調度集中

調度集中(Centralized Traffic Control)，即調度集中控制、調度集中系統，簡稱CTC，是調度中心對某一區段內的信號設備進行集中控制，對列車運行直接指揮、管理的技術裝備。

調度集中系統是運用遠動技術，結合鐵路運輸而構成的遙控、遙信系統。調度集中系統在列車調度指揮系統基礎上構建，由鐵路局、車站兩級構成。調度集中除實現列車調度指揮系統的全部功能外，還應實現列車編組信息管理、調車作業管理、綜合維修管理、列/調車進路人工和計畫自動選排、分散自律控制等功能。

基本介紹

• 中文名：調度集中
• 外文名：Centralized Traffic Control
• 別稱：調度集中控制、調度集中系統
• 簡稱：CTC
• 技術：遠動技術
• 特點：高安全、高可靠、智慧型化

調度集中的發展歷程

1925年美國S.N.懷特提出了在鐵路區段按信號顯示行車的運行方式，為美國鐵道學會(AAR)採用，定名為調度集中(CTC， Centralized TrafficControl)。其特點是將信號與監控列車運行結合起來，在控制中心指揮列車運行。1950年美國洲際商務委員會將這個名詞定為調度集中系統。

第1套調度集中設備，於1927年7月25日在美國紐約中央鐵路斯坦利(Stanley)—伯威克(Berwick)間， 59.5km單線和5.3km雙線鐵路上安裝使用。這套設備是用1根導線控制遠方的1組道岔或信號機，按共用1根回線的方式設計，因此稱為單導線制調度集中。最初由於耗銅量大，未能得到很快發展。後來隨著鐵路運量急劇增長和技術進步，調度集中採用了載波傳輸和電碼化等技術措施，得到了迅速的發展，到1939年美國鐵路累計安裝了3298.5km。30年代法國、蘇聯、瑞典和瑞士相繼使用了調度集中。

50年代以前世界各國大多採用步進制，利用時間分割法解決外線數量多的問題。隨著電子技術的發展，50年代後期各國鐵路的調度集中，首先在表示部分，後在整個系統中套用了電子器件，各國的調度集中均由直流電碼制轉向頻率電碼制，電碼傳輸速率由100～ 200b/s提高到1200～ 2400b/s。表示信息傳送方式普遍採用周期掃描制，許多國家的控制部分仍為繼電方式。1958年日本結合新幹線的需要，研製了傳送高速電碼的調度集中。

60年代後期隨著小型計算機的發展與套用，進一步擴大了調度集中的功能，如自動控制列車進路、列車交會預測，以及行車數據處理、顯示和列印等功能，同時系統控制範圍也進一步擴大，出現了可以控制1000～ 2000km的調度控制中心。70年代末至80年代初，隨著微型計算機和大規模積體電路技術的發展，出現了以微型計算機取代繼電式信號設備的發展趨勢。1980年各國相繼研製出計算機化的調度集中系統，先後在美國、德國、法國、義大利、瑞典和日本等國家開始套用，各國的調度集中功能大體相同。

此後隨著計算機技術、網路技術和通信技術的飛速發展，以及各國高速鐵路的建設，計算機化的調度集中系統功能更加完善，自動化程度更高，系統的可靠性和可維護性也更高，調度集中系統在保證運輸安全生產、提高運輸效率、效益和提高鐵路競爭能力上有著不可替代的作用，在世界各國得到了廣泛套用。

發展調度集中的必要性

調度集中既是先進的技術裝備，也是新型的運輸組織方式。調度集中雖然不是直接提高線路通過能力的手段，但可通過集中控制，提高行車調度的自動化程度，為鐵路運輸提供安全和效率的保證，從而充分運用線路的通過能力，提高勞動生產率和改善勞動條件。據美國統計，雙線安裝調度集中可在自動閉塞的基礎上繼續提高效率達34%，單線可提高 50 %。因此不僅已開發國家，而且開發中國家，如印度、埃及、巴西等都大量安裝調度集中這一先進的列車集中指揮和調度管理系統。目前我國鐵路信號設備有了長足的進步，縮小了與世界先進水平的差距，惟獨調度集中的裝備率與已開發國家相距甚遠。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。調度集中將全面提高鐵路行車調度指揮的質量和水平，促進運輸組織方式的徹底變革，對減員提效起重要的作用。所以，發展調度集中是鐵路跨越式發展的重要內容。

組成

調度集中控制主要由調度所設備、鐵路現場設備及信道三部分組成。

調度所設備

包括控制台、表示盤、調度集中控制總機和運行記錄器等。①控制台：調度員用於控制管轄區段內車站信號設備的裝置，其檯面上設定各種功能鍵（按鈕或手柄）和相應的指示器，供調度員選擇被控制車站的列車進路及信號。②表示盤：用燈光或螢幕顯示模擬鐵路線路和信號設備布置的圖形，並以顏色或符號表示相應設備狀態和列車運行位置的裝置。有些表示盤還表示出運行列車的車次。③調度集中總機：用接口設備和邏輯元件或計算機等將控制台功能鍵的動作轉換成適於遠距離傳輸的電信號，並向信道傳送的裝置。調度集中控制總機還能對從現場經信道送回的各種表示信息進行轉換和解碼，以便在表示盤或螢幕上給出相應的表示。④運行記錄器：將調度集中控制總機收集到的列車運行信息按運行圖形式自動記錄下來，以代替調度員手工描繪列車運行實跡的裝置。運行記錄器還能把收集的列車運行信息用印表機製成表格形式供調度員使用。

鐵路現場設備

包括車站聯鎖設備、區間閉塞設備、調度集中分機。調度集中分機由通道設備和邏輯元件或計算機等組成，它能將調度集中控制總機送來的電信號接收下來，經轉換和解碼，控制現場信號設備，並將現場設備狀態和其他信息經編碼後，由信道設備送至總機。

信道

調度集中控制總機和各分機間以信道連線，進行信息交換。信道可以用架空明線線路、電纜線路、載波通路、微波通路等。一般採用共線結構，也有採用一對一的專線結構。

特點

調度集中是綜合了通信、信號、運輸組織、現代控制、計算機、網路等多學科技術，實現調度中心(調度員)對某一區段內的信號設備進行集中控制，對列車運行直接指揮和管理的技術裝備。分散自律調度集中系統是採用智慧型化分散自律設計原則，以列車運行調整計畫控制為中心，兼顧列車與調車作業的高度自動化的調度指揮系統。它具有高安全、高可靠、智慧型化的特點。與傳統的調度方法不同，它採用先進的計算機通訊技術，通過計算機網路完成調度計畫和調度命令的下達，由車站自律機按照調度計畫進行自律執行，並由相應的外圍設備採集鐵路沿線的各種實時信息再傳送到調度集中的中央伺服器，實現列車跟蹤、監督報警、運行圖自動繪製等功能，系統具有一定的智慧型性，能夠自動生成調度計畫並依據計畫自動選擇適當的進路，控制相應的聯鎖設備動作。

調度集中是現代鐵路的新型運輸組織形式，是對傳統作業方式的一種改進，雖然它不能完全替代人的工作，但在很大程度上降低了調度人員的勞動強度，為車務系統創造了良好的工作平台，同時為全路信息資源共享及進行更大範圍的調度集中提供了可能。

傳統調度集中存在的問題

從20世紀90年代初期，我國就開始了調度集中系統的研究工作，但在當時的鐵路技術裝備條件下，系統的研究受到諸多方面的制約，因而存在較多的問題。

(1)智慧型化程度不高。系統過度依賴調度員的人工干預，不僅沒有減輕調度員的勞動強度，還額外增加了工作負擔，導致基層站段套用的積極性不高。

(2)沒有解決好列車與調車衝突的問題。傳統的調度集中只負責列車的調度，而更加複雜多變的調車作業仍需要人工完成。為防止對列車安全運行造成影響，系統採取了交放權過程的控制辦法，即要求車站在進行調車作業時脫離調度集中系統的控制，調車作業完成後再將控制權交還給調度集中系統。頻繁而複雜的交放權過程不僅降低了車站的作業效率，同時還嚴重影響了整個系統的可靠性，因而其套用範圍受到限制。

(3)系統的可靠性不高。傳統的調度集中系統大多沒有熱冗餘設備，設備故障後只能採取停機重啟等措施進行恢復，對鐵路的正常作業造成嚴重干擾。

(4)無線通訊手段不能滿足調度集中的要求。調度集中需要調度員與機車司機進行直接溝通，但以往的無線列調在信號質量和可靠性方面都達不到調度集中的要求。

(5)易發生車次丟失現象。車次號是調度集中的基礎數據，傳統的調度集中系統沒有解決列車車次號的識別、校核及跟蹤等方面的技術問題，導致丟號、錯號現象的發生，影響了系統的正常使用。

新一代調度集中的基本功能

目前發展的調度集中稱為新一代調度集中，必須具備更完善的功能，以適應鐵路運輸發展的需要。

（1） 高度的智慧型化。傳統的調度集中只是將車站的接發列車作業集中於調度所控制，缺乏智慧型化手段。新一代的調度集中必須涵蓋行車調度自動化的全部內容：列車運行計畫自動編制、列車運行計畫自動調整、進路自動排列、自動統計、自動傳遞行車信息等。

（2） 調車作業的集中控制。將沿線各中間站的調車作業實現調度集中控制，通過智慧型化的調度集中分機，將列車作業和調車作業合理排序，自律進行。

（3） 實現車站作業無人化。對於無客貨運的車站，所有列車作業和少量的調車作業完全由調度集中控制。

（4） 充分的資源共享。利用調度集中系統的信息和信道資源，為站間透明、旅客嚮導及電務監測系統提供必需的信息和信道，充分做到資源共享。