铁路交通远程控制系统理论及应用学习教案

1、会计学1铁路交通铁路交通(jiotng)远程控制系统理论及应远程控制系统理论及应用用第一页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院2 国外调度集中的现状国外调度集中的现状 12我国调度集中我国调度集中(jzhng)的现状的现状第2页/共50页第二页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院3 铁路运输铁路运输(ynsh)生产过程，实质上就是旅客和货物的生产过程，实质上就是旅客和货物的运送过程。无论是旅客运输运送过程。无论是旅客运输(ynsh)还是货物运输还是货物运输(ynsh)，铁路都是用列车方式办理的。，铁路都是用列车方

2、式办理的。 旅客运输旅客运输(ynsh) 货物运输货物运输(ynsh) 第3页/共50页第三页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院4 列车列车(lich)运行图是规划和指导列车运行图是规划和指导列车(lich)在各个铁路方向在各个铁路方向和区段运行的基本依据。和区段运行的基本依据。 第4页/共50页第四页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院5联锁联锁(lin su)装置装置C.T.C.第5页/共50页第五页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院6计算机比较运算计算机比较运算

3、CTC区段区段自动排列进路自动排列进路计算机自动计算机自动运算处理运算处理第6页/共50页第六页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院7 根据铁道部根据铁道部2008年提出的中长期铁路网规划，到年提出的中长期铁路网规划，到2020年全国铁路营业里程达到年全国铁路营业里程达到12万公里以上，为了满足快速增长的万公里以上，为了满足快速增长的旅客运输需求，建立省会城市旅客运输需求，建立省会城市(chngsh)及大中城市及大中城市(chngsh)间快速客运通道，规划间快速客运通道，规划“四纵四横四纵四横”等客运专线以等客运专线以及经济发达和人口稠密地区城际客运系

4、统，建设客运专线及经济发达和人口稠密地区城际客运系统，建设客运专线1.6万万公里以上。客运专线的建设为分散自律调度集中系统的应用和公里以上。客运专线的建设为分散自律调度集中系统的应用和发展带来了契机。发展带来了契机。第7页/共50页第七页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院8第8页/共50页第八页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院9北京北京( (b b i i j j n n)武汉武汉上海上海广州广州铁道部铁道部第9页/共50页第九页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院

5、10 1925年，美国年，美国S.N.怀特（怀特（Sedgwick North Wight）首先提出）首先提出列车在区间按信号显示运行，并且区间信号显示由调度员集中控制列车在区间按信号显示运行，并且区间信号显示由调度员集中控制。1950年，美国洲际商务委员会将这种行车年，美国洲际商务委员会将这种行车(hngch)方式确定为方式确定为调度集中系统（调度集中系统（Centra1ized Traffic Control, CTC）。）。 调度集中调度集中-列车集中控制列车集中控制3.1.1 国外调度集中的现状国外调度集中的现状 第10页/共50页第十页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(

6、dxu) 电气与电子工程学院11第11页/共50页第十一页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院12，调度集中技术在世界各国得到了迅速发展，并且在枢纽地区、城市轻轨、地铁、高速铁路均得到了广泛应用。第12页/共50页第十二页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院13 调度集中具有减员增效的显著作用，能够有效提高铁路的运输调度集中具有减员增效的显著作用，能够有效提高铁路的运输能力，因此能力，因此(ync)在世界发达国家得到了广泛应用。在世界发达国家得到了广泛应用。 日本调度集中营业里程达日本调度集中营业里程达2.6万

7、千米，占总营业里程的近万千米，占总营业里程的近90%； 美国美国BNSF铁路公司的调度中心可控制铁路公司的调度中心可控制7.2万千米范围以内铁路网上万千米范围以内铁路网上所有列车的运行，具有很高的劳动生产率；所有列车的运行，具有很高的劳动生产率； 法国高速铁路、加拿大和北美的重载运输，已经全部实现了综合调法国高速铁路、加拿大和北美的重载运输，已经全部实现了综合调度指挥；度指挥； 印度和韩国，也有印度和韩国，也有70%80%的铁路实现了调度集中控制。的铁路实现了调度集中控制。 第13页/共50页第十三页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院14 高速铁路的

8、发展推动了调度指挥系统的发展。目前，世界上先高速铁路的发展推动了调度指挥系统的发展。目前，世界上先进的调度指挥系统有日本新干线的综合进的调度指挥系统有日本新干线的综合(zngh)调度系统调度系统COSMOS、德国铁路的、德国铁路的BZ2000系统、西班牙的系统、西班牙的DAVINCI系统、法国高速铁路系统、法国高速铁路的的MISTRAL系统、美国的系统、美国的UTC系统等。系统等。3.1.1 国外调度集中的现状国外调度集中的现状 国家国家系统名称系统名称调度中心调度中心开通时间开通时间供货商供货商日本日本COMTRACK东京东京1964日立日立日本日本COSMOS东京东京1995日立日立德国德

9、国BZ2000法兰克福法兰克福2004BZ200集团集团西班牙西班牙Davinci萨拉戈萨萨拉戈萨2003INDIRA第14页/共50页第十四页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院15 JR东日本客运公司的东日本客运公司的COSMOS（Computerized Safety Maintenance and Operation System of Shinkansen) 是在是在CTC基础上不断扩充功能，于基础上不断扩充功能，于1995年开始应用的新干线综合年开始应用的新干线综合运输管理系统。运输管理系统。 COSMOS由运输计划、运行管理、站内作业管理、

10、维修作由运输计划、运行管理、站内作业管理、维修作业管理、车辆管理、设备管理、信息集中业管理、车辆管理、设备管理、信息集中(jzhng)监视、电力监视、电力系统控制等系统控制等8个子系统组成，共有个子系统组成，共有500台左右的计算机，是个广台左右的计算机，是个广域的自主分散系统。域的自主分散系统。第15页/共50页第十五页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院16第16页/共50页第十六页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院17第17页/共50页第十七页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(din

11、q)与电子工程学院18运输计划运输计划(jhu)编制（一元化的计划编制（一元化的计划(jhu)管理）管理）与基础设施、移动设施的匹配性车辆性能、线路能力车辆性能、线路能力临时线速临时线速与维修作业的匹配性作业地点、时间及作业用车作业地点、时间及作业用车与车辆使用计划的匹配性车辆运用、检修、分配车辆运用、检修、分配与乘务计划的匹配性乘务员运用乘务员运用运营计划的彻底下达车站车站 车辆段车辆段 作业区段作业区段对客流变化的灵活对应临时列车的设定临时列车的设定运行图运行图第18页/共50页第十八页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院19运行管理运行管理(gu

12、nl)（基于运行图的进路控制）（基于运行图的进路控制）第19页/共50页第十九页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院20维修维修(wixi)作业作业管理管理第20页/共50页第二十页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院21线路总长线路总长4万公里，高万公里，高速铁路速铁路1330公里公里日均开行日均开行1302列长途列长途(chngt)和高速客车和高速客车24,211列地区列车列地区列车3,457列市郊列车列市郊列车5,021列货车列货车第21页/共50页第二十一页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(ti

13、do)大学 电气与电子工程学院22 2004年，德国铁路公司已建成了年，德国铁路公司已建成了8个区域行车控制个区域行车控制中心，其中中心，其中7个行车中心负责约个行车中心负责约37000km路网上所有路网上所有(suyu)列车的监督和调度，一个行车控制中心专用于列车的监督和调度，一个行车控制中心专用于柏林城市铁路。柏林城市铁路。 从从2003年底开始，德铁逐步用年底开始，德铁逐步用BZ 2000型自动化调型自动化调度系统代替行车中心基础级的调度监督设备。该系统由度系统代替行车中心基础级的调度监督设备。该系统由“BZ 2000”集团（由西门子、阿尔卡特、集团（由西门子、阿尔卡特、Vossloh

14、IT三家三家开发商和开发商和Steria供应商组成）开发。供应商组成）开发。第22页/共50页第二十二页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院23l一个国家中心一个国家中心l法兰克福法兰克福(f ln k f)l七个区域中心七个区域中心l柏林柏林l汉诺威汉诺威l杜伊斯堡杜伊斯堡l卡尔斯鲁厄卡尔斯鲁厄l莱比锡莱比锡l法兰克福法兰克福(f ln k f)l慕尼黑慕尼黑柏林柏林汉诺威汉诺威杜伊斯堡杜伊斯堡卡尔斯鲁厄卡尔斯鲁厄莱比锡莱比锡法兰克福法兰克福慕尼黑慕尼黑第23页/共50页第二十三页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子

15、工程学院24调度员值班员值班员客服调度值班员值班员柏林柏林(bi ln)调度中心调调度中心调度台布置度台布置第24页/共50页第二十四页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院25第25页/共50页第二十五页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院26第26页/共50页第二十六页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院27 OCC（Operations Control Center)运行控制中心是德国铁路已运行控制中心是德国铁路已经完成经完成(wn chng)的最大的运输自动化项目之一

16、。的最大的运输自动化项目之一。 BZ2000的概念基于在一个地方集中所有的运行与调度系统，并集的概念基于在一个地方集中所有的运行与调度系统，并集成维护与信息系统，此外，所有路网和列车的管理功能均集成在一个系成维护与信息系统，此外，所有路网和列车的管理功能均集成在一个系统内，这些功能包括联锁系统的远程控制、列车防护、监视和调度。统内，这些功能包括联锁系统的远程控制、列车防护、监视和调度。 第27页/共50页第二十七页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院28第28页/共50页第二十八页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工

17、程学院29路网调度路网调度中央数据库中央数据库 / 运行图运行图法兰克福路网控制中心法兰克福路网控制中心中央线路中央线路/车站调度车站调度ARS技术设备监控技术设备监控信息分配系统信息分配系统操作系统操作系统 联锁联锁/ 列车控制列车控制Betriebszentrale调度调度BZ - 2000计算机联锁计算机联锁ARS计算机联锁计算机联锁ARS继电器继电器联锁联锁继电器继电器联锁联锁德国铁路德国铁路(til)BZ2000调度系统调度系统结构结构第29页/共50页第二十九页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院30BZ2000- 路网中心路网中心(zhn

18、gxn)控制模式一控制模式一第30页/共50页第三十页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院31BZ2000- 路网中心路网中心(zhngxn)控制模式控制模式二二第31页/共50页第三十一页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院325 5万多公里线路万多公里线路8585个行车调度台个行车调度台7575个工、电、通个工、电、通信、信息信、信息(xnx)(xnx)维护台维护台第32页/共50页第三十二页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院33 美国铁路公司以公司集中调度为主，一

19、般设一级美国铁路公司以公司集中调度为主，一般设一级调度机构。调度根据列车运行图、营销计划和各编组调度机构。调度根据列车运行图、营销计划和各编组站的车流、空车分布状态，制定调度日班计划，落实站的车流、空车分布状态，制定调度日班计划，落实(lush)营销计划，组织按图行车。营销计划，组织按图行车。UP公司和公司和CSX公公司的司的CTC调度集中控制的里程都在本公司营业里程的调度集中控制的里程都在本公司营业里程的50以上。以上。 第33页/共50页第三十三页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院34第34页/共50页第三十四页，共50页。2021/12/21石家

20、庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院35适配器适配器适配器适配器适配器适配器适配器适配器适配器适配器铁路中间设备：铁路中间设备：DaVinci 集成集成(j chn)平台平台CTC闭塞闭塞控制控制能源能源客服客服通信通信进路进路跟踪跟踪预测预测RTRT计划计划 西班牙高速铁路运营调度系统采用统一的达芬奇技术平台整合不同厂西班牙高速铁路运营调度系统采用统一的达芬奇技术平台整合不同厂家的设备和系统，所有系统功能都在统一的标准下进行开发，所有的调度家的设备和系统，所有系统功能都在统一的标准下进行开发，所有的调度人员使用统一的软件系统；同时可兼容的一体化信息平台为以后开发更多人员使用统一的软件系

21、统；同时可兼容的一体化信息平台为以后开发更多的应用提供了方便。的应用提供了方便。 第35页/共50页第三十五页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院3636自动自动(zdng)变压变压器器接触网接触网维修维修(wixi)管理管理集成报警集成报警计划编制计划编制 以计划为中心的以计划为中心的 综合运调系统综合运调系统运营管理运营管理车辆管理车辆管理旅客服务旅客服务供电管理供电管理综合维修综合维修动车和维修动车和维修 动车维修段内作业动车维修段内作业 调整交路和分配计划调整交路和分配计划 动车运行分析动车运行分析 紧急事件处理紧急事件处理 等等Davinci

22、 的解决方案的解决方案列车运行计划列车交路计划运行调整计划 等C.T.C. LED站台显示站台显示 候车显示候车显示 广场显示广场显示 广播系统广播系统 客票系统客票系统 等等第36页/共50页第三十六页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院37国外高速铁路运营调度(diod)系统的特点自动化自动化自动列车运行计划调整，自动冲突检查，自自动列车运行计划调整，自动冲突检查，自动进路控制动进路控制集中化集中化 在调度中心集中调度和控制进路在调度中心集中调度和控制进路集成化集成化 通过先进的技术手段将运营管理与系统功通过先进的技术手段将运营管理与系统功能有机地

23、集成在一起，优化调度指挥能有机地集成在一起，优化调度指挥综合化综合化 与列车调度指挥密切相关的系统或信息与列车调度指挥密切相关的系统或信息综合集中在同一调度平台，提供给调度人员使综合集中在同一调度平台，提供给调度人员使用，实现透明指挥，充分发挥调度系统的功能用，实现透明指挥，充分发挥调度系统的功能第37页/共50页第三十七页，共50页。2021/12/21石家庄铁道(tido)大学 电气与电子工程学院383.1.2 我国调度我国调度(diod)集中的现集中的现状状 CTC 发展状况发展状况国外现状国外现状 我国的调度集中经历了漫长而曲折的过程。自七十年代以我国的调度集中经历了漫长而曲折的过程。

24、自七十年代以来先后自主研制了来先后自主研制了DD-1DD-1、 DD-2DD-2、DY-1DY-1、D4D4、D5D5、 D6D6型调度型调度集中系统。集中系统。 20032003年至今，年至今，分散自律调度集中系统分散自律调度集中系统开始运用。开始运用。第38页/共50页第三十八页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学 电气(dinq)与电子工程学院393.1.2 我国调度我国调度(diod)集中的集中的现状现状 CTC 发展状况发展状况国外现状国外现状 2003年年6月，铁道部在铁路跨越式发展研讨会上正式提出：月，铁道部在铁路跨越式发展研讨会上正式提出：积极发展新一代调度集中系统积

25、极发展新一代调度集中系统分散自律调度集中系统。分散自律调度集中系统。同年同年8月，铁道部组织月，铁道部组织5家单位集中研究，确定了新一代调度集中家单位集中研究，确定了新一代调度集中的基本技术要求和模式，明确了我国调度集中系统的发展的基本技术要求和模式，明确了我国调度集中系统的发展方向。此后，多种类型的分散自律调度集中系统在我国主方向。此后，多种类型的分散自律调度集中系统在我国主要线路上使用，效果良好。要线路上使用，效果良好。第39页/共50页第三十九页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院403.1.2 我国调度我国调度(diod)集中的集中的现状现状 FZk-CTCFZy-CTC FZt-CTCFZh-CTCFZj-CTC 第40页/共50页第四十页，共50页。2021/12/21石家庄铁道大学(dxu) 电气与电子工程学院413.1.2 我国调度我国调度(diod)集中的集中的现状现状 CTC 发展状况发展状况国外现状国外现状 中国铁道科学研究院通信信号研究所的中国铁道科学研究院通信信号研究所的FZy-CTC 卡斯柯信号有限公司的卡斯柯信号有限公司的FZk-CTC 中国铁路通信信号集团公司研究设计院的中国铁路通信信号集团公司研究设计院的FZt-CTC 北京交