針對中國高速鐵路的發(fā)展特點(diǎn)，淺議引入智能運(yùn)輸技術(shù)的必要性和如何發(fā)揮其作用

陸震宇

一、中國高速鐵路的發(fā)展特點(diǎn)

未來幾年，中國高鐵建設(shè)將進(jìn)入全面收獲期。屆時(shí)，我國高速鐵路網(wǎng)將初具規(guī)模。鄰近省會城市將形成1至2小時(shí)交通圈、省會與周邊城市形成半小時(shí)至 1小時(shí)交通圈。北京到全國絕大部分省會城市將形成8小時(shí)以內(nèi)交通圈。到2015年，我國鐵路營業(yè)里程將達(dá)到12萬公里以上。其中，新建高速鐵路將達(dá)到1.6萬公里以上；加上其他新建鐵路和既有線提速線路，我國鐵路快速客運(yùn)網(wǎng)將達(dá)到5萬公里以上，連接所有省會城市和50萬人口以上城市，覆蓋全國90%以上人口，“人便其行、貨暢其流”的目標(biāo)將成為現(xiàn)實(shí)。高速鐵路的發(fā)展在面向21世紀(jì)的中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的意義和影響。

作為保障高速鐵路運(yùn)營安全、可靠、高效的核心，rits的智能化行車控制與調(diào)度系統(tǒng)中高鐵調(diào)度集中系統(tǒng) （ CTC 系統(tǒng)） 集成技術(shù)，經(jīng)歷了起步階段、線路別小規(guī)模系統(tǒng)集成、路網(wǎng)性大規(guī)模系統(tǒng)集成等幾個(gè)階段，并向信息化、集成化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展"

二、高鐵調(diào)度集中系統(tǒng)在鐵路智能化運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

高鐵CTC系統(tǒng)已在5個(gè)鐵路局調(diào)度所及總公司調(diào)度中心運(yùn)營，并已在其他10余個(gè)高鐵及城際鐵路調(diào)度中心推廣應(yīng)用，此系統(tǒng)是國內(nèi)一次建成標(biāo)準(zhǔn)最高、可擴(kuò)展性最強(qiáng)、信息保護(hù)安全等級最高、具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)，表現(xiàn)出極強(qiáng)的技術(shù)輻射能力。實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)方案到設(shè)計(jì)方案到建設(shè)成果、運(yùn)營成果的轉(zhuǎn)化，其應(yīng)用全面提升了高鐵運(yùn)輸安全保障能力，創(chuàng)新了電務(wù)運(yùn)營維護(hù)管理水平。

CTCS-0/1級：基于軌道電路傳輸信息，車載設(shè)備由機(jī)車信號和列車運(yùn)行監(jiān)控裝置（LKJ）構(gòu)成。 l

CTCS-2級：基于軌道電路（ZPW-2000）和應(yīng)答器傳輸列車行車許可信息，采用目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式監(jiān)控列車安全運(yùn)行的列控系統(tǒng)。 l

CTCS-3級：基于GSM-R無線通信實(shí)現(xiàn)車-地信息雙向傳輸，無線閉塞中心（RBC）生成行車許可，軌道電路（ZPW-2000）實(shí)現(xiàn)列車占用檢查，應(yīng)答器實(shí)現(xiàn)列車定位，并具備CTCS-2級功能的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。 l

CTCS-4級：完全基于無線傳輸信息的列控系統(tǒng)，地面可取消軌道電路，由RBC和車載驗(yàn)證系統(tǒng)共同完成列車定位和完整性檢查，點(diǎn)式應(yīng)答器提供列車用于測距修正的定位信息，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞。

我國高速鐵路200～250km/h等級采用CTCS-2級列控系統(tǒng)，300～350km/h等級的采用CTCS-3級列控系統(tǒng)，均由車載設(shè)備（ATP）和地面設(shè)備組成。

三、CTC系統(tǒng)在中國高鐵發(fā)展中的作用與展望：

設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步明確。目前高鐵 CTC系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)比較有限，在原先系統(tǒng)規(guī)模小、功能簡單的情況下還可行； 隨著大規(guī)模系統(tǒng)集成發(fā)展，需要一批能指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收的工程建設(shè)規(guī)范。

系統(tǒng)軟件功能將進(jìn)一步完善、標(biāo)準(zhǔn)化。總公司作為全路綜合性指揮中心，將向統(tǒng)計(jì)分析、應(yīng)急指揮、與國家其他信息系統(tǒng)結(jié)合的方向發(fā)展。同時(shí)，鐵總、鐵路局的系統(tǒng)應(yīng)用軟件將實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化，調(diào)度指揮人員面向統(tǒng)一的人機(jī)界面和功能，系統(tǒng)運(yùn)行效率將大幅提升。

系統(tǒng)信息安全技術(shù)深化發(fā)展。信息安全是國家戰(zhàn)略、是鐵路信息化的重要部分，CTC 系統(tǒng)的信息安全是鐵路信息安全的關(guān)鍵系統(tǒng)，運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)被國家確定為信息安全等級保護(hù)四級系統(tǒng)。目前第二代信息安全技術(shù)進(jìn)入到推廣應(yīng)用階段，信息安全技術(shù)和產(chǎn)品在安全性、可靠性、兼容性等方面還有待加強(qiáng)，比如小型機(jī)信息安全、與TDCSCTC 系統(tǒng)匹配性、與第一系統(tǒng)兼容性等問題； 同時(shí)，系統(tǒng)需明確第三方功能驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)和方式；此外，在安全管理方面還需加強(qiáng)配套，通過控制各參數(shù)與信息系統(tǒng)角色的活動(dòng)，從政策、制度、規(guī)范、流程以及記錄等方面做出規(guī)定，來實(shí)現(xiàn)信息安全等級保護(hù)四級的全部要求。

災(zāi)備系統(tǒng)研究及建設(shè)展望。作為全球最大的高鐵運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)，從遠(yuǎn)期考慮，有必要研究災(zāi)備系統(tǒng)的成套技術(shù)方案和實(shí)施方案。災(zāi)備系統(tǒng)本身是多系統(tǒng)、多專業(yè)、多工種整體的技術(shù)方案，作為鐵路行車指揮的中樞，調(diào)度所災(zāi)難情況下，要求各類應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)完成災(zāi)備系統(tǒng)的啟用。根據(jù)《信息系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)規(guī)范》、（GB/T20988-2007），調(diào)度所備用中心災(zāi)難恢復(fù)能力等級應(yīng)不低于5級，即按照數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和完整系統(tǒng)支持考慮，采用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)、備用網(wǎng)絡(luò)具備自動(dòng)或集中切換能力。實(shí)現(xiàn)災(zāi)備系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)系到多系統(tǒng)配置及軟件開發(fā)、多專業(yè)及部門災(zāi)備預(yù)案研究、人員培訓(xùn)與演習(xí)等復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要從鐵路總公司頂層加強(qiáng)設(shè)計(jì)，明確災(zāi)備系統(tǒng)需求及研究方向，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工程化目標(biāo)。

與通信、信息技術(shù)進(jìn)一步融合。與通信系統(tǒng)接口光纖化、高速化，目前有的采用 2Mb/s 數(shù)字通道通過電光-光電轉(zhuǎn)換方式，有的通過FE10/100Mb/s光纖組網(wǎng)，通信系統(tǒng)光通信技術(shù)和裝備日趨成熟，高鐵 CTC 系統(tǒng)對通信速度、可靠性要求越來越高，光通信是發(fā)展方向。與信息系統(tǒng)融合更加深入，運(yùn)營對于高密度、高可靠、高舒適度、安全正點(diǎn)的要求越來越高，要求 CTC 系統(tǒng)與運(yùn)調(diào)系統(tǒng)的計(jì)劃契合度更好，尤其在動(dòng)車段 （ 所） 等行車計(jì)劃與動(dòng)車組、乘務(wù)組計(jì)劃等結(jié)合度更高； 要求系統(tǒng)對運(yùn)行圖的調(diào)整更加靈活、方便，為高速鐵路運(yùn)輸計(jì)劃調(diào)整預(yù)備更多的調(diào)整預(yù)案，為安全正點(diǎn)提供系統(tǒng)保障； 要求系統(tǒng)與客服系統(tǒng)間的結(jié)合更密切、更準(zhǔn)確，在列車報(bào)點(diǎn)、停穩(wěn)信息管理等方面更精確。

仿真培訓(xùn)功能平臺化、系統(tǒng)化。目前仿真培訓(xùn)服務(wù)器連在 CTC 系統(tǒng)核心局域網(wǎng)上，易對主用系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。結(jié)合各局對于培訓(xùn)仿真的需求及新技術(shù)條件，后續(xù)項(xiàng)目需考慮構(gòu)建仿真培訓(xùn)專用子系統(tǒng)，獨(dú)立設(shè)置數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用服務(wù)器、局域網(wǎng)等設(shè)備，提供軟件、數(shù)據(jù)測試驗(yàn)證及培訓(xùn)平臺；設(shè)備包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)模擬服務(wù)器、培訓(xùn)終端、維護(hù)工作站、車站綜合處理機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等； 系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn) CTC 系統(tǒng)基本功能，并提供完全一致的操作方式； 系統(tǒng)的軟件數(shù)據(jù)配置完全和實(shí)際一致，可對即將上線更換的軟件、數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真環(huán)境的測試。

系統(tǒng)維護(hù)管理功能集成化、標(biāo)準(zhǔn)化。目前CTC 系統(tǒng)機(jī)房維護(hù)管理平臺仍存在模塊各自獨(dú)立、功能單一的問題，以某調(diào)度所 CTC 維護(hù)中心為例，共設(shè)置各類維護(hù)管理終端&。臺，占地大、功能和報(bào)警信息分散、維護(hù)管理不便。隨著高鐵 CTC 系統(tǒng)發(fā)展，應(yīng)逐步將網(wǎng)絡(luò)、硬件、軟件、環(huán)境、視頻、布線、通道等各類維護(hù)終端實(shí)現(xiàn)集成整合，并對維護(hù)平臺功能和界面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，達(dá)到減少終端、高效運(yùn)維的目標(biāo)； 在具體功能上，逐步實(shí)現(xiàn)故障無線通知、三維可視、智能布線等功能，及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)、報(bào)告、調(diào)查、排除故障，對故障的全生命周期進(jìn)行跟蹤和管理。