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1、信号技术 16 2010年第5期 1 概述 随着我国高速铁路 客运专线 大规模建设 铁路 运输组织模式发生了较大变化 根据新的运输需求 新建 客运专线调度中心和客运专线调度所 这对行车指挥和维 护管理现代化 自动化 智能化及安全性提出了更高的要 求 在我国250 350 km h高速铁路装备以行车调度为核 心的综合运营调度指挥系统已形成共识 因此结合新的运 输特点和运输需求 分析既有分散自律调度集中 CTC 系统与高速铁路CTC系统设计的差异性 关注需要解决的 问题 可以进一步提高和完善高速铁路CTC系统工程设 计 2 高速铁路运输组织特点及行车调度指挥 新需求 2 1 运输组织特点 我国高速
2、铁路运输具有高速度 高密度 高效率 安 全舒适 正点平稳等特点 运输组织应能实现集中调度指 挥 运力资源合理调配 运行秩序调整与实施 灾害 事 故的处理指挥 车站无人化管理等功能 2 2 行车调度指挥新需求 高速铁路较普速铁路在调度指挥方面具有以下新的运 输需求 2 2 1 高密度行车引发的需求 高速铁路行车密度大 列车追踪间隔缩短为3 min 这就要求CTC系统对计划有更强的实时性 由于自律机通 过解析计划最终形成联锁控制命令 一旦计划不能及时调 整并下达 将发生远程CTC系统排列进路失败 2 2 2 对系统智能化的需求 高速铁路调度集中必须涵盖列车运行计划自动编制 自动调整及进路自动排列
3、自动统计 自动传递行车信息 等行车高度自动化的全部内容 高度智能化应贯穿整个运 输指挥系统 在管理手段 决策分析 系统实现功能 系 统集成 组网方案 信息共享等方面应更加先进 科学 2 2 3 与列控系统功能相关的需求 高速铁路调度指挥要求对动车组运行状态和列控系统 的控制状态进行监督 为列控系统提供临时限速指令 如 列车运行移动授权 列车运行实时速度 车载列车自动防 护 ATP 工作模式 区间低频码显示 进出站信号机开 关灯 限速命令 紧急停车命令 无线闭塞中心 RBC 文本信息 CTCS 3级车站场显示等一系列信息的获取 以及临时限速的设置均与列控系统相关 2 2 4 高速铁路与既有线结合
4、的特殊需求 高速铁路并非封闭区段 要经常穿越既有线枢纽 与 既有线设有联络线等 目前高速铁路需要重点考虑CTC系 统与既有线的结合 如临时限速设置方面 CTC系统在此 结合部必须考虑列控系统的差异性 配合列控系统解决高 速铁路与既有线结合部的特殊需求 2 2 5 不同进路排列触发时机产生的要求 选择进路排列触发时机 既要保证列车到达接近区段 当进站点为禁止信号时保证列车不产生制动的最短接近 距离 前车站进路已按计划自动办理并锁闭 还要避免对 区间通过能力和车站作业效率产生的不利影响 在160 200 350 km h不同列车运行速度下 进路排列触发时机 不同 目前350 km h高速铁路触发时
5、机按提前15个闭塞 分区触发 200 km h按不少于提前9个闭塞分区触发 既 有线 T 字头列车触发时机一般是6个闭塞分区 除上述 按地点触发方式外 为满足特殊调整的需要 也可以选择 时间触发方式 设一定的提前量准许触发 2 2 6 运输计划调整的需求 交路变化导至运输计划调整方式的变化 高速铁路动 车组基本采用多交路套跑方式运行 日班计划中各车次动 高速铁路CTC系统设计的 需求及差异性分析 聂影 信号技术 17 2010年第5期 车组之间关系密切 在高密度行车情况下 若前行列车晚 点将导致列车计划调整困难且工作量巨大 因此 要求系 统设计能使运行图的调整更灵活 方便 为高速铁路运输 计划
6、调整提供更多的计划调整预案 2 2 7 部客专中心对CTC系统的总体功能需求 客运专线调度中心提供全路高速列车运行的监督信 息 掌握跨客专调度所管辖范围运行的动车组交路信息 组织协调跨高速铁路 高速铁路与既有线间的列车运行 实施应急列车运行计划调整方案 统计分析管辖范围内的 列车运行情况 必要时 该中心的CTC系统需要具有接管 各客专调度所内任何一条线路的控制功能 2 2 8 客专调度所对CTC系统的总体功能需求 客专调度所CTC系统在正常情况下决策指挥及控制管 辖内的所有高速列车运行 当运行秩序发生紊乱时 还应 具有应急指挥功能 处理灾害和事故命令 编制列车运行 调整计划 尽快恢复列车正常运
7、行 缩短列车晚点时间 维修作业期间与维修调度配合 保证维修作业不影响列车 运行 必要时 较大的客运专线调度所还可担当客运专线 调度中心的异地灾备指挥中心的作用 2 2 9 车站 动车段 所 综合维修基地对CTC系统 的总体功能需求 车站 动车段 所 综合维修基地 维修工区 作 为调度指挥的第三层机构 依据客专调度所的实施计划和 各调度台的调整计划 通过CTC站级分机及设备运用监测 终端 实现对现场作业的调度指挥 控制命令执行与维护 管理 目前要重点关注与联锁系统 列控系统 安全防灾 系统的结合 2 2 10 对系统配置的需求 客专调度所CTC系统软硬件配置 调度台配置与显示 应有利于生产力布局
8、调整的需要 方便整合与拆分 同 时 高速铁路要求系统软硬件配置均应具有更高的可靠 性 安全性 可用性 可维护性 大量集中设置CTC系统 设备 在对系统机房的设计中 需统筹考虑设备布局 综 合布线 空调系统设置及系统维护设备的配置等 高速铁 路各类调度台集中设置 要求设备尽量减少对大厅环境的 散热 噪声和电磁辐射影响等 2 2 11 高速铁路CTC系统新增接口的需求 综合运输调度指挥管理体系下的CTC系统应满足与列 控 联锁 监测等信号系统的接口要求 还要满足与运营 调度管理信息系统 供电调度 PSCADA 防灾安全监 控 无线通信 综合视频 旅客服务等多个相关的非信号 系统接口要求 实现资源共
9、享 综上所述 高速铁路综合调度指挥系统要按照集中调 度指挥管理模式 透明指挥 有效管理 并应根据我国铁 路运输特点 达到高速铁路与既有线CTC系统无缝衔接 实现信息互联互通和资源共享 3 高速铁路CTC与普速铁路CTC系统差异 性分析 3 1 调度区划方案 目前铁路局既有调度所调度指挥系统监控范围与所 属铁路局维护管理范围相同 而新建的客运专线调度中心 面对各客专调度所管理的高速铁路可以按线别集中于一个 调度所指挥 也可以根据属地化维护要求按2个调度所管 辖段落划分 如京广高速铁路全长约2 300 km 若均划 归武汉客专调度所指挥管理 中间横跨4个铁路局的维护 区段 此种划分方式的优势为同一
10、干线交路内CTC系统接 口少 在一个调度所的CTC系统内部完成各类计划数据 接口数据的交互 可充分发挥系统能力 系统设备部署受 生产力布局调整的影响相对较小 但系统广域网组网跨度 较大 办理跨局维护 施工要点比较繁琐 另一种划分方 案为武汉客专调度所管辖武汉 广州段 北京客专调度所 管辖北京 武汉 不含 段 各所横跨2个铁路局维护区 段 此划分方式的优势在于系统广域网组网相对集中且空 间距离较近 CTC系统与有关铁路局TDCS CTC系统接口 数量相对较少 其不足在于同一条高速铁路与铁路局 客 专调度所交界口的信息交互数据量加大 系统故障或线 路故障情况下2个调度所协调恢复正常运行的难度相对较
11、 大 系统设备部署易受生产力布局调整的影响 如此表明 行车指挥与以铁路局为单位的属地化运营 维护区段存在交叉 在施工和维护要点管理上相对复杂 但行车指挥相对集中 统一 因此在选择高速铁路调度区 划时应权衡两者利弊 统筹考虑 3 2 对互联互控的要求 适合我国路情的CTC系统已在多条普速干线和高速铁 路开通 先期的CTC工程按线路建设 并暂时纳入相关铁 路局调度中心TDCS CTC系统管理 铁道部调度中心 铁 路局调度所 车站分机间可实现系统的信息互联互通 但铁路局调度所CTC总机与车站自律机间不同供货商的系 统设备不具备交叉互控功能 各铁路局调度所的CTC调度 台 应用服务器和车站CTC分机要
12、求同一供货商 这不利 于设备综合利用与集成 制约了客运专线调度中心对任一 信号技术 18 2010年第5期 客专调度所某条高速铁路的调度指挥控制接管功能 新建 的高速铁路CTC系统设计应考虑统一的软硬件平台 各个 客专调度所和车站终端应采用同一操作界面和应用程序 为用户提供统一的操作方式 真正实现系统的互联互控 有利于系统集成及调度台的拆分与整合 3 3 CTC系统功能及配置 3 3 1 临时限速设置方式 普速铁路区段在线 桥 隧改造或站后施工作业期间 的限速运行是以调度命令通知司机 车站 通过修改车载 列车运行监控装置 LKJ 基础数据 最终由司机人工减速 操作等手段实施 既有线提速CTCS
13、 2级区段的临时限速命 令通过TDCS CTC系统下达到车站车务终端 见图1 人 工确认后再由铁路局调度所CTC系统调度台下发正式临时 限速命令 该命令通过CTC网络和终端设备传至车站列控 中心予以校验 执行 临时限速命令编制范围以闭塞分区 为单位 而高速铁路必须通过客专调度所CTC调度台拟定 临时限速命令 该命令通过CTC TSRS接口服务器传递给 临时限速服务器 见图2 经其验证 校核后通过信号安 全数据网传至车站列控中心 无线闭塞中心 由于列控中心 数据报文采用实时组帧方式 因此临时限速命令编制范围 可以按任意点里程计算 限速长度和地点更灵活 命令传 递 确认 校核及执行过程均由设备自动
14、实现 3 3 2 CTCS 3级条件下新增加的功能 1 由于高速铁路平时地面信号机灭灯 只有ATP 系统故障或未装配ATP系统车载设备的维护作业车开行时 要进行进 出站信号机的开 关灯操作 因此 CTC系统 控制台要增加点灯或灭灯操作按钮和状态监督功能 同 时 进站信号机增加黄 双黄 绿黄 黄闪黄 红闪 出 站信号机增加引导和红闪显示 2 客运专线调度中心 客专调度所新增各种列控信 息监督功能 300 350 km h高速铁路增加列车运行速度 的监督显示 可采用列控速度模拟表盘 用速度曲线方 式展示列车速度的历史变化信息 监视动车组是否处于 CTCS 3级列控系统的控制模式和工作模式 动车组移
15、动 授权显示 当列车由CTCS 3级列控系统控车时 在站场 图上可显示对应该列车移动授权信息的移动闭塞分区状态 及该列车移动授权的终点公里标 闭塞分区低频信息显 示 系统根据区间低频发码值 在站场或区间示意图上表 示闭塞分区可通行状态 在站场图上显示区间中继站 分 相区 RBC切换点位置 紧急停车命令 在CTC系统调度 台上预留向RBC系统发送紧急停车命令的功能 在CTC系 统调度台预留向CTCS 3级列车发送不大于255个字节的 文本信息 并显示在CTCS 3级列车的DMI上 3 与RBC接口的新功能 高速铁路CTC系统通过 设置CTC RBC接口服务器 增加与RBC的接口功能 实 现移动授
16、权和列车位置 控车模式 车次号 列车停稳 动车组注册等交互信息的传递 3 3 3 系统架构 普速 含提速 铁路CTC系统的技术架构包括硬件平 台 软件平台 安全平台 管理平台和数据存储 实现 列车调度指挥的集中管理 集中控制功能 并与车站CTC 分机 TDMS系统 信号联锁系统 GSM R系统 信号 监测维护系统接口 高速铁路CTC系统的总体技术架构与 普速 含提速 铁路相近 区别在于 增加了与RBC GSM R 临时限速服务器 TSRS 运营调度 旅客服 务等系统的接口设备和新的数据交互内容 3 3 4 硬件配置 既有铁道部调度中心及各铁路局TDCS CTC系统基本 采用PC服务器和普通交换机等设备 容量和信息处理速 度较低 高速铁路新的组网要求对原有CTC系统的网络配 置和硬件均提出了更高要求 硬件设备要求具有处理速度 图1 提速CTCS 2级区段CTC TDCS与临时限速下达关系图 图2 高速铁路CTCS 3级区段CTC与临时限速下达关系图 调度所 调度台 通信服务器 应用服务器 施维台 行调台 专用2 Mb s通道 受令站车务终端 分散自律机 RS422 受令站 中继站 列控中
