我國(guó)鐵路CTC系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

摘 要：分散自律型調(diào)度集中（CTC）是新型的車調(diào)度指揮設(shè)備，能夠提高調(diào)動(dòng)效率，確保行車安全，文章首先對(duì)我國(guó)鐵路CTC系統(tǒng)的基本功能與應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，并對(duì)其在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了分析，針對(duì)這一系列的問題與原因提出了有針對(duì)性的改進(jìn)措施，希望能夠有效地降低我國(guó)鐵路的運(yùn)營(yíng)成本，提高鐵路運(yùn)輸效率，保證鐵路運(yùn)輸安全。

關(guān)鍵詞：基本功能；應(yīng)用現(xiàn)狀；存在問題；解決措施；分散自律型調(diào)度集中

分散自律型調(diào)度集中在我國(guó)鐵路調(diào)度指揮中具有重要作用，其不僅提升了鐵路調(diào)度效率，同時(shí)也在一定程度上促進(jìn)了鐵路穩(wěn)定、安全的運(yùn)營(yíng)。分散自律技術(shù)能夠有效地解決行車調(diào)度干擾問題，該技術(shù)的推廣應(yīng)用，在很大程度上提升了鐵路調(diào)度指揮效率。但是其在快速的推廣應(yīng)用中也存在一定的不足，實(shí)際應(yīng)用情況與理想效果之間存在一定的差距，在一定程度上限制了我國(guó)行車調(diào)度水平的進(jìn)一步提升[1]。文章通過對(duì)我國(guó)鐵路CTC系統(tǒng)的功能、應(yīng)用現(xiàn)狀以及存在問題進(jìn)行分析，并探討相應(yīng)的解決方案，希望能夠促進(jìn)鐵路CTC更加符合我國(guó)國(guó)情，保證鐵路運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性和運(yùn)輸效率。

1 基本功能

1.1 調(diào)度指揮

行車調(diào)度指揮功能（TDCS），在鐵路CTC系統(tǒng)中占有非常重要的位置，該功能可以概括分為兩大類：在調(diào)度中心，其能夠代替行程調(diào)度員完成運(yùn)行圖測(cè)繪和行車指揮的工作，能夠自動(dòng)生成列車的運(yùn)行圖，并借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行命令傳[1]；在車站，該功能能夠代替車站的值班人員完成接受指揮和行車日志填寫等工作，借助計(jì)算機(jī)接受調(diào)度命令、自動(dòng)生成車輛的行車日志，大幅度的提高了工作效率，同時(shí)還能避免誤差的發(fā)生。

1.2 集中控制

CTC系統(tǒng)中的調(diào)度集中控制功能從內(nèi)容也可以將其分為兩大類：（1）能夠讓列車根據(jù)運(yùn)行圖自動(dòng)完成排列入路；（2）能夠?qū)崿F(xiàn)列車自動(dòng)協(xié)調(diào)調(diào)車和自動(dòng)作業(yè)。CTC系統(tǒng)脊柱信息化處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將列車的運(yùn)行計(jì)劃傳輸?shù)阶月捎?jì)算機(jī)種并且執(zhí)行。在進(jìn)行調(diào)整列車運(yùn)行的基礎(chǔ)上，自動(dòng)檢測(cè)列車在作業(yè)時(shí)間與空間上存在的沖突，在不影響列車作業(yè)的情況下進(jìn)行自動(dòng)協(xié)調(diào)[3]。

2 現(xiàn)階段鐵路CTC系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用情況簡(jiǎn)析

2.1 既有線CTC

2003年我國(guó)開始自主研發(fā)CTC系統(tǒng)，在哈爾蓋進(jìn)行了試點(diǎn)運(yùn)行，2004年發(fā)布了《CTC技術(shù)條件》后，在雙線自動(dòng)閉塞區(qū)段正式建設(shè)，共包含4條繁忙的鐵路干線，相繼在2006年底和2007年初開通了改系統(tǒng)，有一處在開通運(yùn)行約1年后由于電氣化改造將CTC系統(tǒng)停用。由于客運(yùn)混運(yùn)，因此在大部分沿線車站均存在一定的調(diào)車作業(yè)，只有少數(shù)的小車站能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度中心調(diào)車，中間站能夠進(jìn)行列車作業(yè)集中控制，車站仍然是進(jìn)行作業(yè)設(shè)置的地方[4]。區(qū)段站存在大量的調(diào)車作業(yè)，因此調(diào)度員很難準(zhǔn)確的對(duì)復(fù)雜的調(diào)車作業(yè)進(jìn)行掌握，因此列調(diào)車的作業(yè)權(quán)限設(shè)置在車站。在調(diào)整計(jì)劃被調(diào)整員下發(fā)后，車站的值班人員會(huì)將調(diào)車作業(yè)的需求進(jìn)行綜合，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)股道修改，并將修改后的計(jì)劃發(fā)送到自律集中執(zhí)行。

2.2 客運(yùn)專線CTC

我國(guó)2005年開始進(jìn)行大規(guī)模客運(yùn)專線建設(shè)，CTC在線路上作為信號(hào)的主要子系統(tǒng)是必建項(xiàng)目。與既有線CTC系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，客運(yùn)專線的CTC系統(tǒng)幾乎沒有調(diào)車作業(yè)，但是系統(tǒng)增加了很多借口，包含列控中心、無線閉塞中心和臨時(shí)限速服務(wù)器等均含有接口。客運(yùn)專線的CTC系統(tǒng)還增加了新的功能，包含列車信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈滅燈控制、區(qū)間低頻值表示、C3列車運(yùn)行狀態(tài)顯示等。

2.3 青藏鐵路格拉段CTC

具有生態(tài)脆弱、高寒缺氧等特點(diǎn)的青藏鐵路格拉地段的指揮系統(tǒng)，是在原有CTC系統(tǒng)之上，根據(jù)該地段的運(yùn)行環(huán)境和免維護(hù)、少維修的運(yùn)行需求進(jìn)行了進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。該路段車站應(yīng)用的是GE系統(tǒng)與ITCS系統(tǒng)，其能夠?qū)④囌韭?lián)鎖、超速防護(hù)和信號(hào)融為一體，能夠和車站自律機(jī)直接進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)控制命令。由于ITCS沒有獨(dú)立的控顯機(jī)，因此顯示任務(wù)和控制任務(wù)只能讓CTC設(shè)備完成，所以CTC對(duì)于ITCS來說只有車站控制和中心控制的區(qū)別。格拉段首次實(shí)現(xiàn)了聯(lián)鎖列控的一體化，有效的提升了系統(tǒng)的適用性，并簡(jiǎn)化了維護(hù)人員的維護(hù)工作。

3 存在的問題

3.1 成本較高

我國(guó)鐵路的指揮模式是根據(jù)“控制分散、信息集中”的理論實(shí)施的，大部分都應(yīng)用的是車站分散式的體系結(jié)構(gòu)，由于我國(guó)鐵路每個(gè)車站之間是單獨(dú)設(shè)置的連鎖，沿線的每一個(gè)車站都設(shè)有一套CTC設(shè)備，同時(shí)也配備了應(yīng)急值班人員和行車值班人員。如此，入股某條鐵路沿線共有車站10個(gè)，那么該鐵路沿線就必須配備10套連鎖、10套CTC設(shè)備和應(yīng)急值班人員、行車值班人員，設(shè)備投資和人員配置較大，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本增加，降低了經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 調(diào)度集中控制功能有待完善

我國(guó)現(xiàn)階段的既有線CTC調(diào)度集中控制功能還存在一定的問題，可以將其概括為以下幾點(diǎn)：（1）由于調(diào)車作業(yè)較多，因此不能缺少車站值班人員，因此不利于實(shí)現(xiàn)減員增效；（2）目前只有車站的值班人員將作業(yè)單輸入以后才能夠進(jìn)路，且存在調(diào)車作業(yè)在進(jìn)路排列有交叉執(zhí)行，自動(dòng)化程度較低；（3）技術(shù)不足和配套設(shè)備不足等問題導(dǎo)致部分已經(jīng)開通CTC系統(tǒng)，但是只應(yīng)用了系統(tǒng)中的部分功能，資源浪費(fèi)。

3.3 客運(yùn)專線的CTC系統(tǒng)接口多

由于客運(yùn)專線包含了TSR、TCC、RBC等系統(tǒng)，因此系統(tǒng)接口比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸故障。

3.4 調(diào)度臺(tái)設(shè)置有待改進(jìn)

現(xiàn)階段我國(guó)的CTC都是根據(jù)整條線路進(jìn)行規(guī)劃的，調(diào)度臺(tái)數(shù)量和管轄范圍是根據(jù)管理要求進(jìn)行設(shè)置和劃分的，資源浪費(fèi)問題較為明顯。例如：武廣客運(yùn)專線，共有調(diào)度臺(tái)3個(gè)，雖然建設(shè)時(shí)的車站數(shù)量較少，但是由于都是單獨(dú)規(guī)劃建設(shè)的，因此調(diào)度臺(tái)每個(gè)車站都配有一個(gè)，人員配置都具備1套、由于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，每一個(gè)調(diào)度臺(tái)能夠管理幾十個(gè)車站，所以調(diào)度臺(tái)設(shè)置沒有讓CTC系統(tǒng)的功能得到足夠的發(fā)揮，資源浪費(fèi)問題較為明顯。

3.5 操作界面統(tǒng)一

我國(guó)進(jìn)行CTC系統(tǒng)的開發(fā)商有交大微聯(lián)、輝煌科技、通號(hào)設(shè)計(jì)院、鐵科院以及卡斯柯，一般情況下每條線路的CTC建設(shè)均是整條線路規(guī)劃，運(yùn)營(yíng)后根據(jù)屬地化管理。因此同一條線路會(huì)分屬不同的鐵路局的CTC系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度，而每一個(gè)鐵路局有不同廠家的CTC系統(tǒng)，進(jìn)而導(dǎo)致CTC系統(tǒng)的操作方式、界面顯示以及報(bào)警提示等存在一定的差別，這回在一定程度上增加操作人員的操縱難度。另一方面，CTC系統(tǒng)與車站聯(lián)鎖不同廠家之間也存在一定的不同，在非常站控和分散自律模式下作業(yè)時(shí)，車站人員操作存在一定的困難，容易由于人為操作誤差影響列車運(yùn)行安全和效率。

3.6 設(shè)備故障率較高

我國(guó)的CTC系統(tǒng)網(wǎng)路通道設(shè)備包含了信號(hào)機(jī)械室中的2M的鐵通管理數(shù)字通道、路由器與協(xié)議轉(zhuǎn)換器等設(shè)備。在系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)期間，通道設(shè)備故障頻率較高，特別是協(xié)議轉(zhuǎn)換器容易受到溫度、運(yùn)行時(shí)間等因素的影響，需要重新啟動(dòng)或者設(shè)備更換才能工作，在一定程度上增加了維護(hù)量，影響了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

4 改進(jìn)措施

4.1 建設(shè)區(qū)域分散式體系結(jié)構(gòu)的CTC系統(tǒng)

我國(guó)新建鐵路尤其是客運(yùn)專線，應(yīng)建設(shè)區(qū)域連鎖，應(yīng)用區(qū)域分散式體系結(jié)構(gòu)的CTC系統(tǒng)，每一個(gè)區(qū)域連鎖系統(tǒng)可以對(duì)多個(gè)車站控制，沿線只需設(shè)置一個(gè)CTC系統(tǒng)，并且只需要在區(qū)域連鎖站設(shè)置值班人員。這樣不僅能夠顯著的降低設(shè)備投資，同時(shí)還能大幅度的降低車站人員數(shù)量，在提升車站運(yùn)輸效率的同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本。

4.2 完善調(diào)車智能化控制功能

調(diào)車作業(yè)不能納入日班計(jì)劃中，需要進(jìn)行人工輸入，導(dǎo)致調(diào)車作業(yè)多且復(fù)雜。開發(fā)調(diào)車智能化控制系統(tǒng)，和CTC系統(tǒng)進(jìn)行連接，顯示調(diào)車現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，及時(shí)將調(diào)車作業(yè)單上傳，不僅能增強(qiáng)調(diào)車作業(yè)控制功能，提高自動(dòng)化水平，還能提升既有線CTC系統(tǒng)的實(shí)用性。

4.3 開發(fā)一體化CTC系統(tǒng)

研究聯(lián)鎖、列控系統(tǒng)、車站CTC等系統(tǒng)合為一體的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于車站子系統(tǒng)一體化的CTC系統(tǒng)，將自律機(jī)、列控主機(jī)和聯(lián)鎖操作表示機(jī)合為一體，不僅能夠降低設(shè)備的投資，同時(shí)還能降低CTC外部接口，降低數(shù)據(jù)傳輸故障的發(fā)生率。

4.4 統(tǒng)一系統(tǒng)操作界面

對(duì)原技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，對(duì)不同廠家的系統(tǒng)工作界面進(jìn)行統(tǒng)一。同時(shí)，CTC操作界面的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與車站聯(lián)鎖操作界面保持一致，進(jìn)而讓車站值班人員在非常站控模式與自律模式進(jìn)行切換時(shí)，對(duì)應(yīng)的都是相同的界面，降低人為操作誤差的發(fā)生。

4.5 簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)備

應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)簡(jiǎn)化CTC通道設(shè)備，縮減中間環(huán)節(jié)，降低故障發(fā)生頻率。例如：協(xié)議轉(zhuǎn)換器作為附加設(shè)備，其作用是是想G.703與V.35之間的轉(zhuǎn)換，來適應(yīng)2M通道傳輸。但是現(xiàn)在思科路由器已經(jīng)具備該項(xiàng)功能，能夠?qū)?M通道直接連通，從而能夠簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)通道設(shè)備，降低故障的發(fā)生率，提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段分散自律的鐵路CTC系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用較為廣泛，其大幅度的提升了我國(guó)鐵路運(yùn)輸速度，但是受到我過鐵路條件和調(diào)度管理歷史遺留問題等影響，其在技術(shù)保障、管理模式和建設(shè)模式方面存在一定的問題，針對(duì)這一現(xiàn)狀，相關(guān)專家和學(xué)者應(yīng)當(dāng)對(duì)存在問題的根本原因進(jìn)行深入分析，不斷完善，才能實(shí)現(xiàn)提升運(yùn)輸效率，降低運(yùn)營(yíng)成本的目的。

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