披头士的简介:中国铁路调度指挥系统

CTCS - 简介

 TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校核、自动报点、正晚点统计、运行图自动绘制、调度命令及计划的下达、行车日志自动生成等功能，还句话说就是原来行车调度员和车站值班员需要用笔记下的东西现在都可以由TDCS自动完成。

参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成了自己的CTCS（Chinese Train Control System）标准体系。如何吸收ETCS规范并结合中国国情更好地再创新，是值得深入研究的课题。 

铁路是国民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先行产业，是社会的基础设施，铁路运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。为了满足国民对铁路运输的要求，进入二十一世纪以后，铁路部门致力于高速铁路和客运专线的建设，并取得了骄人的成绩。 

为了适应中国高速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功了“CTCS系统”（即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System的缩写“CTCS”）^[1]

CTCS - 产生背景

由于早期欧洲铁路的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互不兼容，为有效解决各种列车控制系统之间的兼容性问题，保证高速列车在欧洲铁路网内跨线、跨国互通运行，1982年12月欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。 

2001年欧盟通过立法形式确定ETCS（European Train Control System）为强制性技术规范。ETCS的主要目标是互通互用、安全高效、降低成本、扩展市场，在规范的设计上融入了欧洲各主要列控系统的功能，制定了比较丰富的互联互通接口。经过长期的发展，ETCS系统目前已经比较成熟，得到了欧洲各国铁路公司和供货商的广泛认可。

中国人口密集，资源紧张，城市化发展非常迅速。一直处于发展中的中国铁路，始终存在着运量与运能之间的突出矛盾。铁路运输至今仍相当程度地制约着国民经济的快速发展，铁路仍是我国国民经济发展中的一个薄弱环节。为了缓解铁路运输的压力，铁路部门先后实行了六次大提速。 

与此同时，高速铁路的蓬勃发展，对铁路的中枢神经——信号系统也提出了新的技术要求。但由于历史及技术原因，中国铁路存在多种信号系统，严重影响了运输效率。铁路信号系统迫切需要建立统一的技术标准，确立数字化、网络化、智能化、一体化发展方向，国产高速铁路列车运行控制系统标准的制定迫在眉睫。为实现高铁战略，铁道部组织相关专家开始制定适合我国国情的中国列车控制系统CTCS（Chinese Train Control System）。 

在CTCS 技术规范中，根据系统配置CTCS按功能可划分为5 级。为满足客运专线和高速铁路建设需求，通过对ETCS标准的引进、消化、吸收，并结合成功应用的CTCS-2级列车运行控制系统的建设和运营经验，我国构建了具有自主知识产权的CTCS-3级列控系统标准。CTCS-3级列车运行控制系统是基于GSM-R无线通信的重要技术装备，是中国铁路技术体系和装备现代化的重要组成部分，是保证高速列车运行安全、可靠、高效的核心技术之一。 

CTCS - 其技术平台的确立

 CTCS 列控系统是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。CTCS 系统包括地面设备和车载设备，根据系统配置按功能划分为以下5 级：

1、CTCS—0 级为既有线的现状，由通用机车信号和运行监控记录装置构成。

2、CTCS—1 级由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，面向160 km/h以下的区段，在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。

3、CTCS—2 级是基于轨道传输信息的列车运行控制系统，CTCS—2 级面向提速干线和高速新线，采用车—地一体化计,CTCS—2 级适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。

4、CTCS—3 级是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统；CTCS—3 级面向提速干线、高速新线或特殊线路，基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞，CTCS—3级适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。

5、CTCS—4 级是基于无线传输信息的列车运行控制系统，CTCS—4 级面向高速新线或特殊线路，基于无线通信传输平台，可实现虚拟闭塞或移动闭塞，CTCS—4 级由RBC 和车载验证系统共同完成列车定位和列车完整性检查，CTCS—4 级地面不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。中国新建200 km/h～250 km/h，客运专线采用CTCS—2 级列控系统，300 km/h～350 km/h。

CTCS - 级间关系

符合CTCS规范的列车超速防护系统应能满足一套车载设备全程控制的运用要求
系统车载设备向下兼容
系统级间转换应自动完成
系统地面，车载配置如具备条件，在系统故障的条件下应允许降级使用
系统级间转换应不影响列车正常运行

CTCS - 其特点

首先是系统的开放性。ETCS技术规范是得到欧洲联盟和国际铁路联盟承认的标准，所有ETCS的设备供应商都可以按照该标准来生产ETCS设备。 

其次是互可操作性与互用性。由于所有ETCS设备均按照统一的技术规范生产，所以不同厂家的设备可以很好地组合甚至互换使用，互联互通非常方便。 

第三是兼容性。ETCS系统中5个应用等级的机车，尽管其车载设备不同，但机车可以在不同等级的线路上互通运营。 

最后是可升级性。ETCS的低等级系统在原有设备的基础上，通过增加一些新的设备（模块）就能方便地升级到更高的等级，原有的列控车载设备可以在高等级的系统中继续使用。 

CTCS - 工作模式

 完全监控模式：车载设备正常获取列车数据、线路数据、移动授权的情况下，由车载设备自动应用的控车模式。此时车载设备监控动态速度曲线，通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息，监控列车安全运行。 

调车模式：调车作业时使用的模式，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车前进或折返运行。CTCS-3和ETCS-2等级下需要RBC（无线闭塞中心）给出授权，车载设备监控调车限速，也可同时监控调车区域。 

休眠模式：非本务端（驾驶室没有激活）使用的模式。在这种模式下，车载设备不执行列车移动监控功能，执行列车位置功能、无线会话管理功能。 

待机模式：车载设备上电并完成自检后自动进入的模式。此时车载设备禁止列车移动。 

隔离模式：当列控车载设备停用时，司机停车并操作隔离开关隔离车载设备。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。 
部分监控模式（PS）：该模式仅用于CTCS-2级列车运行控制系统。在CTCS-2级中，当车载设备接收到轨道电路允许行车的信息，而缺少应答器提供的线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车运行。 

机车信号模式（CS）：该模式同样仅用于CTCS-2级列车运行控制系统。当列车运行到地面设备未装备CTCS-3/CTCS-2级列控系统的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度80km/h监控列车运行，并显示机车信号。 

引导模式（CO）：当引导信号机或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远发车时，车载设备按照固定限速40km/h监控列车运行，由司机负责检查轨道占用情况。^[2] 

CTCS - 所起的作用

在 DMIS 基础上，调度集中应具备列车运行计划人工、自动调整、实际运行图自动描绘，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。 在 DMIS 基础上，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。 系统依据列车运行调整计划，《技规》、《行规》、《站细》等规定，以及相关联锁技术条件对列车、调车作业进行分散自律安全控制（汉分散自律控制模式下的中心、车站人工直接操作）。

对违反分散自律安全条件的人工操作，系统应能进行安全提示。 系统对于影响正常运用的故障，如信号故障关闭（或灭灯及灯丝断丝）时应具有报警、提示、记录等功能。 与调度命令无线传送系统配合具有解车进路信息自动预告功能。 进行调车作业时不需要控制权转换。 不影响既有的平面调车区集中联锁功能。 具有部分非正常条件下接发列车功能以及降级处理措施。 具有本站及相邻各两个车站的列车运行调整计划显示功能。 具有本站及相邻各两个车站的站间透明功能。 具有人工办理排进路功能，为进路指令的执行做好准备。 具有自我诊断、运行日志保存、查询和打印等功能，并逐步实现系统维护智能化。 对所有的人工操作具有完整的记录、查询、回放和打印功能。 实时监控电源状态，停电时应自动保存列车、调车作业等重要信息。 

在保证网络安全的条件下可与其他相关系统联网，实现数据资源共享。 列车作业 调度集中控制范围内的列车作业，以列车运行调整计划自动控制为基本方式，以调度中心人工控制为辅助方式。 列车计划管理 日班计划 调度集中应具有接收日班计划或者单独制定日班计划的功能。系统可按要求时间将日班计划以运行图或车次时刻表的方式提供给调度员，同时以调度命令的方式下达到有关站段。 调度集中应具有以日班计划为依据，人工和自动调整列车运行计划以及中间站甩挂调车作业计划的功能，经批准后实施下达到车站自律机执行。 

调整列车运行计划应遵循单一指挥，按图行车，确保重点等原则，正确合理地使用车站正线、到发线，组织和完成列车在车站的到开、会让、越行、通过等性车作业。 调整列车运行计划应根据运行图，通过压缩停站时间、调整列车区间运行时分、变更越行站和会让站等方法完成。 对于有特殊要求的列车由调度员依照相关管理规定特别设置（超限列车、专列等特殊列车应有明显的标记），并产生相应的列车运行调整计划。 调度员可随时查询、调整列车运行调整计划的内容（含计划使用股道信息）；车站值班员可随时查询计划和进路内容。 系统在列车调整计划下达前必须通过合法性、时效性、完整性和无冲突性的检查。