1、铁路信号运营基础 调度集中 2008-06-20,主要内容铁路信号运营基础概述铁路信号显示及轨道电路联锁系统列控系统调度集中,列车运行图,一、列车运行图基本概念用图解法编制列车行车时刻表，称为铁路列车运行图。列车运行图规定了各次客货列车的运行时刻，是列车运输组织工作的基础；是铁路运输各业务部门工作的总计划。列车运行图使铁路运输各业务部门、各工种、各项作业相互配合、协调工作、时间准确地工作。,列车运行图规定了各次客货列车占用区间的先后次序；列车在每个车站或线路所出发、通过和到达时间；列车在区间的运行时间；列车在车站的停站时间。,2. 旅行速度 包括列车在中间站沿途停站时间的平均速度旅行速度反映了
2、技术速度和运输组织的质量，也是加速机车车辆周转和尽快送达货物的关键问题。是一项综合性指标。 平均旅行速度考虑了区段站的停站时间，即货车中转时间。 信号设备可缩短接、发车进路的时间，改善信号显示，可减少列车停站时间，加快运行速度来提高旅行速度。,(Km/h),三、列车运行图的图解表示 列车运行图，横线站名线，竖线时分线，斜线列车运行线。纵坐标距离S，横坐标时间t。 十分格运行图。 斜线是列车重心移动的轨迹，斜线斜率列车速度，斜线在横轴上的投影列车在区间的运行十分。 上斜线表示上行列车，下斜线表示下行列车。 运行线与站名线的交点为列车到达、出发或通过该车站的时刻。 运行图采用不同颜色和符号标注。
3、运行图上还标注有：区段名、站名、区间公里、闭塞方式、车站股道等。,四、列车运行图分类 按列车运行速度分平行运行图和非平行运行图。 按区间正线数目分单线运行图和双线运行图。 按上、下行的列车数目分成对运行图和不成对运行图。 按同方向运行的列车间隔不同分连发运行图、追踪运行图及部分连发和部分追踪运行图。铁路运营中，应用最广的是成对非平行运行图,列车运行图的组成要素：1. 列车在区间的运行时分； 2. 列车在中间站的停站时间。 3. 机车在机务段和折返段所在站的停留时间标准； 4. 列车在技术站、客货运站的技术作业过程及其主要作业时间标准； 5. 车站间隔时间； 6. 追踪列车间隔时间。,一、 列车
4、在区间的运行时分 区间运行时分根据各种列车的规定重量及列车的容许速度、列车制动力、机车车辆的构造、线路情况等因素，用牵引计算和实际试验相结合的方法进行查定。 按照车站中心线或通过信号机确定区间长度。 二、 列车在中间站的停站时间。1. 进行必要的技术作业摘挂机车、上水、试风、车列的技术检查、机车乘务组和列车长换班。2. 客货运作业旅客乘降、行包及邮件装卸、车辆摘挂。3. 列车的会让和越行。,三、 机车在机务段和折返段所在站的停留时间标准 机车在车站办理的作业： 1. 在到发线上的到达作业停留时间t到2. 机车入库走行时间t入库3. 机车在库内整备时间t整4. 机车出库走行时间t出库5. 在到发
5、线上的出发作业，停留时间t发,四、列车在技术站、客货运站的技术作业过程及其主要作业时间标准 为了保证车站与区段工作的协调工作和均衡，编制列车运行图时，需要具备技术站，客货运站技术作业过程的主要作业时间标准：1. 在到发场内办理各种列车作业的时间标准；2. 在驼峰或牵出线上编组或解体列车的时间标准；3. 旅客列车车列在配属段、折返段所在站的停流时间标准4. 货运站办理整列或成组装卸作业时间标准,车站间隔时间,车站间隔时间车站连续办理两列列车的到达、出发或通过作业所需要的最小间隔时间。 车站间隔时间对保证行车安全，对通过能力和列车旅行速度影响很大。 车站间隔时间取决于：区间行车闭塞方式信号和道岔的
6、操纵方式接近车站的线路平纵断面情况办理作业的内容车站类型,追踪列车间隔时间,追踪运行在一个站间内同方向有两列或两列以上的列车，以闭塞分区或所间区间相间隔运行。 追踪运行列车之间的最小间隔时间，称为追踪列车间隔时间 I追。 一、自动闭塞时追踪列车间隔时间二、半自动闭塞（设线路所）追踪间隔时间,区间通过能力与信号设备的关系,一个铁路区段在一定运输条件下，一昼夜内能够通过的列车数，称为该区段的通过能力。 通过能力决定于固定设备、机车车辆、线路及行车组织等多种因素。1. 区间通过能力决定于区间正线数目、区间长度、线路纵断面、机车车辆、信号、联锁、闭塞设备等。,2. 车站通过能力决定于车站到发线数目与咽
7、喉道岔的布置、驼峰和牵出线数目、信号、联锁、闭塞设备等。 3. 机务段设备和整设备通过能力决定于机车检修台位和段内整备线及整备设备。 4. 电气化铁路供电设备通过能力决定于牵引变电所和接触网。,新一代调度集中系统是综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术， 采用智能化分散自律设计原则， 以列车运行调整计划控制为中心， 兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。,新一代调度集中系统 （CTC， Centerid Traffic control ）,调度集中（CTC）实现行车调度，电力调度，运营管理和计划管理，部分设备及安全监控功能 。（1）行车调度：在CTC综合显示盘和调度员显示终端上显
8、示在线列车实时状态，自动向车站下达进路控制命令，按时刻表组织列车运行。 （2）客运调度：管理客运信息，向车站，车长传递调度命令，为旅客服务。 （3）机车车辆调度：处理机车辆运行中出现的问题，统计车辆行驶里程，检查车辆维修计划，车辆整备工作等。,（4）维修调度：掌握线路及固定设备管理，维修，保养等工作。协调行车与维修施工关系，发生事故及灾害时实施抢险救灾工作。 （5）电力调度：监控变电所，分电站，接触网保证电力系统正常运用。安排日常检修计划，组织电力系统的抢险修复工作。 （6）信号设备监控：监视沿线的ATC设备，联锁系统设备和CTC设备，监视调度中心的设备，监视列车调度电话及专用通信网设备的工作
9、情况。发现异常组织修理，使其尽快恢复正常。,国外典型CTC系统主要包括：西门子Vicos OC 501 系统ALSTOM ICONIS ATS系统日立 COSMOS 系统,西门子Vicos OC 501 系统西门子的Vicos控制系统广泛的应用于城铁、地铁、主干线铁路以及工业铁路的运营管理中，通过计算机联网和一些自动化功能，Vicos OC能够实现联锁运行和控制，列车运行控制，整个操作过程的可视化，及铁路运营的自动化和集中管理。,西门子Vicos OC 501 系统功能齐全,具备运营管理系统的各种功能，可以显示系统状态，车站设备和诊断信息，自动办理进路，进行车次号管理，时刻表的输入和管理，进路
10、锁闭的计划和管理，报警管理，基于列车瞬时位置的运行情况预告，能够获取信息，进行记录并回放等等。,Vicos OC 501 系统兼容性很高,它能与以下系统和设备连接：SCADA设施和电力管理系统，嵌入式窗口系统，机车无线电系统，闭塞电话系统， 乘客信息系统，通信系统（GSMR），时刻表界面，远程控制系统等。 Vicos OC 501 控制系统的任务被分割成不同的功能模块，这些功能模块设置在不同的服务器上，表现出很高的性能，且对于以后的扩展灵活性很高。,Vicos OC 501系统结构图,ALSTOM ICONIS ATS系统ICONIS系统在欧洲，亚洲和美洲都有应用。ICONIS包含两个子系统，
11、一个是自动列车监控（ICONIS ATS），另一个是监控与数据采集（ICONIS SCADA），其中ICONIS ATS分为3个操作等级：等级1：人工控制等级，主要是基础监控和数据采集。监视和控制信号设备，进行列车跟踪与识别。,等级2: 自动控制等级，按照运行时间表自动操作。实现自动排列进路，估计到达时间，管理在线列车时刻表。等级3：优化控制等级，支持与优化管理作业有关的运输资源决策和操作。可实现时间距离图表，冲突检测和解决，站台分配管理，基础设施管理，车辆管理。,ICONIS ICC: 集成控制中心,Two ICONIS sub-systems: ICONIS ATS: Supervisio
12、n & Control of Train movement ICONIS SCADA: Supervision & Control of Energy, Auxiliaries, etc composed with five ICONIS products,Infra ICC is a generic Framework of basic services aiming the integration of Level 3 applications in ICC projects: incident management (GOI), Passenger information (PIS),
13、Crew management (CRM), Resource management (RSM), etc. & bridges to 3rd party systems.,日立 COSMOS 系统JR东日本铁路公司又开发出了支持新干线运营管理的新型综合调度集中系统COSMOS（Computerized，Safety, Maintenace and Operation System）,1995年投入运营。COSMOS系统由运输计划，运行管理，电力管理，集中信息，设备管理，车辆管理，维护作业管理和段内作业管理8个子系统构成。,COSMOS各子系统功能简介,COSMOS支撑着稳定的高速度、高密度运
14、行，与其他子系统相配合，全面支持高速铁路系统的运用。而且，采用了自律分散技术，可在不中断运行的情况下阶段性地扩展系统。日本新干线的COSMOS系统采用了最新的计算机和通信技术，实现了运输业务综合系统化，每天在一千多公里铁路上，管理300多次列车，取得了年平均晚点率不到一分钟的佳绩。可以说是当今世界上最先进的高速铁路调度集中系统。,COSMOS系统结构,CTC与TDCS的区别,TDCS （Train Operation Dispatching Command System）铁路列车调度指挥系统。TDCS 基本功能： 列车动态跟踪，信号设备运用状态实时监视，运行图管理，调度命令管理，无线车次号校核
15、，调度命令无线传输，事故救援辅助信息管理，列车编组管理，数据统计分析，车站自动报警，等等。,CTC功能实现建立在TDCS平台上，最大限度地利用了TDCS系统的资源；CTC实现了车站信号设备的集中控制，列车进路的按图排路和调车控制。,分散自律CTC系统,车站 的数量,多,区段的 运行密度,高密度,低密度,少,第3层以列车调整计划来进行 大规模车站控制,第2层列车自动进路控制，运行调整,第1层列车集中监视控制,分散自律CTC系统,配合区段规模和运用形态的技术,第2层列车自动进路控制，运行调整，中央自动控制方式,第3层以中央运输指令管辖来进行大规模车站控制的大规模分散自律方式,第1层列车集中监视控制
16、(手动控制)， 中央手动或简易控制方式,通过运行图进行 自动控制,运行图制作装置,运行管理 中央装置,其他区段连接装置,运行状况 服务器,系统监视台,遥控维护终端,控制台,运行调整台,运行调整台,控制台,显示台,运输指令台,系统基本结构,控制类Ethernet 2重化,运行图类Ethernet,运输类Ethernet,车站自律机,电子联锁,旅客指南,其他区段系统进行信息传递,小/中规模车站,小/中规模车站,小/中规模车站,大规模车站, , , ,基干网络,信息终端,第3层以中央运输指令管辖进行大规模车站控制,以区段全体为对象的列车群管理,网络中央装置,车站自律机,电子联锁,车站自律机,电子联锁
17、,车站自律机,电子联锁,旅客指南,旅客指南,旅客指南,列车集中监视控制（第1层）,列车集中监视 .第1层）,网络装置,显示台,控制台,系统监视台,运行图制作装置,运行调整台,运行管理中央系统统,中央和车站间的信息传送通道（状态信息，控制信息）,列车运行状况监视 列车在线状态集中显示,从车站个别画面输入车次，进行信号机的手动控制,装置的状态监视，装置的转换， 日报信息收集,运行图制作，合理性检查，掉头，分割合并的制作 ,运行图显示，运行图变更，运行图预测，实绩管理 ,进路控制装置（列车的矛盾判断，问讯，警报 ）,自动进路控制 （第2层）,子系统名称,概要,附加运行图,列车集中监视,自动进路控制,
18、能够进行分段构筑,能够进行自动进路控制,能够进行列车的延迟监视,表示卓,控制台,监视台,指令的运行监视用屏幕 监视区段全体的屏幕追踪列车，并显示在线位置，车次，现场的设备状态等，进行区段全体的在线监视。 数个车站集中显示在同一屏幕上，故几台监视器就可以显示区段全体。因此也可以节省指令中心的空间。,指令操作屏幕 选择车站，显示该车站的个别画面。 手动进行进路设定。 也可输入和变更车次。,显示各装置的状态 管理控制台的操作履历 收集各装置的日报信息 也可收集车站装置的日报信息,分散自律控制,每1屏幕显示3到12个左右的车站,列车集中监视控制（第1层）,列车集中监视 .第1层）,网络装置,显示台,控
19、制台,系统监视台,运行图制作装置,运行调整台,运行管理中央系统,中央和车站间的信息传送通道（状态信息，控制信息）,列车运行状况监视 列车在线状态集中显示,从车站个别画面输入车次，进行信号机的手动控制,装置的状态监视，装置的转换， 日报信息收集,运行图制作，合理性检查，掉头，分割合并的制作,运行图显示，运行图变更，运行图预测，实绩管理,进路控制装置（列车的矛盾判断，问讯，警报,自动进路控制 （第2层）,子系统名称,概要,列车自动进路控制，运行调整(第2层),先后出发判断,交叉判断,自动进路控制,以运行图进行自动进路控制。 列车晚点时通过矛盾判断来进行自动判断 ，或通过问讯和显示警报 ，由中央运输
20、指令员进行判断。顺序判断 矛盾判断堵塞判断 列车接发等候判断交叉顺序判断 先后出发判断未到达警报 未出发警报,运行调整台,计划运行图 实绩运行图 预测运行图线 运行图变更 列车的时间变更 列车的顺序变更 临时列车的设定，运休，复开列车停开，区间封锁,参考区段全体的运行图来进行运行调整(修改运行图)。 对有变动的运行图进行合理性检查，确认不存在矛盾。,通过实绩管理可以进行迟延倾向等的统计管理。,运行调整(第2层),通过中心输送指令管辖进行大规模车站控制(第3层),运行管理中央装置,运行图制作装置,车站,旅客指南系统,（计划运行图）,（运行图变更）,运行调整台,车 站,中央,运行图信息的统一管理,
21、通过中心输送指令管辖进行大规模车站控制(第3层),一般车站,一般车站,大规模车站,车站自律机,电子联锁,旅客指南,每日实施运行图 运行调整的即时反映 中央手动介入,问讯/警报 实绩 装置状态 等,从中央来的控制信息,车站自律机,电子联锁,旅客指南,车站自律机,电子联锁,旅客指南,分散自律调度集中系统CTC,调度集中是调度中心（调度员）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、管理的技术装备。 分散自律调度集中系统是综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术， 采用智能化分散自律设计原则，以列车运行调整计划控制为中心， 兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。,1、,分散自
22、律调度集中系统是铁路现代化的重要技术装备， 是现代铁路综合信息化建设的重要内容， 也是现代铁路的新型运输组织形式。 与我国铁路路情紧密结合， 做到以TDCS为平台，以调度集中为核心， 以行车指挥自动化为目标，实现铁路运输指挥的现代化。,2、,分散自律调度集中系统采用计算机分布式网络控制技术、信息化处理技术， 将列车运行调整计划下传到各个车站自律机中自主自动执行； 在列车运行调整计划的基础上，解决列车作业与调车作业在时间与空间上的冲突， 实现列车和调车作业的统一控制。,3、,分散自律调度集中系统在信号设备控制与行车指挥方式上 设有分散自律控制与非常站控两种模式。 系统分散自律控制时，只有控制指令
23、不同来源，没有中心与车站控制权的转换； 非常站控为车站人工控制方式，中心不具备直接控制权， 系统完好时应具备TDCS功能。,4、,分散自律调度集中系统适用于 不同牵引动力、运行速度、运量、线路类型的区段与枢纽地区， 可实现不办理客货运业务、调车作业量较小、 列车和调车进路由调度中心远程控制的车站行车岗位无人化。,3.1 CTC技术设备,3.1.2 CTC设备,调度集中由调度中心子系统、 车站子系统 调度中心与车站及车站之间的网络子系统三部分组成,1、CTC的硬件结构,调度中心子系统,是CTC的网络核心 由中心机房及 各调度台应用终端组成。,调度中心子系统,数据库服务器、 应用服务器、 通信服务
24、器、 日志服务器、 网络通信设备、 电源设备、 网管工作站、 系统维护工作站。,中心机房设备包括：,列调工作站、 助调工作站、 综合维修工作站、 显示墙 计划员工作站、 值班主任工作站、 培训工作站、 备份工作站等。,调度中心子系统,调度台应用终端包括：,CTC控制中心硬件结构示意图,局TDCS中心,列,数据库服务器,用于存储各种数据和操作记录， 应采用强大、通用、高效、开放和可靠的数据库系统。 数据库服务器应为双机系统， 双机切换应快速、可靠。,应用服务器,应采用双机热备， 用于运行图的调整和数据存储与数据交换， 负责向所有应用工作站提供行车表示信息、列车编组信息、车次号跟踪信息、列车报点信
25、息等， 并保存到数据库服务器。,通信前置服务器,通信前置服务器应采用双机热备， 用于调度中心与车站子系统之间的信息交换。,显示墙系统,用于显示车站站场作业情况和 区间列车运行情况等信息。 是由高性能工业控制计算机、多串口卡、驱动卡、驱动分机构成。 或由大屏幕投影系统， 或计算机屏幕， 或调监屏组成。,网管工作站,应具有诊断报警功能， 提供网络拓扑图状态、 通道的信息流量和 网络连接等信息。,系统维护工作站,主要用于系统设置、调试和技术支持； 在授权的情况下，具有远程维护与技术支持功能。 同时具有监视系统的运行状况的功能， 对系统、现场设备运用情况，操作命令，报警信息进行记录、分析、回放、输出和
26、打印， 运行信息的记录应能保存30天以上。,调度员工作站,主要实现监控管辖区段范围内列车运行位置、 指挥列车运行的功能： 人工编制和调整列车运行计划、 调度命令的下达、 与相邻区段调度员工作站交换信息。,助理调度员工作站,主要实现无人车站的调车作业计划的编制、 调整和指挥等功能。 实现调度中心人工进路操作控制、 闭塞办理、 非常处理等功能。,综合维修工作站,主要用于设备日常维护、天窗修、施工 以及故障处理方面的登销记手续办理， 并具有设置临时限速，区间、股道封锁等功能。,值班主任工作站,主要实现行车信息显示、 下达调度命令、 查询列车运行调整计划和 实际列车运行图的功能。,计划员工作站,计划调
27、度员工作站 主要实现列车日、班计划的编制和 下达功能。,车站子系统,车站自律机、 车务终端、 综合维修终端、 电务维护终端、 网络设备、 电源设备、 防雷设备、 联锁系统接口设备 和无线系统接口设备等。,主要设备包括：,CTC车站系统主要设备,局TDCS中心,车务终端,应采用双机热备冗余配置，满足操作、显示功能的需求： 应能以图表形式显示本站及 相邻各两站的实际运行图、 列车运行调整计划等内容， 同时具备相邻各两站站间透明功能； 应能自动生成本站行车日志、 完成调度命令签收等功能。,车务终端,计算机联锁车站的车务终端可与联锁控显操作终端实现二合一设置， 在非常站控模式下，具备所有联锁操作、显示
28、功能。 应能显示行车信息、无线车次号校核信息、调度命令； 单独设置的车务终端不具备列车进路办理功能；,综合维修终端,用于无人车站电务、工务、电力、桥隧等部门在施工、维修和抢险等情况下， 现场人员和调度中心的联系， 以及设备日常维护、天窗修、施工以及故障处理方面的登销记手续的办理。,车站进行的电务维护工作,主要有： 监视系统的运行状况， 对所有操作控制命令、 设备运用情况、 故障报警信息和 车站网络运行状态等进行分类存储、 查询和打印。,车站进行的电务维护工作,主要有： 所有记录应能保存15天以上。 以上功能可纳入调度中心的系统维护工作站或 便携终端或 单独设置的车站电务维护终端。,车站自律机,是分散自律调度集中的关键设备，应满足以下功能要求： 应能接收调度中心的列车运行调整计划、 直接操作指令和 车站值班员直接操作指令， 经检测无冲突后适时发送给车站联锁系统执行；,车站自律机,是分散自律调度集中的关键设备，应满足以下功能要求： 应能实时接收车站信号设备状态表示信息， 进行列车车次号跟踪， 收集行车运行实际数据， 并上传至调度中心；,车站自律机,应能掌握车站联锁系统对进路命令执行的情况， 并根据反馈信息对有关进路进行必要的调整； 应能接收相邻各两站的实际运行图 和设备状态信息； 应采用双机热备的冗余配置方式。,谢谢各位！,
