普速鐵路CTC車站無(wú)線發(fā)車進(jìn)路預(yù)告的研究與設(shè)計(jì)

劉開擴(kuò)，馮振國(guó)，馬福龍

（1.卡斯柯信號(hào)有限公司，上海 200071;2.上海市鐵路智能調(diào)度指揮系統(tǒng)工程研究中心，上海 200071；3.中國(guó)鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司運(yùn)輸部，蘭州 730000）

隨著國(guó)內(nèi)鐵路發(fā)展建設(shè)，鐵路的運(yùn)營(yíng)里程逐年攀升。截止2019年底，國(guó)內(nèi)鐵路運(yùn)營(yíng)里程達(dá)到了13.9萬(wàn)km，其中普速鐵路運(yùn)營(yíng)里程10.4萬(wàn)km，高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程3.5萬(wàn)km。CTC/TDCS系統(tǒng)是鐵路信息化建設(shè)的重要產(chǎn)物，CTC系統(tǒng)目前已成為鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)的必備設(shè)備，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐證明，CTC系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸組織減員增效的目標(biāo)。CTC系統(tǒng)分為高速鐵路CTC系統(tǒng)和普速鐵路CTC系統(tǒng)，普速鐵路相較于高速鐵路，線路交叉及方向口更加復(fù)雜。

近年來(lái)普速線路錯(cuò)辦進(jìn)路事故頻發(fā)，尤其是樞紐多方向車站。錯(cuò)辦發(fā)車進(jìn)路方向造成的事故一直都定性為重大安全事故，長(zhǎng)期以來(lái)一直是困擾鐵路運(yùn)輸部門的疑難問(wèn)題，因此各鐵路局集團(tuán)公司也一直希望能通過(guò)信息化設(shè)備實(shí)現(xiàn)技術(shù)防護(hù)，保障列車運(yùn)行安全。

CTC系統(tǒng)設(shè)備廠家在CTC3.0系統(tǒng)推出時(shí)主要側(cè)重于卡控進(jìn)路辦理的安全，錯(cuò)排發(fā)車進(jìn)路是其中一項(xiàng)重要的防護(hù)功能。CTC系統(tǒng)在執(zhí)行列車運(yùn)行計(jì)劃時(shí)已有了較為完善的卡控，極端情況下，由于人為因素造成列車運(yùn)行計(jì)劃錯(cuò)誤，導(dǎo)致CTC系統(tǒng)檢查進(jìn)路辦理?xiàng)l件時(shí)檢查通過(guò)，進(jìn)而發(fā)車進(jìn)路辦理出來(lái)，同時(shí)值班員又沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)該進(jìn)路已經(jīng)錯(cuò)辦，此時(shí)如果司機(jī)收到發(fā)車進(jìn)路預(yù)告信息，將會(huì)多一個(gè)角色來(lái)確認(rèn)進(jìn)路辦理的正確性，也就是多了一道安全防線。

1 現(xiàn)狀

隨著鐵路G網(wǎng)的建設(shè)及機(jī)車設(shè)備升級(jí)，CTC系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)將提前辦理好的列車接車或通過(guò)進(jìn)路信息在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)發(fā)送給機(jī)車，提前告知司機(jī)前方車站已經(jīng)為該列車辦理完成了進(jìn)路，以及接車或通過(guò)進(jìn)路的股道信息。列車接車進(jìn)路預(yù)告功能的應(yīng)用，為司機(jī)行車安全提供了可靠的提示功能，同時(shí)為車站值班人員減輕了接車指路聯(lián)控的工作強(qiáng)度，指路時(shí)機(jī)更提前，指路準(zhǔn)確性更高，深受司機(jī)和車站值班人員歡迎。

但是列車接車進(jìn)路預(yù)告功能僅僅改善了列車接車進(jìn)路指路工作及安全狀況，列車通過(guò)時(shí)沒(méi)有具體發(fā)車方向，且普速的發(fā)車進(jìn)路預(yù)告功能一直沒(méi)有研發(fā)應(yīng)用。隨著接車進(jìn)路預(yù)告功能的成熟應(yīng)用，以及普速CTC車站作業(yè)人員及車站管理人員對(duì)CTC系統(tǒng)的熟悉及思考總結(jié)，考慮可以將接車進(jìn)路預(yù)告信息通過(guò)列車發(fā)車方向完善，參照將列車發(fā)車進(jìn)路辦理信息接車進(jìn)路預(yù)告?zhèn)鬟f方式，傳遞到機(jī)車和司機(jī)，替代發(fā)車作業(yè)中的車站值班員（助理值班員）與司機(jī)聯(lián)控問(wèn)路指路作業(yè)，從而降低站值班員（助理值班員）的工作量。本文僅對(duì)普速CTC車站的列車發(fā)車進(jìn)路預(yù)告功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究。

2 分析設(shè)計(jì)

發(fā)車進(jìn)路預(yù)告主要分兩種情況：始發(fā)或到開列車的發(fā)車進(jìn)路預(yù)告； 通過(guò)列車的發(fā)車進(jìn)路預(yù)告。發(fā)車進(jìn)路預(yù)告是由接車進(jìn)路預(yù)告發(fā)展而來(lái)，與接車進(jìn)路預(yù)告屬于一個(gè)整體。

2.1 始發(fā)或到開列車的發(fā)車進(jìn)路預(yù)告

當(dāng)列車在股道已停穩(wěn)時(shí)，CTC系統(tǒng)判斷滿足發(fā)車條件時(shí)會(huì)自動(dòng)辦理發(fā)車進(jìn)路，發(fā)車進(jìn)路鎖閉與發(fā)車信號(hào)正常開放（即發(fā)車進(jìn)路序列變?yōu)橛|發(fā)完成狀態(tài)），同時(shí)CTC系統(tǒng)已收到正確的無(wú)線車次校核信息，在滿足上述條件時(shí)，CTC系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送發(fā)車進(jìn)路預(yù)告。當(dāng)發(fā)車進(jìn)路取消時(shí)，會(huì)發(fā)送取消進(jìn)路預(yù)告，如圖1所示。

圖1 到開列車的發(fā)車進(jìn)路預(yù)告示意Fig.1 Schematic diagram of advance notice of departure route for train arrival and departure

2.2 通過(guò)列車的發(fā)車進(jìn)路預(yù)告

當(dāng)CTC系統(tǒng)判斷滿足自動(dòng)觸發(fā)列車通過(guò)進(jìn)路時(shí)機(jī)時(shí)，CTC系統(tǒng)自動(dòng)辦理通過(guò)進(jìn)路，此時(shí)若列車處于接車區(qū)間或到達(dá)發(fā)送進(jìn)路預(yù)告位置，并且CTC系統(tǒng)收到了正確的無(wú)線車次校核信息，CTC系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)送通過(guò)進(jìn)路預(yù)告，該通過(guò)進(jìn)路預(yù)告中包含發(fā)車進(jìn)路的方向信息；若取消發(fā)車進(jìn)路，則系統(tǒng)會(huì)再次發(fā)送接車進(jìn)路預(yù)告，提醒司機(jī)發(fā)車進(jìn)路已被取消。再一次辦理發(fā)車進(jìn)路時(shí)，CTC系統(tǒng)會(huì)再次發(fā)送通過(guò)進(jìn)路預(yù)告，如圖2所示。

圖2 進(jìn)站前已辦理通過(guò)進(jìn)路示意Fig.2 Schematic diagram of through route has been set before entering the station

當(dāng)列車運(yùn)行計(jì)劃為通過(guò)，但在發(fā)車不滿足辦理?xiàng)l件的情況下，CTC系統(tǒng)自動(dòng)辦理滿足觸發(fā)條件的接車進(jìn)路，并發(fā)送接車進(jìn)路預(yù)告，同時(shí)提醒司機(jī)注意發(fā)車信號(hào)。如果在列車已進(jìn)站的情況下辦理了發(fā)車進(jìn)路，此時(shí)系統(tǒng)仍然會(huì)發(fā)送通過(guò)進(jìn)路預(yù)告，該通過(guò)進(jìn)路預(yù)告中包含發(fā)車進(jìn)路的方向信息，如圖3所示。

圖3 進(jìn)站后辦理完成通過(guò)進(jìn)路示意Fig.3 Schematic diagram of through route has been set after entering the station

3 功能實(shí)現(xiàn)與邏輯處理設(shè)計(jì)

3.1 發(fā)車進(jìn)路預(yù)告的產(chǎn)生

發(fā)車進(jìn)路預(yù)告產(chǎn)生的前提是發(fā)車進(jìn)路辦理完成和列車處于接車區(qū)間或到達(dá)發(fā)送進(jìn)路預(yù)告位置。根據(jù)上述分析，發(fā)車進(jìn)路可以是獨(dú)立的發(fā)車進(jìn)路，也可以是附著在通過(guò)進(jìn)路當(dāng)中的。CTC系統(tǒng)通過(guò)列車運(yùn)行計(jì)劃?rùn)z測(cè)列車在本站是通過(guò)還是到開（始發(fā)），并根據(jù)站場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢測(cè)實(shí)際辦理完成的進(jìn)路是通過(guò)進(jìn)路還是發(fā)車進(jìn)路，同時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)列車運(yùn)行位置。把列車運(yùn)行計(jì)劃、實(shí)際辦理完成的進(jìn)路和列車實(shí)際位置相結(jié)合起來(lái)，生成對(duì)應(yīng)的進(jìn)路預(yù)告。

3.2 發(fā)車進(jìn)路預(yù)告的發(fā)送

發(fā)車進(jìn)路預(yù)告產(chǎn)生之后，需要將其發(fā)送給機(jī)車。CTC系統(tǒng)需要檢測(cè)是否收到過(guò)該機(jī)車正確的無(wú)線車次校核信息，若收到過(guò)正確的無(wú)線車次校核信息，則通過(guò)與G網(wǎng)的接口將進(jìn)路預(yù)告發(fā)送出去。反之，則不發(fā)送。

3.3 發(fā)車進(jìn)路預(yù)告的回執(zhí)

CTC系統(tǒng)將發(fā)車進(jìn)路預(yù)告發(fā)送出去以后，會(huì)檢測(cè)是否收到回執(zhí)。機(jī)車設(shè)備接收到發(fā)車進(jìn)路后，會(huì)自動(dòng)返回接收回執(zhí)，表示設(shè)備已接收發(fā)車進(jìn)路預(yù)告；司機(jī)閱讀簽收后，會(huì)返回簽收回執(zhí)，表示司機(jī)已收到發(fā)車進(jìn)路預(yù)告，此時(shí)CTC系統(tǒng)顯示進(jìn)路預(yù)告發(fā)送成功。若在一定時(shí)間內(nèi)，CTC系統(tǒng)檢測(cè)未收到接收回執(zhí)或簽收回執(zhí)，則判斷進(jìn)路預(yù)告發(fā)送失敗。

發(fā)車進(jìn)路預(yù)告整體邏輯實(shí)現(xiàn)如圖4所示。

圖4 列車發(fā)車進(jìn)路預(yù)告處理邏輯Fig.4 Logic diagram of advance notice processing of train departure route

4 優(yōu)缺點(diǎn)分析

4.1 優(yōu)點(diǎn)

目前CTC區(qū)段車站值班員與司機(jī)不執(zhí)行車機(jī)聯(lián)控，司機(jī)在站開車時(shí)只能通過(guò)確認(rèn)出站（進(jìn)路）信號(hào)開車，發(fā)車進(jìn)路預(yù)告信息可進(jìn)一步代替車站值班員或助理值班員通知（提醒）司機(jī)開車。

司機(jī)可以通過(guò)發(fā)車進(jìn)路預(yù)告信息清楚掌握發(fā)車方向。司機(jī)根據(jù)發(fā)車進(jìn)路預(yù)告信息增加對(duì)值班員辦理進(jìn)路的校核，多一層確認(rèn)保障，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可第一時(shí)間糾正制止，防止多方向車站列車開錯(cuò)方向的進(jìn)路錯(cuò)辦事故發(fā)生，提升作業(yè)安全。

司機(jī)不再與車站互相執(zhí)行車機(jī)聯(lián)控，可以解決多方向站車站值班員或助理值班員向司機(jī)聯(lián)控發(fā)車的問(wèn)題，有效降低現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.2 不足

發(fā)車進(jìn)路預(yù)告的發(fā)送需要接收到正確的無(wú)線車次校核信息，而且CTC系統(tǒng)匹配機(jī)車有一定的延遲，再加之傳輸?shù)男诺狼闆r，可能會(huì)出現(xiàn)發(fā)車進(jìn)路預(yù)告發(fā)送延遲或失敗的情況，此時(shí)還需要車站與司機(jī)進(jìn)行聯(lián)控問(wèn)路指路。

旅客列車在站辦理旅客乘降時(shí)，僅根據(jù)發(fā)車進(jìn)路預(yù)告信息發(fā)車存在一定的安全隱患，還需通過(guò)規(guī)范客運(yùn)人員與司機(jī)聯(lián)控客運(yùn)作業(yè)完畢的卡控環(huán)節(jié)或車站值班員與司機(jī)聯(lián)控發(fā)車的環(huán)節(jié)。

5 結(jié)束語(yǔ)

普速鐵路CTC車站發(fā)車進(jìn)路預(yù)告功能有利于降低值班員和司機(jī)的聯(lián)控工作量，同時(shí)有利于增強(qiáng)多方向車站錯(cuò)辦進(jìn)路的防護(hù)，降低多方向車站值班人員的工作壓力，對(duì)于普速車站優(yōu)化作業(yè)流程提供指引方向，間接促進(jìn)普速CTC系統(tǒng)技術(shù)的完善與提升，具有一定的實(shí)用價(jià)值和研究意義。