復雜樞紐站CTC3.0功能的優(yōu)化研究與實現(xiàn)

萬里成，陳 宣

(1．西南交通大學，成都 611731；2．卡斯柯信號有限公司，上海 200070）

隨著國內(nèi)鐵路現(xiàn)代化進程的不斷推進，列車運行速度不斷提升，行車密度逐步增長，為確保鐵路行車安全，提高作業(yè)運輸效率，鐵路信號系統(tǒng)在鐵路運輸系統(tǒng)中的重要性與日俱增。長期以來，眾多的復雜樞紐站調(diào)度員因作業(yè)復雜、功能缺失等問題無法合理安排計劃，進而導致無法開通CTC自動排路及相關(guān)卡控功能。因此，為解決在復雜樞紐站將中心計劃進行合理拆分并開通CTC3.0功能的難題，提出以下車站計劃編制拆分的解決方案。

1 濟南站研究背景

1.1 車站現(xiàn)狀

濟南站銜接京滬、膠濟普速干線及京滬高鐵、膠濟客專高速干線4個方向，車站辦理客運、貨運等業(yè)務(wù)，加之本務(wù)機車換掛、車底取送等作業(yè)要利用接發(fā)列車空隙進行，造成咽喉能力極度緊張，錯辦安全風險極大，然而現(xiàn)有系統(tǒng)卻無法從設(shè)備上實現(xiàn)防錯辦功能。

1.2 站場連接

濟南站地處京滬三四線、京滬高鐵線、膠濟線和邯濟線4條繁忙線路交匯處，車站辦理客運、貨運等業(yè)務(wù)量大，因此站場的行車密度非常大。濟南站與相鄰車站連接關(guān)系如圖1所示。

圖1 濟南站與相鄰車站連接關(guān)系Fig.1 Connections between Jinan Station and adjacent stations

2 車站計劃編制拆分原理及設(shè)計

調(diào)度員下達給車站總值班員濟南站整體列車計劃，由車站總值班員使用技術(shù)作業(yè)大表軟件，根據(jù)到發(fā)股道將計劃分拆為濟南客場和濟南地區(qū)車場的兩場計劃，車站總值班員確認技術(shù)作業(yè)大表分解后的計劃，由其手工再下發(fā)給信號員終端（占線板）和自律機。

濟南站計劃按照固定規(guī)則進行人工輔助拆分。總體規(guī)則為：客車只停濟南客場，貨車只停濟南地區(qū)車場。拆分完成后在技術(shù)作業(yè)大表進行顯示，客整場調(diào)車計劃可自行編制或由客場計劃自動生成，對于3個車站不符合規(guī)則的特殊情況，可由人工進行干預。

系統(tǒng)首先根據(jù)行調(diào)臺調(diào)整計劃自動生成車站階段計劃的初稿，并在車站技術(shù)作業(yè)大表系統(tǒng)上自動鋪畫列車計劃線，值班員對計劃線的車次、來向、去向、接入時間進行核實，并安排計劃股道、發(fā)車時間、機車，完成后按照班別生成階段計劃，下發(fā)給車站其他接發(fā)車崗位，其他崗位可進行查詢和打印。列車辦理完畢，系統(tǒng)自動生成列車實際運行線。

運行線上記錄列車的計劃運行時間點、接入的股道以及來向、去向。當列車實際到達或出發(fā)時，根據(jù)到達、出發(fā)時間信息繪制實際線。濟南站技術(shù)作業(yè)大表操作界面示意如圖2所示。

3 車站計劃編制拆分功能實現(xiàn)流程

3.1 總體結(jié)構(gòu)

根據(jù)既有信號設(shè)備和行車崗位設(shè)置情況，濟南客整場、濟南客場和濟南地區(qū)車場的行車調(diào)度作業(yè)統(tǒng)一由車站設(shè)置的總值班進行指揮，為此相比于一般車站CTC3.0結(jié)構(gòu)，濟南客整場、濟南客場和濟南地區(qū)車場設(shè)置的CTC3.0操控終端需進行適應(yīng)的整合。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

調(diào)車計劃生成如下。

步驟1：SMIS將調(diào)車計劃發(fā)送給負責調(diào)車作業(yè)的值班員，并在值班員占線板終端進行顯示。

步驟2：值班員將處理后的客整場調(diào)車計劃、地區(qū)車場調(diào)車計劃分別發(fā)送至濟南客場/濟南客整場信號員、濟南地區(qū)車場信號員占線板終端進行站場顯示。

列車計劃生成如下。

步驟1：濟南樞紐調(diào)度臺向總值班調(diào)度員發(fā)送列車階段計劃，值班員通過技術(shù)作業(yè)大表軟件接收并自動將計劃拆分成濟南客場、濟南地區(qū)車場兩場計劃并分別發(fā)送至濟南客場大站自律機、濟南地區(qū)車場大站自律機。

圖2 技術(shù)作業(yè)大表計劃操作界面示意Fig.2 Screenshot of the planning and operation interface of the general table for technical operations

圖3 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意Fig.3 Overall system structure

步驟2：各站場信號員分別向各場自律機發(fā)送列車進路控制指令，再由各站自律機通過dynavar進行指令交互至占線板。

3.2 中心計劃數(shù)據(jù)流

步驟1：中心向車站總值班員發(fā)送列車調(diào)整計劃，值班員通過技術(shù)作業(yè)大表軟件接收計劃，并自動拆分成濟南客場和濟南地區(qū)車場的兩場計劃，實現(xiàn)車站級計劃管理功能。

步驟2：由值班員行車日志終端向下面各站場自律機分別發(fā)送流程任務(wù)及列車計劃，由各場自律機生成的對應(yīng)列車進路序列，通過dynavar發(fā)送至CTC3.0占線板終端，并向車站自律機反饋列車進路序列，實現(xiàn)進路安全卡控。

步驟3：各站自律機分別進行分散自律邏輯檢查，向計算機聯(lián)鎖發(fā)送進路序列指令，并將進路執(zhí)行狀態(tài)反饋至各站自律機。中心計劃數(shù)據(jù)流如圖4所示。

圖4 中心計劃數(shù)據(jù)流Fig.4 Dataflow of the plans of the center station

4 車站計劃編制拆分功能升級分析

4.1 升級優(yōu)勢

1）增加車站級計劃管理功能，車站可根據(jù)調(diào)度臺階段計劃細化，成功解決作業(yè)復雜、繁忙車站階段計劃合理性的問題。

2）技術(shù)作業(yè)表實現(xiàn)實時繪制列車計劃運行線的功能。

3）具有良好的兼容性能，在CTC和TDCS調(diào)度臺下均可開通CTC功能。

4）車站占線板子系統(tǒng)為車站值班員提供了友好工作界面，能夠方便接收調(diào)度員下達的階段計劃和調(diào)度命令。

5）車站值班員可以設(shè)置如旅客乘降、上水、列檢等列車作業(yè)流程，并作為車站列車計劃的一部分，對列車作業(yè)進行卡控。

4.2 存在不足

在濟南站既有網(wǎng)絡(luò)通道的基礎(chǔ)上，增加了一級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，導致整體網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)更加復雜，同時提升施工升級的難度，提高人員培訓的要求，增加后期運營維護的成本。

5 結(jié)束語

車站計劃編制拆分功能的實現(xiàn)有效解決了中心計劃多場歸為單站管理，無法被各場直接應(yīng)用，從而導致無法生成進路序列來開通CTC自動排路及各種安全卡控功能的問題。此次研究系統(tǒng)性的實現(xiàn)了CTC3.0車站子系統(tǒng)核心功能的開發(fā)和部署，為濟南站乃至全路的運輸安全提供更可靠、更安全的系統(tǒng)。