远程控制系统在调度系统中的建模行车调度自动控制课件

远程控制系统在调度系统中的建模《行车调度自动控制》主讲人：韦成杰远程控制系统在调度系统中的建模（1）远程控制系统模型：

结构、种类、任务（2）原理远程系统的性能评价指标（3）远程控制技术的关键技术（4）远程控制技术在铁路行车调度中的应用教学内容和目标：远程控制系统，就是利用远程控制技术为基础构成的系统，也叫远动系统。远程控制技术，是遥信、遥测、遥控技术的总称。远程控制系统的分类：远动系统按其功能而言，可以分为远程控制（遥控）、远程监视（遥信）、远程测量（遥测）3种类型。按照生产过程的需要，遥信与遥测可以单独存在，而遥控系统一般都自然包括遥信的功能，从而检验控制的功效。以提高安全经济运行水平。正常状态下实现合理的系统运行方式，出事故时，及时了解事故的发生和范围，加快对事故的处理。远动系统的主要任务：以提高劳动生产率。调度人员可以借助远动装置进行遥控，实现无人化或少人化，并提高运行操作质量，改善运行人员的劳动条件。集中控制：集中监视：容量适应性及使用维修性实用性抗干扰能力传输速度经济性可靠性性能评价可靠性的两个指标:可靠性是指设备在技术要求所规定的工作条件下，能够保证达到规定的技术指标的能力。1可靠性信息出现差错的数量传输信息的总数量差错率=系统可用率=x100%运行时间运行时间+停用时间2容量通常把遥控、遥信及遥测等对象的数量称为该系统的容量。远动设备的容量首先要满足用户对远动化的实际要求。容量越大，表示该系统所能完成的功能也就越多。3传输速度远动系统与自动化系统的最大区别就是远动系统有信道的存在。也就是说，远动系统存在着信息的传输。信息在信道中传输的快慢用传输速度来衡量。通常从两方面来定义传输速度：一个叫波形速度（又称调制速度），即每秒钟所传输的数字波形数，单位是波特（band）；另一个是信息速度，即每秒所传输的信息量，单位是比特／秒（bids)。4实时性从提高生产效率、加速对事故的处理等观点出发，对系统的实时性要求是显而易见的。实时性常用“传输时延”来衡量。它是指从发送端事件发生到接收端正确地接收到该事件信息的时间间隔。5抗干扰能力行车调度系统程控制系统在铁道交通运输管理中的一种应用，远程系统的性能与其数据远程传输能力有密切的关系，其中传输过程中的信息抗干扰能力是其中非常重要的一项指标。6适应性及使用维修性适用性就是远动装置对各种客观条件变化的适应能力，即对于环境温度、湿度、电源变动、振动等条件的适应能力。使用维修性就是指操作与维修是否简单方便。对此，应采用必要的性能指示及故障报警装置。尽可能做到故障自动检测，以便在发生故障时能迅速判断地点，及时排除故障。

此外，要体积小、重量轻，才能够机动灵活。7经济性经济性就是使设备获得一定的性能指标所花的代价。该项指标要综合考虑诸如成本、传输速度、差错率各因素。在铁路应用中，不但要求很强的实时性和连续不间断工作的能力，而且要求很高的可靠性。无论是信息传输错误还是设备故障都将直接影响整个系统的正常工作。因此，提高系统的可靠性是进行远动系统设计时必须要考虑的、重要的问题。目前，有两类技术可以提高可靠性第一类是避错技术

它的基本着眼点是通过质量控制、减载使用、环境保护等措施防止故障的发生，从而延长系统的使用寿命。第二类是容错技术

容错技术承认故障的客观存在，在一定限度内，容许故障发生，并采用一定的策略使系统仍能维持正常功能。容错方法主要有以下四种：硬件冗余

是硬件的物理重复。随着半导体元件体积的缩小及成本的下降，硬件冗余更实用。在一个系统中，冗余的硬件可以是元件级、模块级（如印刷电路），也可以是微机这一级的。软件冗余

是通过增加程序提高软件可靠性。例如对应同一任务采用不同的编程语言，对两套程序的执行结果（或中间结果）进行比较，如果不一致则发现差错。信息冗余

是靠增加信息的多余度来提高可靠性。例如编码技术中的检、纠错编码就是信息冗余的例子。时间冗余

是通过指令的重复执行、增加重复运算的时间来达到容错的目的。例如执行一个（或一段）程序得到一个数据，如果有错，则程序卷回，重复执行这段程序。通过一次或多次卷回，直到清除故障或断定不能消除故障为止。1故障检测与诊断技术是发现故障的技术，它本身不具有提高系统可靠性的作用，但它为及时处理故障提供了信息。2静态冗余技术是一种表决系统。假如一个系统由三个功能相同的模块和一个表决器组成，三个模块的输出作为表决器的输入，表决器的输出作为系统的输出。表决器的三个输入中只要有两个是一致的，则表决器有输出。这样，系统中任一模块故障，系统仍正常工作。3动态冗余技术使系统具有故障检测和切换功能的技术。当发生故障时，系统内部将故障部分切除并自动将备用部分换上，使系统正常工作。根据对故障的处理方式不同，可把容错技术分为故障检测与诊断、静态冗余和动态冗余三种：铁路运输系统是最早使用远动技术的部门之一。作为铁路运输最重要的组成部分，铁路信号远程控制系统就是以远动技术为理论基础，结合铁路运输对信号控制系统的要求而设计的系统。区段遥控遥信设备01枢纽遥控及遥信系统0203分界口遥信系统0405铁路运偷调度管理信息系统（DMIS）06微机监测07大站遥控及遥信系统行车调度自动化系统区段遥控遥信设备01是铁路干线行车指挥的综合设备，它是以干线上的车站电气集中与站问闭塞设备（自动闭塞或半自动闭塞）作为基础，在以行政划分而设置的局或分局调度所内设置集中控制与监视设备。可直接控制区段内各车站的信号和进路，并且监视电气集中设备的状态（信号机、进路）、列车占用、列车离去及在区间和离去的状态。枢纽遥控及遥信系统02铁路枢纽是影响铁路运输能力的关键，它的线路布置复杂，行车密度高，运输作业种类繁多、交叉干扰影响大，因此枢纽调度员的工作相当繁重。枢纽遥控及遥信系统的功能与区段遥控系统的功能类似，但其管辖范围只涉及枢纽内部。大站遥控及遥信系统03在调度区段入口与出口端的较大车站，列车占用线路情况直接影响区段行车调度员的指挥工作，因此可以在此类由车站值班员控制的大站上装设遥信设备，以实现区段行车调度员对其的监视。分界口遥信系统04为使铁路局及部调度能监视分界口的实际运输情况，取得复杂的运输数据及参数，可为分界口单独设置遥信系统。近年来，由于计算机技术的发展，以上所述各种形式的遥控和遥信系统均可由计算机作为其中心控制机或被控分机。中心控制机与各被控分机之间，按照计算机通信网的彩式连接，完成数据传输。中心控制机

主要完成控制与监视功能被控分机

用以执行控制命令及完成状态信息采集以上几种应用均属于调度集中或调度监督系统行车调度自动化系统05行车调度自动化是在调度集中的基础上，用计算机模拟调度员的工作，将一些事务性或程序判断工作由计算机承担，实现行车调度的自动控制和自动调整，调度员仅承担复杂的调度判断工作。行车调度自动化系统是新型的信号系统。铁路运偷调度管理信息系统（DMIS）06铁路运输调度管理信息系统(DMIS）采用现代信息技术改造传统的落后铁路调度方式建立起融信号、通信、计算机、数据传输及多媒体技术为一体的运输调度指挥系统。微机监测07随着铁路信号维修体制的改革，信号设备的微机监测系统也迅速发展起来，并日益得到广泛应用。微机监测系