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新一代调度集中系统CTC简介第1页共18页新一代调度集中系统（CTC）一、CTC系统概述1．1什么是CTC、分散自律CTCCTC（英文全称：CentralizedTrafficControl）是铁路局调度中心(调度员)对某一调度区段内的信号设备进行集中控制、对列车运行直接指挥、管理的技术装备。分散自律调度集中是在TDCS系统基础上，综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能化分散自律设计原则，以列车运行调整计划控制为中心，兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。1．2发展CTC系统的意义构建我国铁路现代化的调度指挥管理系统，全面推动铁路运输调度指挥管理模式的变革，实现提高运输效率、保证行车安全、减员增效的目标。二、CTC系统国内外现状2．1国外CTC概况日本日本新干线使用的COMIRAC系统包括运行图生成与变更、车辆与乘务员运用、列车运行控制、列车运行监视、旅客信息等运营管理功能以及电力调度、车辆运用管理、接触网、线路状态检查、灾害监测(地震、风冰、雨、雪、滑坡)等安全功能，是一个功能较为完备的复杂系统。COSMOS系统集行车控制、电力控制、车辆运用管理、运行图生成及变更、信息系统(灾害信息、旅客信息等)、维修作业管理、车站作业管理等功能于一体，将几乎所有与铁路运营有关的子系统都挂接在中央局域网(LAN)上，使开放运营的铁路系统在信息传输上形成相对的闭环系统，是现代控制技术与计算机技术、网络技术的有机结合。法国法国TGV高速线综合调度系统以调度集中为核心，依靠车一地之间可靠的通信将列车、沿线设备和控制中心联系起来。车载设备包括TVM300或TVM430机车信号、故障监测和诊断装置、车载局域网等；沿线分布了接触网、热轴、风、雨、雪、桥隧落物等各种监测设备；控制中心主要包括行车调度、电力调度和中央维护监督三部分，通过网络传递信息。德国德国ICE高速列车通过LZB系统列车一地面问双向通信、险情报警信息系统(包括新一代调度集中系统CTC简介第2页共18页风、雪、塌方、热轴)、车载无线故障监视诊断系统与地面控制中心和维修中心构成集行车调度指挥、控制、故障监测、维护等功能于一体的系统。欧洲其他国家此外，欧洲主要国家铁路都已承诺采用欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)，该系统本身就是综合调度自动化系统，其核心为欧洲列车控制系统(ETCS)。美国美国铁路营业里程为274646km，有9家I级铁路公司经营情况良好，546家区域和支线铁路公司由于与地方政府、农业、工矿业关系密切，运输经营状况比较稳定。1美国铁路网的概况美国铁路建设以私人投资为主。建设初期，在美国政府给予的无偿划拨土地、提供低息贷款等政策的扶持下，美国铁路飞速发展，在有客货运量的地域上，形成了多个独立的、又相互重叠的铁路运输网。随着时间的推移，铁路公司之间的兼并重组，形成了目前以密西西比河为界、东西各两家主要I级铁路公司的局面。各铁路公司在一定的地域内仍然相互重叠、又自成系统，同时又与其它铁路公司有机联结。(1)铁路枢纽。以芝加哥铁路枢纽为例，有16家铁路公司的线路接入了芝加哥枢纽，枢纽内的16个编组站除一个共同编组站为多家铁路公司进行车流交换外，其余编组站都为各自公司服务。(2)编组站。芝加哥最大的编组站是UP公司的普洛维索编组站，与13个铁路公司的线路接轨，共有5个场，到达场有30条线路，编组场有66条分类线。每天办理车数为2200辆，到达24列，始发24列。其中开往本公司线路的列车有12列，有4—6列单元列车，每列编组120辆，4台机车重联牵引；与其他铁路公司交换12列；平均中时26.4h，每办理一辆车的清算费用为26.74美元。2分界点和公司间的车流交换由于各铁路公司路网建设自成体系，重叠覆盖在美国国土的广大区域内，分界点的形成分3种情况。(1)一个铁路公司的线路从始端到末端，分界点形成在枢纽内。(2)短线和地区铁路公司与I级铁路公司的线路联结处形成分界点。(3)由于I级铁路企业重组，将一段或一部分短线出售，形成新的分界点。CSX铁路公司与短线和地区铁路公司之间有230个分界点，每日互相交换的车流为1412辆，与I级铁路公司的车流交换量日均过到7598辆。其中，UP公司3014辆，占40％；BNSF公司1610辆，占21％；NS公司861辆，占11％；CN公司833辆，占11％；CP公司468辆，占6％。目前，美国各I级铁路公司与其他公司的分界点一般在100多新一代调度集中系统CTC简介第3页共18页个。调度联系以运行图规定的时刻和双方调度建立的联系制度为基础。3运行图各铁路公司都设有专门的编图部门，自主编制本公司的运行图。一般是根据货运市场的需求、营销计划和大中型维修施工，每周编一次。美国铁路客运公司(Amtrak)的客车运行图由客运公司统一编制，有关铁路公司将客车运行图纳入本公司的运行图内。各铁路公司对客运公司提出的增加运行线的要求，在线路能力允许时，能够给予安排，但线路能力不足时则需根据实际情况进行协商。4货运营销由公司一级的营销部门进行市场调查，确定营销政策，稳定长期用户，招揽新的货主。营销部门有权协商定价。对货主提出的运输要求，按日历通报调度部门，由调度部门组织落实。例如CSX铁路公司运输收入的81％，来自10项长期稳定的货源(煤炭、化工、农产品、化肥、粮食、汽车及零部件、集装箱、木材及纸张、钢铁金属、食品及消费品)，这些货源基本都是以单元(始发直达)列车的组织方式进行运输。5日班计划和调度指挥美国铁路公司以公司集中调度为主，一般设一级调度机构。调度根据列车运行图、营销计划和各编组站的车流、空车分布状态，制定调度日班计划，落实营销计划，组织按图行车。UP公司和CSX公司的CTC调度集中控制的里程都在本公司营业里程的50％以上。6列车编组计划美国铁路公司的列车组织，以始发站开行单元列车、编组站开行长距离的技术直达列车为主。整列车流交换是在外公司的终到站，零散车流要编开到外公司的编组站进行车流交换。7机车运用和乘务员管理全美铁路共有20256台机车，都是柴油电力单元机车。始发列车按照牵引总重量、马力的需求安排机车台数。机车的使用一般是由始发站一直开行到货物的终到站或车流的编组站，途中除因线路需要更换机型外，一般不换机车，只在途中加油。机车乘务员由铁路公司直接管理，调度中心的机车调度直接派班。值乘机车无论几台，都是两名乘务员。列车由始发站到终点站不换机车，只换乘务员，司机一般工作12h后换乘。例如从芝加哥到洛杉矶的直达列车在途中要更换8次乘务员而不新一代调度集中系统CTC简介第4页共18页更换机车。铁路公司的调度用电话、呼机、电脑派班，司机可以通过电脑查询、电话询问接班值乘的安排计划。除在枢纽交换车流外，司机一般不跨越铁路公司值乘。三、我国CTC发展史DD-1和DD-2型调度集中1958年开始研制使用无接点元件构成的，选控逐验式频率电码化调度集中系统，1961年春在沈阳～铁岭间，1964年冬在锦州～大虎山间进行了试验，该系统定名为DD-1型调度集中。1969年4月在成都～燕岗间正式开通了DD-1型调度集中，系统运用了十年。郑商段203公里的单线调度集中直到1979年改建双线时拆除，有着10年以上的运营经验。我国研制调度集中跨越了世界上发展调度集中的全继电式的阶段，此后，不断改进完善和提高，相继研制出DD-2型和D.4D型调度集中，在全国推广了近1000公里1963年在宝鸡～凤州间91公里的单线铁路上开通使用，1966年陇海线郑州～开封段72公里开通使用极性频率式调度集中，1974年6月开通开封～商丘段131公里DD-2型CTC。DD4型和DD5型调度集中70年代中期至80年代初期我国开始使用中规模集成电路器件和我国自主研制的100系列小型计算机，使用计算机自动控制列车进路和运行图的自动描绘。1982年在天津～芦台间完成全部功能试验，包括自动监督、记录列车车次号和运行状况、人工摇控办理进路、分区下放、进路储存、自动越行、计算机控制进路等。奠定了我国发展计算机化调度集中的基础。90年代我国在引进美国的调度集中的同时，铁科院通号所开始研制适合我国国情的CTC系统。采用微处理机技术的“D4型调度集中”，同期国家重大技术装备科技攻关项目“D5型调度集中”在大秦线安装调试完毕并开通使用。DD6型调度集中1992年铁道部为了探索在双线电化区段使用调度集中的优越性，几经论证后决定在郑州～武昌段引进美国GRS公司的微机化调度集中系统，但是，最终由于系统功能不全，不能适应我国特殊的国情与路情的需求未能开通使用。1996年我们首次出口调度集中设备，在伊朗德黑兰市郊铁路安装开通了D6型调度集中系统。2003年10月12日秦沈客运专线D6型调度集中系统开通使用。这是我国第一条时新一代调度集中系统CTC简介第5页共18页速200公里的客运专线实施列车控制的新型信号系统。该系统充分利用了目前最先进的计算机技术、通信技术、网络技术，采用客户机/服务器方式，构成开放式、分布式的计算机网络，系统具有极高可靠性、可维护性、通用性和先进性等特点。分散自律调度集中我国铁路客货混合运输、中低速列车共线，大多数车站有调车作业，这是我国不同于世界上其它国家独具的国情与路情，在我国铁路线上实施调度集中控制时，存在着无法解决集中控制与频繁下放车站控制进行调车作业的矛盾；加之部分站场的列车与调车作业没有平行进路，缺少线路隔开设备，既有车站的继电联锁设备与CTC结合复杂，改建困难，既有的运输规章制度既不能适应新的技术设备又难于改动，推广使用CTC系统的需求不够迫切。这些客观因素使得CTC系统在我国难以顺利推广使用。其中的关键是我们用了较长的时间和较多的精力放在了站场分区下放的方案研究与实施上，最终导致我国的调度集中徘徊不前。2003年在经历秦沈线的建设后，铁科院首次提出解决列、调车作业矛盾的“基于分散自律式的调度集中系统”方案。该方案的核心是“将对列车作业有干扰的调车作业计划，分散纳入列车计划，适时自律实施控制”。这个方案一经提出即受到有关专家和铁道部高层领导的赞许，2003年6月28日刘部长在铁路跨越式发展研讨会上的报告中正式提出：积极发展新一代调度集中系统。至此分散自律调度集中宣告诞生。为我国调度集中的发展开创了一条展新的途径。2003年8月18日铁道部领导在全路电务跨越式发展工作会议上的讲话中提出：“积极发展我国铁路新一代CTC，以DMIS为平台，以CTC为核心，以行车指挥自动化为目标，构建我国铁路现代化的调度指挥管理系统，全面推动铁路运输调度指挥管理模式的变革，实现提高运输效率、保证行车安全、减员增效的目标。这是铁路跨越式发展的重要内涵之一，也是电务跨越式发展的首要任务。”这是我国铁路自建国以来从未有过的，对建设调度集中重大作用的高度评价。世界各国都在采用适合本国国情的调度集中系统，我国铁路经历了几十年的徘徊与探索，历史多次证明引进CTC是不能适合国情的，我们已经拥有了适合于我国路情的新一代调度集中系统，这个系统的出现必将全面推动铁路运输调度指挥管理模式的变革。四、分散自律CTC系统功能4．1CTC系统控制范围对单个车站–联锁控制台所有按钮均纳入CTC控制范围新一代调度集中系统CTC简介第6页共18页对调度台–管辖范围内可以CTC站与TDCS站共存4．2分散自律CTC系统工作模式（1）分散自律模式分散自律模式是基本模式，是用列车运行调整计划自动控制列车运行进路，用调车计划自动自律交互控制调车进路。同时在分散自律条件下调度中心具备人工办理列车、调车进路，车站具备人工办理调车进路的功能。操作权:－调度中心人员可通过助调台操作各站站场设备；－有人站车站值班员可通过车务终端操作站场设备（不能做列车进路相关操作，可以调车，单操道岔等）；－联锁控制台上各按钮不能操作（“非常站控”按钮除外）。列车计划（中心行调台编制）、调车作业通知单（有人站车务值班员编写、无人站中心助调员编写）都下达到自律机，转译成控制命令，再经过合法性检查后，发送给联锁设备执行。自律机综合收集来自调度中心和车站的列车计划、调车