浅谈CTC3.0系统的列车调车控制一体化方案
浅谈CTC3.0系统的列车调车控制一体化方案
铁路运输作业的根据其信号分类主要分为列车作业和调车作业，CTC3.0系统作为铁路运输作业的调度指挥系统，覆盖了列车及调车作业由计划到执行的主要业务，其使用执行效率直接影响铁路运输作业组织执行效率，因此，深入挖掘列调作业组织实施流程，研究基于CTC3.0车站子系统的列车调车控制一体化技术，提升其系统执行效率，对铁路运输生产效率的提升具有重大意义。
本文总结车站运输组织实现过程，通过对运输作业组织的业务深入分析，探讨一种基于CTC3.0系统的列车调车控制一体化技术，优化调度集中系统使用效率。该技术基于CTC3.0车站子系统基础设施，通过复用增强系统既有功能模块，重构系统交互逻辑，将实际运输组织实施过程与系统人机交互深度融合，内化为CTC3.0系统的处理逻辑，解决车站运输组织列调协同一体化问题，在保证CTC3.0系统既有安全性的同时，提高其使用效率。
CTC3.0列车调车控制一体化技术方案
目前我国铁路列车作业主要分为客运作业和货运作业，调车作业主要分为本务机调车和专用调机调车。其中客运作业贯彻以人为本的理念，其优先级较高，运行计划与准点率已达到较高水平；货运作业繁杂，货物托运有诸多不确定性、临时性问题，计划安排变动性较大，实际执行与计划偏差较大，执行效率仍有提高空间。本务机调车以列车车头为牵引调机主要解决没有专用调机的中间站的调车作业；专用调机调车主要指配备专用调机的车站，使用专用调机完成调车业务。客运与货运作业的完成依托于列车及调车的协同作业组织实现，其中货运作业依托于车流信息的管理，实现列调作业的组织管理。本文基于CTC3.0车站子系统，主要解决有调车业务的客运和货运列车在车站组织生产中的列车调车控制一体化协同作业问题。
CTC3.0列车调车控制一体化技术依托于列车计划及车流信息的获取，相关数据通过CTC中心与外部系统交互，本文重点介绍针对CTC3.0车站部分执行效率的优化提升。
设备说明
CTC3.0列车调车控制一体化技术依托既有CTC3.0车站标准设备，通过对既有自律机、值班员终端、信号员终端、车站服务器、车务管理终端等设备部署软件功能的升级优化实现功能升级。符合CTC3.0技术标准的车站控制系统整体结构布置如图1所示。
图1 CTC3.0标准车站设备结构示意图
其中，既有值班员终端负责中心列车阶段计划的签收审核。本技术通过升级值班员终端软件功能，由值班员终端负责车站列车及调车作业的计划管理；
既有信号员终端在同一界面不同区域完成列车及调车作业的单独办理，本技术通过升级信号员终端软件功能，融合列车及调车办理执行过程，实现同一界面同一区域的列车及调车业务的协同办理；
既有自律机设备，在进路办理时负责安全检查，本技术自律机软件功能安全检查功能不变，通过增加其对车流信息的处理，为列调作业的融合办理提供数据支撑；
既有车站服务器存储站细、配置等静态数据，本技术实现需新增路网信息存储，以便根据车流推算调车作业计划；
既有车务管理终端负责维护车站服务器中的静态数据，功能不变，本技术新增对路网信息的维护。
功能说明
既有CTC3.0系统融合列车计划管理、调车计划管理、列车流程管理、实现列车调车进路安全卡控等功能，已实现列车与调车计划的综合管理以及列调进路办理的综合安全检查。本文基于CTC3.0系统既有设备及功能，浅谈一种列车调车控制一体化新方案，为列调计划的融合与提高列调车进路办理的协同提供一种新思路，本技术针对CTC3.0系统增强模块标注如下：
针对列车及调车业务的一体化融合，相关功能实现分两种情形，详细介绍如下：
对于本站有调车业务的列车
列车作业按其到发类型可分为通过、到开、始发、终到，对于本站有调车业务的列车，一般为到开、始发与终到列车。本技术通过接收中心的列车计划与车流信息，由车站值班员终端运行程序读取包含路网信息的配置数据，结合列车计划及车流信息，动态生成与列车计划相结合的调车计划。
以包含3个方向车底的列车X123为例，拓展其列车计划，可以子菜单方式按方向分行显示各车底信息。其调车勾计划根据路网及站细配置数据动态生成3条，分别安排去往与3个方向对应出入口相连通的股道，关联显示于对应车底所在行内。如车流信息发生变化，则相关调车计划动态调整。如列车计划执行完成，则自动隐藏，显示对应股道名称。由此，值班员终端软件功能升级车站列车及调车计划的综合管理；
对于列车及调车进路的办理
既有信号员终端在同一界面不同区域完成列车及调车作业的单独办理，本技术升级信号员终端软件功能，复用拓展CTC3.0列车流程管理功能，结合值班员列调融合计划。对于有调车作业的列车，车辆停稳后，对应列车流程按钮自动隐藏，在其列车流程中展开显示不同方向的车底信息，结合当前调机位置，点击相应待执行车底按钮依次执行调车作业。如系统采集信息足备，调车作业的办理可根据调机位置、站场实施情况以及列车作业进度自动关联执行。
对于车流信息的显示流转
依托于升级自律机功能，使其可根据值班员发送的列调综合计划，结合当前站场实时状态动态更新车流信息，接车流程结束即开始显示车底流程信息。
对于配置管理
本技术新增对路网信息的维护，需包含车底方向与本站出入口的拓扑连接关系，相关数据存储于车站服务器，通过车务管理终端维护管理。
对于本站无调车业务的列车
一般分为通过、到开避让列车等，对于无调车业务的列车，既有值班员审核列车计划的准确性，依托既有CTC3.0成熟的列车功能，下达给信号员直接办理执行。
核心逻辑及界面设计
核心逻辑
调车计划的生成
若无外部调车计划的输入：车站值班员终端接收来自中心的列车计划及车流信息，针对一趟列车中计划去往某一方向的车底，值班员终端软件功能根据配置存储的路网信息，找到去往方向关联的最近的车站出口，对于相同去向的车底，自动关联为一组调车车底，然后根据站细数据，找寻该出口关联的股道信息，如股道为多条，选取最短进路为调车目的股道，其余设为人工可选，根据列车当前股道与目的股道，结合调车配置，自动计算牵出线，生成该车底的调车计划，根据调车计划，结合站细进路数据，自动计算调车进路。系统根据车站调机配置情况，采用成熟算法，自动分配不同车底调车作业至相应调机。
若系统可获取调车计划：系统可根据调车计划股道及摘挂量数信息，自动匹配到对应股道列车计划，根据当前执行情况，在办理预览阶段分组对应股道的列车车底，显示关联于列车计划子菜单的车底信息之中。如不办理则取消对应车底分组，无车底分组信息的列车计划不显示对应调车计划。
调车计划的办理
调车计划生成后，系统结合站细数据，根据调车计划计算进路信息。信号员收到列调综合计划的同时，系统同步生成调车进路。
信号员点击列车流程中对应车底，办理其调车进路。
本技术拓展列车流程，依托于升级自律机功能，根据值班员发送的列调综合计划，结合车流信息于列车流程之中，并根据当前列调进路执行状态动态更新车底流程状态，已执行完成的车底调车作业，其车底信息自动隐藏，并随调车作业的执行完成显示于目的股道。
如系统采集数据足备，系统可根据调机位置及站场实时情况，自动启动相应调机调车计划的办理，结合列车停稳信息，逐勾完成不同列车对应车底的调车作业。
界面设计
本文研究的CTC3.0列车调车控制一体化技术，显示及其逻辑示意如下：
图3 值班员终端列调计划显示关联逻辑图
CTC3.0车站计划管理改进如上图，针对本站有调车业务的列车计划，根据中心传送的车流信息，在其下方以子菜单方式显示其关联车底信息，出发股道即为列车所在股道，系统根据后台配置自动计算该车底调车目的股道及所需牵出线，生成调车计划显示于该车底所在行中。对于无调车作业的列车计划不显示车底相关信息。对于调车作业已完成的计划，车底信息动态调整至目的股道所在行。
图4 信号员终端列调流程显示关联逻辑图
CTC3.0流程视图改进如上图，对于有调车作业的列车，接车流程结束后，对应接车流程按钮自动隐藏，在其列车流程中展开显示不同方向的车底信息，结合当前调机位置，点击相应待执行车底按钮办理调车进路。
本文研究的列车调车控制一体化技术，在既有CTC3.0车站子系统的基础上，通过增强值班员终端、信号员终端，自律机、车站服务器等模块功能，增加对车流信息的处理，对比于既有CTC系统列调分割独立管理的功能体系，本技术实现了列车及调车计划的综合管理，使值班员可直观的查阅列调融合计划；本技术融合了列车及调车办理流程，实现了列车调车控制一体化协同作业，使信号员可通过一个流程，直观的查阅列车及对应车底调车的执行进度，减少了车站综合作业的确认环节，因此，通过本技术的探索实现，可显著提升车站综合运输作业的效率。
总结
CTC3.0系统的规模化实施，为新技术的应用开发提供了良好的平台，本文研究探讨的CTC3.0列车调车控制一体化技术，深度融合了列车计划、车流信息、路网数据，探讨实现了一种列调计划融合生成、列调进路协同办理的列车调车控制一体化技术。该技术的实现必将显著提升铁路运输生产效率，更好的提高铁路行业的竞争力。相信在不久的将来，更高技术水平、更好应用实践的新技术、新方案会不断涌现，在列车调车控制一体化方面实现更加安全、更高效率的突破，为实现国内资源优化配置搭建更安全高效的铁路运输平台，助力国内国际双循环的协同发展。
注：本文根据《铁路技术创新》2021年专刊相关文章改编
本文原文发表于2024年8月