李志兵 趙永海 王鐘巍

(1．北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2．北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

鐵路編組站是鐵路貨物運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)，擔(dān)負(fù)樞紐或區(qū)域內(nèi)車(chē)流、貨流的匯集、疏解功能。2007年，編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)（CIPS）在成都北站開(kāi)通使用，揭開(kāi)鐵路編組站綜合自動(dòng)化發(fā)展的序幕，全國(guó)的編組站陸續(xù)開(kāi)始進(jìn)行編組站綜合自動(dòng)化改造。

CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱C2）是基于軌道電路加點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸列車(chē)運(yùn)行許可信息，并采用目標(biāo)-距離模式監(jiān)控列車(chē)安全運(yùn)行。

傳統(tǒng)編組站是一個(gè)純粹對(duì)貨運(yùn)列車(chē)進(jìn)行作業(yè)的車(chē)站，但是近年來(lái)隨著高速鐵路、客運(yùn)專線的迅猛發(fā)展，C2線路逐漸引入編組站。編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與C2系統(tǒng)如何進(jìn)行信息交互，系統(tǒng)間如何協(xié)同合作，就成為廣大設(shè)計(jì)人員面臨的問(wèn)題。以CIPS系統(tǒng)為例，探討一下兩個(gè)系統(tǒng)結(jié)合的思考。

2 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

2.1 編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與調(diào)度集中、聯(lián)鎖系統(tǒng)接口關(guān)系

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包含信息管理系統(tǒng)和信號(hào)控制集中系統(tǒng)，信號(hào)控制集中系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)（CBI）、駝峰控制系統(tǒng)、停車(chē)器控制系統(tǒng)、調(diào)度集中（CTC）/調(diào)度指揮（TDCS）中心系統(tǒng)等接口，采用統(tǒng)一的控制界面，按調(diào)度計(jì)劃對(duì)聯(lián)鎖、駝峰、停車(chē)器系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備的集中控制。

實(shí)施編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的車(chē)站，車(chē)站辦理進(jìn)路的方法是由系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路或車(chē)站值班員在調(diào)度大廳編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)終端上辦理進(jìn)路，命令發(fā)送給聯(lián)鎖系統(tǒng)，聯(lián)鎖系統(tǒng)判定條件許可后進(jìn)行進(jìn)路排列。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CBI、CTC/TDCS系統(tǒng)接口如圖1所示。

圖1 編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CBI、CTC/TDCS接口圖Fig.1 Interfaces between CIPS system and CBI， CTC/TDCS system

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CBI的操表機(jī)采用CTC協(xié)議接口，CTC/TDCS系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)接口采用TDCS協(xié)議。編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與局CTC/TDCS中心按《關(guān)于編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與TDCS接口方案的復(fù)函》(運(yùn)基信號(hào)[2008]662號(hào))的規(guī)定接口。

2.2 C2系統(tǒng)與調(diào)度集中、聯(lián)鎖系統(tǒng)接口關(guān)系

C2列控系統(tǒng)地面設(shè)備包括軌旁設(shè)備和室內(nèi)設(shè)備兩部分，主要由ZPW-2000軌道電路設(shè)備、應(yīng)答器、地面列控中心、臨時(shí)限速服務(wù)器等系統(tǒng)構(gòu)成。C2系統(tǒng)在車(chē)站主要與聯(lián)鎖系統(tǒng)、CTC系統(tǒng)進(jìn)行接口，采用CTC系統(tǒng)統(tǒng)一指揮全線的行車(chē)。

目前，車(chē)站辦理進(jìn)路的方法是由CTC系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路或由值班員人工在CTC車(chē)務(wù)終端辦理進(jìn)路，命令發(fā)送給聯(lián)鎖系統(tǒng)，聯(lián)鎖系統(tǒng)判定條件許可后進(jìn)行進(jìn)路排列。

C2列控地面系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 C2列控地面系統(tǒng)Fig.2 Schematic diagram of CTCS-2 train control wayside system

2.3 編組站采用編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)同時(shí)引入C2的問(wèn)題

迄今為止，已裝備編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的站場(chǎng)尚未與C2系統(tǒng)發(fā)生信息交互。但在工程建設(shè)過(guò)程中，開(kāi)始有部分編組站的一個(gè)或多個(gè)場(chǎng)有C2線路通過(guò)，在其進(jìn)行編組站自動(dòng)化改造時(shí)存在以下問(wèn)題。

1）聯(lián)鎖控制權(quán)問(wèn)題

在裝備編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)站場(chǎng)，聯(lián)鎖系統(tǒng)由編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)統(tǒng)一指揮，編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)送控制指令指揮聯(lián)鎖系統(tǒng)排列進(jìn)路控制行車(chē)和調(diào)車(chē)。

在常規(guī)C2線路，聯(lián)鎖系統(tǒng)由CTC系統(tǒng)統(tǒng)一指揮行車(chē)。

由于聯(lián)鎖系統(tǒng)只能接受單一系統(tǒng)控制，因此在編組站裝備編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的C2線路，如果聯(lián)鎖控制權(quán)歸屬CTC，CTC排列整條線列車(chē)進(jìn)路，編組站的調(diào)車(chē)進(jìn)路也由CTC負(fù)責(zé)，編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)只負(fù)責(zé)編組站的計(jì)劃和現(xiàn)車(chē)等管理內(nèi)容，但編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)法做到管理和控制統(tǒng)一指揮，主要的調(diào)車(chē)功能等會(huì)受到極大干擾，影響編組站作業(yè)效率；如果聯(lián)鎖控制權(quán)歸屬編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)編組站全站統(tǒng)一指揮、信息共享，但調(diào)度中心對(duì)整條線進(jìn)行控制時(shí)，編組站要通過(guò)編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)控制列車(chē)進(jìn)路，不能實(shí)現(xiàn)調(diào)度所直接排列進(jìn)路。

2）其他相關(guān)的問(wèn)題

編組站在裝備編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)后，在站調(diào)樓設(shè)置值班員操作終端。目前C2線路CTC車(chē)務(wù)終端上顯示或操作的區(qū)間閉塞分區(qū)信息（區(qū)間閉塞分區(qū)狀態(tài)信息、區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī)狀態(tài)信息、區(qū)間軌道電路編碼信息、區(qū)間軌道電路方向信息、設(shè)置閉塞分區(qū)確認(rèn)無(wú)車(chē)占用）、區(qū)間邏輯檢查信息（區(qū)間邏輯狀態(tài)總解鎖、區(qū)間邏輯檢查開(kāi)啟/關(guān)閉操作、發(fā)送區(qū)間邏輯狀態(tài)確認(rèn)命令、接收和顯示命令執(zhí)行狀態(tài)）、臨時(shí)限速信息、TCC設(shè)備狀態(tài)信息等，是否在編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)操作終端上顯示和操作，需要統(tǒng)籌考慮。

3 解決方案研究

3.1 聯(lián)鎖控制權(quán)問(wèn)題

方案一：由編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)控制聯(lián)鎖系統(tǒng)。

按編組站自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)有模式設(shè)置，編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)直接對(duì)聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行控制，編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)按照路局班計(jì)劃和階段計(jì)劃生產(chǎn)本站作業(yè)計(jì)劃。站內(nèi)無(wú)論是列車(chē)進(jìn)路還是調(diào)車(chē)進(jìn)路都按計(jì)劃排列，車(chē)站調(diào)度人員通過(guò)修改計(jì)劃來(lái)進(jìn)行調(diào)整，車(chē)站值班員擁有對(duì)進(jìn)路排列的最高控制權(quán)限。對(duì)于涉及C2列車(chē)進(jìn)路的安排，可由編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC接口做特殊處理，此類進(jìn)路的排路、執(zhí)行、取消、解鎖實(shí)時(shí)顯示在CTC中心的調(diào)度員界面，便于路局調(diào)度中心實(shí)時(shí)監(jiān)控。

CTC與列控系統(tǒng)維持既有的接口方式及雙方既有的功能，包括臨時(shí)限速、區(qū)間邏輯檢查控制等。

此方案的優(yōu)點(diǎn)：編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC、聯(lián)鎖系統(tǒng)采用現(xiàn)行的接口方式，編組站作業(yè)計(jì)劃不受影響，系統(tǒng)改動(dòng)量較??；缺點(diǎn)：路局中心不能對(duì)編組站各場(chǎng)直接控制，改變了其作業(yè)習(xí)慣；進(jìn)路預(yù)告、臨時(shí)限速、區(qū)間邏輯檢查等功能需要CTC繼續(xù)保持。

方案二：由CTC控制聯(lián)鎖系統(tǒng)。

在此方案中，CTC作為編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將原來(lái)發(fā)送給聯(lián)鎖系統(tǒng)的指令發(fā)送給CTC，CTC將指令轉(zhuǎn)發(fā)給聯(lián)鎖系統(tǒng)執(zhí)行，CTC將執(zhí)行結(jié)果反饋給編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

CTC與列控系統(tǒng)維持既有的接口方式及雙方既有的功能，包括臨時(shí)限速、區(qū)間邏輯檢查控制等。

方案二的優(yōu)點(diǎn)：保留了CTC與聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口，CTC整體站線在調(diào)度上完整統(tǒng)一；缺點(diǎn)：編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)觸發(fā)進(jìn)路需要經(jīng)過(guò)CTC轉(zhuǎn)發(fā)，增加了接口和時(shí)延，增加了故障點(diǎn)；CTC系統(tǒng)和編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)均需大量的修改工作，影響編組站的總體效率，在軟件實(shí)現(xiàn)上也存在技術(shù)難點(diǎn)。

3.2 聯(lián)鎖控制權(quán)方案的深化研究

聯(lián)鎖系統(tǒng)由編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)控制還有4個(gè)子方案。

方案1：編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC系統(tǒng)接口方式不變，站調(diào)樓中心設(shè)兩個(gè)系統(tǒng)終端。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC系統(tǒng)接口方式不變，兩個(gè)系統(tǒng)增加通信內(nèi)容，站調(diào)樓中心設(shè)編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集控終端與CTC遠(yuǎn)程車(chē)務(wù)終端，并列放置，如圖3所示。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)路的集中控制、自動(dòng)控制。在自控模式下，自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路符合CTC技術(shù)條件及相關(guān)技術(shù)條件。

CTC車(chē)務(wù)終端仍保留顯示或操作的區(qū)間閉塞分區(qū)信息、TCC設(shè)備狀態(tài)信息、區(qū)間邏輯檢查信息及操作、臨時(shí)限速信息顯示等。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC系統(tǒng)接口內(nèi)容在原來(lái)協(xié)議的基礎(chǔ)上增加編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)觸發(fā)C2線路進(jìn)路需要的信息及進(jìn)路預(yù)告信息。

方案2：編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC系統(tǒng)接口方式不變，在編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)操作終端統(tǒng)一顯示和操作。

圖3 編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC雙終端接口關(guān)系圖Fig.3 Interface diagram between CIPS system and CTC dual-terminal

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC系統(tǒng)接口方式不變，兩個(gè)系統(tǒng)增加通信內(nèi)容，在編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)操作終端統(tǒng)一顯示和操作。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)裝備后，可在調(diào)度大廳車(chē)站值班員處設(shè)置CTC遠(yuǎn)程備用車(chē)務(wù)終端，與編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集控終端并列放置，冷備。接口方式與圖3相同。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)路的集中控制、自動(dòng)控制。在自控模式下，自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路符合CTC技術(shù)條件及相關(guān)技術(shù)條件，并實(shí)現(xiàn)顯示或操作原CTC車(chē)務(wù)終端上的各項(xiàng)信息。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC系統(tǒng)接口內(nèi)容在原來(lái)協(xié)議的基礎(chǔ)上增加編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)觸發(fā)C2線路進(jìn)路需要的信息和顯示信息；區(qū)間閉塞分區(qū)和提供信號(hào)機(jī)狀態(tài)信息、區(qū)間軌道電路信息、TCC設(shè)備狀態(tài)信息、區(qū)間邏輯檢查顯示及操作信息、臨時(shí)限速信息等。由CTC中心發(fā)送給編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，CTC系統(tǒng)和編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)軟件進(jìn)行適應(yīng)性改造。

方案3：編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC站機(jī)接口，站調(diào)樓只設(shè)置編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)控制終端。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與各場(chǎng)CTC站機(jī)增加接口，傳輸編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)觸發(fā)C2線路進(jìn)路需要的信息和顯示信息：區(qū)間閉塞分區(qū)和提供信號(hào)機(jī)狀態(tài)信息、區(qū)間軌道電路信息、TCC設(shè)備狀態(tài)信息、區(qū)間邏輯檢查顯示及操作信息、臨時(shí)限速信息等，根據(jù)需求修改兩個(gè)系統(tǒng)的傳輸內(nèi)容，如圖4所示。

圖4 編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC站機(jī)接口關(guān)系圖Fig.4 Interface diagram between CIPS system and CTC station machine

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)路的集中控制、自動(dòng)控制。在自控模式下，自動(dòng)觸發(fā)進(jìn)路符合CTC技術(shù)條件及相關(guān)技術(shù)條件。實(shí)現(xiàn)顯示或操作的原CTC車(chē)務(wù)終端的內(nèi)容（區(qū)間閉塞分區(qū)狀態(tài)信息、區(qū)間通過(guò)信號(hào)機(jī)狀態(tài)信息、區(qū)間軌道電路編碼信息、區(qū)間軌道電路方向信息、TCC設(shè)備狀態(tài)信息、設(shè)置閉塞分區(qū)確認(rèn)無(wú)車(chē)占用、區(qū)間邏輯狀態(tài)總解鎖、區(qū)間邏輯檢查開(kāi)啟/關(guān)閉操作、發(fā)送區(qū)間邏輯狀態(tài)確認(rèn)命令、接收和顯示命令執(zhí)行狀態(tài)、臨時(shí)限速信息顯示等）。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與CTC中心接口內(nèi)容在原來(lái)協(xié)議的基礎(chǔ)上增加C2線路需要的信息。

方案4：編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與各場(chǎng)TCC接口, 站調(diào)樓只設(shè)編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)控制終端。

編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與各場(chǎng)TCC直接接口，TCC將向區(qū)間信息同時(shí)發(fā)送給CTC與編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。站內(nèi)進(jìn)路排列及信號(hào)設(shè)備的控制、臨時(shí)限速信息、區(qū)間邏輯檢查的顯示/控制信息等均在編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)終端上統(tǒng)一顯示及操作。如圖5所示。

圖5 編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)與各場(chǎng)CTC接口方案系統(tǒng)接口圖Fig.5 Interface diagram between CIPS system and TCC interface scheme system in the yards

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)蓬勃發(fā)展，必然將會(huì)有越來(lái)越多的編組站面臨與C2線路交互問(wèn)題，本文旨在對(duì)這個(gè)問(wèn)題的現(xiàn)狀和解決方案提出一些見(jiàn)解，具體工程實(shí)踐過(guò)程中，還需要參建的各個(gè)單位共同努力，根據(jù)各個(gè)路局不同的實(shí)際情況，探索出一條兩套系統(tǒng)協(xié)同合作、安全高效運(yùn)營(yíng)的道路。