调度集中系统对不同类型线路的适应性分析

度集中系统（CTC）是各国铁路行车指挥主要采

用的技术设备，日本、美国、法国、德国等国家均采用了以调度集中为基础的行车指挥自动化系统，实现了以安全为前提，集列车运行管理、调度监督、机车车辆监控及旅客信息服务等功能为一体的运输管理现代化，大大提高了运输效率。与国外“应用高速重载技术、按图行车”为主要技术特征的铁路运输体系不同，我国铁路线路种类多、运输组织模式复杂、线路能力利用率高，因此必须针对我国国情发展、优化调度集中系统。

1 调度集中系统的主要功能

我国将分散自律理论及技术成功运用于调度集中系统，2004年颁发了《分散自律调度集中系统（CTC）技术条件》。目前部分繁忙干线、青藏铁路、大秦铁路、全部高速铁路和部分新建铁路先后应用了CTC系统。1.1 普速铁路CTC系统主要功能

CTC系统采用计算机分布式网络控制技术、信息化处理技术，将列车运行调整计划下传到各个车站自律机中自主、自动执行；在列车运行调整计划的基础上，解决列车作业与调车作业在时间与空间上的冲突，实现列车和调车作业的统一控制。

CTC系统具备列车运行计划人工、自动调整，实际运行图自动描述，行车日志自动生成、储存、打印，调度命令传送，车次号校核等功能；调度中心具备向车站、机务段调度、乘务室等部门发布调度命令，以及经调度命令无线传送系统向司机下达调度命令（含许可证、调车作业通知单等）的功能；调度中心不必下放控制权，车站可以在分散自律控制模式下办理调车作业；调度集中的同时实现调度指挥管理信息系统（DMIS）要求的全部功能，可与铁路运输管理信息系统（TMIS）进行信息交换。

调度集中系统

对不同类型线路的适应性分析

崔艳萍：中国铁道科学研究院运输及经济研究所，副研究员，北京，100081

王 瑶：中国铁道科学研究院运输及经济研究所，助理研究员，北京，100081

摘 要：在分析普速铁路和高速铁路CTC系统主

要功能的基础上，对目前使用CTC系统的繁忙干

线、重载铁路、高原铁路、高速铁路、新建铁

路等不同类型线路的行车组织特点进行研究，

提出适用CTC系统的运输组织模式要求，并对我

国适用CTC系统的线路提出建议。

关键词：调度集中系统；分散自律；适应性分

析

调

1.2 高速铁路行车调度指挥对CTC系统的新需求

高速铁路具有高速度、高密度、高效率、安全舒适、正点平稳等特点，较普速铁路在调度指挥方面有新的需求：高密度行车要求CTC系统对计划有更强的实时性；系统在管理手段、决策分析、系统实现功能、系统集成、组网方案、信息共享等方面应更加先进、科学；高速铁路调度指挥要求对动车组列车运行状态和列控系统的控制状态进行监督，为列控系统提供临时限速指令；在CTC系统与既有线的结合部，考虑列控系统的差异性等；满足综合运输调度指挥管理体系下与列控、联锁、监测等信号系统的接口要求，还要满足与运营调度管理信息系统、供电调度、防灾安全监控、无线通信、综合视频、旅客服务等多个相关的非信号系统接口要求，实现资源共享。基于以上需求，在CTCS-3级列控系统（C3）条件下CTC系统新增加的功能有：C3列车信息显示、C3列车与非C3列车的区分、室外信号机点灯和灭灯表示、室外信号机点灯和灭灯控制、区间闭塞分区低频码序。

2 目前使用CTC系统的不同类型线路行车组织特点

2.1 繁忙干线

自《分散自律调度集中系统（CTC）技术条件》颁布后，京广、京九、陇海、沪昆等繁忙干线均布设了分散自律调度集中系统。

从我国繁忙干线总体情况看，我国铁路运输基本处于超负荷状态，客、货列车共线，中、低速列车共线，几乎站站有调车作业。在未来相当长的时期内，我国主要铁路繁忙干线中绝大部分线路仍将是客货列车混跑。这些线路既要提高列车的运行速度，又要增加列车密度，还要提高列车重量。虽然我国铁路运输是以基本图为依据进行，但货物列车在实际运输中由于受到运输资源的限制，经常更改运输计划，按图行车难以保证。另外，由于历史原因，我国铁路平均10 km左右就设置一个中间站，大量的铁路中间站存在列车到发和调车作业。作业量不大，但受站场线路资源限制，这部分中间站调车作业经常借用正线到发线进行，造成调车作业和列车作业在中间站的冲突。

2.2 高速铁路

目前我国建设、运营的高速铁路全面采用了调度集中系统，列车开行方式具有以下特点：胶济、石太等部分高速铁路实现了客货分线，已经开通的其他高速铁路，现阶段充分考虑各层次客运需求，统筹高速铁路与既有线的客车开行，既有线保留部分客车，高速铁路成网后增加高速列车开行数量，既有线逐步过渡到以货为主；根据不同的客运需求，采用单一高速度等级、高速两种速度等级、高速与普速共线等3种列车开行方案；根据未来一段时间内预测的高峰客流需求和行车设备能力情况，确定高速铁路列车开行方案和开行对数，编制基本列车运行图，再根据当前客流和车底运用情况，采用抽线方式，按周实施日常运行图、周末运行图，客流高峰时期实施节假日运行图。

2.3 大秦重载煤运通道

大秦铁路采用的CTC系统，由于主要完成货运业务，存在超长列车的合并、分解等作业，因此车站作业模式分为车站调车方式和车站操作方式，不管哪种操作方式，进路控制命令均要经过车站自律机的自律运算和检查。

大秦铁路具有以下突出特点：货源稳定，流向分散，流量集中，具有集疏运一体化的典型特征；货流组织基地化，形成了规模化战略装车基地网络，基地装运量已占到大秦线发送量的80%以上；以菜单化装车组织作为纽带，将集、疏、运紧密联系在一起，压缩车辆在港停留时间，及时送重取空，提高港口作业效率；按照旅客列车组织模式，将C80型、C76型、C63型等专用车辆组成固定车底，按照“五固定”原则，在主要装车站和卸车地间点对点循环运输，实行整列式卸车和空车回送组织，形成了班列化的运输组织模式；采用平行运行图，使列车运行组织单一化。

2.4 高原铁路

青藏铁路为实现少用人或不用人的目标，格拉段采用CTC系统，完全取代了依靠车站值班员办理列车接发进路的作业方式。为有效减少现场运营设备，格拉段采用基于GSM-R网络通信的增强型列车控制系统（ITCS），该系统集车站联锁、区间虚拟闭塞和列车防护控制于一体，取消了传统的信号设备，实现车载信号设备主体化。系统通过GSM-R网络通信，实现对列车运行的自动监控；与GPS差分定位系统相结合，实现列车的精确定位；区间虚拟自动闭塞方式实现列车的紧密追

踪运行；采用人机联控方式，实现列车超速防护。上述先进设备的组合运用，使格拉段沿线38个车站实现无人化，车站无人化率达到86%。

2.5 新建铁路

《中长期铁路网规划（2008年调整）》中，除客运专线外，还规划建设4.1万km新线，以形成西部铁路网骨架，完善中东部铁路网结构，这些新线基本为客货共线。这些新线中采用CTC系统的有两类线路：最高设计速度为200 km/h、可开行动车组列车的线路，如已开通的包西、太中银、汉宜铁路和将于2013年开通的向莆、湘桂、南钦、钦防铁路；部分第二双线，建好运营后可实现客货分线。

对于这类客货共线的新建铁路，设计时为满足调度集中需要和行车安全，在中间站有货场一侧的到发线设置隔开设备。有长时间停留列车的到发线两端设置安全线或隔开进路。在运输组织模式上，这些线路中无平行线路只起完善路网布局的线路，始发终到站客货运量较大，途中站多为越行站、中间站，客货作业量小，客流、货流直达化、集中化趋势明显；对于可实现客货分线的第二双线，客货运作业方式简单、进路交叉少。

3 不同类型线路实施CTC系统的效果

目前使用CTC的几类线路中，新建铁路使用CTC系统时间短，暂不对其实施效果进行评价。其余几类线路中，高速铁路、大秦铁路、青藏铁路由于行车组织较为简单，因此CTC系统使用效果较好。而既有线由于动车组列车、普通客车、货车共线运行，尤其是调车作业多，行车组织复杂，同时配套设备不完善，致使CTC系统在使用时存在较多问题。

3.1 普速铁路

在改造建设CTC系统的既有线中，京九等繁忙干线尚未启用CTC系统，其他启用CTC系统的线路主要存在两个问题。

3.1.1 配套设备不完备

CTC系统正常运用的重要基础是通信系统，应满足分散自律调度集中对语音、数据通信的功能要求，使调度员、司机、车站值班员之间必须具有良好可靠的语音通信，调度命令（含许可证等）、接车进路预告信息、调车作业通知单应可靠传送到机车，无线通信车载设备具备车次号校核、列车停稳、调车请求、信息回执等信息发送功能。专用调车机车应配套无线调车机车信号和监控装置[1]。然而在既有线改造建设CTC系统时，未同步配套安装满足以上功能要求的设备，导致在这些线路使用CTC系统时存在以下问题：

（1）不具备接车进路预告功能。由司机在进站前直接输入侧线股道号，但是在旅客列车集中到达或受晚点列车影响，接车股道变更频繁，增加调度员和司机的车机联控。在中心操作或车站调车操作方式下，若调度员同时面对几个车站的客车变更固定接车股道，通知客运部门时就容易产生误通知或漏通知。货运列车在进入股道后再由司机确认接车股道并输入股道号，较大车站有多条接车股道时，容易产生输错股道的情况，造成数据不一致带来冒进信号的隐患。

（2）不具备调度命令无线传送功能。既有线调度集中区段列车由于未安装调度命令无线传送系统，向司机转交调度命令时，若车站由中心控制，调度命令由列车调度员使用“大三角”向司机转达，由于通信设备通话功能不稳定，容易发生司机错抄、漏抄情况，尤其是在命令内容较多时，司机抄写和调度员发布都存在较大的困难。

（3）不具备调度员、司机、车站间可靠语音通信功能。“大三角”通话功能不稳定，尤其是在较大区间，调度员与司机间联系困难。当联系不上时，一是要启动应急值守人员；二是向所属机务段索要司机手机号码，无论采取哪种方法，势必会耽误时机，错过处理问题的最佳时机。

（4）不具备调车作业通知单可靠传送到机车功能。由调度员使用电话向车站口头下达调车作业计划，车站抄写后再打印、交递有关人员，增加了调车作业通知单的传达环节，容易发生错抄、漏抄等情况。

（5）不具备无线通信车载设备调车请求及信息回执功能。在调车作业过程中，调度员与调车组人员之间没有可靠的通信工具，完全失去联系。侵正线的调车时机、企业机车站内作业、停止影响接发车进路的调车作业时机、临时变更调车作业计划等必须进行调车联系的情况，调度员无法与现场调车人员取得联系，只能靠轨道电路占用情况来判断调车车列是否到达折返点，如果轨道电路分路不良区段现场未进行及时登记和设定，会

给调车作业带来极大的安全隐患。

3.1.2 调车进路不能实现调车作业自动化

CTC系统对于列车进路可以通过调度员下达阶段调整计划自动触发，对于调车进路，必须由人工输入调车作业计划才能触发。因此具有调车作业的车站如果采用中心控制，必须由助理调度员排列调车作业，若一个调度台管辖范围内中心操作方式车站占有比例较大，一个调度台产生两个或多个中心控制车站同时调车作业情况比较普遍，如果同时进行调车作业，就会产生频繁转换站场进行调车进路的排列，给调车作业带来一定的安全隐患；如果只进行一个车站的作业操作，又会造成其他列车等待作业，影响效率。另外，调车进路排列后可执行性差，进路触发后调车机车不能及时到位，影响调车作业效率。因此调车进路不能实现调车作业自动化。3.2 高速铁路

对于高速铁路，GSM-R、CIR等设备均已配套使用，只有轨道车出入维修工区、重联摘解等少量调车作业，列车运行组织模式单一，正点率高，因此适合使用CTC系统。然而在使用中，仍然存在办理进路失败、进路自动触发失败、系统开发逻辑错误、数据传输功能障碍等系统功能较不稳定的情况。另外由于高速铁路CTC 系统与其他系统接口较多，在与TDCS、无线车次号校核系统、调度命令无线传送系统、GSM-R系统接口时也存在发生问题的可能。

4 CTC系统适用性分析

4.1 适用CTC系统的运输组织模式要求

从美国和日本使用调度集中系统的经验看，实施调度集中的首要条件就是确保按图行车，必须有良好的运输秩序和准确的阶段计划。对我国而言，高速铁路全部运行旅客列车，适于采用调度集中方式。若要对运行货运列车的线路使用CTC系统，必须要求货运列车采用“客车化”的管理模式，定点、定线开行固定车次，并需要从以下方面加强保障，逐步实现车流编组直达化、运输组织模式化、现场作业简单化。

（1）拉通车流。编组站多编直达列车，减少途中技术站改编作业。

（2）集结车流。编组站、区段站对中间站车流进行集结，尽量编组整列到站，减少中间站作业次数，实现作业简单化。

（3）规范车次。我国铁路货运列车在长期运输组织过程中衍生出各种车次，在CTC系统控制下GSM-R以车次为依据进行点对点通信，如果车次不统一将非常不利于调度集中工作的开展。为保证CTC系统顺利使用，应采取重车按到达站、空车按始发站对列车车次重新规范，使调度员通过车次就能一目了然地掌握列车运行方向、重空等情况，极大地方便调度员作业。

4.2 CTC系统适用线路分析

要使CTC系统有效发挥作用，线路的通信系统必须稳定可靠，必须首先实现GSM-R网络覆盖，另外机车上必须安装调度命令无线传送系统。

从我国目前使用CTC系统的情况来看，适合采用CTC系统的线路为：高速铁路、重载铁路、运量较少的高原铁路。对于目前客货共线的繁忙干线，不宜继续改造或推广CTC系统，在客货分线或远期能力释放，运输组织比较简单后再行推广。新建铁路情况较为复杂，对于客货共线的新建铁路，开通初期列车对数少，使用CTC系统可减轻劳动强度，减少人员配置，如太中银、包西线；对于计划使用CTC的有平行既有线的新建铁路，尽量保证直通货运列车在新线运行，以减少调车和货运作业；对于站型较复杂的车站，可不纳入CTC系统，而应建设专门的车站自动化系统，并与CTC系统接口。

5 结束语

CTC系统是实现铁路运输组织科学化、信息化、智能化的基本措施，是铁路行车指挥工作的发展方向。然而由于我国铁路运输组织模式复杂、站场型式多样、列车调车作业并存，因此对于不同的线路必须根据行车组织特点分析其对CTC系统的适用性，以全面提高铁路行车调度指挥的质量和水平。

参考文献

[1] 科技运函［2004］15号 分散自律调度集中系统（CTC）

技术条件（暂行修订稿）[S]

责任编辑 杨倩

收稿日期 2013-03-18