哈大高鐵樞紐地區調度集中解決方案

孫 力

孫 力:通赤凌鐵路公司籌備組 高級工程師 110002 沈陽

調度集中就是通過調度中心，實現對某一調度區段內的信號設備的集中控制，實現對列車運行的直接指揮和管理。哈大高鐵分散自律調度集中工程從2011年7月開始建設，到2012年12月完成，經歷了近18個月的時間，完成了調度集中系統的開通試運行。哈大高鐵調度集中系統覆蓋哈爾濱樞紐、長春樞紐、沈陽樞紐和大連樞紐。本文以哈爾濱和沈陽2個樞紐為例，分析樞紐地區調度集中系統結構、設計方案，探討樞紐地區調度集中系統所存在的一些問題。

1 哈大高鐵調度集中基本情況

哈大高鐵自大連北高速場至哈爾濱西站全長921 km，為雙線電氣化鐵路。全線共有29個車站，其中4個車站與其他干、支線接軌。車站列控中心全部采用LKD2-T2型車站列控中心設備，車站聯鎖全部采用新型K5B型計算機聯鎖設備，區間全部采用ZPW-2000K型四顯示自動閉塞設備。哈大高鐵分散自律調度集中系統共計29個CTC控制車站，46個區間中繼站。對CTC控制車站，采用中心調度集中總機和車站分散自律機進行控制，實現車站信號設備遠程控制和調度中心按圖排路控制。

哈大高鐵CTC系統全線設4個行車調度臺，其中沈陽局管內設3個，哈爾濱局管內設1個。哈西樞紐臺管轄范圍包括:雙城北站、哈爾濱西站、哈西動車所等3個CTC控制站(動車所)及5個區間中繼站，共計8個車站(含動車所)。哈大一臺管轄范圍包括:扶余北、德惠西、長春高速場、長春西、崔家營子線路所、長春西動車所、公主嶺南、四平東、昌圖西、開原西等10個CTC控制車站及20個區間中繼站，共計30個車站(含動車所)。哈大二臺管轄范圍包括:鐵嶺西、六王屯線路所、沈陽北高速場、沈陽北動車所、沈陽站高速場、遼陽高速場等6個CTC控制車站及7個區間中繼站，共計13個車站(含動車所)。哈大三臺管轄范圍包括:鞍山西、海城西、下夾河線路所、營口東、蓋州西、鲅魚圈、瓦房店西、普灣、大連北高速場、大連北動車所等10個CTC控制車站及14個區間中繼站，共計24個車站(含動車所)。

哈大高鐵全線一共涉及4個大的鐵路樞紐，分別為哈爾濱樞紐、長春樞紐、沈陽樞紐和大連樞紐。高鐵站與普速鐵路在樞紐地區交叉連接，非常復雜，既要解決與既有線的信息互傳，又要實現高鐵CTC的各項功能。

2 哈爾濱樞紐調度集中方案

2.1 哈爾濱樞紐地區基本情況

哈爾濱樞紐中的雙城北、哈西東場、哈西動車所及哈爾濱站為哈大CTC系統高速車場，哈西西場、王崗、夏家為既有TDCS系統普速車場。哈爾濱樞紐地區線路連接情況如圖1所示，其中哈西東場、哈西西場、夏家、哈爾濱互為鄰站，既有TDCS系統與客專CTC系統間信息交互是決定聯調聯試是否順利的技術難點。

圖1 哈爾濱樞紐地區線路連接示意圖

2.2 哈爾濱樞紐CTC配置方案

車站分機:哈樞紐地區C3、C2控制區相互交錯;哈西東場、哈西動車所、雙城北在哈大工程中車站分機均按照CTC分機配置，滿足與車站列控中心(TCC)接口功能;但王崗、夏家、哈西西場、哈爾濱站車站均為TDCS分機，不滿足與列控中心(TCC)的接口條件，需要升級車站分機為CTC分機。

路局中心CTC總機:既有普速車場與哈大車站不在同一套系統，為實現兩者信息(調度命令、調監顯示、鄰臺計劃、限速信息)可靠交互，需要增加相應的接口服務器，開發新的軟件功能。

同時哈大高鐵在哈爾濱也要按照客專中心相應標準，配置高鐵CTC中心，以及相應的數據庫、應用、通信服務器、網絡通信等設備。

另外，在哈爾濱局管內設置臨時限速接口服務器(TSRS)、無線閉塞接口服務器(RBC)。哈爾濱TDCS/CTC系統通過CTC-TSRi接口服務器與TSRS服務器進行接口，實現臨時限速功能。哈爾濱TDCS/CTC系統通過CTC-RBCi接口服務器與RBC服務器進行接口，實現RBC信息互傳。在哈爾濱局、沈陽局設置與相鄰客專接口服務器，哈爾濱TDCS/CTC系統通過相鄰客專接口服務器與沈陽局相鄰客專接口服務器進行信息交互，實現局間C3臨時限速和RBC無線控車功能，并實現CTC局間信息透明。哈爾濱、沈陽兩局間客專中心互聯結構如圖2所示。

2.3 哈爾濱樞紐調度集中新增特點

1.實現樞紐地區各車站表示信息的透明傳輸。哈爾濱樞紐地區既有線有樞紐一臺、樞紐二臺和京哈臺3個臺，由于這3個臺都需要與哈大高鐵樞紐臺交互表示信息，且這些表示信息都需要通過哈爾濱既有TDCS中心與哈爾濱客專CTC中心間的接口服務器進行傳輸，因此數據制作非常復雜。

2.實現客專和既有線各臺階段計劃的互傳，并且實現各臺所共管車站的調度命令直接下達。高鐵調度集中相鄰的是既有線樞紐臺，由于既有線樞紐臺本身的階段計劃就復雜多變，且實施性要求非常高，需要消耗大量的系統資源，現在再與高鐵樞紐臺進行動態計劃互動，必須確保調度員在調整每一條階段計劃線段時，沒有延時停滯的操作，這就要求其接口必須具備高實時性和大容量性。

圖2 哈爾濱局與沈陽局間客專中心互聯

3.實現沈陽和哈爾濱2個客專總機間信息交互。哈大高鐵從線路看是一條，但分屬哈爾濱和沈陽2個客專CTC總機控制，無論是沈陽客專中心還是哈爾濱客專中心，均需要在分界處實現站間表示信息、階段計劃、調度命令(含限速命令)、RBC顯示的重疊交互;調度集中系統最終也要實現哈爾濱樞紐臺與沈陽局管內的其它3個臺的信息同步;這就要求總機間不僅僅實現信息的高實時傳遞，還要實現命令的同步一致。

3 沈陽樞紐調度集中方案

3.1 沈陽樞紐地區基本情況

沈陽樞紐地區線路連接情況如圖3所示，其中哈大高鐵正線通過的車站有沈陽高速場、沈陽北高速場;普速車站為沈陽普速場、沈陽北普速場、皇姑屯站、沈陽北動車運用所。沈陽高速場、沈陽北高速場為哈大客專正線車站，正線按C3控制模式行車，側線通過沈皇聯絡線、北皇聯絡線與皇姑屯聯接，聯絡線按C2控制模式行車。沈陽北高速場與沈陽北動車運用所通過動車走行線聯接，動車走行線按C2控制模式行車。沈陽高速場、沈陽北高速場設置C3列控中心，并在沈陽哈大客專中心設置TSRS(臨時限速服務器)，負責管轄各站臨時限速設置。

圖3 沈陽樞紐地區線路連接示意圖

沈陽普速場經既有哈大正線與沈陽北普速場聯接，去往哈大吉林方面;經側線與皇姑屯動車所、皇姑屯站聯接，經沈皇聯絡線去往山海關、秦皇島方面。沈陽北普速場側線與皇姑屯站、沈北動車所聯接，經北皇姑聯絡線前往山海關、秦皇島方面。

沈陽高速場、沈陽北高速場、沈陽北動車所、沈陽普速場、沈陽北普速場、皇姑屯車站各設置一套調度集中分機。其中沈陽高速場、沈陽北高速場、沈陽北動車所納入哈大客專CTC系統由哈大二臺統一指揮。沈陽普速場、沈陽北普速場、皇姑屯車站CTC設備按照TDCS功能開通，接入既有TDCS總機，由北附近調度臺統一指揮。既有TDCS系統與哈大客專CTC系統，通過相應的服務器進行信息(調度命令、車站表示信息、鄰臺計劃、限速信息)交互。

3.2 配置方案

1．在沈陽局哈大客專中心設置數據服務器、應用服務器、通信服務器、TSR接口服務器、RBC接口服務器、GSM-R接口服務器、與鐵路總公司、與相鄰客專接口服務器、相鄰路局TDCS/CTC接口服務器、運維服務器、仿真培訓服務器、復視終端查詢服務器、系統軟件管理服務器、對外信息提供服務器;新建中心網絡系統、網絡安全系統，滿足哈大客專車站接入沈陽客專中心需要;增加電務、運輸培訓終端各1套，電務段、電務處調閱終端各1套，以及N+1工作站等;如圖4所示。

2．沈陽局設置TSRS服務器，用于管轄哈大客專車站臨時限速功能;CTC系統在沈陽局TDCS/CTC中心設置TSRi接口服務器，用于與沈陽局內的TSRS服務器進行接口通信，同時設置該接口所需的網絡設備及網閘設備。

圖4 沈陽客專中心系統總體結構圖

3．沈陽局設置RBC服務器，用于管轄沈陽局管內C3列車運行;CTC系統在沈陽局TDCS/CTC中心設置RBCi接口服務器，用于與沈陽局內的RBC服務器進行接口通信，同時設置該接口所需的網絡設備及網閘設備。

4．在沈陽普速場、沈陽高速場、沈陽北普速場、沈陽北高速場、皇姑屯、沈陽北動車運用所各設置一套CTC車站分機。

3.3 沈陽樞紐調度集中特點

沈陽樞紐調度集中特點就是一站二場，沈陽站和沈陽北站均為此模式。一個車站既有普速場，又有高速場，且二場均在一個運轉控制室中。同時一個站的高速場和普速場間還有聯絡線，存在場間互控情況。

沈陽樞紐的沈陽站、沈陽北站由哈大高鐵CTC總機控制，而既有普速場又由普速的TDCS總機控制;哈大二臺和控制普速場的北附近樞紐臺存在多個信息的交互，階段計劃、調度命令、普速和高速場間的車站表示信息均需要互傳交互;因此對信息實時性要求很高。

4 哈大高鐵樞紐調度集中測試及開通方案

4.1 樞紐調度集中測試試驗內容

哈大高鐵樞紐調度集中在完成設備安裝后，將進入到系統調試階段。系統調試以及電務試驗的重點是各系統接口的試驗，主要包括如下內容。

1.調度集中系統和車站計算機聯鎖系統站場表示信息的核對;

2.調度集中系統與車站計算機聯鎖系統控制按鈕及進路信息一致性的核對;

3.調度集中系統與車站列控中心系統區間閉塞分區狀態信息以及區間低頻碼信息核對;

4.調度集中系統與臨時限速服務器接口試驗;

5.調度集中系統與無線閉塞系統接口試驗;

6.調度集中系統與GSM-R系統接口試驗;

7.調度集中系統與TDMS系統接口試驗;

8.調度集中系統與鄰局分界口信息試驗;

9.調度集中系統與集中監測接口試驗;

10.調度集中系統與鐵路總公司接口信息核對。

4.2 樞紐調度集中系統控制模式及樞紐CTC與既有TDCS總機系統互傳內容測試實驗

控制模式轉換試驗:在計算機聯鎖控顯機、CTC車務終端以及CTC中心調度臺上分別進行非常站控、分散自律、中心控制、車站控制模式的轉換試驗。

樞紐CTC與既有線總機間測試主要內容有:階段計劃的實時性互傳測試、調度命令的實時性測試、既有線和高鐵臺間交互車站表示信息、臨時限速表示信息等。

4.3 調度集中系統與車站列控中心系統區間閉塞分區狀態信息以及區間低頻碼信息核對

哈大高鐵按照CTCS-3級標準設計，車站設置客專列控中心系統，區間不設通過信號機，區間閉塞分區占用狀態信息以及區間低頻碼信息由車站列控中心傳送給CTC系統。

1.通過模擬區間閉塞分區占用狀態，確認列控中心、CTC車務終端以及CTC中心調度臺及其他終端顯示狀態是否一致。

2.列控模擬區間各種低頻碼信息，確認列控中心、CTC車務終端以及CTC中心調度臺及其他終端顯示狀態是否一致。

4.4 調度集中系統與臨時限速服務器接口試驗

哈大高鐵共設置4套臨時限速服務器，其中沈陽鐵路局管內設置3套，哈爾濱鐵路局管內設置1套;CTC側分別在沈陽局和哈爾濱局各設置一套臨時限速接口服務器實現與臨時限速服務器的接口。

1.CTC中心調度臺對臨時限速服務器進行初始化操作，確認臨時限速服務器初始化成功并反饋初始化結果。

2.根據列控公里標資料通過CTC中心調度臺設置各種歸檔速度的臨時限速，確認CTC調度臺終端限速顯示(黃色光帶)與CTC車站車務終端以及臨時限速服務器反饋限速表示及范圍一致;同時需要試驗取消臨時限速功能正常。

4.5 調度集中系統與無線閉塞系統(RBC)接口試驗

哈大高鐵共設置8套RBC服務器，其中沈陽局管內7套，哈爾濱局管內1套;CTC側分別在沈陽局和哈爾濱局各設置1套RBC接口服務器實現與RBC系統的接口。

CTC中心調度臺通過RBC接口服務器從RBC獲得C3信息，包括列車運行速度、車次號、列車長度、車載運行模式、列車運行等級、移動授權信息、運行方向、列車位置信息等，并將這些信息顯示在CTC調度臺C3信息欄內。同時CTC調度臺調監畫面會顯示移動授權范圍，C3車次號變斜體。

4.6 調度集中系統與GSM-R系統接口試驗

哈大高鐵CTC側設置1套GSM-R接口服務器實現與無線GSM-R網絡的接口。CTC通過GSM-R網絡向車載發送無線調度命令和無線進路預告，并且接收其回執信息。

4.7 調度集中系統與TDMS系統接口試驗

哈大高鐵通過TD接口服務器實現與TDMS系統的接口。CTC從TDMS系統獲取列車運行基本圖、日班計劃、調整計劃，施工計劃、列車編組等信息。TDMS從CTC獲取CTC基礎數據、實跡運行圖、階段計劃、列車到發點、歷史調度命令、站存車及速報信息等。

4.8 調度集中系統與鄰局分界口信息試驗

哈大高鐵在沈陽鐵路局和哈爾濱鐵路局各設置1套分界口服務器實現局間信息交互。主要交互信息為鄰局相鄰調度臺運行圖復示、分界口車站調監復示、分界口車站供電臂信息、調度命令、列車報點、階段計劃等。

5 樞紐調度集中方案研究的結論

哈大高鐵是國家《中長期鐵路網規劃》“四縱四橫”客運專線網中京哈客運專線的重要組成部分，是我國目前在最北端的嚴寒地區設計建設標準最高的一條高速鐵路。它跨越2個鐵路局(沈陽鐵路局和哈爾濱鐵路局)，并且途徑4個樞紐(哈爾濱、長春、沈陽、大連)，其調度集中控制模式相當復雜，且與既有線互相交叉。通過調度集中樞紐地區解決方案的研究，為后續樞紐地區調度集中提供了新的思路。

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