高速铁路调度集中2-3讲

高速铁路调度集中 刘玉芝 第一节 系统基本结构 第二节 分散自律原理 第三节 系统控制模式 第四节 进路控制原理 第五节 车次号技术 第六节 列车运行调整计划 主要内容 2014/7/22 2 调度集中系统的核心技术是程序化进路控制 (Programming Route Control.简称PRC) ，其功能是根据列车运行调整计划，自动生成列车进路指令。 自动确定进路的始端和终端按钮 (包括变通按钮 )，并根据车次号追踪结果适时地将进路操作命令下达到联锁设备，以排列进路 。 第一节 系统基本结构 2014/7/22 3 一、基本概念 信息集中 : 列车计划运行图的集中 在控制中心集中编制列车运行调整计划 列车运行实时信息的集中 所辖各站的列车运行信息被实时地传送至控制中心 第一节 系统基本结构 2014/7/22 4 控制集中式 :在控制中心设臵 PRC 机，集中对所辖车站的进路进行控制。 第一节 系统基本结构 列 车 运 行调 整 计 划控 制 中 心 P R C联 锁 系 统分 机控 制 中 心车 站联 锁 系 统分 机联 锁 系 统分 机2014/7/22 5 控制分散式 ：指列车进路控制由各个车站 PRC机完成，站间协调的依据就是列车计划运行图 . 第一节 系统基本结构 列 车 运 行调 整 计 划联 锁 系 统车 站 P R C控 制 中 心车 站联 锁 系 统车 站 P R C联 锁 系 统车 站 P R C2014/7/22 6 二、调度集中系统结构的分类 1. 中心集中式 2. 中心分散式 3. 区域分散式 4. 车站分散式 第一节 系统基本结构 2014/7/22 7 1.中心集中式 在控制中心设臵PRC 机，负责整个调度区段所管辖的所有车站的指令生成和进路控制 . 第一节 系统基本结构 2014/7/22 8 站 间 网 络控 制 中 心控 制 中 心 P R C控 制 中 心 1 - 4车 站 1 车 站 2 车 站 3 车 站 42.中心分散式 在控制中心设臵多台 PRC机，分工负责调度区段内不同车站的指令生成利进路控制 . 第一节 系统基本结构 2014/7/22 9 站 间 网 络控 制 中 心控 制 中 心 P R C控 制 中 心 3 - 4车 站 1 车 站 2 车 站 3 车 站 4控 制 中 心 P R C控 制 中 心 1 - 23.区域分散式 在定点车站设臵车站 PRC 机，由该 PRC 机负责一个区域内 (本站及其邻站 )的指令生成和进路控制。 第一节 系统基本结构 2014/7/22 10 站 间 网 络控 制 中 心车 站 1 、 2P R C车 站 1 车 站 2 车 站 3 车 站 4车 站 3 、 4P R C4.车站分散式 在各个车站设臵车站 PRC机，由该 PRC机负责该站的进路自动排列和控制。 第一节 系统基本结构 2014/7/22 11 站 间 网 络控 制 中 心车 站 1P R C车 站 1 车 站 2 车 站 3 车 站 4车 站 3P R C车 站 4P R C车 站 2P R C 三、调度集中系统结构的比较 第一节 系统基本结构 系统 结构 比较 控制集中式 控制分散式 中心集中式 中心分散式 区域分散式 车站分散式 构成情况 集中控制 车站不设 PRC机 集中控制 ， 控制中心进行分工； 车站不设 PRC机 区域分散控制； 定点车站设 PRC机；站间互传信息 车站分散控制； 车站设 PRC机； 站间互传信息 PRC机位置 在控制中心设置一台 PRC机 ， 负责全线所有车站的指令生成与进路控制 在控制中心设置数台 PRC机 ， 将全线分为几个区域 ， 分别负责所辖车站的指令生成和进路控制 在定点车站设置 PRC机 ， 负责本区域内数个车站指令生成和进路控制 在各个车站分别设置 PRC机 ， 负责本站的指令生成和进路控制 控制中心设备故障时影响 功能停止 功能停止 所有车站都能根据运行图控制 所有车站都能根据运行图控制 硬件价格 低 低 高 高 响应性 功能增加时 ， 负荷加大 ， 响应性降低 功能增加时 ， 负荷加大 ， 响应性降低 功能由定点车站完成 ， 响应性较好 功能由车站完成 ，响应性好 扩展性 低 低 高 高 2014/7/22 12 第一节 系统基本结构 第二节 分散自律原理 第三节 系统控制模式 第四节 进路控制原理 第五节 车次号技术 第六节 列车运行调整计划 内容 2014/7/22 13 第二节 自律分散原理 自律分散系统（ Autonomous Decentralized System，简称 ADS）是近年来才逐渐发展起来的一个新的系统概念。 它突破了原来传统集中式分布式的 C/S模型，建立了全新的系统模型。 在这一系统中所有的单元（子系统）都是独立平等的，它们之间不存在任何隶属关系。各个单元都能独立完成各自的任务而不受其他单元的干预。同时各个单元之间也能协调工作来实现整个系统的运行。 2014/7/22 14 第二节 自律分散原理 定义自律分散系统的两个 前提 是： 系统中的故障是正常现象。 系统是由子系统组成。 首先必须存在子系统。整体系统是不能事先定义的，只能定义为子系统的集成。其中某些子系统可能处于故障状态、正在进行改进或维修。 2014/7/22 15 第二节 自律分散原理 自律分散系统的 两大特性 ： 自律可控性和自律可协调性。 自律可控性。 即系统中有任何子系统出现故障，正在维修或刚刚加入，这都不能影响其他子系统的自我管理及功能的运行。 自律可协调性 。即系统中有任何子系统出现故障，正在维修或刚刚加入，其他子系统之间能够协调各自的任务并以协作方式运行以实现各自功能。 2014/7/22 16 最基本的自律分散系统 ADS系统是由 原子节点（ Atom）和数据域（ Data Field） 组成。 原子节点可对应的物理实体为计算机、智能设备或其他硬件。 数据域是 ADS中信息传播的空间。从物理概念上讲，它相当于网络或存储器。 2014/7/22 17 第二节 自律分散原理 第一节 系统基本结构 第二节 分散自律原理 第三节 系统控制模式 第四节 进路控制原理 第五节 车次号技术 第六节 列车运行调整计划 内容 2014/7/22 18 控制模式 分散自律控制模式 非常站控模式 第三节 系统控制模式 2014/7/22 19 一、分散自律控制模式 由 CTC中心以技术手段将列车运行调整计划下达给所辖各站的自律机。 在分散自律控制模式下， CTC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。对于区段站和编组站等作业量大且复杂的车站，将列车进路的办理及操作权限也设臵在车站。 第三节 系统控制模式 联 锁 机联 锁 操 表 机车 站 自 律 机助 调 工 作 站 车 务 终 端分 散 自 律 模 式命 令 入 口 处分 散 自 律 模 式命 令 入 口 处表示信息表示信息表示信息表 示信 息分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散 自 律 模 式命 令 入 口 处命 令非 常 站 控 模 式命 令 入 口 处2014/7/22 20 第三节 系统控制模式 分散自律控制模式下，在分散自律调度集中设备上输入命令有效，在联锁操表机上操作无效，联锁系统无法输入命令，此时只有一个“非常站控”按钮是有效的，其他的按钮全部失效。 分散自律调度集中命令入口一共有三处： 助调工作站、车站车务终端 和 车站自律机 。前两者是人工输入的命令，后者是自动生成的命令。这三处的命令全部下达到联锁系统执行。命令来源于CTC中心或车站，不存在 CTC中心与车站控制权的转换问题。 2014/7/22 21 二、非常站控模式 所谓非常站控，就是在 非正常情况 发生时，将分散自律调度集中系统的控制模式转为在联锁操作台上通过操作按钮办理进路的控制方式。 相对于分散自律控制模式而言，此时联锁系统将不接收分散自律调度集中输入的命令。 第三节 系统控制模式 2014/7/22 22 在正常情况下，车站联锁系统处于分散自律控制模式。在发生某种故障 (如自律机失效 )、出现危险情况或在维修施工条件下，利用 设臵在联锁操作台上的“非常站控” 按钮可将 CTC无条件地从分散自律控制模式转为非常站控模式。 在 6502电气集中车站，车站值班员可以按下 6502电气集中控制台上的非常站控按钮，切断分散自律调度集中系统控制输出继电器的电源，直接通过 6502电气集中控制台按钮的方式进行控制。 在计算机联锁车站，则是在计算机联锁系统的操作界面上，按下“非常站控”按钮，将 CTC转为非常站控模式。 第三节 系统控制模式 2014/7/22 23 非常站控模式下，在联锁操表机上操作有效，在分散自律调度集中设备上输入命令无效。 命令输入只有一处，那就是联锁操表机了，此时CTC中心不具备直接控制权，在分散自律调度集中设备上无法输人命令，自律机本身也停止自动生成命令了。 当车站与 CTC中心之间的通信完好时，系统具备列车运行调整计划和调度命令的下达、行车信息实时上传至 CTC中心、行车日志的自动记录等行车调度功能。 第三节 系统控制模式 2014/7/22 24 三、模式转换 分散自律控制模式转为非常站控模式是 无条件 的。分散自律控制模式下，当发生紧急情况时，通过按下联锁操表机上“非常站控”按钮，可以将 CTC的控制模式转为非常站控模式。 非常站控模式下， 满足一定条件 时，通过再次按下联锁操表机上“非常站控”按钮，可以将 CTC的控制模式转为分散自律控制模式。 第三节 系统控制模式 2014/7/22 25 非常站控模式转入分散自律控制模式的条件包括： 1分散自律调度集中设备正常； 2非常站控下没有未完成的按钮操作。 联锁系统初始上电时，其操作模式进入非常站控模式。 第三节 系统控制模式 2014/7/22 26 四、分散自律控制模式的操作方式 中心操作方式 车站调车操作 车站操作方式 第三节 系统控制模式 2014/7/22 27 1中心操作方式 CTC中心负责该站的列车控制和调车控制，助理调度员负责该站所有的作业。 一般在无人站使用这种方式。 第三节 系统控制模式 联 锁 机联 锁 操 表 机车 站 自 律 机助 调 工 作 站 车 务 终 端表示信息表示信息表示信息表 示信 息分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散 自 律 模 式命 令 入 口 处命 令人 工 干 预 列 、 调 车 进 路 指 令人 工 排 列 列 、 调 车 进 路非 常 站 控 模 式命 令 入 口 处2014/7/22 28 2车站调车操作方式 CTC中心负责该站的列车控制，车站负责该站的调车控制。 调度员制定列车运行调整计划，安排车站的股道运用；车站制定调车计划，办理调车进路。 一般在有人站使用这种方式。 第三节 系统控制模式 联 锁 机联 锁 操 表 机车 站 自 律 机助 调 工 作 站 车 务 终 端表示信息表示信息表示信息表 示信 息分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散自 律模 式命 令分 散 自 律 模 式命 令 入 口 处命 令非 常 站 控 模 式命 令 入 口 处人 工 干 预 列 车 进 路 指 令人 工 排 列 列 车 进 路人 工 干 预 调 车 进 路 指 令人 工 排 列 调 车 进 路2014/7/22 29 3车站操作方式 调度员负责列车运行计划的调整和下达， 车站可以修改列车运行调整计划的内容，包括接发车顺序、到发线、进路始终端按钮、进路被触发的方式 (自动或人工 )等， 车站人员可以直接操作列车按钮； 车站制定调车计划，办理调车进路。 第三节 系统控制模式 2014/7/22 30 第三种操作方式与前两种操作方式的根本区别： 车站值班员是否能够修改列车进路指令信息 (含接发列车股道、进路始终端按钮等 ) 车站值班员是否具备人工直接操作列车按钮的权利。 第三节 系统控制模式 2014/7/22 31 控制中心 车站 现场作业人员的业务分担模式对实现我国铁路系统高效协同运行有重要的意义。 与 CTC中心修改接发车股道的效果一样，车站修改的接发车股道经过自律机的合法性检查后，如果合格，会将修改结果反馈至 CTC中心和车站的进路指令界面上，由自律机对修改后的进路进行自动控制。不管是CTC中心还是车站对列车进路进行干预，都受到了分散自律的约束。 系统对 CTC中心和车站的进路控制权都支持，只是根据不同的运输需求而设定不同的操作方式，从而决定不同的权限而已。 第三节 系统控制模式 2014/7/22 32 车站当前的操作方式为红色表示，并且有呈选中状态，选择需要转换的目标操作方式，点击确定。如果转换成功，则单站控制界面上部的相应操作方式表示灯会亮绿色。 目的方式 源方式 中心操作方式 车站操作方式 车站调车操作方式 中心操作方式 需要车站同意 （车站控制表示灯绿色闪烁） 直接转换 车站操作方式 需要车站同意 （中心控制表示灯绿色闪烁） 需要车站同意 （分散自律表示灯 绿色闪烁） 车站调车操作方式 直接转换 需要车站同意 （车站控制表示灯绿色闪烁） 如果是调度中心提出模式申请，则有以下关系： 如果此时需要车站同意的话，目的操作方式表示灯呈现绿色闪烁，如下图： 所申请的模式，对应的指示灯会闪烁，提示用户进行模式转换认可的操作。 如果是车务终端提出模式申请，则有以下关系： 目的方式 源方式 中心操作方式 车站操作方式 车站调车操作方式 中心操作方式 需要中心同意、 （车站控制表示灯黄色闪烁） 无权申请 车站操作方式 需要中心同意 （中心控制表示灯黄色闪烁） 需要中心同意 （分散自律表示灯 黄色闪烁） 车站调车操作方式 无权申请 需要中心同意 （车站控制表示灯 黄色闪烁） 此时如果需要中心同意的话，目的操作方式表示灯呈黄色闪烁，下图中车务终端提出申请：车站操作方式 车站调车操作方式 所申请的模式，对应的指示灯会闪烁，提示用户进行模式转换认可的操作。 第一节 系统基本结构 第二节 分散自律原理 第三节 系统控制模式 第四节 进路控制原理 第五节 车次号技术 第六节 列车运行调整计划 行车指挥自动化系统功能原理 2014/7/22 39 列 车 运 行调 整 计 划列 车 和 调 车 进 路 命 令 生 成（ 车 站 自 律 机 ）联 锁 系 统控 制 中 心调 车 作 业 计 划（ 无 人 站 ）调 车 作 业 计 划（ 有 人 站 ）分散自律调度集中系统框图 运行在各个车站自律机上的自律控制软件模块 是分散自律调度集中系统的核心模块。 它根据各列车的实际运行情况，将调度员下达的列车运行调整计划转化为对车站联锁系统的控制命令，从而实现运输指挥的高效、智能控制。 第四节 进路控制原理 2014/7/22 41 车站自律机 车站自律机具有 生成进路操作指令 和 将指令变为命令的功能 ， 自律机 将列车运行调整计划自动解析为列车进路操作指令序列 ， 即一组列车进路操作指令 。 自律机对这些预存指令进行自律运算和自律检查后， 适时的将指令变为命令下达到联锁系统 ， 以办理进路 。 分散自律控制模式下的列车进路控制虽交由计算机办理，但具有一定的灵活性。 无论是紧急情况下为了保证安全，还是出于维修作业上的需要， 允许操作人员直接介入，即人工按钮控制方式，而且人工按钮控制方式优先于自动控制方式。 确保在自动控制有问题时，保证维持原有的控制水平即人工按钮控制的方式。 第四节 进路控制原理 2014/7/22 43 自律控制软件模块的主要功能包括： 1列车进路的控制。 2调车进路的控制。 3只要有列车运行调整计划信息，车站自律机就可以实施进路控制。 第四节 进路控制原理 2014/7/22 44 正常情况下，由 CTC中心向车站自律机传送列车运行调整计划信息，而当车站和 CTC中心通信中断时，车站无法收到 CTC中心的最新计划时，分散自律调度集中系统针对 不同站型 采取如下处理措施： 第四节 进路控制原理 2014/7/22 45 (1)双线自动闭塞区段无人站 (2)自动站间闭塞区段无人站 ， (3)有人站 ， (1)双线自动闭塞区段无人站 ，在未转为非常站控模式前，不允许调度员改变该站在来车