高速铁路CTC系统与TCC系统的接口研究 |
| 2013-01-08 11:18 作者：林海香 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，高速铁路调度集中系统CTC作为高速铁路的调度指挥中枢，需要包括列车运行信息等多种信息在内的支持，其中与列车运行控制系统TCC信息交换是很重要的一方面，这两者之间的接口设计成为实现信息交换的关键。结合高速铁路TCC的特点和CTC系统对通道的要求，总结了接口的设置原则，详细描述其接口信息管理方式和传输内容，对其中重要的临时限速设置给出流程。
关键词：高速铁路；CTC；TCC；接口
高速铁路需要信号系统保证运营安全，其中的行车调度指挥系统CTC（CentralizedTrafficControl，调度集中系统）负责高铁总体运营调度，属于非故障-安全系统；另一个重要的信号系统就是CTCS（中国列车运行控制系统，ChineseTrainControlSystem），它是一种先进的铁路列车运行控制系统。其中的TCC（TrainControlCenter，列控中心）是CTCS地面核心子系统，它综合分析线路限速信息、轨道区段状态和信号联锁进路信息等，得出列车行车许可，再通过车地通信通道，传输给车载子系统，确保其管辖内的所有列车运行安全，因此TCC系统是一个典型的故障-安全系统。TCC与多个站内信号系统均有接口，而安全系统TCC与非安全系统CTC系统的接口，成为影响高速铁路安全高效运营的关键接口。
本文主要对高速铁路CTC系统与TCC系统的接口问题进行深入分析，并对该接口在不同CTCS运行级别下的配置与管理进行总结。
1CTC系统与TCC系统的接口设置原则
车站列控中心或无岔站列控中心TCC（TrainControlCenter）与CTC系统直接通信，而中继站列控中心TCC则通过其所属车站列控中心与CTC系统间接通信[1]。
相应的，CTC调度中心处增设临时限速服务器和临时限速操作终端，主要完成临时限速的下达与取消、冲突检测等功能[2]。
2接口信息管理
目前我国的高速铁路列控系统应用的主要是CTCS-2级和CTCS-3级，不同等级的列控系统，其TCC与CTC接口配置和管理不同。
对于CTCS-2级，即200-250km/h客运专线，临时限速由CTC调度中心综合维修调度台集中管理，CTC车站终端也应具备设置临时限速功能。在调度中心综合维修调度台上，综合维修调度员在列车调度员的领导下，通过综合维修工作站完成车站设备日常维护、天窗修、施工以及故障处理方面的登销记手续办理，并结合临时限速操作终端和临时限速服务器，具有设置临时限速，区间、股道封锁等功能。
此时，临时限速服务器主要用于存储临时限速命令计划，另一方面对即将到达执行时间的限速命令，在人机对话界面上给综合维修调度员提示并由其进行激活。再由临时限速服务器经通信网络分别下达给相关无线闭塞中心RBC（RadioBlockingCenter）和列控中心TCC进行执行，并接收已执行信息，再送至综合维修工作站。RBC的本地操作终端，一般情况下与临时限速服务器操作终端设在一块，通常设在调度中心。
对于CTCS-3级，即300-350km/h客运专线，临时限速直接由临时限速服务器和临时限速操作终端管理。在CTC综合维修调度台放置临时限速操作终端，用于综合维修调度员进行临时限速的相关操作，并与临时限速服务器相连接。在CTCS-3下，临时限速服务器首先要完成存储并验证限速命令合法性和有效性，校核限速命令在发往两个目标系统RBC和TCC后的一致性，其次在该临时限速命令执行时，检查两个目标系统RBC和TCC的临时限速执行情况，最后要记录限速命令的操作和状态变化日志。
3接口方式
CTC与TCC系统的结合通过车站自律机与车站列控中心进行接口，如图1所示，目前工程上多采用RS-422串口连接，而且双方之间采用双通道交叉冗余连接，并采取隔离措施。车站自律机通过标准的4芯双绞屏蔽电缆连接至车站列控中心。屏蔽线采用单端接地，即只在车站列控中心一端接地，通信速率38400bps，其中主要数据位8bit，停止位1bit。
图1CTC与TCC接口连接
4临时限速报文交互流程
高速列车在行驶过程中，需要多种信息的支持，才能保证安全运营。其中，CTC系统与TCC系统接口的重要目的就是临时限速报文的交互，如在某些重要区段进行临时维修作业时，为保证安全，该区段所通行的高铁列车必须临时限速。临时限速命令属于一种调度命令，在管理上属于CTC统一调度管理，在执行上由TCC下发至高铁列车执行。同时在接口交互的过程中，CTC和TCC均要进行临时限速命令的合法性、有效性和一致性的校核并记录，这是一个复杂的过程，并且报文的交互不能影响安全系统TCC的工作。
为此，CTC和TCC系统的临时限速报文格式必须一致，为方便交互过程中对限速命令的检查与校核，报文中还应设限速命令标志位，如图2所示，CTC先将限速命令的标志信息置为0x50，同时向主、备TCC均发送临时限速命令；TCC接收到后进行验证，如果该临时限速命令能够执行，TCC将相应的限速状态标志置为0x55，CTC接收到该反馈后，就会提醒值班员该临时限速命令可以正式批准执行。在经值班员批准执行后，限速命令的标志信息置为0xA0，再发往TCC，经验证后立即执行该限速命令，并更新应答器的报文。若不可执行，TCC将相应限速状态的标志信息置为0x5A并返回至CTC，而CTC据此限速的反馈来撤销该限速命令。
报文交互中需注意，因安全系统TCC有A、B两系，即主、备机，在接收来自CTC的报文时，必须主、备机都接收和处理临时限速报文，这样符合信号系统的故障-安全原则。
图2临时限速命令正常交互过程示意
5结论
高速铁路CTC系统与TCC系统间的接口通信是一个复杂的过程，又涉及行车安全，必须保证它们之间的通信可靠有效地建立，故在硬件接口上一般采用交叉冗余的连接方式。同时结合高速铁路线路和车站特点，按照接口设置原则，针对不同的中继站和大站，在工程设计时，根据TCC的地理位置，有选择的设置接口或几个车站合设接口。
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