DB-DCZ21 城市轨道交通ATS(OCC)虚拟实训系统

DB DCZ21DB DCZ21 城市轨道交通城市轨道交通 ATSATS OCCOCC 虚拟实训系统建设方案虚拟实训系统建设方案 上海顶邦教育设备有限公司 1 目 录 一 概述 2 二 系统实训岗位设置 3 三 系统实训功能 4 1 列车进路控制功能 4 2 行车信息显示功能 4 3 列车运行图 时刻表的编辑和管理功能 5 4 列车运用计划及车辆管理功能 5 5 列车运行的调整功能 5 6 站台发车指示信息显示功能 5 7 运营记录与统计报表功能 5 8 故障报警功能 5 9 故障模拟功能 5 10 考核功能 5 11 单机操作功能 5 12 联机操作功能 5 四 系统拓扑图 5 五 系统采用的规范和适用标准 6 六 系统技术要求和参数 6 1 总体功能要求 7 2 控制中心模拟子系统 ATS 软件 7 3 ATP ATO 模拟子系统软件 12 4 车站模拟子系统软件 13 5 车辆段模拟子系统软件 14 6 列车驾驶模拟子系统软件 15 7 通信控制系统软件 16 七 虚拟沙盘系统功能 组成明细 17 2 一 概述一 概述 实训系统主要用于对车务人员接发列车的作业能力培训 系统通过计算机技术 虚拟 仿真技术 机器人技术 三维视景技术 环境音响技术 网络信息传输技术等多种技术手 段 能从操作层上贴近实际的列车运行 办理接发列车 仿真依据取自真实的现场数据 并配备超大屏幕显示系统 实时显示列车的运行情况 系统能够使学员充分体会接发列车作业全过程和作业情景 掌握 ATS 信号系统的操作 运用 提高实际的动手能力 具备一定的故障处理能力和应对能力 通过不同车站的群体 协作与配合 增强列车运行安全正点 严肃认真的意识 提高学员的职业素养 3 二 系统实训二 系统实训岗位岗位设置设置 系统通过对学员进行按岗位分配的系统性的协作培训 使学员的操作有如在现场的身 临其境的感受 系统可对地铁行车 调度各个相关岗位 控制中心调度员 行车调度员 电力调度员 信息调度员 票务员 值班站长 车站站台管理人员 值班员 电客车司机 等进行培训 系统模拟城市轨道交通运营管理过程中各个环节的实操实训 系统模拟城市轨道交通运营管理过程中各个环节的实操实训 站务室综控人员 实现日常的地铁运营监控和应急事故处理 站务室站务人员 了解城轨车站的设备构成及控制逻辑 进行操作 车站行车值班人员 控制站内信号 可模拟车辆区间阻塞 扣车 列车停靠车站火灾 工况等 车站站台管理人员 了解站台管理的知识和各个设备的认识 熟悉就地控制和应急事 故处理 电客车司机 掌握并熟悉标准化行车作业流程 电力调度员人员 掌握并熟悉标准化牵引供电调度作业流程 行车调度人员 掌握并熟悉标准化行车调度作业流程 车辆段运转调度人员 掌握并熟悉车辆段运转调度作业流程 4 三 系统实训功能三 系统实训功能 1 1 列车进路控制功能列车进路控制功能 变更计划运行图 时刻表 实时发出进路指令 将部分和全部信号机置于自动追踪进路 自动排列或人工进路模式状态 设置紧急停车 扣车 跳停指令 设置临时限速指令 人工取消停车点 控制权的交接 时刻表的编辑 模拟运行 装载和在线修改 操纵道岔 道岔单锁 人工取消进路 关闭信号 重新开放信号 封锁 单个或全区 信号 区段封锁 2 2 行车信息显示功能行车信息显示功能 全线线路 车站 车辆段 停车场的线路布局 CBTC 和非 CBTC 运行状态 信号设备状态 动态跟踪显示线路上列车运行 包括列车的位置 方向 列车识别号等 相关设备的工作状态 屏蔽门 安全门状态 时钟信息等 在站通过和扣车表示 出段列车的预定地点 车站 车辆段 停车场发车晚点情况 运行早晚点 以秒为单位 控制权的状态等 进路排列方式 5 3 3 列车运行图列车运行图 时刻表的编辑和管理功能时刻表的编辑和管理功能 4 4 列车运用计划及车辆管理功能列车运用计划及车辆管理功能 5 5 列车运行的调整功能列车运行的调整功能 6 6 站台发车指示信息显示功能站台发车指示信息显示功能 7 7 运营记录与统计报表功能运营记录与统计报表功能 8 8 故障报警功能 故障报警功能 9 9 故障模拟功能故障模拟功能 可以模拟一些常见的设备故障 包括 轨道电路 信号机 道岔 计轴 应答器 信 息指示器 车站屏蔽门 中央级 ATS 与车站级 ATS 的通信故障 中央级 ATS 故障等 10 10 考核功能考核功能 可根据教学需要预设实训考核功能 并自动记录和评估 11 11 单机操作功能单机操作功能 能够与教员实训管理子系统进行通信 学员机能够在单机状态下进行运行调整 扣车 车次号修改等基本操作 根据教学需要 通过教员实训管理子系统预设实训考核功能 能 够设置故障 由教员机自动记录 回放 12 12 联机操作功能联机操作功能 中心 ATS 系统能与各个车站 ATS 系统和车辆段联锁系统互联 一个中心级 ATS 仿真 系统与 15 车站 ATS 仿真系统 一个车辆段联锁系统进行协同动作 四 系统四 系统拓扑图拓扑图 虚拟实训系统采用内部局域网星形结构 通信介质为双绞线 以应用服务器为中心 6 以数据库服务器为基础 建立三层客户 服务器分布式体系结构 具备与真实地铁 城轨控 制系统功能相一致的 OCC 实训系统硬件架构体系 OCC 实训系统配备数据库 通信服务器 车辆段控制终端 机车模拟运行终端 调监 控制终端 安装 ATS 子系统 ATP ATO 子系统 C LOW 系统 完成运营调度 运行图编制与 调整 命令下发 故障设置等功能 调监大屏幕系统可完整显示全线路运行状况 也可 分屏显示列车进站时的视频图像 五 系统采用的规范和适用标准五 系统采用的规范和适用标准 本系统设计 研发 制造 集成等过程中遵从的主要规范及标准 但不仅限于此 1 UIC 国际铁路联盟标准 2 IEC 国际电工委员会标准 3 ISO 国际标准组织标准 4 GB 中华人民共和国国家标准 5 TB 中华人民共和国铁道部标准 六 系统技术要求和参数六 系统技术要求和参数 控制中心级 ATS 仿真系统涵盖模拟对象的完整的线路规模和车站规模 通过仿真系统 实现行车的环境和过程的模拟 可实现追踪 TMT 进路操作 自动进路排列 根据列 车当前位置 向联锁发出进路排列命令 列车自动调整 ATR 调整列车运行 确保列车 运行遵照时刻表 可时间校正 关闭时可指定停站时间 指定运行时间 人工调整 扣车 和跳停 时刻表系统 一个执行时刻表的在线运行系统和一个创建时刻表的生成系统 事 件列表 报警和消息列表等功能 还可实现非正常及故障的仿真 包括信号设备 车辆等 常见典型故障和列车特殊运行模拟实现 车站 ATS 仿真系统仿真车站值班员工作站的控制功能 接口到 OCC 系统 其中 1 个 站来自模拟真实车站的信号 其余站为软件仿真信号 实现本地列车排路 显示详细的轨 道布置图和现场设备的实际状态 联锁命令的执行 显示车次号 ATS 后备模式下车次号 操作 列车监视和追踪 自动进路排列 监视 ATS 功能的缺失 对常规列车的控制等功能 与车站综合监控系统互联 车站综合监控系统下可辅助监视 实现城轨各子系统间的联动 功能以及各种常见故障的仿真 7 车辆段值班员工作站控制功能 如发车 接车和调车日常工作及常见故障的仿真 具 备车组管理功能 车组管理列表中 车组被分配在使用的时刻表 操作员可以给当前装载 的时刻表装载一个新的车组管理列表 也可以根据运行要求修改当前列表 接口至控制中 心 ATS 工作站和车站值班员本地工作站 实现整体运营过程的模拟 1 1 总体功能要求总体功能要求 1 系统应以轨道交通具体线路和车辆段为蓝本 利用计算机仿真技术 分别模拟正线 CBTC 系统和停车场的微机联锁系统的功能 提供控制中心行车调度员 车站行车值班员 车辆段运转值班员 信号楼调度员 列车司机的模拟实训环境 2 系统的人机界面各个信号元素的显示颜色应与现场系统设备一致 3 系统的操作界面 操作命令 操作对话信息以及操作过程要与现场设备操作一致 4 具体培训功能包括 城市轨道交通行车岗位认知功能 CBTC 系统基本工作原理认知功能 车辆段微机联锁 系统工作原理认知功能 正线行车调度实训功能 车辆段行车调度实训功能 教学管理功 能 故障设置及处理功能 2 2 控制中心模拟子系统 控制中心模拟子系统 ATSATS 软件 软件 总体要求总体要求 1 控制中心模拟子系统 模拟本沙盘线路的控制中心的 ATS 功能 人机界面上的站场图 结合本项目实际线路进行设计 2 系统应以轨道交通具体线路和车辆段为蓝本 利用计算机仿真技术 分别模拟正线 CBTC 系统和停车场的微机联锁系统的功能 提供控制中心行车调度员 车站行车值班 员 车辆段运转值班员 信号楼调度员 列车司机的模拟实训环境 3 系统的人机界面各个信号元素的显示颜色应与现场系统设备一致 4 系统的操作界面 操作命令 操作对话信息以及操作过程要与现场设备操作一致 5 系统应具有报警信息仿真功能 报警信息的要求和格式与现场设备一致 6 系统应能按当天运行计划运行图进行多列车运行模拟 能将不同种类 包括平日 节 假日 特殊情况等 的时刻表存入系统内 并能加载各类型时刻表 创建当天运行计 8 划运行图 7 系统应具有行车故障模拟功能 用于训练学生故障情况下的行车调度处理能力 8 系统应能在单机上进行教学培训 同时又能按照现场 控制中心 集中站 停车场 的 结构进行联机 提供多岗位行车调度模拟演练 同时应可以根据需要构建多组别同样 结构的行车调度模拟演练环境 各个组别之间相互独立 互不影响 以扩大培训规模 9 系统配置与沙盘 列车驾驶模拟器等仿真设备的接口 10 系统应具有教学 练习和考核功能 并能记录学生操作 11 控制中心模拟子系统功能模拟要求 控制中心 ATS 系统工作站的显示和操作功能模拟 其界面显示和操作方式 操作流程与现场一致 模拟的功能不少于以下内容 详细功能介绍详细功能介绍 1 信号控制功能 信号控制功能主要由部署在 C LOW 上的 ATS 的子系统 VICOS OC 101 实现的 中心的 C Low 工作站功能和车站模拟系统的 VICOS OC 101 系统相同 只是控制权限不一样 操作 界面如下图 西门子 VICOS OC 101 系统 该系统实现本地级控制功能 该系统部署在中心本地操作 工作站 C LOW 和车站的本地操作工作站 LOW 上 主要功能如下 显示设备状况 显示行车状况 9 排列进路 取消进路 道岔总定 道岔总反 道岔锁闭 道岔解锁 区段强解 扣车 扣车恢复 封锁信号机 封锁区段 强行站控 交出站控 接收站控 设置停站时间 催发列车 修改车次号 位移车次号 显示列车信息 ATP 切除 定义车次号 2 列车调整功能 根据列车的运行情况 对列车的运行时刻表等信息进行自动化调整 从而保证列 车运行的高效可靠 3 站台控制功能 10 该功能主要完成和站台相关的控制功能 由 VICOS101 系统实现 该功能具体体 现可以参考信号控制功能 4 列车描述功能 该功能主要是用于对列车车次号的控制功能 该功能由 ATS 子系统 VICOS101 实 现 具体参考信号控制功能中的 VICOS101 的介绍 5 时刻表管理功能 时刻表的生成 编辑 修改及存贮 操作界面如下图 通过修改时刻表 可以对列车的通信 信号时间点进行调整 由时刻表来反映出 列车通信 信号的时间需求 列车会按照时刻表中制定的行车计划通信 信号 6 报警信息功能模拟 如果控制系统中出现了某些非正常情况 或者出现一些数据超过了安全界限 系 统会通过语音的形式给出报警信息 1 模拟城市轨道交通行车组织过程中各岗位 行车调度员 安排在时刻表工作站上进行时刻表编制和调整 列车驾驶员 安排在列车驾驶模拟工作站上 进行简单的驾驶操作 车站行车值班员 安排在车站的 LOW 工作站上 控制站内信号 11 车辆段基地信号楼调度员 安排在车辆段的计算机联锁工作站上 控制和监视车辆 段信号 运转值班员 安排在车辆段的计算机联锁工作站上 控制和监视车辆段信号 8 能够模拟非正常情况下 较小的行车延误的调度工作以及延误进一步扩大的调度组织 工作程序 信号故障导致的延误 由于信号故障导致不能正常发车或接车 如果时间比较短会 导致比较小的行车延误 如果时间过长甚至会影响其它班次列车的行车产生大面积延 误 列车故障导致的延误 由于列车故障导致不能正常发车或接车 如果时间比较短会 导致比较小的行车延误 如果时间过长甚至会影响其它班次列车的行车产生大面积延 误 9 系统能够模拟紧急情况下行车组织调整和调度处置 故障设备 如出站信号设备故障 通信故障等 意外事件 如有人调下站台 等相关的对列车正常运行有影响的不可预知的事件 自然灾害 如隧道塌方 过江隧道漏水 突发特大客流 大量的客流会直接影响通信 信号的负担 通过采取一些调度措施 进行处理 10 系统的培训功能面向各个岗位的相关人 用于这些岗位的正常和故障情况下处置流 程的培训 包括如下角色 该功能通过让培训人员对仿真软件的实际操作来体格岗位 的业务水平 控制中心行车调度员 车站值班员 停车场运转值班员 信号楼调度员 列车司机 OCC 值班员 12 3 ATP ATO3 ATP ATO 模拟子系统软件模拟子系统软件 总体要求总体要求 ATP ATO 模拟子系统 模拟 CBTC 系统的轨旁 ATP ATO 和车载 ATP ATO 的功能 具体应 不少于以下功能逻辑的模拟 轨旁 ATP 的列车移动授权计算功能 负责根据收到的列车位 置计算每列车移动授权和速度 并比对计划运行图自动调整列车运行等级 停站时间等功 能 车载 ATP 的列车位置计算功能 车载 ATP 的列车超速防护功能 保证列车速度不超 过线路 道岔 车辆等规定的限速 车载 ATP 的列车 ATP 速度计算功能 降级模式的 ATP 功能模拟 集中站的信号联锁设备功能的模拟 包括进路 道岔 站台紧急停车等 可模 拟具有正常情况下列车出库 运行 折返 停站 回库等通信 信号环节及列车故障救援 标准化流程 详细功能介绍详细功能介绍 由车载控制器实现列车自动防护 ATP 和列车自动运行 ATO 功能 车载单元支持的驾驶模式如下 ATOATO 模式 模式 ATP 自动监督 ATO 自动驾驶 基本使用模式 SMSM 模式 模式 ATP 自动监督下的人工驾驶 安全性最高的模式 RMRM 模式 模式 自动限速 25 km h 人工驾驶 该模式下列车运行均不受地面信号控制 ATP 车载设备仅对速度进行限制 URMURM 模式 模式 ATP 切除 人工驾驶 ARAR 模式 模式 自动折返模式 ATPATP 车载设备的主要功能如下 车载设备的主要功能如下 报文的接收 速度监督 故障模式处理 距离测量 13 速度测量 同 ATO 车载单元进行通讯交换数据 具有故障一安全特性的列车数据的输入 具有故障一安全特性的输入 输出 倒退车辆的监督 报文传输故障时间及走行距离的监督 ATOATO 车载单元的主要功能如下 车载单元的主要功能如下 自动驾驶和目的制动 这是 ATP ATO 装备的列车常规运行模式 3 中基本的驾驶阶段是 加速 巡航和制动 巡航 在正线上停车 限速区段 通过车站 车辆段向正线发车 从正线向车辆段发车 列车自动折返 配置要求配置要求 该模块需要配合 列车驾驶模拟子系统软件 来进行运算 因为其功能隶属于车载 设备 VOBC 所以其部署实在列车驾驶模拟系统所在的计算机上 不需要独立的计算机 4 4 车站模拟子系统软件车站模拟子系统软件 总体要求总体要求 车站模拟子系统 模拟本沙盘线路上所设置的所有车站的 ATS 功能 车站计算机联锁 功能 人机界面上的站场图结合本沙盘线路进行设计 详细介绍详细介绍 14 车站主要模拟了西门子 VICOS OC 101 系统 该系统实现本地级控制功能 该系统部署 在中心本地操作工作站 C LOW 和车站的本地操作工作站 LOW 上 主要功能如下 显示设备状况 显示行车状况 排列进路 取消进路 道岔总定 道岔总反 道岔锁闭 道岔解锁 区段强解 扣车 扣车恢复 封锁信号机 封锁区段 强行站控 交出站控 接收站控 5 5 车辆段模拟子系统软件车辆段模拟子系统软件 总体要求总体要求 车辆段模拟子系统 模拟轨道交通的车辆段微机联锁系统的通用功能 它的人机界面 上的站场图按照本沙盘线路的车辆段进行设计 其界面显示和操作方式 操作流程应与现 场一致 具有列车在车辆段调车 列车出库 入库等运行模拟功能 可模拟联锁设备故障 现象及处置过程 功能要求功能要求 1 操作功能模拟 进路操作 人工取消进路 重开信号 引导进路 引导总锁 人工延 时解锁 区故解 道岔单操 道岔单锁 非进路调车 试车线 15 2 列车运行模拟 调车 出库 入库等 3 故障现象模拟 信号机灯丝断丝 轨道电路故障 红光带 道岔失去表示 联锁机 A 机 B 机不同步 上电初始化 熔丝断丝 热丝断丝等 6 6 列车驾驶模拟子系统软件列车驾驶模拟子系统软件 总体要求总体要求 列车驾驶模拟子系统 模拟列车驾驶台的显示和操作功能 具有与现场一致的操作界 面和操作功能 同时预留与列车驾驶模拟器的接口 详细功能介绍详细功能介绍 该子系统主要模拟了司机对列车的操作人机界面 该系统与 ATP ATO 组合来完成对整 列车的控制模拟 模拟驾驶子系统的界面如下 人机界面有如下模块组成 人机界面有如下模块组成 速度表 速度表 用于显示当前的列车实际速度和 ATP 限速 如果实际速度大于 ATP 限速值则会给出报 警信息 控制按钮和状态显示按钮 控制按钮和状态显示按钮 该按钮盘面可完成如下操作 显示前方信号状态 显示当前的运行模式 在手动驾驶模式下切换列车的上下行方向 16 控制列车的前进后对停车 显示当前的限速状态 司机控制器司机控制器 司机控制器可以模拟真实的司机控制器包括电钥匙 牵引手柄 模式转换器 通过牵 引手柄可以控制列车的牵引力制动力来完成列车的驾驶任务 通过模式转换器可以在各种 驾驶模式下进行切换 7 7 通信控制系统软件通信控制系统软件 总体要求总体要求 通信控制系统 为各个模拟子系统提供通信数据中转的功能 同时通信控制系统监视 与运行各个子系统的工作站的联机通信状态 人机界面上显示相应的状态 并在信息栏中 实时显示收到的中转数据 详细功能介绍详细功能介绍 该系统主要用于各个仿真模块之间的通信工作 为各个模拟子系统提供通信数据中转 的功能 同时通信控制系统监视与运行各个子系统的工作站的联机通信状态 因为系统是采取分布式的理念设计的 所以通信软件尤为重要 它是保证各个系统正 常运行的核心部分 该软件可以监视各个子系统的通信状况 并实时显示到界面上 并根 据运行状态动态的调整通信负载的均衡性 同时通信软件子系统也兼顾了 CBTC 模式下 DCS 通信系统的模拟工作 通信软件的核心数据链如下 ATS 的各个子系统连接 机车基础控制模块和 ATP ATO 的连接 ATS 和区域控制器的连接 区域控制器和车载设备的连接 区域控制器和计算机联锁子系统的连接 机车驾驶模拟和硬件机车的连接 沙盘硬件控制模块和计算机联锁子系统的连接 17 七 虚拟实训系统七 虚拟实训系统功能 组成明细功能 组成明细 序号设备名称技术规格及功能参数数量单位 1 学员终 端 品牌电脑 配置不低于 英特尔 R 酷睿 R I3 处理器 4G 内存 500G 硬盘 21 5 寸液晶 显示器 60 套 2 学员终 端配套 桌椅 六连体学员桌 采用进口防火板 同色 pvc 封边 桌板厚为 25mm 四周倒圆角 每张学员桌配备 6 张学员椅 10 套 3 网络交 换机及 配线 符合行业标准 品牌设备 一套用于电子沙盘 一套用于与实物沙盘的通信 2 套 4 控制中 心一体 化调度 台 调度台为连体扇形连体调度台 表面为高密度防 火板 护边处理 台体满足控制中心工作站布线 散热要求 每套调度台配备 6 张座椅 含教员工 作站 1 套 5 车辆段 联锁机 运用 所 品牌电脑 配置不低于 英特尔 R 酷睿 R 双核处理器 G630 2 7G 2G 内存 500G 硬盘 21 5 寸液晶显示器 1 套 6 时刻表 计算机 品牌电脑 配置不低于 英特尔 R 酷睿 R 双核处理器 G630 2 7G 2G 内存 500G 硬盘 21 5 寸液晶显示器 1 套 7 三维 交互 式虚 拟 ATS 实训 系统 硬件 模块 中心本 地机操 作工作 站 中 心调度 员工作 站 品牌电脑 配置不低于 英特尔 R 酷睿 R 双核处理器 G630 2 7G 2G 内存 500G 硬盘 21 5 寸液晶显示器 1 套 18 序号设备名称技术规格及功能参数数量单位 8 机车模 拟运行 服务器 品牌服务器 配置不低于 英特尔 R 酷睿 R 双核处理器 G630 2 7G 4G 内存 500G 硬盘 21 5 寸液晶显示器 1 套 9 通信和 数据库 服务器 品牌服务器 配置不低于 英特尔 R 酷睿 R 双核处理器 G630 2 7G 4G 内存 500G 硬盘 21 5 寸液晶显示器 1 套 10 调监服 务器 品牌服务器 配置不低于 英特尔 R 酷睿 R 双核处理器 G630 2 7G 4G 内存 500G 硬盘 1 套 11 教员管 理机 品牌电脑 配置不低于 英特尔 R 酷睿 R 双核处理器 G630 2 7G 2G 内存 500G 硬盘 21 5 寸液晶显示器 1 套 12 调监显 示系统 DID46 寸 3 5 液晶拼接屏 1 套 13 通讯和 数据服 务器软 件 整个系统的网络中心和数据中心 服务器为用户 提供用户注册 登陆验证