大連快軌3號線既有線CTC系統(tǒng)的應用與分析

高峰 何燕

摘要：文章詳細介紹了CTC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能，并結(jié)合大連市快速軌道交通3號線，分析了該系統(tǒng)的具體應用情況。

關鍵詞：CTC：大連：快軌

大連CTC （Centralized Traffic Control）系統(tǒng)被簡稱為大連快軌3號線既有線調(diào)度集中控制系統(tǒng)，是大連快軌列車控制系統(tǒng)不可或缺的組成部分，主要功能是監(jiān)督列車與控制列車的運行。

車站及車輛段子系統(tǒng)負責采集現(xiàn)場信號設備的狀態(tài)信息，并執(zhí)行控制中心發(fā)來的控制命令（車輛段除外）；控制中心子系統(tǒng)收集來自車站及車輛段的表示信息，在工作站和大屏設備上給出表示，并下發(fā)調(diào)度員的操作命令給正線車站子系統(tǒng)。大連快軌3號線在泉水設置控制中心。RTU設備及CTC車站分機設置在設備集中站。設備集中車站為火車站站、香爐礁站、泉水站、大連灣站、保稅區(qū)站、小窯灣站、雙D港站和金石灘站。既有線在海灣設置車輛段。CTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1 大連快軌3號線既有線調(diào)度集中控制系統(tǒng)的構(gòu)架

（1）大連快軌3號線控制中心設有控制中心子系統(tǒng)。主要基于局域網(wǎng)計算機化的分布式系統(tǒng)構(gòu)架，此系統(tǒng)通過TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)絡使各主機服務器與操作員調(diào)度臺連接。調(diào)度集中控制系統(tǒng)包括兩套熱備的局域網(wǎng)，保證了系統(tǒng)的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。

（2）各車站信號聯(lián)鎖系統(tǒng)是依靠RS-422串行的通信協(xié)議與CTC系統(tǒng)中站機RTU來接口連接。同樣局域網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架、TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)連接使各車站遠程終端站機和海灣車輛段CTC子系統(tǒng)設備相連接。

快軌3號線信號聯(lián)鎖系統(tǒng)設備集中站與海灣車輛段的聯(lián)鎖設備數(shù)據(jù)雙向通信是由網(wǎng)絡集線器組成的，基于成熟的通信協(xié)議在高速率的通信網(wǎng)絡支持下，有穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。路由器起到了把各站的子系統(tǒng)接到廣域網(wǎng)與中心調(diào)度相互通信。

（3）各站的局域網(wǎng)與控制中心局域網(wǎng)都是通過通信光纜傳輸通道組成點對點的星型的廣域網(wǎng)系統(tǒng)?？刂浦行呐c車站點對點的雙向通信均由路由器實現(xiàn)[1]。

快軌3號線信號系統(tǒng)的通信方式具有通信傳輸速率高、管理方便、出現(xiàn)故障易查找易排出的特點。

2 CTC系統(tǒng)基本構(gòu)成和功能

2.1控制中心設備

2.1.1主計算機

主計算機由2臺Alpha sever DS20E服務器組成，主要任務是進行數(shù)據(jù)處理、中心數(shù)據(jù)庫管理、重要的計算和系統(tǒng)管理。通信前置機數(shù)據(jù)發(fā)送給服務器，服務器分析處理數(shù)據(jù)結(jié)果傳送到列車調(diào)度員工作站：同樣，服務器接到調(diào)度員下達的任務指令，并轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)送往通信前置機上。服務器與控制中心CTC系統(tǒng)交換機靠網(wǎng)口網(wǎng)線連接，都是雙套設備，具有雙機熱備功能，局域網(wǎng)內(nèi)的設備終端可以通過客戶機/服務器形式訪問主機。

2.1.2通信前置機

通信前置機的主要任務是與車站和車輛段的設備交換數(shù)據(jù)，現(xiàn)場設備實時數(shù)據(jù)通過通信前置機傳送到控制中心，控制中心發(fā)出的控制命令通過通信前置機發(fā)往現(xiàn)場設備，雙機熱備的形式使中心與車站之間的通信能不間斷地進行，保證了系統(tǒng)的可靠性。

各站和海灣車輛段的信號設備數(shù)據(jù)交換是通信前置機的最重要功能，控制中心接到通信前置機發(fā)送來的實時數(shù)據(jù)后進行顯示，同時發(fā)出各種控制命令，再通過該設備傳送到現(xiàn)場的信號設備，控制中心與各設備集中站之間的通信連續(xù)性基于雙機熱備，保證傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2.1.3調(diào)度員臺

調(diào)度員臺同樣控制中心設有兩套，為方便操作及觀察線路情況，采用24寸雙屏呈像的方式給調(diào)度員觀看部分線路情況。中心服務器數(shù)據(jù)傳送至調(diào)度員臺后，經(jīng)過圖形軟件分析，呈現(xiàn)站場圖形和各指示燈狀態(tài)顯示。隨后列車調(diào)度員可看到全線所有列車行駛方位與各站的信號設備狀態(tài)指示，如列車行駛異?；蛐盘栐O備故障，能第一時間彈出告警信息。

2.1.4中心計劃員臺

控制中心計劃員可以在計劃員臺上生成、修改、查看基本運行時刻表。

2.1.5調(diào)度培訓臺

調(diào)度培訓臺采用與中心調(diào)度員臺相同配置功能的工作站，用于控制中心調(diào)度員的現(xiàn)場培訓。

2.1.6系統(tǒng)維護臺

在系統(tǒng)維護臺有調(diào)度員臺所有的顯示，但沒有權(quán)限指揮列車運行，不能控制現(xiàn)場設備動作。另外，系統(tǒng)維護臺提供給維護人員一套有效的系統(tǒng)維護及網(wǎng)絡管理工具。

2.1.7打印服務器

采用PC服務器，通過雙以太網(wǎng)接口分別連接在OCC的兩臺網(wǎng)絡交換機上，這樣，可以保證當一個網(wǎng)絡故障時，打印服務器可以自動切換到另一個網(wǎng)絡上，確保系統(tǒng)實時打印功能的可靠性。各打印機通過雙并口卡連接到打印服務器上。

打印服務器的功能是統(tǒng)一管理事件打印機、報告打印機，實現(xiàn)實時網(wǎng)絡打印功能。

2.1.8路由器

集中調(diào)度控制系統(tǒng)依靠高性能CISCO路由器組架成廣域網(wǎng)，實現(xiàn)控制中心、車站和車輛段三方的信息連續(xù)性的點對點雙向數(shù)據(jù)傳輸。控制中心路由器配置雙以太網(wǎng)口分別連接到兩個局域網(wǎng)上，保證系統(tǒng)可靠工作。在路由器和數(shù)字通道之間配置協(xié)議轉(zhuǎn)換器，用來完成數(shù)字通道的G.703協(xié)議和路由器V.35協(xié)議的轉(zhuǎn)換。路由器配有網(wǎng)絡模塊，用以實現(xiàn)廣域網(wǎng)的同步屏步通信。

2.1.9運行控制表示屏

在控制中心采用單元塊式表示屏來顯示行車情況。表示屏為50X50馬賽克單元塊結(jié)構(gòu)，鋁隔柵框架，由表示屏控制計算機來控制，該計算機通過控制中心局域網(wǎng)接收系統(tǒng)的表示信息，并傳送給表示屏。

2.1.10電源設備

控制中心CTC系統(tǒng)采用支持30 min兩路外路電源斷電的UPS綜合電源屏系統(tǒng)。

2.2車站及車輛段設備

2.2.1車站或車輛段RTU （CTC分機）

CTC系統(tǒng)在正線設備集中站和車輛段設有RTU （CTC分機），正線RTU安裝在車站信號計算機聯(lián)鎖設備機架中，車輛段獨立安裝于RTU機柜中。RTU設備為一臺高性能進口ICS工業(yè)控制機，它同計算機聯(lián)鎖設備之間的接口采用RS-422串行通信方式，并且采用光電隔離技術與聯(lián)鎖設備分隔。計算機聯(lián)鎖設備向RTU發(fā)送列車運行的實時信息和信號設備的狀態(tài)信息，經(jīng)過廣域網(wǎng)將信息送至控制中心，控制中心再將各種復雜的命令發(fā)送到車站RTU設備上，經(jīng)車站RTU軟件分析處理后再送達到信號聯(lián)鎖設備，由聯(lián)鎖設備完成執(zhí)行功能[2]。