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摘要:中國高鐵調度集中系統 ( 簡稱高鐵 CTC 系統) 集成技術，已從起步階段、小規模系統 發展到大規模系統集成，并向信息化、集成化、標準化方向邁進。文章重點介紹當前集成技術的總體發展、總體結構、系統的部分功能及作業流程。
截止2015年，中國高速鐵路通車里程將達1.8萬公里。包括時速200--250公里的高速鐵路1.13萬公里，時速300--350公里的高速鐵路0.67萬公里，基本覆蓋中國50萬以上人口的城市。開行動車組 1300 對以上，這是世界上的高速鐵路網，也是效率高的鐵路網。作為保障高速鐵路運營安全、可靠、高效的核心，高鐵調度集中系統 ( CTC 系統) 集成技術,經歷了起步階段、線路別小規模系統集成、路網性大規模系統集成等幾個階段，并向信息化、集成化、標準化的方向發展。
截止2015年，中國高速鐵路通車里程將達1.8萬公里。包括時速200--250公里的高速鐵路1.13萬公里，時速300--350公里的高速鐵路0.67萬公里，基本覆蓋中國50萬以上人口的城市。開行動車組 1300 對以上，這是世界上的高速鐵路網，也是效率高的鐵路網。作為保障高速鐵路運營安全、可靠、高效的核心，高鐵調度集中系統 ( CTC 系統) 集成技術,經歷了起步階段、線路別小規模系統集成、路網性大規模系統集成等幾個階段，并向信息化、集成化、標準化的方向發展。
一、CTC系統的基本概念
CTC（Centralized Traffic Control)調度集中，也稱列車集中控制，是控制中心(調度員）對某一調度區段的信號設備進行集中控制，對列車運行進行直接指揮、管理的技術設備。
分散自律CTC技術：分散式相對于調度中心集中控制而言，將過去由調度中心集中控制所有車站的列車作業的方式改變為由各個車站獨立控制各自的列車和調車作業。
基本原則：列車作業優先于調車作業，調車作業不得干擾列車作業，發生沖突由系統判決，給出建議后執行。
二、CTC系統的發展
2003年，鐵道部提出了鐵路跨越式發展的戰略思想，調度集中作為鐵路信息化建設的重要組成部分，必須得到較快的發展。因此，CTC系統得到了發展。
秦沈線是我國第一條高速鐵路 ( 時速 200 km以上) ， 采用 CTC 系統， 開通于 2003 年， 并于2010 年改造為分散自律 CTC 系統。
1. 起步階段 (2002 ～ 2004 年)
秦沈線是我國第一條高速鐵路 ( 時速 200 km以上) ， 采用 CTC 系統， 開通于 2003 年， 并于2010 年改造為分散自律 CTC 系統; 系統初步具備了列車及調車進路控制、行車信息顯示、列車運行自動跟蹤、列車運行圖管理、運營統計報表、重疊 信息顯示等行車指揮功能; 通過應答器及軟件實現 車次號確認及自動追蹤功能; 具備設備集中報警及與其他系統交換信息功能。
特點: 實現了列車 / 調車進路自動辦理、 車次號確認、車站 CTC 分機與聯鎖本地控制臺合 二為一。
2.線路別小規模系統集成階段 (2005 ～ 2011)
2004 年我國發布 《分散自律 CTC 技術條件》，普速鐵路采用了具備分散自律功能的 CTC 系統。隨著 CTCS-2 和 CTCS-3 級列控系統的成熟，高鐵CTC 系統在普速 CTC 基礎上不斷完善，通過與高鐵列控中心 ( TCC) 、無線閉塞中心 ( RBC) 、臨時限速服務器 ( TSRS) 等結合,并開發其他配套功 能，滿足了 350 km /h 高鐵調度指揮需要。
系統特點: 實現分散自律，實現與列控結合，系統規模和處理能力有限。
3 路網性大規模系統集成階段 (2012 ～ 2014)
為適應高鐵運營網絡的快速發展，原鐵道部于2007 年啟動了北京、上海、武漢、廣州及原鐵道部 “四所一中心”調度指揮中心工程，開啟了路網性高鐵 CTC 系統研究和建設進程。
系統特點: 系統規模龐大，系統組網 ( 萬兆核心局域網) 和配置標準大幅提升，采用統一應用軟件，采用符合信息安全等級保護四級要求的信息安全技術。
三、CTC的結構
1、高鐵 CTC 系統為三層架構: 第一層為鐵路總公司調度中心; 第二層為鐵路局高鐵 CTC 系統;第三層為車站 CTC 子系統。三層之間目前均采用N × 2 Mb /s 數字通道連接。
CTC的總體結構示意圖：
2、分散自律調度集中系統由調度中心子系統、車站子系統和傳輸網絡子系統三部分組成。 其結構簡圖如下：
2、分散自律調度集中系統由調度中心子系統、車站子系統和傳輸網絡子系統三部分組成。 其結構簡圖如下：
1）調度中心子系統包括數據庫服務器、應用服務器、通信前置服務器、網絡設備、電源設備，防雷設備、網管工作站、系統維護工作站、調度員工作站、控制工作站、綜合維修工作站等。
2）傳輸網絡子系統包括網絡通信設備、傳輸通道構成雙環自愈網絡。
3）車站子系統主要設備包括車站自律機、車務終端、綜合維修終端、電務維護終端、網絡設備、電源設備、防雷設備、連鎖系統接口設備和無線系統接口設備。
四、CTC的子系統及功能
1、調度中心子系統
調度中心系統包括調度中心應用系統、總機房設備、維修子系統。
(1)調度中心應用系統主要提供調度所各相關工種的操作界面和培訓功能。主要設備包括：列車調度員工作站、助理調度員（兼控制工作站）、調度命令管理工作站、和必要的打印機和繪圖儀等。
各設備的功能： 列車調度員工作站：
◆ 實時監控管轄范圍內列車運行狀態。
◆ 制定、調整和下達列車階段計劃，查閱實跡運行圖。
◆ 與相鄰區段列車調度員信息交換。 助理調度員：
◆ 與相鄰區段列車調度員信息交換。 助理調度員：
◆ 無人車站的零星調車作業計劃的編制
◆ 調整以及調車工作的領導工作
◆ 調整以及調車工作的領導工作
◆ 根據列車調度員安排的運行調整計劃和調度員的口頭指令進行車站的列車進路自動排路的監督和必要的人工干預
◆ 提供車站的按鈕操作界面，可直接遙控車站的進路和其他信號設備。
調度命令管理工作站：
◆ 一般施工調度命令的下達。
◆ 臨時限速命令的下達
◆ 無線調度命令的下達
◆ 調度命令的查詢。
(2)總機房設備
調度命令管理工作站：
◆ 一般施工調度命令的下達。
◆ 臨時限速命令的下達
◆ 無線調度命令的下達
◆ 調度命令的查詢。
(2)總機房設備
總機房設備包括數據庫服務器、應用服務器、通信前置服務器、接口通訊機和電源設備。
數據庫服務器用于存儲關鍵性數據，如運行圖計劃、列車到發點、表示信息等。
應用服務器主要用于系統基本圖、日班計劃、階段計劃、實績運行圖、調車作業計劃及其他各項數據的存儲；處理CTC內部數據與業務流程；包括列車階段計劃的維護及沖突檢測和調整、調車作業計劃及調車作業鉤進路的生成等，是CTC系統的核心處理設備。
通信前置服務器主要用于完成調度中心系統與車站系統的數據交換和通信隔離。
接口通訊機主要用于同TMIS, TDCS或其他系統間信息交換。
電源設備采用集中供電方式，由防雷屏、轉換屏、、穩壓屏、20kV·A UPS電源等組成。
(3)調度集中維修子系統
調度集中維修子系即系統維護工作站（兼網管工作站），主要用于對CTC系統的調度中心及車站的計算機設備、網絡通訊設備的運行狀態進行監視。對故障設備進行報警、記錄和回放等。
2、車站子系統
車站子系統是分散自律調度集中系統的重要組成部分，它是整個網絡系統的基本功能節點。調度中心將行車計劃下達至車站，車站子系統根據列車運行調整計劃完成進路選排、沖突檢測、控制輸出等核心功能。同時車站子系統還可以實現調車作業計劃單編制及調車作業進路控制功能。
車站子系統設備連接圖如下：
車站CTC子系統主要包括自律機、采集板和輸出板、車站值班員工作站、電務維護終端、網絡設備、電源防雷設備等。
車站CTC子系統主要包括自律機、采集板和輸出板、車站值班員工作站、電務維護終端、網絡設備、電源防雷設備等。
（1）車站自律機（Lirc）
自律機是CTC系統的車站核心設備，其硬件選用專用的工業級計算機設備，在可靠性、數據處理能力等方面有嚴格要求。
（2）自律機的功能主要包括:
1)接收存儲調度中心的列車運行計劃，并可以自動按計劃進行進路排列，驅動聯--P 34接收存儲調度中心的列車運行計劃，并可以自動按計劃進行進路排列，驅動聯鎖系統執行。
2)接收調度中心和本地值班員（信號員）的直接控制操作指令（按鈕命令），經與列車計劃以及聯鎖關系檢查后,確認無沖突后驅動聯鎖系統執行。
3)對信號設備的表示信息進行分析，確認進路的完整性和信號的正確性，并能對不正常情況進行處理。 4)對車次號進行安全級管理。 5)接收鄰站的實際和計劃運行圖。
6)接收調度中心和本站值班員的進路人工干預,并調整內部處理流程。
3、網絡子系統
網絡子系統是由網絡通信設備和傳輸通道構成雙環自愈網絡，應采用迂回、環狀、冗余等方式提高其可靠性。CTC網絡子系統分為廣域網和局域網。
（1）局域網連接方式圖
（2）廣域網連接方式圖
（2）廣域網連接方式圖
五、CTC的作業流程
(1)CTC作業簡易流程圖
（2）具體實現步驟：
1)在列調工作站編制、下達列車運行調整計劃，計劃下達到各站。 2)車站收到計劃后，自動將列車運行調整計劃轉換為列車進路指令序列。 3)CTC排列進路的規定時機一到，并進行《站細》條件檢查通過后，向聯鎖系統下達進路控制命令。
4)在進路排列完成后，自動以文字方式向司機提供前方站的接車進路預告信息。
5)來自聯鎖的行車表示信息以及自身采集的表示信息發送至調度中心。 6)車站自律機按照報點規則自動采集列車的到、發點或通過點，并將報點信息發送至調度中心，調度中心依此來自動描繪實跡圖；車站自律機將報點信息傳送至車務終端，車務終端根據該信息自動填寫運通二、三報表。
（3）CTC系統功能實現邏輯圖：
六、高速客專下CTC系統功能
1、高鐵CTC自動排路邏輯：
針對高速動車組，接車進路排列邏輯采用空間或時間條件滿足其一即觸發：
1）空間上采用15個閉塞分區間距
2）時間上采用提前計劃9分鐘
1）空間上采用15個閉塞分區間距
2）時間上采用提前計劃9分鐘
時間和空間滿足任一條件即可觸發進路。
在發車進路排列邏輯上，在既有邏輯上增加：若出站信號機處于點燈狀態，則需要檢查站間閉塞條件。
2、出站信號引導功能：
•高速客專下聯鎖增加了出站信號機引導的功能，點燈情況下引導出站亦需檢查站間閉塞條件
•CTC下出站信號機引導開放需人工操作，操作方式和進站引導類似，
3、其他功能例如：
•列車信號機點燈、滅燈狀態和控制 •區間低頻值表示
•C3列車移動授權站場表示
•C3列車運行狀態顯示
•列控臨時限速
•C3列車運行狀態顯示
•列控臨時限速
七、中國高鐵調度集中系統集成技術展望
高鐵 CTC 系統已在 5 個鐵路局調度所及總公司調度中心運營，并已在其他 10 余個高鐵及城際鐵路調度中心推廣應用。此系統是國內一次建成標準最高、可擴展性最強、信息保護安全等級最高、 具有完全自主知識產權的運輸調度指揮系統，表現 出極強的技術輻射能力。實現了從技術方案到設計 方案到建設成果、運營成果的轉化，其應用全面提 升了高鐵運輸安全保障能力，創新了電務運營維護 管理水平。各調度所自 2012 年底陸續開通以來， 驗證了系統的功能需求和系統需求，滿足我國高速 鐵路運輸要求，系統運行穩定，設備工作安全可 靠，系統設計先進合理，功能完善，運輸指揮靈活 高效，各種工作站及終端界面友好，運輸調度指揮 的安全性、穩定性、高效性得到了有效保證，經濟 效益和社會效益顯著。
隨著全國高鐵路網的建成和發展，結合信號列 控系統技術的進步，兼顧通信、信息等技術發展， 中國高鐵 CTC 系統也必將向更安全、更實時、自動化、免維護、標準化的方向發展。
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