CTC与计轴自动闭塞系统的应用及发展前景探讨

CTC与计轴自动闭塞系统的应用及发展前景探讨

闫佳露

中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特电务段

内蒙古自治区呼和浩特市 010050

摘要：为解决普速铁路运输组织管理中存在的问题，降低人员工作强度，提高车站的效能，进而达到减员增效的目的，对普速铁路调度集中（Centralized Traffic Control，CTC）系统展开研究，从系统框架、操作方式、硬件结构以及软件架构优化和调整传统 CTC 系统，设计提出了基于区域集控模式下的普速铁路 CTC 系统。该系统可实现阶段计划、命令调度、集控台计划管理以及预告等功能，可提高资源的利用率和铁路运输效率。

关键词：普速铁路；调度集中（CTC）系统；区域集控；操作方式

一、CTC重载铁路行车调度指挥系统概述

调度集中系统(简称CTC)作为铁路信号技术装备在中国铁路运输指挥领域的运用，深刻改变了列车调度员、车站值班员、司机间的作业关系，使列车调度的岗位职能发生了根本性变化，承担了CTC操作、确认空闲、办理闭塞、排列或取消进路、开闭信号等作业以及调车领导人的职责。调度岗位职能变化、行车指挥层级减少以及列车高密度高速度多等级共线运行的情况下，应用CTC指挥行车出现了新的不安全因素和管理缺陷。辨识和研判应用CTC指挥行车的安全风险，对坚守高铁和旅客列车安全万无一失的政治红线和职业底线，健全调度指挥的人防、物防、技防“三位一体”的安全保障措施，提升调度指挥质量和服务品质，具有重要的现实意义。

二、普速铁路CTC系统的设计与实现

在列车调度指挥系统（Train dispatching command system，TDCS）的基础上，CTC系统实现了对电气化集中和计算机联锁车站的全覆盖控制以及与机车的无线联系，可以使集控台根据现场作业的需要将接发列车作业和调车作业部分交给车站，并通过人工智能化控制减少行车人员、降低行车人员作业强度，优化作业岗位，提高行车指挥效率，具体表现在以下几个方面：

1.系统自动控制，优化岗位设置

CTC系统能够根据列车运行计划自动为列车运行图作调整，并以网络系统为媒介高效下发列车行车计划至各车站。这种分散自律模式以系统代替人工排列进路，系统能够自动识别旅客列车、货物列车及超限列车，并根据《站细》要求匹配相适应的进路，使列车行驶过程中的调度集中指挥得以迅速完成。

此外，系统还可以根据调车作业计划排列调车作业进路，这使得车站值班员的主要职责转变为核对CTC进路序列是否正确、监控进路能否正常触发和调车作业，进而大大地降低了车站值班员的工作强度。站段也可以通过人工智能化控制来优化岗位设置，从而推动劳动组织改革，在减少岗位用工的同时缓解因工作量增加而带来的作业人员紧张的问题。

2.系统智能调整，提升行车运输效率

CTC 具备列车运行实时显示、车次号追踪及早晚点显示、列车到发点自动采集、实际运行图自动描绘、行车计划自动调整与下达、调度命令的下达、车站行车日志自动生成、列车/调车进路计划和人工自动选排等功能，这促进了普速铁路信息化发展，完善了列车行车指挥过程，实现了列车运行自动化，对于铁路运输组织效率的提升起到了显著的作用。除此之外，普速铁路CTC改造中的G网大面积覆盖也实现了司机与车站值班员、列车调度员的一对一即时通讯，以及无线传输调度命令、行车凭证和列车进路预告信息到机车，这进一步提高了向司机传递接发列车作业信息的效率。

3.系统智能卡控，保障行车安全

在CTC系统中，当车站值班员或列车调度员遇到车站天窗维修作业、施工、停电及封锁等情况，在相对应的位置设置相关标识以完成系统卡控。当车站值班员或列车调度员违规办理行车或调车作业违反安全卡控条件时，进路将无法触发，且CTC系统会自动向车站值班员或列车调度员报警并提示报警信息，这将有效规避传统人工作业中因应粗心大意、违章违纪行为等人为因素而导致的安全隐患，大大提升了行车安全。

三、计轴系统概述

计轴系统的作用及与常规轨道电路的区别计轴系统是一种轨道区段检查设备，它是通过在区段的两端设置磁头，对驶入和驶出的车轮进行计数和判别运行方向，进而判定该区段是否有车占用的方法来监督区段的空闲与占用的。因此计轴系统可作为轨道电路使用，但它又有别于常规的轨道电路。常规的轨道电路没有状态记忆问题，只要区段有车占用，其轨道继电器就能可靠落下。而计轴系统只有在没有停电、车列经由计轴磁头进入或驶出区段的正常情况下才能正确反映区段的空闲与占用。如果计轴系统遭遇停电，当停电恢复后计轴系统因丧失车轮轴数的记录数据而不能判断区段是否有车；如果车列不是从区段的端部磁头处进入或驶出计轴系统将不能正确监督区段的空闲与占用。

四、计轴设备优缺点及前景分析

4.1计轴的优点不同于轨道电路，计轴不需要安装轨道绝缘，这避免了因为插入绝缘而锯断已焊接好的长轨。这些绝缘部位给钢轨带来薄弱环节，断轨经常发生在这些地点，并且许多轨道电路的故障都是由轨道绝缘引起的。计轴与轨道电路相比，由于不需要钢丝绳并且用较少的电缆，因此安装维修费用低廉。计轴不会遇到诸如轨面污染的问题，例如生锈或肥边。这些经常影响轨道电路的正常使用。计轴常用在潮湿的隧道，在那里轨道电路是不可靠的。计轴也经常用在钢结构上 （钢结构铁路桥，如郑州黄河大桥 ），这种结构对轨道电路传输有妨害。计轴还经常用在大长区段上，可以节省多个中继点。国外的经验表明，计轴的可用性一般都达到了完成同样功能的轨道电路的 5倍以上。这显著改善了轨道电路应用的可靠性，因为轨道电路失效通常是列车晚点的最主要的原因。计轴还有益于安全，它减少了由于信号系统失效而使用降级模式时带来的室外操作。

4.2计轴的缺点因为掉电等各种原因，轴计数器可能 “忘记 ” 一个区段内有多少轴，因此人工操作复位系统是必须的。这引入了不可靠的人为的因素，有的直接复位，有的预复位。受扰的原因有失电后恢复、电磁干扰、磁头处划过金属物等，岔区的复位如果采用预复位就比较麻烦，但是直接复位又怕出危险。需要在使用规定中明确各种情况的复位要求。值班员要严格按照操作要求进行复位，并进行双人复核。

4.3前景分析

现在ＪＺ1－Ｈ型微机计轴设备已成为自动站间闭塞、自动闭塞的区段检查最理想的计轴设备，也成为了解决 “红光带 ”的主要计轴机型之一。铁道部也出台了 《ＴＢ2296－1991计轴设备通用技术要求 》、《ＴＢ／Ｔ3189－2007铁路信号计轴应用系统技术条件术条件 》。计轴系统以其成功的运营业绩和令人信服的安全性、可靠性和经济性，满足了众多干线铁路和轨道交通运营商提出的高要求，具有快速、无故障、多功能等许多优点。随着计轴系统在我国地铁系统和干线铁路中的更多推广，它的应用前景也会越来越广阔。

参考文献：

［1］何平.智能高铁体系框架研究[J].中国铁路,2019(3):1-8.

［2］王华.中国智能高铁发展战略研究[J].中国铁路,2019(1):9-14.