調度集中系統發送無線進路預告的改進方案

陳 梵，湯寶偉

（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）

隨著國內鐵路高速發展，調度集中系統（CTC）在高速鐵路和普速鐵路有著十分廣泛的應用。根據《調度集中系統技術條件》（Q/CR 518-2016）相關內容，無線進路預告功能是調度集中系統的功能之一。現階段考慮通信可靠性等因素，調度集中系統的無線進路預告功能主要應用于GSM-R 網絡覆蓋的區段。調度集中系統在分散自律模式下通過GSM-R 網絡以文本方式向司機提供進路預告信息，以使司機提前獲知前方即將到達車站的進路準備情況。該功能通過“調度集中系統自動發送-司機人工簽收-車站系統反饋-調度集中系統接收”機制進行閉環，完成以往需要人工進行的車機聯控作業，一定程度上提高了接/發列車作業的效率和安全性[1]。通過長期以來的現場使用，目前調度集中系統無線進路預告功能還存在問題，存在進一步改進的空間。

1 無線進路預告的發送條件及發送過程

根據《調度集中系統技術條件》（Q/CR 518-2016），無線接車進路預告的發送應滿足以下條件[2-3]。

1）調度集中系統檢查進路序列中的進路狀態，進路辦理成功；

2）當列車運行于接車方向的區間，列車運行前方無其他車次且閉塞分區空閑；

3）收到正確的無線車次校核信息。

無線進路預告的發送過程：調度集中系統在車站設備完成相關車次列車的進路觸發后，將進路信息發送至中心。中心設備將進路信息中所帶車次號與通過GSM-R 接口所獲取的無線車次校核信息中的車次號進行匹配[4]。匹配成功后，篩選出相應的機車號（動車組號），并以此為目標將進路信息經GSM-R 網絡發往所對應的機車（或動車組）。車載設備收到進路信息后，將“設備已接收”和“司機人工簽收”兩個回執經GSM-R 網絡發回調度集中系統，調度集中系統將這兩個回執作為無線進路預告發送成功與否的依據。若調度集中系統未收到回執信息，將每隔15 s 重發無線進路預告信息，直到列車壓過進站/出站信號機（即占用該進路），此時調度集中系統將產生“發送無線進路失敗”告警[5-6]。

2 無線進路預告發送存在的問題

通過分析以上邏輯并結合實際應用，發現在實際使用過程中當調度集中系統存在重復車次時無線進路預告可能被錯誤發送。系統發送無線進路預告的前提之一是進行無線車次號校核，以獲取正確的機車號（動車組號）作為發送的目標。而在存在重復車次的情況下，系統可能獲取到錯誤的機車號（動車組號），從而導致無線進路預告被錯誤發送[7-9]。發生重復車次主要有以下兩種原因。

1）列車發生長時間晚點時，前一天開行的列車還未終到，而后一天開行的列車已經進入本局管內，由此導致系統中存在重復車次。

2）在機車換掛作業車站，被換下的機車在入庫之前車載設備未進行注銷操作，仍舊發布無線車次號及機車號信息；而新擔當的本務機車已注冊了相同的車次號信息，也在發布無線車次號及機車號信息，由此導致車次號重復[10-11]。

3 無線進路預告發送改進的思路

3.1 改進車次號與牽引機車號（動車組號）綁定和校核邏輯

由上文可知，錯誤發送無線進路預告是因為調度集中系統中存在重復車次，而系統又無法對進路信息中的車次與無線車次信息進行準確匹配，從而導致不能正確選擇發送的目標機車（動車組號）。由于重復車次在實際的運輸組織中是無法避免，因此解決問題的關鍵在于如何使系統將進路信息中的車次與無線車次信息進行準確匹配，從而獲取正確的機車號（動車組號）[12]。通過調研可以知道，在普速線路上，牽引機車計劃是由機調負責確定；高速線路上擔當動車組則由動車調度負責確定。為方便闡述，以下以普速線路為例進行說明。高鐵線路流程與之類似，但高鐵線路可不考慮機車換掛情況。

在普速線路中的始發車站或機車摘掛車站，后續區段的牽引機車計劃是由機調負責提前確定的。因此調度集中系統可按以下邏輯進行車次與牽引機車匹配。

1）調度集中系統從機調系統獲取列車牽引機車計劃，并在調度集中系統中將牽引機車計劃與列車車次進行綁定，從而在調度集中系統中形成列車牽引擔當計劃信息。

2）當列車從始發站（或換掛車站）發車后，調度集中系統將牽引擔當計劃信息與實際收到無線車次信息進行校核，由此確定列車真實牽引機車號。列車真實牽引機車號在調度集中系統中與列車車次進行實際綁定，并跟隨列車運行。

3）當列車運行至下一個機車換掛車站，調度集中系統根據以上邏輯在該站重新根據新的牽引擔當計劃與列車車次進行綁定和校核，從而確保列車在各運行區間的機車號均準確。

4）若牽引機車計劃與無線車次信息校核失敗，及時通過調度終端及車務終端進行報警提示。在人工確認機車號之前，調度集中系統將不對該次列車進行無線進路預告發送。

調度集中系統在始發站（或機車換掛站）進行綁定和校核的具體流程如圖1 所示。

圖1 調度集中系統無線進路預告改進流程Fig.1 Flowchart of wireless route notice improvement for CTC system

3.2 調度集中系統改進的方案

根據以上邏輯，在計劃來源和處理邏輯上需對現有調度集中系統進行適應性修改，在調度集中系統上實現相關功能，主要涉及以下7 個方面。

1）為了能夠獲取牽引擔當計劃，對現有TD 結合接口進行擴充（或新增調度集中與機調或動車調接口），在接口協議中增加相關機車（動車）擔當計劃相關內容。計劃內容應包含列車車次、換掛車站1（始發站）、機車（動車）1 類型、機車1 機車號（動車1 組號）、換掛車站2、機車（動車）2 類型、機車2 機車號（動車2 組號）……

2）調度集中系統增加運行線牽引機車號屬性，并將收到的機車（動車）牽引擔當計劃中車次、換掛車站及機車號信息，綁定至該車次運行線機車號屬性中，并標記為“計劃（Plan）”類型。

3）當列車從始發站（換掛站）開出后將發送無線車次校核信息。調度集中系統將此無線車次校核信息中的無線車次號及機車號（動車組號）信息，與綁定在相同車次運行線中的牽引機車號（動車組號）屬性進行匹配，若匹配成功，則將該運行線中牽引機車號（動車組號）屬性標記為“機車（Loco）”類型；若匹配不成功，則系統提示機車號（動車組號）匹配失敗，并提供人工確認手段。同時該車次運行機車號（動車組號）屬性仍舊維持“計劃（Plan）”類型。當人工確認機車號（動車組號）后，屬性標記為“機車（Loco）”。若人工未進行確認時，由于“機車（Loco）”無法確定，系統將不發送無線進路預告，并進行告警提示。

4）當列車運行至下一機車換掛車站時，調度集中系統將重復以上步驟，以獲取下一區段準確的機車號信息“機車（Loco）”。

5）調度集中系統通過牽引擔當計劃和無線車次號的匹配校核后，可確定當前車次準確的牽引機車號，并在運行圖中可實現查詢，運行示意如圖2所示。

圖2 調度集中系統運行圖牽引擔當信息示意Fig.2 Schematic diagram of traction responsibility information on train operation chart in CTC system

6）通過以上處理，調度集中系統發送無線進路預告時，將從運行線中獲取已經綁定的實際機車號（動車組號）作為發送目標，而不再從無線車次號信息中實時匹配，由此避免因為匹配牽引機車號錯誤而引發的錯誤發送無線進路預告的情況。

7）對于跨局運行的列車，調度集中系統需擴充分界口協議，對于本局開往鄰局的列車，將實際機車號（動車組號）通過分界口傳遞到鄰局調度集中系統；對于鄰局開往本局的列車，從鄰局分界口獲取實際機車號（動車組號）。

4 結束語

調度集中系統無線進路預告發送改進方案通過調度集中系統與機調（動車調）系統的接口，獲取機車（動車組）運用計劃，經與列車運行線綁定，并與列車無線車次號相關信息進行匹配后，可有效確定列車運行過程中的實際的牽引機車（動車組）。當調度集中系統內發生重復車次時，系統能夠準確判斷列車的牽引機車（動車組），確保無線進路預告能夠準確發送到車載設備。方案對于調度集中系統架構改變較小，僅需擴展現有TD 結合接口（或新增與機調接口）。在軟件邏輯方面，無線進路預告的基礎邏輯未發生變化，符合調度集中系統技術條件要求，通過增加系統對重復車次號時無線車次號的匹配，從而可以有效避免發生進路預告錯誤發送的情況，提升了系統的整體可用性。從成本、效率和安全等綜合因素考慮，改進方案具備現場試點和推廣的條件。該方案可以進一步優化調度集中系統發送無線進路預告功能，目前已與多個路局的電務及運輸部門進行了討論，正在著手推進現場試點的工作。