韓 楊，曹 楨，楊 濤

成昆鐵路是連接四川省與云南省的國(guó)鐵Ⅰ級(jí)客貨共線(xiàn)鐵路，自1970年開(kāi)通運(yùn)營(yíng)以來(lái)，調(diào)度指揮系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了電話(huà)指揮系統(tǒng)、調(diào)度指揮管理信息系統(tǒng)（Dispatch Management Information System，DMIS）、列車(chē)調(diào)度指揮系統(tǒng)（Train Dispatching Command System，TDCS）等。成昆鐵路復(fù)線(xiàn)工程建設(shè)中，調(diào)度集中系統(tǒng)（Centralized Traffic Control System，CTC）在普速鐵路進(jìn)行了應(yīng)用和實(shí)踐。由于普速鐵路一般為客貨混跑線(xiàn)路，車(chē)站本身有較多貨車(chē)甩掛編組作業(yè)，這就為CTC系統(tǒng)在普速線(xiàn)路的應(yīng)用提出了新的要求。為了使CTC系統(tǒng)適應(yīng)普速線(xiàn)路應(yīng)用需求并且能發(fā)揮出最大的功效，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)際進(jìn)行分析。

1 普速鐵路升級(jí)為CTC系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)

CTC 系統(tǒng)是鐵路調(diào)度中心對(duì)列車(chē)運(yùn)行直接指揮和管理的技術(shù)設(shè)備，采用雙網(wǎng)絡(luò)、雙機(jī)熱備系統(tǒng)設(shè)置。其主要功能包括：列車(chē)進(jìn)路自動(dòng)排列、列車(chē)進(jìn)路預(yù)告信息發(fā)送、列車(chē)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、列車(chē)車(chē)次號(hào)追蹤及早晚點(diǎn)顯示等［1-3］，具有行車(chē)指揮自動(dòng)化高、安全性強(qiáng)的特點(diǎn)。

1.1 工程實(shí)施的特殊性

以成昆復(fù)線(xiàn)成峨段為例（簡(jiǎn)稱(chēng)“成峨鐵路”），從雙流站至峨眉站，全線(xiàn)14 個(gè)車(chē)站進(jìn)行CTC 系統(tǒng)升級(jí)。CTC 系統(tǒng)采用雙機(jī)熱備方式設(shè)置網(wǎng)絡(luò)及硬件，分為CTC-A 系和CTC-B 系。因現(xiàn)場(chǎng)工程條件限制，不能一次性開(kāi)通啟用CTC 系統(tǒng)，需按照3 個(gè)步驟換裝軟件：①在CTC-A 系設(shè)備基礎(chǔ)上開(kāi)通TDCS 系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)鐵路各級(jí)運(yùn)輸調(diào)度對(duì)列車(chē)運(yùn)行進(jìn)行透明指揮、實(shí)時(shí)調(diào)整和集中控制；②同一個(gè)施工點(diǎn)內(nèi)，在CTC-B 系設(shè)備基礎(chǔ)上啟用單網(wǎng)、單系統(tǒng)CTC 軟件，同時(shí)停用TDCS 系統(tǒng)；③啟用CTC-A 系CTC 軟件，開(kāi)通雙網(wǎng)、雙機(jī)熱備CTC系統(tǒng)。

工程實(shí)施難點(diǎn)在于升級(jí)過(guò)程中車(chē)站的所有信號(hào)設(shè)備都不能停用，只能在施工“天窗”點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行設(shè)備的安裝、調(diào)試，點(diǎn)畢后必須保證車(chē)站的正常行車(chē)作業(yè)。

考慮到成峨鐵路車(chē)站較多，施工點(diǎn)內(nèi)主要工作也相應(yīng)較多，包括車(chē)站CTC 網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、車(chē)站與聯(lián)鎖接口調(diào)試、車(chē)站啟用CTC 系統(tǒng)軟件調(diào)試等。如果按照一個(gè)施工點(diǎn)進(jìn)行全線(xiàn)TDCS 系統(tǒng)到CTC 系統(tǒng)的倒接施工，車(chē)站需調(diào)試的硬件、軟件數(shù)量，技術(shù)人員需求量都比較大，各站施工同步性、準(zhǔn)確性也難以把握。為此，需要采取分段調(diào)試、倒接的施工方案，具體實(shí)施方案如下。

1）如圖1所示，施工前應(yīng)完成各站CTC-B 系網(wǎng)絡(luò)、CTC-B 系硬件設(shè)備、CTC 與聯(lián)鎖系統(tǒng)接口、CTC 區(qū)間采集信息等的調(diào)試（因TDCS 系統(tǒng)正在使用CTC-A 網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，CTC-A 網(wǎng)絡(luò)不能提前配置數(shù)據(jù)調(diào)試，待全線(xiàn)CTC 軟件換裝后再啟用CTC-A網(wǎng)絡(luò)調(diào)試）。

圖1 CTC-B系調(diào)試

2）第1 個(gè)施工計(jì)劃是換裝雙流、公興、花龍門(mén)、普興、青龍場(chǎng)、彭山、太和等7 站的CTC-B系軟件，開(kāi)通非常站控功能。

3）第2 個(gè)施工計(jì)劃是換裝眉山、鮮灘、思濛、中繼站、樂(lè)山北、雙福、峨眉等7 站的CTC-B 系軟件，開(kāi)通非常站控功能。

4）全線(xiàn)車(chē)站CTC-B 系統(tǒng)軟件換裝完成后，啟用單網(wǎng)CTC 軟件（CTC-B 系軟件），開(kāi)通非常站控功能。下一步，監(jiān)管計(jì)劃內(nèi)調(diào)試、啟用CTCA 網(wǎng)，同步換裝CTC-A 系相關(guān)軟件，如圖2所示。施工點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行每站CTC 系統(tǒng)接口功能試驗(yàn)，具體包括CTC 主備倒機(jī)試驗(yàn)、與聯(lián)鎖接口中斷倒機(jī)試驗(yàn)、CTC采集系統(tǒng)倒機(jī)試驗(yàn)。

圖2 CTC-A系調(diào)試

5）全線(xiàn)車(chē)站CTC 軟件換裝完成后，CTC 調(diào)度臺(tái)及管轄車(chē)站進(jìn)行分散自律功能試驗(yàn)，試驗(yàn)完成后開(kāi)通分散自律功能［4-6］。

1.2 采集系統(tǒng)應(yīng)用的特殊點(diǎn)

普速線(xiàn)路一般不設(shè)置列控系統(tǒng)設(shè)備，區(qū)間信號(hào)機(jī)、軌道區(qū)段狀態(tài)信息由CTC采集系統(tǒng)自身獲取，再通過(guò)交叉互聯(lián)方式向CTC 自律機(jī)發(fā)送，自律機(jī)根據(jù)收到的信號(hào)設(shè)備信息進(jìn)行行車(chē)指揮作業(yè)相關(guān)邏輯判斷。因成峨鐵路是從TDCS 系統(tǒng)升級(jí)為CTC系統(tǒng)的，對(duì)應(yīng)的采集系統(tǒng)連接、使用方式與過(guò)渡時(shí)期不一樣，具體情況如下。

1）TDCS 通過(guò)采集系統(tǒng)總輸出口將信息發(fā)送到通信機(jī)。

2）CTC 采集時(shí)，首先關(guān)閉采集系統(tǒng)總輸出口，再將采集系統(tǒng)信息輸出A1、B1 端口與自律機(jī)A 連接，采集系統(tǒng)信息輸出A2、B2 端口與自律機(jī)B連接，如圖3所示。

圖3 CTC采集系統(tǒng)信息輸出示意

這種交叉互聯(lián)的方式類(lèi)似客專(zhuān)線(xiàn)路CTC 系統(tǒng)與聯(lián)鎖和列控的連接方式，保障了采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。工程調(diào)試時(shí)，必須做好連接線(xiàn)標(biāo)記，測(cè)試連接線(xiàn)通信質(zhì)量；調(diào)試過(guò)程中，TDCS連接方式切換為CTC 連接方式時(shí)一定不能接錯(cuò)端口［3］。

成峨鐵路TDCS系統(tǒng)過(guò)渡時(shí)期，TDCS采集系統(tǒng)配置了自動(dòng)倒機(jī)設(shè)備，采集系統(tǒng)A、B 的主、備狀態(tài)由自動(dòng)倒機(jī)設(shè)備判斷。升級(jí)為CTC 系統(tǒng)后，核心處理機(jī)由1 臺(tái)通信機(jī)變?yōu)? 臺(tái)自律機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了與采集系統(tǒng)交叉互聯(lián)。采集系統(tǒng)A、B 系端口的主、備狀態(tài)由自律機(jī)來(lái)判斷，車(chē)站升級(jí)為CTC系統(tǒng)的同時(shí)，自動(dòng)倒機(jī)設(shè)備也必須拆除。

1.3 特殊延續(xù)進(jìn)路的處理

普速線(xiàn)路由TDCS 系統(tǒng)升級(jí)為CTC 系統(tǒng)后，信號(hào)設(shè)備操作權(quán)由聯(lián)鎖系統(tǒng)改為CTC 系統(tǒng)，CTC系統(tǒng)操作有自身的技術(shù)要求。為此，在軟件制作前與設(shè)計(jì)人員對(duì)接好特殊站型要點(diǎn)就顯得尤為重要，特別是成昆復(fù)線(xiàn)這種山區(qū)復(fù)雜線(xiàn)路。

以普達(dá)站為例說(shuō)明：普達(dá)站上行方向（S 端口）存在6‰下坡道，按照設(shè)計(jì)，S-4G 接車(chē)進(jìn)路存在延續(xù)進(jìn)路，并延續(xù)至9/21G無(wú)岔區(qū)段位置，且發(fā)車(chē)進(jìn)路為長(zhǎng)進(jìn)路模式，如圖4 所示。當(dāng)存在S-4G-XP的通過(guò)計(jì)劃時(shí)，在聯(lián)鎖系統(tǒng)人工點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕，排列接車(chē)、發(fā)車(chē)進(jìn)路可人為判斷條件、控制時(shí)機(jī)，不論先后不存在任何問(wèn)題。但按照CTC技術(shù)條件“通過(guò)計(jì)劃，發(fā)車(chē)條件滿(mǎn)足先排列發(fā)車(chē)進(jìn)路，發(fā)車(chē)條件不滿(mǎn)足時(shí)可先排列接車(chē)進(jìn)路”的規(guī)定，同時(shí)結(jié)合運(yùn)輸實(shí)際運(yùn)用中“長(zhǎng)進(jìn)路需一次排列成功”需求，在分散自律模式下，CTC如果先自動(dòng)排列接車(chē)進(jìn)路則存在站內(nèi)停車(chē)的問(wèn)題。因?yàn)镾-4G 接車(chē)進(jìn)路延續(xù)至9/21G無(wú)岔區(qū)段時(shí)，鎖閉的延續(xù)進(jìn)路部分已與部分發(fā)車(chē)進(jìn)路重合，當(dāng)CTC 檢查發(fā)車(chē)進(jìn)路條件時(shí)，會(huì)判斷為不具備觸發(fā)條件，CTC不會(huì)向聯(lián)鎖發(fā)送指令，此時(shí)無(wú)法自動(dòng)排列發(fā)車(chē)進(jìn)路［1，9］。

圖4 普達(dá)站延續(xù)進(jìn)路示意

為解決以上實(shí)際問(wèn)題，將延續(xù)進(jìn)路延續(xù)至XP進(jìn)站口，延續(xù)進(jìn)路與發(fā)車(chē)進(jìn)路完全重合，即可避免此問(wèn)題。但此時(shí)，聯(lián)鎖只能自動(dòng)解鎖長(zhǎng)進(jìn)路中的S4-9/21G 部分，SZ2-XP 段必須人工操作解鎖，這與實(shí)際要求相悖。為此，結(jié)合運(yùn)輸運(yùn)用需求，CTC 在軟件制作中進(jìn)行特殊處理，對(duì)于S-4G-XP方向的通過(guò)計(jì)劃，CTC 進(jìn)路序列表中接車(chē)進(jìn)路只能采用人工觸發(fā)模式，不能修改為自動(dòng)觸發(fā)模式，從根本上避免了接車(chē)進(jìn)路先于發(fā)車(chē)進(jìn)路觸發(fā)而出現(xiàn)站內(nèi)停車(chē)的情況。以上問(wèn)題如果在線(xiàn)路開(kāi)通后才暴露，便會(huì)帶來(lái)設(shè)備運(yùn)用、維護(hù)一系列難點(diǎn)，為此必須做到提前細(xì)致核查、對(duì)接特殊站的技術(shù)需求。

2 分散自律模式下半自動(dòng)閉塞端口行車(chē)

成昆線(xiàn)作為客貨混跑線(xiàn)路存在既有TDCS 車(chē)站與新建CTC 車(chē)站連接的情況，考慮到CTC 系統(tǒng)方便現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸應(yīng)用，在不違反技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，當(dāng)CTC 車(chē)站存在半自動(dòng)閉塞端口時(shí)，開(kāi)通了分散自律功能。例如，成昆復(fù)線(xiàn)思濛至樂(lè)山北站區(qū)間開(kāi)通時(shí)，成昆舊線(xiàn)的吳場(chǎng)、馬村站依然保留，分別通過(guò)思濛、樂(lè)山北站與成昆復(fù)線(xiàn)連通。思濛與吳場(chǎng)站通過(guò)半自動(dòng)閉塞端口連接行車(chē)，樂(lè)山北與馬村站通過(guò)半自動(dòng)閉塞端口連接行車(chē)。CTC 系統(tǒng)單線(xiàn)半自閉連接示意見(jiàn)圖5。

圖5 CTC系統(tǒng)單線(xiàn)半自閉連接示意

以思濛站到吳場(chǎng)站開(kāi)行列車(chē)為例，半自動(dòng)閉塞行車(chē)組織過(guò)程為：第1 步，思濛站向吳場(chǎng)辦理閉塞，思濛站發(fā)車(chē)閉塞燈亮黃燈，吳場(chǎng)接車(chē)閉塞燈亮黃燈；第2 步，吳場(chǎng)同意閉塞后，本站接車(chē)閉塞燈亮綠燈，思濛站發(fā)車(chē)閉塞燈亮綠燈，當(dāng)人工確認(rèn)站間安全后，思濛站可放行列車(chē)。

綜合實(shí)際情況，CTC 在此種情況下做了特殊操作要求：“XX 站XX 端口為半自動(dòng)閉塞端口，此端口不具備自動(dòng)辦理進(jìn)路相關(guān)功能，列車(chē)進(jìn)路相關(guān)操作必須由人工確認(rèn)和人工辦理（辦理閉塞、辦理進(jìn)路等）。首先，人工確認(rèn)區(qū)間空閑后人工辦理閉塞，辦理閉塞成功后，人工確認(rèn)所有接發(fā)車(chē)條件具備，然后在CTC 系統(tǒng)人工執(zhí)行進(jìn)路序列，辦理進(jìn)路”。此方式通過(guò)計(jì)劃生成進(jìn)路序列，并按進(jìn)路序列執(zhí)行列車(chē)進(jìn)路，有效達(dá)到了防錯(cuò)辦的目的。因?yàn)镃TC 系統(tǒng)車(chē)務(wù)終端操作界面具備聯(lián)鎖的所有信號(hào)設(shè)備操作功能，分散自律車(chē)站操作模式下，車(chē)站可根據(jù)實(shí)際需求在CTC 終端安排列車(chē)進(jìn)路和調(diào)車(chē)進(jìn)路，并能調(diào)整、避免其可能的沖突，實(shí)現(xiàn)了車(chē)站指揮行車(chē)效率最大化［7-9］。

半自動(dòng)閉塞端口行車(chē)，運(yùn)輸人員習(xí)慣提前準(zhǔn)備好行車(chē)閉塞條件。以吳場(chǎng)站向思濛站發(fā)車(chē)為例，吳場(chǎng)站準(zhǔn)備好行車(chē)閉塞條件后排列發(fā)車(chē)進(jìn)路，完成發(fā)車(chē)作業(yè)，此時(shí)思濛站可能因本站其他作業(yè)較多沒(méi)有及時(shí)排列相應(yīng)接車(chē)進(jìn)路，而思濛站因相應(yīng)端口為半自動(dòng)閉塞端口，由人工檢查進(jìn)路排列條件，不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警提示信息，此時(shí)思濛站便存在列車(chē)在進(jìn)站信號(hào)機(jī)外停車(chē)的風(fēng)險(xiǎn)。為解決此問(wèn)題，CTC 系統(tǒng)特做了2 項(xiàng)安全卡控：一是當(dāng)列車(chē)越過(guò)吳場(chǎng)站出站信號(hào)機(jī)后，思濛站立即報(bào)警，提示運(yùn)輸人員排列接車(chē)進(jìn)路；二是當(dāng)列車(chē)進(jìn)入思濛站接近區(qū)段后，思濛站仍未排列接車(chē)進(jìn)路時(shí)，思濛站報(bào)警提示運(yùn)輸人員排列接車(chē)進(jìn)路。這樣既保障了行車(chē)安全，也沒(méi)有過(guò)多增加報(bào)警信息量。

3 區(qū)域集控模式下的特殊網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

成昆復(fù)線(xiàn)（冕米段）進(jìn)行了CTC 區(qū)域集控模式的應(yīng)用，應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)雙路傳輸模式與集控模式結(jié)合使用的問(wèn)題，詳細(xì)分析如下。

3.1 雙路傳輸模式

CTC 系統(tǒng)雙路傳輸模式已在全路新建線(xiàn)路、既有改建線(xiàn)路大范圍使用。但在集控模式運(yùn)用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，CTC 雙路傳輸需要根據(jù)實(shí)際工程情況進(jìn)行設(shè)置。雙路傳輸本質(zhì)上是應(yīng)用層在雙通道上均建立邏輯連接，在2 條邏輯連接上冗余傳輸2 份相同的數(shù)據(jù)，保證一路通道在不穩(wěn)定的情況下不會(huì)影響到另一路數(shù)據(jù)的傳輸，避免信息丟失情況的發(fā)生。但受制于工程建設(shè)、自然環(huán)境等影響，通信系統(tǒng)很難真正做到CTC 系統(tǒng)站與站間的通道A、通道B 分屬不同的物理鏈路，這就要求對(duì)CTC 實(shí)際物理環(huán)網(wǎng)范圍進(jìn)行調(diào)整，才能在發(fā)生某些特殊的網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，保證同一個(gè)集控臺(tái)管轄車(chē)站站間信息的完全透?jìng)?，具體情況如下。

3.2 集控模式下的CTC網(wǎng)絡(luò)環(huán)網(wǎng)設(shè)置

集控模式的應(yīng)用初衷是為了提高效率、方便運(yùn)輸站段在普速鐵路集中管理較小車(chē)站，而行車(chē)指揮作業(yè)集中于大站統(tǒng)籌。集控模式下，集控臺(tái)具備管轄車(chē)站行車(chē)指揮權(quán)，為保證車(chē)站間傳輸信息的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，CTC同一個(gè)集控臺(tái)管轄車(chē)站的站間信息，直接通過(guò)站間邏輯通道獲取，不經(jīng)過(guò)局中心服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)。以米易東集控臺(tái)、西昌西集控臺(tái)為例，米易東集控臺(tái)管轄丙谷東、米易東、永朗西，西昌西集控臺(tái)管轄德昌西、西昌西、月華西，見(jiàn)圖6。

圖6 米易東集控臺(tái)、西昌西集控臺(tái)管轄范圍示意

CTC 物理網(wǎng)絡(luò)初始設(shè)計(jì)米易東、丙谷東在一個(gè)環(huán)網(wǎng)中，永朗西、德昌西、西昌西、月華西在另一個(gè)環(huán)網(wǎng)中，其中集控臺(tái)與所在車(chē)站共用一套網(wǎng)絡(luò)，如圖7 所示。當(dāng)永朗西的所屬環(huán)網(wǎng)范圍與所屬集控臺(tái)不一致時(shí)，丙谷東至米易東環(huán)網(wǎng)A（簡(jiǎn)稱(chēng)“環(huán)1”）回中心通道中斷，永朗西至月華西環(huán)網(wǎng)B（簡(jiǎn)稱(chēng)“環(huán)2”）回中心通道中斷，米易東集控臺(tái)會(huì)出現(xiàn)收不到永朗西站場(chǎng)信息的問(wèn)題。因?yàn)榄h(huán)1 中斷時(shí)，米易東集控臺(tái)不能通過(guò)環(huán)1 收到永朗西站場(chǎng)信息，此時(shí)會(huì)接收和處理環(huán)2 發(fā)送的永朗西站場(chǎng)信息；但當(dāng)環(huán)2 也中斷時(shí)，米易東集控臺(tái)就會(huì)完全失去永朗西的站場(chǎng)信息，此時(shí)就相當(dāng)于米易東與永朗西的站間通道A、B全部中斷［8］。

圖7 丙谷東至米易東環(huán)網(wǎng)A、永朗西至月華西環(huán)網(wǎng)B故障示意

鑒于此，實(shí)際工程實(shí)施時(shí)，通過(guò)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，保證CTC 物理環(huán)網(wǎng)范圍與集控臺(tái)管轄范圍一致，如圖8 所示。當(dāng)出現(xiàn)以上網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，CTC同一個(gè)集控臺(tái)管轄范圍內(nèi)的車(chē)站站間信息傳輸正常，集控臺(tái)與中心行調(diào)臺(tái)的信息傳輸正常，不會(huì)影響集控臺(tái)管轄車(chē)站行車(chē)指揮工作。同時(shí)，在既有普速車(chē)站進(jìn)行集控臺(tái)的模式改造時(shí)，需注意網(wǎng)絡(luò)設(shè)置情況，避免工程實(shí)施后再進(jìn)行優(yōu)化改造。

圖8 調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

CTC 系統(tǒng)區(qū)域集控模式已逐步在既有、新建普速CTC 線(xiàn)路進(jìn)行實(shí)施，在保障行車(chē)安全的前提下，顯著提高了行車(chē)效率。成昆線(xiàn)CTC 區(qū)域集控模式的應(yīng)用也為后續(xù)工程的實(shí)施積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

CTC 系統(tǒng)本身在設(shè)備可靠性、提高運(yùn)輸效率等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐和應(yīng)用，其功能更加完善、性能更加可靠。目前成昆復(fù)線(xiàn)已成熟應(yīng)用CTC 系統(tǒng)，在應(yīng)用過(guò)程中也根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了相應(yīng)技術(shù)改進(jìn)，以適應(yīng)運(yùn)輸需求。普速線(xiàn)路應(yīng)用CTC 系統(tǒng)是未來(lái)行車(chē)指揮技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)，同時(shí)我們也要看到普速線(xiàn)路與高鐵線(xiàn)路行車(chē)組織方面的差異，CTC 工程人員須總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)收集用戶(hù)建議，快速反饋用戶(hù)需求，以一條線(xiàn)升級(jí)為基點(diǎn)，使后續(xù)更多普速線(xiàn)路升級(jí)CTC系統(tǒng)時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施方案。