第二节 CTC系统概述
一、系统定义
调度集中:Centralized Traffic Control
1925年,美国人S.N.怀特首先提出在一个规定地点控制列车按信号显示运行的行车方式。
后经实践发展,美国铁路协会定义为:调度中心对某一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。
二、系统发展
(一)世界第一套调度集中控制设备
1927年7月25日,在美国纽约中央铁路斯坦利(Stanley)和博威克(Berwick)间59.5km单线和4.8km复线上开通使用。采用单导线传送直流电信息,因耗铜量极高,在使用几年后废除。
(二)CTC系统大致经历了使用继电器、电子管、晶体管、集成电路、计算机构成的不同年代
继电器年代:用继电器等元件构成的静态系统,负载能力差,使用寿命短。
电子管年代:20世纪50年代,开始采用冷阴极闸流管等分立元件,构成循环扫描周期动作的系统。缺点是体积大,功耗大,发热高,使用寿命短,结构脆弱。
晶体管年代:20世纪50年代后期,在动作频繁的逻辑部分采用了晶体管,提高了工作速度,延长了使用寿命,但负载小,不易启动。
集成电路年代:20世纪60年代后期,开始采用集成电路器件,系统的设备体积缩小,可靠性提高,但成本高,故障判断不便。
计算机年代:20世纪80年代,计算机代替了布线逻辑,提高了系统数据处理能力及其控制范围和功能。
三、我国CTC系统的发展
(1)1963年,在苏联专家指导下,我国第一套CTC系统在宝鸡—凤州91km的单线开通使用。因线路坡度大,追踪发车困难,未达到预期效果。
(2)1965年,铁科院自主研制的CTC系统在开封—商丘段开通使用。该系统使用继电器和电子管组成,但因晶体管的广泛应用,该套系统未推广建设;1978年,修建双线时停止使用。
(3)1969年,成都—燕岗间正式开通DD-1型调度集中,系统运用了十年。这个系统由于在线路环节和动作频繁的逻辑部分采用了矩磁磁芯和晶体管,输入、输出电路由继电器实现,从而提高了系统的工作速度,缩小了设备体积,延长了使用寿命,使信号设备电子化有了一个良好的开端。此后,不断改进完善和提高,相继研制出DD-2型和D4型调度集中,在全国推广了近1000km。
(4)20世纪70年代中期,我国开始使用集成电路和100系列小型计算机,研制新一代调度集中系统。
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、人工遥控办理进路、分区下放、进路储存、自动越行、计算机控制进路等。
(5)为了探索在平原地带双线电化区段使用调度集中的优越性,几经论证后在郑州—武昌段引进美国GRS公司(卡斯柯公司)的计算机调度集中系统,但是,最终由于系统功能不能适应我国特殊的路情需求未能开通使用。
(6)相对于国外铁路,客货共线、中低速列车共线、大部分车站有调车作业是我国铁路独有路情,制约了调度集中的发展。
进入21世纪,借鉴日本东京圈铁路调度集中系统,在车站设立自律机,解决列车作业与调车作业在时间与空间上的冲突,允许控制中心和车站通过调度集中系统控制调车,方使我国铁路调度集中迅速发展。
(7)当前,我国铁路各线CTC系统均具备分散自律控制模式和非常站控两种控制模式。
分散自律控制模式:用列车运行调整计划自动控制列车运行进路,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。
非常站控模式:当调度集中设备故障、发生危及行车安全的情况或设备维修、施工需要时,脱离系统控制转为车站传统人工控制的模式。
在分散自律控制模式下,主要具备中心操作、车站调车操作、车站操作三种操作方式;集团公司在进行广深线CTC系统建设时,结合现场实际实现了区域操作方式。
中心操作:仅调度终端具有列车进路和调车进路的操作权。
车站调车操作:调度终端具有列车进路的操作权,车务终端具有调车进路的操作权。
车站操作:仅车务终端具有列车进路和调车进路的操作权。
区域操作:调度终端具有广深Ⅰ、Ⅱ线区域列车及调车进路的操作权,车务终端具有广深Ⅲ、Ⅳ线区域列车及调车进路的操作权。