高速铁路CTC系统设计的需求及差异性分析

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、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

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