分散自律調度集中系統控制模式及其應用研究

馬小玲

（西安鐵路職業技術學院，西安 710014）

分散自律調度集中系統是綜合了計算機技術、網絡通信技術和現代控制技術，采用智能化“分散自律”設計原則，以列車運行調整控制為中心，兼顧列車與調車作業的高度自動化的調度指揮系統。該系統有效解決了在傳統調度集中系統中存在的車站與行車指揮調度中心頻繁交換控制權進行調車控制的問題，非常適應我國鐵路的運輸特點。

為了更好的提高系統的應用性，分散自律調度集中系統的工作模式有分散自律模式和非常站控模式。分散自律控制模式是系統的正常工作模式，分散自律控制的基本模式是用列車運行調整計劃自動控制列車運行進路，同時在分散自律條件下調度指揮中心具備人工辦理列車、調車進路，車站具備人工辦理調車進路的功能。非常站控模式是系統的降級工作模式，當分散自律調度集中系統故障時、發生其他緊急情況或設備天創修時，脫離系統控制轉為車站傳統人工控制的模式。在分散自律模式下，原車站聯鎖控制臺不起作用。在非常站控模式下，調度終端不起作用。

自第一套系統（FZK-CTC）于2004年在青藏線西寧—哈爾蓋調度區段試運行成功后，其應用越來越廣泛，在客運專線、繁忙干線、重載鐵路等不同特征線路上得到了推廣應用。系統在應用中結合了線路的實際特點。

1 分散自律調度集中系統在青藏線的應用

青藏線西哈段（西寧—哈爾蓋）全長176 km，共計17個車站。青藏線分散自律調度集中系統，針對青藏線的惡劣運行環境要求、車站無人化的運營要求、免維修的要求，進行了特殊的設計，系統具有顯著技術特點。

1）CTC控制的17個車站有10個站實現了無人化。

2）系統能夠在惡劣環境下穩定地運行，青藏線最高海拔達5 771 m，極端運行溫度在-40°～+70°，經過特殊設計，CTC系統可以完全滿足上述環境運行的要求。車站自律機為德國定制的專用寬溫計算機，適合于在-25°～-50°的溫度范圍內工作。

3）首次與聯鎖系統優化融合，在增強性列車控制系統（ITCS）車站，沒有單獨的聯鎖上位機，所有顯示和控制任務只能由CTC完成，因此CTC對ITCS的控制方式只有車站控制和CTC中心控制的區分，沒有傳統意義上的非常站控和遙控的劃分。

4）系統首次與鐵路數字移動通信系統（GSM-R）結合，完成無線車次號校核，車機聯控等功能。

分散自律調度集中系統在西哈段的應用成功標志著我國調度集中系統的應用揭開了新的篇章。接發列車的全過程全部由調度所行車臺承擔，有效提高了運輸指揮的效率和準確性；實現了青藏線17個車站中10個車站行車指揮無人化，無人化率達到58.8%，全線車務部門運轉人員減員119人，其中電務、車務、調度所、工務總計新增58人，凈減員61人，年節約人工成本支出可達200萬元，達到了減員增效的目的。

2 分散自律調度集中系統在膠濟線的應用

膠濟線分散自律調度集中控制區域全長364.6 km，膠濟線分散自律調度集中系統設計34個CTC控制車站，19個TDCS指揮車站，膠濟線CTC設3個行車調度臺。

1）濟南樞紐臺（淄博—濟南西19個站），淄博、馬尚等6個站實現CTC控制，其余13個車站由TDCS指揮車站。

2）膠濟二臺（高密—淄博19個站），其中14個站實現CTC控制。

3）膠濟一臺（青島—高密19個車站），其中14個車站實現CTC控制。

全線由34個車站實現CTC控制，其中姚哥莊站和蔡家莊站為無行車人員值守車站（無人站）。

根據膠濟線車站結構及運輸作業特點，膠濟線調度集中系統設計了全新的車站運輸作業內容。將車站按照等級不同劃分為4個級別：一級車站為區段站及編組站，調車作業量較大，有2臺以上的專用調車機車，同時在這些車站均設有車站調度，和車站值班員一起負責組織車站的計劃調整及運輸組織；二級為有固定調車機的車站；三級為無固定調車機但有調車作業的車站；四級為無人站。

針對4個等級的車站，調度集中設計了3種控制模式。

a．中心操作方式：調度中心完全控制車站列車及調車進路，所有的行車指揮及調車作業全部由調度中心調度員指揮控制。

四級車站全部設置為中心操作方式，在車站只設置一套綜合維修終端，通過它在必要時給電務、工務、電力、橋隧等部門在施工、維修和搶險等情況下，實現現場人員和調度中心的聯系，以及設備日常維護、天窗、施工和故障處理方面辦理登銷記手續。

b．車站調車操作方式：調度中心負責對列車的控制，車站負責對調車的控制。二、三級車站使用此操作方式。

c．車站操作方式：車站對列車進路及調車進路都有控制權，調度中心對列車進路及調車進路都無修改權。

采用車站操作方式的車站一般為區段站及編組站，車站值班員可以根據本站列車實際運行情況合理修正調度中心下達的列車運行計劃及列車到發線安排。調車作業由車站編制并由車站負責辦理。

膠濟線分散自律調度集中系統的應用是我國繁忙鐵路干線的第一次試用，為分散自律調度集中系統在繁忙干線的應用起到示范作用，也為我國鐵路運輸組織、運營管理、調度指揮做了許多開拓性工作。

3 分散自律調度集中系統在重載鐵路大秦線的應用

2009年8月1日，由交大微聯公司自主研發的FZj-CTC調度集中系統正式成功應用于大秦鐵路。大秦線全長653 km，含24個CTC控制站。設有2個調度臺：大秦一臺和大秦二臺。大秦線車站技術作業復雜，存在調車作業，列車密度大，萬噸、2萬噸等多車種和不同性能牽引機車混跑，都增加了調度指揮人員的作業負擔，因此采用了新一代分散自律調度集中系統。

為了兼顧一般車站及復雜作業的大站，大秦線分散自律調度集中系統在分散自律控制模式劃分為車站調車操作方式和車站操作方式。車站調車方式可用于一般車站；對于重載鐵路區段站，機車轉線頻率高，平行進路特別多，調度員難以掌握車站具體的作業情況，因此采用分散自律車站操作方式；這樣既可以滿足列車進路按計劃自動排列的需要，又不改變現場作業的靈活性。

大秦鐵路通過實施FZj-CTC系統，不僅實現了調度中心對全線列車的集中統一調度、統一指揮行車，還保證了最大的運輸效能，為我國重載鐵路起到示范性作用。

4 分散自律調度集中系統在客運專線的應用

目前我國客運專線等級主要有CTCS-2級和CTCS-3級，合寧、合武、沿海通道屬于CTCS-2級列控系統客運專線，行車速度為200～250 km/h。武廣、鄭西、廣深港、滬寧、哈大屬于CTCS-3級列控系統客運專線，行車速度為300 km/h。由于客運專線增加了列車運行控制系統，RBC等新型設備，CTC需要在既有線功能基礎上完善與這些新型系統的結合。

以武廣客運專線為例，武廣客運專線列車運行控制系統為CTCS-3級，列車設計時速為350 km，分散自律調度集中系統是武廣客運專線的重要信號設備之一，對全線內的信號設備進行集中控制，對列車運行直接指揮、管理。可以實現列車進路和調車進路的控制、列車運行監視、車次號追蹤、列車運行計劃調整和列控限速設置等功能。

武廣客運專線武漢站高速場至廣州南站(不含)，由武漢調度所統一指揮，設3個調度臺。

1）武廣客運專線調度一臺：武漢客運專線武漢站高速場（含）至汨羅東站（含）。

2）武廣客運專線調度二臺：武漢客運專線汨羅東站（不含）至郴州西站（含），客專聯絡線株洲北線路所至京廣線白馬壟站（不含），客專聯絡線株洲南線路所至滬昆線十里沖站（不含）。

3）武廣客運專線調度三臺：郴州西站（不含）至廣州南站，武廣客運專線廣州北站至京廣線郭塘站（不含）。

客運專線調度中心需要與既有線調度中心連接，客運專線調度所CTC中心配備完整的客專中心設備，在調度大廳中配置調度員工作站；在中心機房與運調系統接口，并直接與管內各客運專線的RBC系統、GSM-R系統、TSR服務器進行相應的接口。

CTC車站通信均為雙網結構，車站間采用環形連接，每6到8個車站組成一個小環。武廣客運專線通道結構如圖1所示。

5 結論

繼2003年底具有自主知識產權的分散自律調度集中系統試用成功后，2007年4月結合我國鐵路第六次提速，在膠濟、龍海、滬昆線等提速干線推廣應用。另外分散自律調度集中系統也已經作為客運專線信號的主要子系統之一，在CTCS-2級及CTCS客運專線上廣泛應用。系統成功運用說明分散自律調度集中系統能夠滿足我國鐵路復雜的運輸組織需求，實現了各級運輸調度的集中管理、統一指揮，是提高我國行車指揮自動化水平，提高運輸效率，降低勞動強度，改善勞動環境，實現減員增效的重要保證。但是在應用過程中為了更好的發揮其效果，無論是在系統設備配置，系統工作模式等各方面需結合線路的實際情況。

[1]卡斯柯信號有限公司．FZK-CTC型分散自律調度集中系統．

[2]河南輝煌科技股份有限公司．分散自律調度集中系統講座．

[3]劉朝英．中國鐵路分散自律調度集中[M]．北京:中國鐵道出版社，2009.

[4]卡斯柯信號有限公司.武廣客專FZK-CTC調度集中系統車務終端操作手冊．2009．

[5]許誠．膠濟鐵路干線調度集中系統的研究[J]．鐵道學報，2007，29(1):7-15.