杭州—長沙客運(yùn)專線FZ—CTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吳雄升　蔣敏建

摘要：CTC系統(tǒng)是調(diào)度中心對管轄區(qū)段內(nèi)的信號設(shè)備，列車運(yùn)行直接指揮、管理的技術(shù)設(shè)備。FZ-CTC系統(tǒng)在傳統(tǒng)CTC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上采用分散自律的理念，符合我國現(xiàn)有鐵路的調(diào)度系統(tǒng)。調(diào)度指揮系統(tǒng)關(guān)系到鐵路運(yùn)營安全性、合理性、管理的整體性，在保證鐵路行車安全方面至關(guān)重要。文章主要對杭州-長沙客運(yùn)專線FZ-CTC為研究對象，從系統(tǒng)構(gòu)建、系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通道的設(shè)計(jì)、IP地址的分配、FZ-CTC系統(tǒng)相接口設(shè)備等幾個方面進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：客運(yùn)專線；FZ-CTC；IP地址

1構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案

FZ-CTC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案主要內(nèi)容包括以下幾個方面：（1）線路描述。2005年批復(fù)的杭州-長沙客運(yùn)專線，總長927公里，線路橫貫浙江、江西、湖南3個省，途經(jīng)杭州、南昌、長沙3個省會城市。下轄杭州、金華、上饒、南昌、萍鄉(xiāng)、長沙等33個車站。（2）技術(shù)選擇。杭長客運(yùn)專線正線采用CTCS-3級（兼容CTCS-2級）列控系統(tǒng)。其中，主用列控系統(tǒng)為300km/h動車組的CTCS-3級；降級備用系統(tǒng)和跨線動車組為200km/h的CTCS-2級。CTCS-3級列控系統(tǒng)最高運(yùn)營速度為350km/h，CTCS-2級列控系統(tǒng)最高運(yùn)營速度為250km/h。（3）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃。系統(tǒng)廣域網(wǎng)由調(diào)度中心與車站間、車站與車站間以及路局與路局之間的廣域網(wǎng)構(gòu)成。車站聯(lián)鎖通過控顯機(jī)接入CTC車站局域網(wǎng)，車站聯(lián)鎖與CTC通過以太網(wǎng)互聯(lián)。聯(lián)鎖控顯機(jī)作為一個終端連接到CTC車站系統(tǒng)的局域網(wǎng)上。CTC車站的交換機(jī)為聯(lián)鎖預(yù)留接口，車站之間使用2M數(shù)字通道相連，形成CTC系統(tǒng)的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，車站內(nèi)部為雙通道環(huán)形局域網(wǎng)，車站設(shè)備通過交換機(jī)接入該局域網(wǎng)。具體組網(wǎng)方案如圖1所示。

2系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通道設(shè)計(jì)

FZ-CTC系統(tǒng)采用冗余雙通道提高信號傳輸?shù)目煽啃浴８鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、調(diào)度區(qū)段的劃分，將不同的車站與歸屬的調(diào)度中心連接起來，完成冗余通道的連接。

本段線路由33個車站組成，根據(jù)規(guī)定：每個調(diào)度臺8～15車站。由于實(shí)際線路有部分站是小站（江山、高安、萍鄉(xiāng)北），運(yùn)營壓力小，再考慮節(jié)約成本，調(diào)度臺1承擔(dān)17個車站的調(diào)度任務(wù)，調(diào)度臺2承擔(dān)16個車站的調(diào)度。另外，還在調(diào)度臺1管轄的業(yè)務(wù)比較繁忙的上饒和調(diào)度臺2管轄的淑鋪南設(shè)置了抽頭站。直接與中心相連。

本文設(shè)計(jì)的杭長客運(yùn)專線調(diào)度中心提供1套FZ-CTC系統(tǒng)調(diào)度中心設(shè)備和33套車站設(shè)備，分別安裝在該客運(yùn)調(diào)度中心管轄范圍內(nèi)沿線車站，在客專調(diào)度指揮中心設(shè)置分散自律調(diào)度集中指揮中心，根據(jù)需要設(shè)計(jì)2個調(diào)度臺：調(diào)度臺1和調(diào)度臺2。調(diào)度臺1管轄：17個站，調(diào)度臺2管轄16個站。

車站與中心采用雙環(huán)冗余連接，通信速率2M，通信接口為V.35。

3IP地址分配

FZ-CTC系統(tǒng)中采用了計(jì)算機(jī)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為了能夠更好地獲得數(shù)據(jù)傳輸效率，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源，本文各車站的計(jì)算機(jī)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)計(jì)配置了相應(yīng)的IP地址。

本設(shè)計(jì)初擬總共有33個車站，33個車站組成一個網(wǎng)絡(luò)，可用的IP地址范圍假定為172.18.21.1-172.18.21.30，其中每個車站有不超過30臺設(shè)備需要分配IP地址。車站計(jì)算機(jī)有2塊網(wǎng)卡，分別連接2臺交換機(jī)。在IP地址規(guī)劃時，應(yīng)該給車站局域網(wǎng)分配2個網(wǎng)段的IP地址，F(xiàn)Z-CTC系統(tǒng)車站局域網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)IP地址分配表如表1和表2所示。

4FZ-CTC系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)

為了提高行車效率和服務(wù)質(zhì)量，F(xiàn)Z-CTC系統(tǒng)需要與其他系統(tǒng)交換信息，因此必須設(shè)計(jì)與其他系統(tǒng)的接口。具體的接口有：與聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口、與GSM-R系統(tǒng)的接口、與TCC的接口、與RBC的接口等。其中，CTCS-2線路，F(xiàn)Z-CTC系統(tǒng)與TCC需要有接口；CTCS-3線路，F(xiàn)Z-CTC系統(tǒng)需要與RBC有接口。

4.1計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口

FZ-CTC系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的結(jié)合由車站自律機(jī)和計(jì)算機(jī)連鎖系統(tǒng)的控顯機(jī)進(jìn)行接口。車站自律機(jī)與聯(lián)鎖控顯機(jī)進(jìn)行交叉互聯(lián)，保證2個系統(tǒng)之間的通信可靠性，數(shù)據(jù)通信利用RS422標(biāo)準(zhǔn)串行接口，通信方式為異步雙工，車站自律機(jī)端與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備端分別配置光電隔離，雙方采用屏蔽電纜或光纜連接。

4.2與列控中心（TCC）的接口

FZ-CTC系統(tǒng)與列控中心的結(jié)合是通過車站自律機(jī)與車站列控中心進(jìn)行接口，雙方通過RS422串口連接，而且雙方之間采用雙通道交叉冗余連接，采用異步通信方式。

4.3與GSM-R的接口

FZ-CTC系統(tǒng)與GSM-R系統(tǒng)接口在調(diào)度中心總機(jī)房實(shí)現(xiàn)，車站不需要對此接口進(jìn)行維護(hù)。GSM-R端設(shè)置1對GRIS服務(wù)器，分散自律調(diào)度集中中心有1對GSM-R接口服務(wù)器，雙方通過以太網(wǎng)建立TCP/IP連接進(jìn)行接口，各自均以雙機(jī)熱備的方式工作。

4.4與無線閉塞中心（RBC）的接口

在調(diào)度中心RBC機(jī)械室設(shè)置CTC/RBC接口服務(wù)器，用于實(shí)現(xiàn)RBC系統(tǒng)和CTC系統(tǒng)之間的通信。

5結(jié)語

杭州-長沙的客運(yùn)專線FZ-CTC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先根據(jù)實(shí)際線路情況，確定整條線路的組網(wǎng)方案，根據(jù)組網(wǎng)方案完成整個FZ-CTC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？傮w以網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案為依據(jù)，完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通道、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、IP地址、FZ-CTC系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的接口等的設(shè)計(jì)。本文對FZ-CTC系統(tǒng)各個部分的配線原理、步驟及方法，對FZ-CTC系統(tǒng)的組網(wǎng)方案、通道連接、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、路由器IP地址分配、系統(tǒng)與其他設(shè)備接口連接的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡單的說明。