普速鐵路CTC車站無線發車進路預告的研究與設計

劉開擴，馮振國，馬福龍

（1.卡斯柯信號有限公司，上海 200071;2.上海市鐵路智能調度指揮系統工程研究中心，上海 200071；3.中國鐵路蘭州局集團有限公司運輸部，蘭州 730000）

隨著國內鐵路發展建設，鐵路的運營里程逐年攀升。截止2019年底，國內鐵路運營里程達到了13.9萬km，其中普速鐵路運營里程10.4萬km，高速鐵路運營里程3.5萬km。CTC/TDCS系統是鐵路信息化建設的重要產物，CTC系統目前已成為鐵路調度指揮系統的必備設備，經過多年實踐證明，CTC系統可以有效實現鐵路運輸組織減員增效的目標。CTC系統分為高速鐵路CTC系統和普速鐵路CTC系統，普速鐵路相較于高速鐵路，線路交叉及方向口更加復雜。

近年來普速線路錯辦進路事故頻發，尤其是樞紐多方向車站。錯辦發車進路方向造成的事故一直都定性為重大安全事故，長期以來一直是困擾鐵路運輸部門的疑難問題，因此各鐵路局集團公司也一直希望能通過信息化設備實現技術防護，保障列車運行安全。

CTC系統設備廠家在CTC3.0系統推出時主要側重于卡控進路辦理的安全，錯排發車進路是其中一項重要的防護功能。CTC系統在執行列車運行計劃時已有了較為完善的卡控，極端情況下，由于人為因素造成列車運行計劃錯誤，導致CTC系統檢查進路辦理條件時檢查通過，進而發車進路辦理出來，同時值班員又沒有及時發現該進路已經錯辦，此時如果司機收到發車進路預告信息，將會多一個角色來確認進路辦理的正確性，也就是多了一道安全防線。

1 現狀

隨著鐵路G網的建設及機車設備升級，CTC系統已實現將提前辦理好的列車接車或通過進路信息在適當的時機發送給機車，提前告知司機前方車站已經為該列車辦理完成了進路，以及接車或通過進路的股道信息。列車接車進路預告功能的應用，為司機行車安全提供了可靠的提示功能，同時為車站值班人員減輕了接車指路聯控的工作強度，指路時機更提前，指路準確性更高，深受司機和車站值班人員歡迎。

但是列車接車進路預告功能僅僅改善了列車接車進路指路工作及安全狀況，列車通過時沒有具體發車方向，且普速的發車進路預告功能一直沒有研發應用。隨著接車進路預告功能的成熟應用，以及普速CTC車站作業人員及車站管理人員對CTC系統的熟悉及思考總結，考慮可以將接車進路預告信息通過列車發車方向完善，參照將列車發車進路辦理信息接車進路預告傳遞方式，傳遞到機車和司機，替代發車作業中的車站值班員（助理值班員）與司機聯控問路指路作業，從而降低站值班員（助理值班員）的工作量。本文僅對普速CTC車站的列車發車進路預告功能的設計與實現進行研究。

2 分析設計

發車進路預告主要分兩種情況：始發或到開列車的發車進路預告； 通過列車的發車進路預告。發車進路預告是由接車進路預告發展而來，與接車進路預告屬于一個整體。

2.1 始發或到開列車的發車進路預告

當列車在股道已停穩時，CTC系統判斷滿足發車條件時會自動辦理發車進路，發車進路鎖閉與發車信號正常開放（即發車進路序列變為觸發完成狀態），同時CTC系統已收到正確的無線車次校核信息，在滿足上述條件時，CTC系統會自動發送發車進路預告。當發車進路取消時，會發送取消進路預告，如圖1所示。

圖1 到開列車的發車進路預告示意Fig.1 Schematic diagram of advance notice of departure route for train arrival and departure

2.2 通過列車的發車進路預告

當CTC系統判斷滿足自動觸發列車通過進路時機時，CTC系統自動辦理通過進路，此時若列車處于接車區間或到達發送進路預告位置，并且CTC系統收到了正確的無線車次校核信息，CTC系統會自動發送通過進路預告，該通過進路預告中包含發車進路的方向信息；若取消發車進路，則系統會再次發送接車進路預告，提醒司機發車進路已被取消。再一次辦理發車進路時，CTC系統會再次發送通過進路預告，如圖2所示。

圖2 進站前已辦理通過進路示意Fig.2 Schematic diagram of through route has been set before entering the station

當列車運行計劃為通過，但在發車不滿足辦理條件的情況下，CTC系統自動辦理滿足觸發條件的接車進路，并發送接車進路預告，同時提醒司機注意發車信號。如果在列車已進站的情況下辦理了發車進路，此時系統仍然會發送通過進路預告，該通過進路預告中包含發車進路的方向信息，如圖3所示。

圖3 進站后辦理完成通過進路示意Fig.3 Schematic diagram of through route has been set after entering the station

3 功能實現與邏輯處理設計

3.1 發車進路預告的產生

發車進路預告產生的前提是發車進路辦理完成和列車處于接車區間或到達發送進路預告位置。根據上述分析，發車進路可以是獨立的發車進路，也可以是附著在通過進路當中的。CTC系統通過列車運行計劃檢測列車在本站是通過還是到開（始發），并根據站場實時數據檢測實際辦理完成的進路是通過進路還是發車進路，同時實時檢測列車運行位置。把列車運行計劃、實際辦理完成的進路和列車實際位置相結合起來，生成對應的進路預告。

3.2 發車進路預告的發送

發車進路預告產生之后，需要將其發送給機車。CTC系統需要檢測是否收到過該機車正確的無線車次校核信息，若收到過正確的無線車次校核信息，則通過與G網的接口將進路預告發送出去。反之，則不發送。

3.3 發車進路預告的回執

CTC系統將發車進路預告發送出去以后，會檢測是否收到回執。機車設備接收到發車進路后，會自動返回接收回執，表示設備已接收發車進路預告；司機閱讀簽收后，會返回簽收回執，表示司機已收到發車進路預告，此時CTC系統顯示進路預告發送成功。若在一定時間內，CTC系統檢測未收到接收回執或簽收回執，則判斷進路預告發送失敗。

發車進路預告整體邏輯實現如圖4所示。

圖4 列車發車進路預告處理邏輯Fig.4 Logic diagram of advance notice processing of train departure route

4 優缺點分析

4.1 優點

目前CTC區段車站值班員與司機不執行車機聯控，司機在站開車時只能通過確認出站（進路）信號開車，發車進路預告信息可進一步代替車站值班員或助理值班員通知（提醒）司機開車。

司機可以通過發車進路預告信息清楚掌握發車方向。司機根據發車進路預告信息增加對值班員辦理進路的校核，多一層確認保障，一旦發現問題可第一時間糾正制止，防止多方向車站列車開錯方向的進路錯辦事故發生，提升作業安全。

司機不再與車站互相執行車機聯控，可以解決多方向站車站值班員或助理值班員向司機聯控發車的問題，有效降低現場作業人員的勞動強度。

4.2 不足

發車進路預告的發送需要接收到正確的無線車次校核信息，而且CTC系統匹配機車有一定的延遲，再加之傳輸的信道情況，可能會出現發車進路預告發送延遲或失敗的情況，此時還需要車站與司機進行聯控問路指路。

旅客列車在站辦理旅客乘降時，僅根據發車進路預告信息發車存在一定的安全隱患，還需通過規范客運人員與司機聯控客運作業完畢的卡控環節或車站值班員與司機聯控發車的環節。

5 結束語

普速鐵路CTC車站發車進路預告功能有利于降低值班員和司機的聯控工作量，同時有利于增強多方向車站錯辦進路的防護，降低多方向車站值班人員的工作壓力，對于普速車站優化作業流程提供指引方向，間接促進普速CTC系統技術的完善與提升，具有一定的實用價值和研究意義。