效率，建立區(qū)域分散式的CTC管理結(jié)構(gòu)，解決當(dāng)前CTC系統(tǒng)運(yùn)營過程中存在的問題。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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