编组站综合自动化系统与CTCS-2系统结合的思考

2019-03-04李志兵赵永海王钟巍

铁路通信信号工程技术 2019年2期

关键词：轨道电路区间逻辑

李志兵赵永海王钟巍

(1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2．北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)

1 概述

铁路编组站是铁路货物运输网络的重要节点，担负枢纽或区域内车流、货流的汇集、疏解功能。2007年，编组站综合自动化系统（CIPS）在成都北站开通使用，揭开铁路编组站综合自动化发展的序幕，全国的编组站陆续开始进行编组站综合自动化改造。

CTCS-2级列控系统（简称C2）是基于轨道电路加点式应答器传输列车运行许可信息，并采用目标-距离模式监控列车安全运行。

传统编组站是一个纯粹对货运列车进行作业的车站，但是近年来随着高速铁路、客运专线的迅猛发展，C2线路逐渐引入编组站。编组站综合自动化系统与C2系统如何进行信息交互，系统间如何协同合作，就成为广大设计人员面临的问题。以CIPS系统为例，探讨一下两个系统结合的思考。

2 现状及存在问题

2.1 编组站综合自动化系统与调度集中、联锁系统接口关系

编组站综合自动化系统包含信息管理系统和信号控制集中系统，信号控制集中系统与联锁系统（CBI）、驼峰控制系统、停车器控制系统、调度集中（CTC）/调度指挥（TDCS）中心系统等接口，采用统一的控制界面，按调度计划对联锁、驼峰、停车器系统进行控制，实现信号设备的集中控制。

实施编组站综合自动化系统的车站，车站办理进路的方法是由系统自动触发进路或车站值班员在调度大厅编组站综合自动化系统终端上办理进路，命令发送给联锁系统，联锁系统判定条件许可后进行进路排列。

编组站综合自动化系统与CBI、CTC/TDCS系统接口如图1所示。

图1 编组站综合自动化系统与CBI、CTC/TDCS接口图Fig.1 Interfaces between CIPS system and CBI， CTC/TDCS system

编组站综合自动化系统与CBI的操表机采用CTC协议接口，CTC/TDCS系统与联锁系统接口采用TDCS协议。编组站综合自动化系统与局CTC/TDCS中心按《关于编组站综合自动化系统与TDCS接口方案的复函》(运基信号[2008]662号)的规定接口。

2.2 C2系统与调度集中、联锁系统接口关系

C2列控系统地面设备包括轨旁设备和室内设备两部分，主要由ZPW-2000轨道电路设备、应答器、地面列控中心、临时限速服务器等系统构成。C2系统在车站主要与联锁系统、CTC系统进行接口，采用CTC系统统一指挥全线的行车。

目前，车站办理进路的方法是由CTC系统自动触发进路或由值班员人工在CTC车务终端办理进路，命令发送给联锁系统，联锁系统判定条件许可后进行进路排列。

C2列控地面系统如图2所示。

图2 C2列控地面系统Fig.2 Schematic diagram of CTCS-2 train control wayside system

2.3 编组站采用编组站综合自动化系统同时引入C2的问题

迄今为止，已装备编组站综合自动化系统的站场尚未与C2系统发生信息交互。但在工程建设过程中，开始有部分编组站的一个或多个场有C2线路通过，在其进行编组站自动化改造时存在以下问题。

1）联锁控制权问题

在装备编组站综合自动化系统站场，联锁系统由编组站综合自动化系统统一指挥，编组站综合自动化系统发送控制指令指挥联锁系统排列进路控制行车和调车。

在常规C2线路，联锁系统由CTC系统统一指挥行车。

由于联锁系统只能接受单一系统控制，因此在编组站装备编组站综合自动化系统的C2线路，如果联锁控制权归属CTC，CTC排列整条线列车进路，编组站的调车进路也由CTC负责，编组站综合自动化系统只负责编组站的计划和现车等管理内容，但编组站综合自动化系统无法做到管理和控制统一指挥，主要的调车功能等会受到极大干扰，影响编组站作业效率；如果联锁控制权归属编组站综合自动化系统，可以实现编组站全站统一指挥、信息共享，但调度中心对整条线进行控制时，编组站要通过编组站综合自动化系统控制列车进路，不能实现调度所直接排列进路。

2）其他相关的问题

编组站在装备编组站综合自动化系统后，在站调楼设置值班员操作终端。目前C2线路CTC车务终端上显示或操作的区间闭塞分区信息（区间闭塞分区状态信息、区间通过信号机状态信息、区间轨道电路编码信息、区间轨道电路方向信息、设置闭塞分区确认无车占用）、区间逻辑检查信息（区间逻辑状态总解锁、区间逻辑检查开启/关闭操作、发送区间逻辑状态确认命令、接收和显示命令执行状态）、临时限速信息、TCC设备状态信息等，是否在编组站综合自动化系统操作终端上显示和操作，需要统筹考虑。

3 解决方案研究

3.1 联锁控制权问题

方案一：由编组站综合自动化系统控制联锁系统。

按编组站自动化系统现有模式设置，编组站综合自动化系统直接对联锁系统进行控制，编组站综合自动化系统按照路局班计划和阶段计划生产本站作业计划。站内无论是列车进路还是调车进路都按计划排列，车站调度人员通过修改计划来进行调整，车站值班员拥有对进路排列的最高控制权限。对于涉及C2列车进路的安排，可由编组站综合自动化系统与CTC接口做特殊处理，此类进路的排路、执行、取消、解锁实时显示在CTC中心的调度员界面，便于路局调度中心实时监控。

CTC与列控系统维持既有的接口方式及双方既有的功能，包括临时限速、区间逻辑检查控制等。

此方案的优点：编组站综合自动化系统与CTC、联锁系统采用现行的接口方式，编组站作业计划不受影响，系统改动量较小；缺点：路局中心不能对编组站各场直接控制，改变了其作业习惯；进路预告、临时限速、区间逻辑检查等功能需要CTC继续保持。

方案二：由CTC控制联锁系统。

在此方案中，CTC作为编组站综合自动化系统的执行机构，编组站综合自动化系统将原来发送给联锁系统的指令发送给CTC，CTC将指令转发给联锁系统执行，CTC将执行结果反馈给编组站综合自动化系统。

CTC与列控系统维持既有的接口方式及双方既有的功能，包括临时限速、区间逻辑检查控制等。

方案二的优点：保留了CTC与联锁系统的接口，CTC整体站线在调度上完整统一；缺点：编组站综合自动化系统触发进路需要经过CTC转发，增加了接口和时延，增加了故障点；CTC系统和编组站综合自动化系统均需大量的修改工作，影响编组站的总体效率，在软件实现上也存在技术难点。

3.2 联锁控制权方案的深化研究

联锁系统由编组站综合自动化系统控制还有4个子方案。

方案1：编组站综合自动化系统与CTC系统接口方式不变，站调楼中心设两个系统终端。

编组站综合自动化系统与CTC系统接口方式不变，两个系统增加通信内容，站调楼中心设编组站综合自动化系统集控终端与CTC远程车务终端，并列放置，如图3所示。

编组站综合自动化系统实现进路的集中控制、自动控制。在自控模式下，自动触发进路符合CTC技术条件及相关技术条件。

CTC车务终端仍保留显示或操作的区间闭塞分区信息、TCC设备状态信息、区间逻辑检查信息及操作、临时限速信息显示等。

编组站综合自动化系统与CTC系统接口内容在原来协议的基础上增加编组站综合自动化系统触发C2线路进路需要的信息及进路预告信息。

方案2：编组站综合自动化系统与CTC系统接口方式不变，在编组站综合自动化系统操作终端统一显示和操作。

图3 编组站综合自动化系统与CTC双终端接口关系图Fig.3 Interface diagram between CIPS system and CTC dual-terminal

编组站综合自动化系统与CTC系统接口方式不变，两个系统增加通信内容，在编组站综合自动化系统操作终端统一显示和操作。

编组站综合自动化系统装备后，可在调度大厅车站值班员处设置CTC远程备用车务终端，与编组站综合自动化系统集控终端并列放置，冷备。接口方式与图3相同。

编组站综合自动化系统实现进路的集中控制、自动控制。在自控模式下，自动触发进路符合CTC技术条件及相关技术条件，并实现显示或操作原CTC车务终端上的各项信息。

编组站综合自动化系统与CTC系统接口内容在原来协议的基础上增加编组站综合自动化系统触发C2线路进路需要的信息和显示信息；区间闭塞分区和提供信号机状态信息、区间轨道电路信息、TCC设备状态信息、区间逻辑检查显示及操作信息、临时限速信息等。由CTC中心发送给编组站综合自动化系统，CTC系统和编组站综合自动化系统软件进行适应性改造。

方案3：编组站综合自动化系统与CTC站机接口，站调楼只设置编组站综合自动化系统控制终端。

编组站综合自动化系统与各场CTC站机增加接口，传输编组站综合自动化系统触发C2线路进路需要的信息和显示信息：区间闭塞分区和提供信号机状态信息、区间轨道电路信息、TCC设备状态信息、区间逻辑检查显示及操作信息、临时限速信息等，根据需求修改两个系统的传输内容，如图4所示。

图4 编组站综合自动化系统与CTC站机接口关系图Fig.4 Interface diagram between CIPS system and CTC station machine

编组站综合自动化系统实现进路的集中控制、自动控制。在自控模式下，自动触发进路符合CTC技术条件及相关技术条件。实现显示或操作的原CTC车务终端的内容（区间闭塞分区状态信息、区间通过信号机状态信息、区间轨道电路编码信息、区间轨道电路方向信息、TCC设备状态信息、设置闭塞分区确认无车占用、区间逻辑状态总解锁、区间逻辑检查开启/关闭操作、发送区间逻辑状态确认命令、接收和显示命令执行状态、临时限速信息显示等）。

编组站综合自动化系统与CTC中心接口内容在原来协议的基础上增加C2线路需要的信息。

方案4：编组站综合自动化系统与各场TCC接口, 站调楼只设编组站综合自动化系统控制终端。

编组站综合自动化系统与各场TCC直接接口，TCC将向区间信息同时发送给CTC与编组站综合自动化系统。站内进路排列及信号设备的控制、临时限速信息、区间逻辑检查的显示/控制信息等均在编组站综合自动化系统终端上统一显示及操作。如图5所示。