廣西玉鐵線進行CTC中心站集中控制改造的方案研究

于彬

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

1 概況

1.1 玉鐵線概況

玉林至鐵山港鐵路是國家鐵路網“八縱”主干道之一的洛（陽）湛（江）鐵路廣西段的延伸，是以貨運為主、兼顧客運的區域性鐵路，是廣西北部灣港尤其是鐵山港的重要疏港通道。鐵路北起黎湛鐵路玉林站，南經廣西陸川、博白、浦北、合浦，終與地方鐵路鐵山港支線相連，為國家I 級電氣化鐵路，設計速度160km/h，線路全長131.68km。

玉鐵線的鐵路運量較小，每日辦理列車接發數量約13～14 對，平均分布在24h 內，博白站每日有2～3對調車作業需求；博白站和曲樟站有工務軌道車出入，站內調車信號運行到股道，站間以列車信號運行（有計劃線），玉鐵線8 站都存在始發終到車次。

1.2 既有信號設備概況

玉鐵線各站由廣西沿海鐵路股份有限公司調度中心沿海三臺指揮。沿海三臺目前為TDCS 2.0 調度臺，沿海三臺所有相關設備（應用服務器、通信服務器、網絡設備等）均放置于廣西沿海鐵路股份有限公司調度中心普速機房。

玉鐵線各站由廣西沿海鐵路股份有限公司欽州電務段管轄。該線各站采用列車調度指揮（TDCS）系統，區間采用64D 半自動閉塞，各站采用雙機熱備型計算機聯鎖系統，設有綜合智能電源屏、信號集中檢測及綜合防雷設備。

既有車站及回中心通道為2M 電端口、單網模式，既有通道模式如圖1 所示。

圖1 既有TDCS 系統組網圖

2 改造方案

2.1 系統設計原則

該線沙田站至鐵山港站調度指揮設備由既有列車調度指揮（TDCS）升級改造為調度集中（CTC）設備。沙田、博白、頓谷、沙河東、曲樟、閘口、傘塘等站采用CTC 中心站集中控制，選取博白站作為中心站，集中控制沙田、頓谷、沙河東、曲樟、閘口、傘塘等站的業務辦理。鐵山港站CTC 系統不納入集中控制[1]。

對沙田、博白、頓谷、沙河東、曲樟、閘口、傘塘、鐵山港等站的車站聯鎖、信號集中監測、電源屏等其他信號系統進行適應性修改。

2.2 行車調度指揮系統

調度區劃分：該線各站仍維持既有廣西沿海鐵路股份有限公司調度中心沿海三臺調度不變。

2.3 系統架構

2.3.1 硬件架構

該方案中心站集控CTC 系統結構如圖2 所示。在維持CTC 整體的體系結構不變的前提下，需在中心站增設車站服務器（作為中心站后臺應用服務器使用）和集控臺終端設備。車站服務器與集控臺終端均接入中心站CTC 系統局域網網絡。

圖2 車站系統結構圖

2.3.2 軟件架構

在中心站集控臺進行軟件適應調整，主要增加中心站集控臺占線圖和車站服務器應用軟件的部署。主要情況如下[2]：第一，對調度臺運行圖軟件進行適應性修改，支持將調度命令和多站運行圖下發給集控臺值班員終端（占線圖）。第二，對車站自律機軟件進行適應性修改，中心站和區域集控站與車站服務器連接匯聚信息。第三，車站增設后臺服務器軟件，負責匯聚中心站和區域集控站的實時采集信息、進路狀態信息、報點信息以及存儲調度臺下發的運行計劃及實際報點信息。第四，車站增設占線圖軟件，負責接收調度臺下發的運行圖計劃，并可對計劃股道信息進行調整，并對調整后的股道進行相關《站細》檢查和卡控提示。轉為非常站控時，占線圖切換到中心站行車日志界面，擔當中心站行車日志。第五，對值班員、信號員終端軟件進行適應性修改，使集控臺站場圖界面可以支持同時辦理、操作多個車站，并具備對區域集控站應急值守終端封閉進路的辦理和行車日志的操作等權限。

2.4 系統技術方案

2.4.1 總體描述

采用中心站集中控制方案的CTC 系統與傳統CTC 系統存在一定的差異。傳統CTC 調度指揮模式如圖3 所示，調度臺指揮若干車站，車站處于中心操作、車站操作和車站調車操作三種CTC 操作方式下。

圖3 傳統調度指揮模式

采用中心站集中控制方式后，在中心站設置集控臺，將相鄰多個車站的操作集中到中心站操作，CTC由三種操作方式（中心操作、車站操作和車站調車操作）變為兩種操作方式（車站操作和車站調車操作），車站操作方式的車站根據需要可納入中心站集控臺，也可單獨設置，車站調車操作方式的車站全部納入中心站集控臺。調度指揮方式如圖4 所示。

圖4 中心站集中控制調度指揮方式

在車站操作方式下，集控臺具備列車股道運用和列車、調車進路辦理權限；在車站調車操作方式下，集控臺具備調車進路辦理權限，調度臺具備列車進路辦理權限。在條件具備的情況下，中心站集控臺具備列車計劃和調度命令的編輯、下達和轉發功能[3]。

區域集控站的既有車站CTC 值班員終端設備僅作為應急處置時的后備手段，可具備TDCS 功能。

2.4.2 設備方案

（1）車站分機設備

沙田、博白、頓谷、沙河東、曲樟、閘口、傘塘等站TDCS 系統升級改造為CTC 3.0 系統。車站新設自律機、車務終端、電務維護終端、網絡設備、信息安全設備、通道質量監督、電源防雷等設施。各站均新設1個采集機柜和1 個工控機柜，博白站增加1 個集控服務器機柜。

（2）中心站方案

對博白站CTC 3.0 分機進行車站自律機軟件、車務終端軟件升級以實現集控臺功能要求。

在博白站設置1 套集控臺設備，在機房內新設1 套車站服務器和1 套機柜設備。

每個集控臺設置1 套區域值班員終端和1 套區域集控臺終端。每套終端均為雙機冗余，單機故障時可切換使用。終端的具體設置如下：終端正常使用時，兩臺機器均部署互為冗余的軟件，其中一臺區域值班員終端主要顯示多站調監畫面，另一臺顯示單站畫面和計劃管理（占線圖）界面；一臺區域集控臺終端主要顯示多站調監畫面，另一臺顯示占線板界面和單站畫面，用以列車、調車進路的序列觸發。

（3）區域集控站方案

對沙田、頓谷、沙河東、曲樟、閘口、傘塘等站CTC 3.0 分機的自律機軟件、車務終端軟件進行修改升級以實現區域集控功能。

各區域集控站的CTC 系統保留值班員終端設備，僅作為應急處置時的后備手段，可具備TDCS 功能。

（4）調度中心方案

南寧局調度中心需配套新設1 套通信前置服務器，用于新設CTC 3.0 分機的8 個車站開通接入；新設1 套通信連接服務器，用于調度中心與中心站集控服務器的信息交互；將既有TDCS 調度臺軟硬件升級為CTC 調度臺，增加相應的工作站主機和顯示器。對玉鐵線相關調度臺軟件以及應用服務器、既有通信前置機、GSM-R 接口服務器、國鐵集團接口服務器、T/D接口等軟件進行適應性修改[4]。

2.5 網絡系統

2.5.1 通道組網

依據相關標準，需將既有TDCS/CTC 組網方式和數據傳輸改為雙路傳輸模式。為此，需要對此次工程所屬通道環內CTC 車站及中心前置機等實施雙路傳輸改造，進行軟件修改和通道調試。

此次研究各站之間采用環形結構專用通道，FE 光端口連接方式，帶寬不小于2M。

由于南寧局調度中心設備不具備FE 光端口接入條件，此次研究抽頭車站回中心暫按E1/G.703 接入方式設計，并預留FE 光端口連接方式。改造后的組網方式如圖5 所示。

圖5 改造CTC 系統組網示意圖

硬件調整：修改通道環內各車站路由器和防火墻間的網絡連接，由交叉連接改為直連，實現A、B 網絡間的完全獨立，如圖6 所示[5]。

圖6 雙路傳輸通道組網關系圖

軟件調整：對自律機、車務終端、中心通信前置機、應用服務器等軟件進行升級，實現同時在A、B 兩個網絡通路上并行傳輸兩份冗余數據，數據只傳遞到該網絡接收的通信前置服務器，最終通信前置服務器將該網絡內的數據均發往應用服務器進行兩份數據的校驗鑒別。保證只要有任何一路數據完整正確，就不會影響CTC 的正常功能，避免復雜傳輸環節中的單點故障對運輸指揮的影響。

2.5.2 信息安全

中心信息安全：中心對新增的服務器、調度臺終端增加加固軟件，并修改中心既有信息安全設備，以滿足該線接入需要。

車站信息安全：該線各車站（沙田至鐵山港）均設置1 套（2 臺）安全邊界，并在該線車站各終端安裝加固軟件，以滿足信息安全需要。

2.5.3 通道質量監督

中心通道質量監督：中心利用機房既有通信質量監督設備，修改相關軟件以滿足全線通道質量監督的接入。車站質量監督：該線各車站（沙田至鐵山港）均設置1 套FE 光端口的通道質量監督設備，用于車站FE 通道的通信狀態質量監督；抽頭車站（沙田、鐵山港）增設1 套2M 電接口的通道質量監督設備（待回中心通道改為光接口接入后拆除），用于車站回中心2M通道的通信狀態質量監督。

2.5.4 車站聯鎖系統

玉鐵線各站既有車站聯鎖系統為雙機熱備架構，聯鎖與調度指揮系統采用TDCS 接口協議，改造為CTC系統后，聯鎖設備需配合對既有聯鎖軟件進行適應性修改，并將既有TDCS 通信協議修改為CTC 通信協議，在車站聯鎖操作界面設置非常站控燈，并配合調試。

2.5.5 區間閉塞

此次研究根據CTC 系統功能需求，將各站之間半自動閉塞改造為自動站間閉塞，此次研究推薦采用計軸設備實現區間占用、空閑檢查，將全線列車進路排列由人工操作提升為系統依據階段計劃自動排列進路，實現全線行車作業指揮自動化。

2.5.6 電源設備

根據該方案新增系統用電情況，對各站電源屏進行擴容改造。

2.5.7 信號集中監測

信號集中監測系統需進行接口改造，新增CTC 與信號集中監測系統接口，修改信號集中監測與聯鎖、電源屏接口信息。

3 結語

此次研究對玉鐵線進行CTC 中心站集中控制改造，以補強系統功能，提高工作效率，減少人力成本。研究方案根據現場設備的使用、維護狀況，合理控制投資，滿足了運營維護的需求，為保證玉鐵線安全平穩運營提供了技術條件。