分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)控制模式及其應(yīng)用研究

馬小玲

（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安 710014）

分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，采用智能化“分散自律”設(shè)計(jì)原則，以列車運(yùn)行調(diào)整控制為中心，兼顧列車與調(diào)車作業(yè)的高度自動(dòng)化的調(diào)度指揮系統(tǒng)。該系統(tǒng)有效解決了在傳統(tǒng)調(diào)度集中系統(tǒng)中存在的車站與行車指揮調(diào)度中心頻繁交換控制權(quán)進(jìn)行調(diào)車控制的問題，非常適應(yīng)我國鐵路的運(yùn)輸特點(diǎn)。

為了更好的提高系統(tǒng)的應(yīng)用性，分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)的工作模式有分散自律模式和非常站控模式。分散自律控制模式是系統(tǒng)的正常工作模式，分散自律控制的基本模式是用列車運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃自動(dòng)控制列車運(yùn)行進(jìn)路，同時(shí)在分散自律條件下調(diào)度指揮中心具備人工辦理列車、調(diào)車進(jìn)路，車站具備人工辦理調(diào)車進(jìn)路的功能。非常站控模式是系統(tǒng)的降級(jí)工作模式，當(dāng)分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)故障時(shí)、發(fā)生其他緊急情況或設(shè)備天創(chuàng)修時(shí)，脫離系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)為車站傳統(tǒng)人工控制的模式。在分散自律模式下，原車站聯(lián)鎖控制臺(tái)不起作用。在非常站控模式下，調(diào)度終端不起作用。

自第一套系統(tǒng)（FZK-CTC）于2004年在青藏線西寧—哈爾蓋調(diào)度區(qū)段試運(yùn)行成功后，其應(yīng)用越來越廣泛，在客運(yùn)專線、繁忙干線、重載鐵路等不同特征線路上得到了推廣應(yīng)用。系統(tǒng)在應(yīng)用中結(jié)合了線路的實(shí)際特點(diǎn)。

1 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)在青藏線的應(yīng)用

青藏線西哈段（西寧—哈爾蓋）全長176 km，共計(jì)17個(gè)車站。青藏線分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)，針對(duì)青藏線的惡劣運(yùn)行環(huán)境要求、車站無人化的運(yùn)營要求、免維修的要求，進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)具有顯著技術(shù)特點(diǎn)。

1）CTC控制的17個(gè)車站有10個(gè)站實(shí)現(xiàn)了無人化。

2）系統(tǒng)能夠在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定地運(yùn)行，青藏線最高海拔達(dá)5 771 m，極端運(yùn)行溫度在-40°～+70°，經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，CTC系統(tǒng)可以完全滿足上述環(huán)境運(yùn)行的要求。車站自律機(jī)為德國定制的專用寬溫計(jì)算機(jī)，適合于在-25°～-50°的溫度范圍內(nèi)工作。

3）首次與聯(lián)鎖系統(tǒng)優(yōu)化融合，在增強(qiáng)性列車控制系統(tǒng)（ITCS）車站，沒有單獨(dú)的聯(lián)鎖上位機(jī)，所有顯示和控制任務(wù)只能由CTC完成，因此CTC對(duì)ITCS的控制方式只有車站控制和CTC中心控制的區(qū)分，沒有傳統(tǒng)意義上的非常站控和遙控的劃分。

4）系統(tǒng)首次與鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM-R）結(jié)合，完成無線車次號(hào)校核，車機(jī)聯(lián)控等功能。

分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)在西哈段的應(yīng)用成功標(biāo)志著我國調(diào)度集中系統(tǒng)的應(yīng)用揭開了新的篇章。接發(fā)列車的全過程全部由調(diào)度所行車臺(tái)承擔(dān)，有效提高了運(yùn)輸指揮的效率和準(zhǔn)確性；實(shí)現(xiàn)了青藏線17個(gè)車站中10個(gè)車站行車指揮無人化，無人化率達(dá)到58.8%，全線車務(wù)部門運(yùn)轉(zhuǎn)人員減員119人，其中電務(wù)、車務(wù)、調(diào)度所、工務(wù)總計(jì)新增58人，凈減員61人，年節(jié)約人工成本支出可達(dá)200萬元，達(dá)到了減員增效的目的。

2 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)在膠濟(jì)線的應(yīng)用

膠濟(jì)線分散自律調(diào)度集中控制區(qū)域全長364.6 km，膠濟(jì)線分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)設(shè)計(jì)34個(gè)CTC控制車站，19個(gè)TDCS指揮車站，膠濟(jì)線CTC設(shè)3個(gè)行車調(diào)度臺(tái)。

1）濟(jì)南樞紐臺(tái)（淄博—濟(jì)南西19個(gè)站），淄博、馬尚等6個(gè)站實(shí)現(xiàn)CTC控制，其余13個(gè)車站由TDCS指揮車站。

2）膠濟(jì)二臺(tái)（高密—淄博19個(gè)站），其中14個(gè)站實(shí)現(xiàn)CTC控制。

3）膠濟(jì)一臺(tái)（青島—高密19個(gè)車站），其中14個(gè)車站實(shí)現(xiàn)CTC控制。

全線由34個(gè)車站實(shí)現(xiàn)CTC控制，其中姚哥莊站和蔡家莊站為無行車人員值守車站（無人站）。

根據(jù)膠濟(jì)線車站結(jié)構(gòu)及運(yùn)輸作業(yè)特點(diǎn)，膠濟(jì)線調(diào)度集中系統(tǒng)設(shè)計(jì)了全新的車站運(yùn)輸作業(yè)內(nèi)容。將車站按照等級(jí)不同劃分為4個(gè)級(jí)別：一級(jí)車站為區(qū)段站及編組站，調(diào)車作業(yè)量較大，有2臺(tái)以上的專用調(diào)車機(jī)車，同時(shí)在這些車站均設(shè)有車站調(diào)度，和車站值班員一起負(fù)責(zé)組織車站的計(jì)劃調(diào)整及運(yùn)輸組織；二級(jí)為有固定調(diào)車機(jī)的車站；三級(jí)為無固定調(diào)車機(jī)但有調(diào)車作業(yè)的車站；四級(jí)為無人站。

針對(duì)4個(gè)等級(jí)的車站，調(diào)度集中設(shè)計(jì)了3種控制模式。

a．中心操作方式：調(diào)度中心完全控制車站列車及調(diào)車進(jìn)路，所有的行車指揮及調(diào)車作業(yè)全部由調(diào)度中心調(diào)度員指揮控制。

四級(jí)車站全部設(shè)置為中心操作方式，在車站只設(shè)置一套綜合維修終端，通過它在必要時(shí)給電務(wù)、工務(wù)、電力、橋隧等部門在施工、維修和搶險(xiǎn)等情況下，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場人員和調(diào)度中心的聯(lián)系，以及設(shè)備日常維護(hù)、天窗、施工和故障處理方面辦理登銷記手續(xù)。

b．車站調(diào)車操作方式：調(diào)度中心負(fù)責(zé)對(duì)列車的控制，車站負(fù)責(zé)對(duì)調(diào)車的控制。二、三級(jí)車站使用此操作方式。

c．車站操作方式：車站對(duì)列車進(jìn)路及調(diào)車進(jìn)路都有控制權(quán)，調(diào)度中心對(duì)列車進(jìn)路及調(diào)車進(jìn)路都無修改權(quán)。

采用車站操作方式的車站一般為區(qū)段站及編組站，車站值班員可以根據(jù)本站列車實(shí)際運(yùn)行情況合理修正調(diào)度中心下達(dá)的列車運(yùn)行計(jì)劃及列車到發(fā)線安排。調(diào)車作業(yè)由車站編制并由車站負(fù)責(zé)辦理。

膠濟(jì)線分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)的應(yīng)用是我國繁忙鐵路干線的第一次試用，為分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)在繁忙干線的應(yīng)用起到示范作用，也為我國鐵路運(yùn)輸組織、運(yùn)營管理、調(diào)度指揮做了許多開拓性工作。

3 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)在重載鐵路大秦線的應(yīng)用

2009年8月1日，由交大微聯(lián)公司自主研發(fā)的FZj-CTC調(diào)度集中系統(tǒng)正式成功應(yīng)用于大秦鐵路。大秦線全長653 km，含24個(gè)CTC控制站。設(shè)有2個(gè)調(diào)度臺(tái)：大秦一臺(tái)和大秦二臺(tái)。大秦線車站技術(shù)作業(yè)復(fù)雜，存在調(diào)車作業(yè)，列車密度大，萬噸、2萬噸等多車種和不同性能牽引機(jī)車混跑，都增加了調(diào)度指揮人員的作業(yè)負(fù)擔(dān)，因此采用了新一代分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)。

為了兼顧一般車站及復(fù)雜作業(yè)的大站，大秦線分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)在分散自律控制模式劃分為車站調(diào)車操作方式和車站操作方式。車站調(diào)車方式可用于一般車站；對(duì)于重載鐵路區(qū)段站，機(jī)車轉(zhuǎn)線頻率高，平行進(jìn)路特別多，調(diào)度員難以掌握車站具體的作業(yè)情況，因此采用分散自律車站操作方式；這樣既可以滿足列車進(jìn)路按計(jì)劃自動(dòng)排列的需要，又不改變現(xiàn)場作業(yè)的靈活性。

大秦鐵路通過實(shí)施FZj-CTC系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了調(diào)度中心對(duì)全線列車的集中統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮行車，還保證了最大的運(yùn)輸效能，為我國重載鐵路起到示范性作用。

4 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)在客運(yùn)專線的應(yīng)用

目前我國客運(yùn)專線等級(jí)主要有CTCS-2級(jí)和CTCS-3級(jí)，合寧、合武、沿海通道屬于CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)客運(yùn)專線，行車速度為200～250 km/h。武廣、鄭西、廣深港、滬寧、哈大屬于CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)客運(yùn)專線，行車速度為300 km/h。由于客運(yùn)專線增加了列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，RBC等新型設(shè)備，CTC需要在既有線功能基礎(chǔ)上完善與這些新型系統(tǒng)的結(jié)合。

以武廣客運(yùn)專線為例，武廣客運(yùn)專線列車運(yùn)行控制系統(tǒng)為CTCS-3級(jí)，列車設(shè)計(jì)時(shí)速為350 km，分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)是武廣客運(yùn)專線的重要信號(hào)設(shè)備之一，對(duì)全線內(nèi)的信號(hào)設(shè)備進(jìn)行集中控制，對(duì)列車運(yùn)行直接指揮、管理?？梢詫?shí)現(xiàn)列車進(jìn)路和調(diào)車進(jìn)路的控制、列車運(yùn)行監(jiān)視、車次號(hào)追蹤、列車運(yùn)行計(jì)劃調(diào)整和列控限速設(shè)置等功能。

武廣客運(yùn)專線武漢站高速場至廣州南站(不含)，由武漢調(diào)度所統(tǒng)一指揮，設(shè)3個(gè)調(diào)度臺(tái)。

1）武廣客運(yùn)專線調(diào)度一臺(tái)：武漢客運(yùn)專線武漢站高速場（含）至汨羅東站（含）。

2）武廣客運(yùn)專線調(diào)度二臺(tái)：武漢客運(yùn)專線汨羅東站（不含）至郴州西站（含），客專聯(lián)絡(luò)線株洲北線路所至京廣線白馬壟站（不含），客專聯(lián)絡(luò)線株洲南線路所至滬昆線十里沖站（不含）。

3）武廣客運(yùn)專線調(diào)度三臺(tái)：郴州西站（不含）至廣州南站，武廣客運(yùn)專線廣州北站至京廣線郭塘站（不含）。

客運(yùn)專線調(diào)度中心需要與既有線調(diào)度中心連接，客運(yùn)專線調(diào)度所CTC中心配備完整的客專中心設(shè)備，在調(diào)度大廳中配置調(diào)度員工作站；在中心機(jī)房與運(yùn)調(diào)系統(tǒng)接口，并直接與管內(nèi)各客運(yùn)專線的RBC系統(tǒng)、GSM-R系統(tǒng)、TSR服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的接口。

CTC車站通信均為雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，車站間采用環(huán)形連接，每6到8個(gè)車站組成一個(gè)小環(huán)。武廣客運(yùn)專線通道結(jié)構(gòu)如圖1所示。

5 結(jié)論

繼2003年底具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)試用成功后，2007年4月結(jié)合我國鐵路第六次提速，在膠濟(jì)、龍海、滬昆線等提速干線推廣應(yīng)用。另外分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)也已經(jīng)作為客運(yùn)專線信號(hào)的主要子系統(tǒng)之一，在CTCS-2級(jí)及CTCS客運(yùn)專線上廣泛應(yīng)用。系統(tǒng)成功運(yùn)用說明分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)能夠滿足我國鐵路復(fù)雜的運(yùn)輸組織需求，實(shí)現(xiàn)了各級(jí)運(yùn)輸調(diào)度的集中管理、統(tǒng)一指揮，是提高我國行車指揮自動(dòng)化水平，提高運(yùn)輸效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)減員增效的重要保證。但是在應(yīng)用過程中為了更好的發(fā)揮其效果，無論是在系統(tǒng)設(shè)備配置，系統(tǒng)工作模式等各方面需結(jié)合線路的實(shí)際情況。

[1]卡斯柯信號(hào)有限公司．FZK-CTC型分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)．

[2]河南輝煌科技股份有限公司．分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)講座．

[3]劉朝英．中國鐵路分散自律調(diào)度集中[M]．北京:中國鐵道出版社，2009.

[4]卡斯柯信號(hào)有限公司.武廣客專FZK-CTC調(diào)度集中系統(tǒng)車務(wù)終端操作手冊．2009．

[5]許誠．膠濟(jì)鐵路干線調(diào)度集中系統(tǒng)的研究[J]．鐵道學(xué)報(bào)，2007，29(1):7-15.