高铁调度集中系统

高铁调度集中系统 第 1 页 共 17 页 高铁调度集中系统 高铁调度集中系统 CTCCTC 系统 系统 范林 王玉 摘 要 中国高铁调度集中系统 简称高铁 CTC 系统 集成技术 已从起步阶段 小规模系统 发展到大规模系统集成 并向信息化 集 成化 标准化方向迈进 文章重点介绍当前集成技术的总体发展 总体 结构 系统的部分功能及作业流程 关键词 高铁高铁 调度集中调度集中 CTCCTC 系统系统 现代铁路信息技术 第 2 页 共 17 页 目录 一 CTC 系统的基本概念 3 二 CTC 系统的发展 3 1 起步阶段 4 2 线路别小规模系统集成阶段 4 3 路网性大规模系统集成阶段 4 三 CTC 的结构 4 高铁调度集中系统 第 3 页 共 17 页 四 CTC 的子系统及功能 6 1 调度中心子系统 6 2 车站子系统 7 3 网络子系统 9 五 CTC 的作业流程 10 六 高速客专下 CTC 系统功能 11 1 高铁 CTC 自动排路逻辑 11 2 出站信号引导功能 12 3 其他功能例如 12 七 中国高铁调度集中系统集成技术展望 13 参考文献 14 截止 2015 年 中国高速铁路通车里程将达 1 8 万公里 包括时速 200 现代铁路信息技术 第 4 页 共 17 页 250 公里的高速铁路 1 13 万公里 时速 300 350 公里的高速铁路 0 67 万公里 基本覆盖中国 50 万以上人口的城市 开行动车组 1300 对以上 这是世界上最 大的高速铁路网 也是效率最高的铁路网 作为保障高速铁路运营安全 可靠 高效的核心 高铁调度集中系统 CTC 系统 集成技术 经历了起步阶段 线 路别小规模系统集成 路网性大规模系统集成等几个阶段 并向信息化 集成 化 标准化的方向发展 一 一 CTCCTC 系统的基本概念系统的基本概念 CTC Centralized Traffic Control 调度集中 也称列车集中控制 是控 制中心 调度员 对某一调度区段的信号设备进行集中控制 对列车运行进行直 接指挥 管理的技术设备 分散自律 CTC 技术 分散式相对于调度中心集中控制而言 将过去由调度 中心集中控制所有车站的列车作业的方式改变为由各个车站独立控制各自的列 车和调车作业 基本原则 列车作业优先于调车作业 调车作业不得干扰列车作业 发生 冲突由系统判决 给出建议后执行 二 二 CTCCTC 系统的发展系统的发展 2003 年 铁道部提出了铁路跨越式发展的战略思想 调度集中作为铁路信 息化建设的重要组成部分 必须得到较快的发展 因此 CTC 系统得到了发展 秦沈线是我国第一条高速铁路 时速 200 km 以上 采用 CTC 系统 高铁调度集中系统 第 5 页 共 17 页 开通于 2003 年 并于 2010 年改造为分散自律 CTC 系统 1 起步阶段起步阶段 2002 2004 年年 秦沈线是我国第一条高速铁路 时速 200 km 以上 采用 CTC 系统 开通于 2003 年 并于 2010 年改造为分散自律 CTC 系统 系统初步具备了 列车及调车进路控制 行车信息显示 列车运行自动跟踪 列车运行图管理 运营统计报表 重叠 信息显示等行车指挥功能 通过应答器及软件实现 车次 号确认及自动追踪功能 具备设备集中报警及与其他系统交换信息功能 特点 实现了列车 调车进路自动办理 车次号确认 车站 CTC 分机与 联锁本地控制台合 二为一 2 线路别小规模系统集成阶段线路别小规模系统集成阶段 2005 2011 2004 年我国发布 分散自律 CTC 技术条件 普速铁路采用了具备分散 自律功能的 CTC 系统 随着 CTCS 2 和 CTCS 3 级列控系统的成熟 高铁 CTC 系统在普速 CTC 基础上不断完善 通过与高铁列控中心 TCC 无线闭塞中 心 RBC 临时限速服务器 TSRS 等结合 并开发其他配套功 能 满足了 350 km h 高铁调度指挥需要 系统特点 实现分散自律 实现与列控结合 系统规模和处理能力有限 3 路网性大规模系统集成阶段路网性大规模系统集成阶段 2012 2014 为适应高铁运营网络的快速发展 原铁道部于 2007 年启动了北京 上海 武汉 广州及原铁道部 四所一中心 调度指挥中心工程 开启了路网性高铁 CTC 系统研究和建设进程 系统特点 系统规模庞大 系统组网 万兆核心局域网 和配置标准大 幅提升 采用统一应用软件 采用符合信息安全等级保护四级要求的信息安全 技术 现代铁路信息技术 第 6 页 共 17 页 三 三 CTCCTC 的结构的结构 1 高铁 CTC 系统为三层架构 第一层为铁路总公司调度中心 第二层 为铁路局高铁 CTC 系统 第三层为车站 CTC 子系统 三层之间目前均采用 N 2 Mb s 数字通道连接 CTC 的总体结构示意图 2 分散自律调度集中系统由调度中心子系统 车站子系统和传输网络子系 统三部分组成 其结构简图如下 高铁调度集中系统 第 7 页 共 17 页 1 调度中心子系统包括数据库服务器 应用服务器 通信前置服务器 网 络设备 电源设备 防雷设备 网管工作站 系统维护工作站 调度员工作站 控制工作站 综合维修工作站等 2 传输网络子系统包括网络通信设备 传输通道构成双环自愈网络 3 车站子系统主要设备包括车站自律机 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 连锁系统接口设备和无线系统接 口设备 四 四 CTCCTC 的子系统及功能的子系统及功能 1 调度中心子系统 调度中心子系统 调度中心系统包括调度中心应用系统 总机房设备 维修子系统 现代铁路信息技术 第 8 页 共 17 页 1 调度中心应用系统主要提供调度所各相关工种的操作界面和培训功能 主要设备包括 列车调度员工作站 助理调度员 兼控制工作站 调度命令管 理工作站 和必要的打印机和绘图仪等 各设备的功能 列车调度员工作站 实时监控管辖范围内列车运行状态 制定 调整和下达列车阶段计划 查阅实迹运行图 与相邻区段列车调度员信息交换 助理调度员 无人车站的零星调车作业计划的编制 调整以及调车工作的领导工作 根据列车调度员安排的运行调整计划和调度员的口头指令进行车站的列 车进路自动排路的监督和必要的人工干预 提供车站的按钮操作界面 可直接遥控车站的进路和其他信号设备 调度命令管理工作站 一般施工调度命令的下达 临时限速命令的下达 无线调度命令的下达 调度命令的查询 2 总机房设备 总机房设备包括数据库服务器 应用服务器 通信前置服务器 接口通讯 机和电源设备 数据库服务器用于存储关键性数据 如运行图计划 列车到发点 表示信息 等 应用服务器主要用于系统基本图 日班计划 阶段计划 实绩运行图 调车 作业计划及其他各项数据的存储 处理 CTC 内部数据与业务流程 包括列车阶 段计划的维护及冲突检测和调整 调车作业计划及调车作业钩进路的生成等 高铁调度集中系统 第 9 页 共 17 页 是 CTC 系统的核心处理设备 通信前置服务器主要用于完成调度中心系统与车站系统的数据交换和通信隔 离 接口通讯机主要用于同 TMIS TDCS 或其他系统间信息交换 电源设备采用集中供电方式 由防雷屏 转换屏 稳压屏 20kV A UPS 电 源等组成 3 调度集中维修子系统 调度集中维修子系即系统维护工作站 兼网管工作站 主要用于对 CTC 系统 的调度中心及车站的计算机设备 网络通讯设备的运行状态进行监视 对故障 设备进行报警 记录和回放等 2 车站子系统 车站子系统 车站子系统是分散自律调度集中系统的重要组成部分 它是整个网络系统 的基本功能节点 调度中心将行车计划下达至车站 车站子系统根据列车运行 调整计划完成进路选排 冲突检测 控制输出等核心功能 同时车站子系统还 可以实现调车作业计划单编制及调车作业进路控制功能 车站子系统设备连接图如下 现代铁路信息技术 第 10 页 共 17 页 车站 CTC 子系统主要包括自律机 采集板和输出板 车站值班员工作站 电务维护终端 网络设备 电源防雷设备等 1 车站自律机 Lirc 自律机是 CTC 系统的车站核心设备 其硬件选用专用的工业级计算机设备 在可靠性 数据处理能力等方面有严格要求 2 自律机的功能主要包括 1 接收存储调度中心的列车运行计划 并可以自动按计划进行进路排列 驱动联 P 34 接收存储调度中心的列车运行计划 并可以自动按计划 进行进路排列 驱动联锁系统执行 2 接收调度中心和本地值班员 信号员 的直接控制操作指令 按钮命 令 经与列车计划以及联锁关系检查后 确认无冲突后驱动联锁系统执 行 3 对信号设备的表示信息进行分析 确认进路的完整性和信号的正确性 并能对不正常情况进行处理 4 对车次号进行安全级管理 5 接收邻站的实际和计划运行图 6 接收调度中心和本站值班员的进路人工干预 并调整内部处理流程 3 网络子系统 网络子系统 网络子系统是由网络通信设备和传输通道构成双环自愈网络 应采用迂回 环状 冗余等方式提高其可靠性 CTC 网络子系统分为广域网和局域网 1 局域网连接方式图 高铁调度集中系统 第 11 页 共 17 页 2 广域网连接方式图 现代铁路信息技术 第 12 页 共 17 页 五 五 CTCCTC 的作业流程的作业流程 1 CTC 作业简易流程图 2 具体实现步骤 1 在列调工作站编制 下达列车运行调整计划 计划下达到各站 2 车站收到计划后 自动将列车运行调整计划转换为列车进路指令序列 3 CTC 排列进路的规定时机一到 并进行 站细 条件检查通过后 向 联锁系统下达进路控制命令 4 在进路排列完成后 自动以文字方式向司机提供前方站的接车进路预 告信息 5 来自联锁的行车表示信息以及自身采集的表示信息发送至调度中心 6 车站自律机按照报点规则自动采集列车的到 发点或通过点 并将报 点信息发送至调度中心 调度中心依此来自动描绘实迹图 车站自律机 将报点信息传送至车务终端 车务终端根据该信息自动填写运通二 三 报表 高铁调度集中系统 第 13 页 共 17 页 3 CTC 系统功能实现逻辑图 六 高速客专下六 高速客专下 CTCCTC 系统功能系统功能 1 高铁 高铁 CTC 自动排路逻辑 自动排路逻辑 针对高速动车组 接车进路排列逻辑采用空间或时间条件满足其一即触发 1 空间上采用 15 个闭塞分区间距 现代铁路信息技术 第 14 页 共 17 页 2 时间上采用提前计划 9 分钟 时间和空间满足任一条件即可触发进路 在发车进路排列逻辑上 在既有逻辑上增加 若出站信号机处于点灯状态 则需要检查站间闭塞条件 系统运行接车进路实际截图 2 出站信号引导功能 出站信号引导功能 高速客专下联锁增加了出站信号机引导的功能 点灯情况下引导出站亦需检查 站间闭塞条件 CTC 下出站信号机引导开放需人工操作 操作方式和进站引导类似 下图为对 X3 出站信号机开放引导操作 出站信号引导实际运行截图 高铁调度集中系统 第 15 页 共 17 页 3 其他功能例如 其他功能例如 列车信号机点灯 灭灯状态和控制 区间低频值表示 C3 列车移动授权站场表示 C3 列车运行状态显示 列控临时限速 七 中国高铁调度集中系统集成技术展望七 中国高铁调度集中系统集成技术展望 高铁 CTC 系统已在 5 个铁路局调度所及总公司调度中心运营 并已在其 他 10 余个高铁及城际铁路调度中心推广应用 此系统是国内一次建成标准最 高 可扩展性最强 信息保护安全等级最高 具有完全自主知识产权的运输调 度指挥系统 表现 出极强的技术辐射能力 实现了从技术方案到设计 方案到 建设成果 运营成果的转化 其应用全面提 升了高铁运输安全保障能力 创新 了电务运营维护 管理水平 各调度所自 2012 年底陆续开通以来 验证了系 统的功能需求和系统需求 满足我国高速 铁路运输要求 系统运行稳定 设备 工作安全可 靠 系统设计先进合理 功能完善 运输指挥灵活 高效 各种工 作站及终端界面友好 运输调度指挥 的安全性 稳定性 高效性得到了有效保 现代铁路信息技术 第 16 页 共 17 页 证 经济 效益和社会效益显著 随着全国高铁路网的建成和发展 结合信号列 控系统技术的进步 兼顾通 信 信息等技术发展 中国高铁 CTC 系统也必将向更安全 更实时 自动化 免维护 标准化的方向发展 高铁调度集中系统 第 17 页 共 17 页 参考文献参考文献 1 1 运基信号 运基信号 20092009 676676号 号 调度集中系统调度集中系统 CTC CTC 组网方案