调度集中基础知识

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– 远控系统中被控对象的分布情况直接决定了信道的铺设, 系统的控制、监督以及测试功能的详略直接影响了系统结 构的繁简程度。
– 铁路信号远动系统的网络结构主要有以下几种 • 点对点结构 • 星型网络结构 • 多站网络式结构
• 点对点结构
点对点网络式系统结构是铁路信号远程控制中最简单的形式。 在对象非常集中的情况下,才有可能使用,如大站遥控、小站 遥控系统,信号与道岔都集中在某一个咽喉地区。
协议转换器 协议转换器
路由器
协议转换器 路由器
车站自 律机
车务终端
联锁
联锁系统
车站自 律机
车务终端
联锁
无线系统
联锁系统
车站自 律机
车务终端
联锁
联锁系统
车站自 律机
车务终端
联锁
联锁系统
1.分散自律CTC调度指挥中心设备
分散自律调度集中系统控制中心一般设在路局调度所, 负责控制整个调度区段列车的运行,其设备构成局域网。
•自律是依据各站的特点,系统按照“技规”、“行规”、“调规”和“站细”等规 则自动协调列车作业和调车作业的矛盾,自动控制列车进路和调车进路。
•基本原则:列车作业优于调车作业,调车作业不得干扰列车作业。
5.新、旧CTC指挥模式的比较
调度员 调度员 调度员
车站值班员 车站值班员
司机
传统行车指挥
司机
老一代CTC系统
控制中心局域网主要包括: ➢ 各类功能不同的服务器:如数据库服务器,应用服务器
(双机热备),通信前置服务器,GSM-R接口服务器 ➢ 各类功能不同的工作站:如行调工作站,大屏显示系统,
控制工作站、助理调度员工作站,综合维修工作站,电 务维护工作站,网管工作站、打印设备等。
➢ 网络设备:如交换机、路由器、网络协议转换器等。 ➢ 其它设备:如电源设备、防雷设备、网络安全设备等。
表示墙(预留) 控制器 协议转换器 协议转换器
调度员4(大 秦3台)
控制4(大秦 3台)
助调4(大秦 3台)
协议转换器
协议转换器
协议转换器 路由器
协议转换器
路由器
协议转换器 协议转换器
协议转换器
协议转换器 协议转换器
路由器
协议转换器
协议转换器
路由器
路由器
协议转换器
路由器
协议转换器 协议转换器
协议转换器
• 遥测系统框图
记录显示设备
译码
控制端
信道
编码
采集设备
执行端
表示对象
4.远控系统的分类和主要任务
分类
– 按功能分
• 远程控制(遥控) • 远程监视(遥信) • 远程测量(遥测)
远控系统的主要任务
– 集中监视
以提高安全经济运行水平。正常状态下实现合理的运行方式,出事 故时,及时了解事故的发生和范围,加快对事故的处理。
括自动控制理论、现代通信技术以及计 算机技术。 远程控制系统(远动系统)
以远程控制技术为基础构成的系统。
1. 遥控的概念与系统模型
• 遥控 对被控对象进行远距离控制。
• 遥控系统 完成遥控任务的所有设备的总和。
• 遥控系统的组成
控制端设备
信道
执行端设备
控制端:发出控制命令的设备。 执行端:执行控制端命令的设备。 信道:连接控制端和执行端的通道。
应用服务器
• 一般是由2台高性能服务器构成,2台服务器互为热备, 为系统的稳定运行提供保障。
• 应用服务器是整个系统的核心,负责整个系统的数据收 发、数据处理以及数据储存等工作。
• 完成车次号跟踪、列车报点收集等不间断业务的处理和 阶段计划的自动调整等复杂计算。
通信前置服务器
• 一般是由2台高性能服务器构成,2台服务器互为热备。 • 用于调度中心和车站子系统之间的数据交换。
新型调度集中:分散自律型CTC,如FZK-CTC,FZT-CTC,FZH-CTC

3.传统调度集中的问题
传统调度集中主要是实现对区段内列车作业的远程集中控制,而调车作业则需 要下放权利,由车站办理,车站办理完毕,再上交权利。交放权手续繁杂,过 程麻烦,不适应我国铁路路情,严重影响系统使用的积极性。
智能化程度不高,调度员不能摆脱老三件,未能将调度员从繁琐工作中解脱出 来,反而将车站值班员的既有工作内容加给了调度员,加大了调度员的工作强 度。另一方面,又摆脱不开对车站值班员的依赖,许多工作仍然依靠车站值班 员完成,不能实现运输组织的根本变革。
4.分散自律CTC的含义
•分散自律调度集中(FZk-CTC CASCO Decentralized and Self-regulated Centralized Traffic Control),是综合运用了计算机技术、网络通信技术和现代 控制技术,采用智能化分散自律设计原则,以列车运行调整计划控制为中心,协调完 成列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。
1.调度集wk.baidu.com基本概念
调度集中(CTC Centralized Traffic Control),是实现调度中心对 某一区段内的信号设备进行远程集中控制、对列车运行直接指挥、管 理的技术装备。是综合运用了遥控遥信技术实现的。
2.从发展历程的角度,可分为:
传统调度集中
自七十年代以来先后自主研制了DD-1、DD-2、DY-1、D4、D5型调度集中系统。 1963年引进苏联极性频率调度集中在宝鸡—凤州、郑州—开封开通 国产DD—1型1969年4月在成都—燕岗开通 国产DD—2型1974年在开封—商邱、三间房—泰来等 柳园—哈密1995年12月开通微机调度集中
调度员2(大 秦1台)
控制2(大秦 1台)
助调2(大秦 1台)
调度员3(大 秦2台)
控制3(大秦 2台)
助调3(大秦 2台)
中心局域网
防火 墙
系统培训 其他系统
电务维护
综合维修 综合维修 综合维修综合维修 工作站1 工作站2 工作站3 工作站4
绘图仪
路由器
路由器
协议转换器
协议转换器
协议转换器
协议转换器
1.常见的网络拓扑结构
– 星型拓扑结构
由中央节点通过点—点链路接到中央节点下的各站点来组成。站 点间的通信必须通过执行集中式通信控制策略的中央节点进行。
星型
– 总线型拓扑结构
总线型
用单一信道作为传输介质,所有站点通过专门的连接器连接到这
个公共信道(称为总线)上,任何一个站点发送的信号都沿着介质传 播,并能被总线上其他站点接收到。
• 遥控系统框图
操作 命令形成 编码
信道
译码
执行 对象
远控系统的核心问题:
远距离传输信息,它直接影响着系统工作的可靠度。
编码:
控制端与执行端相距较远,必须采用现代数据传输方 式,把控制意图转换为可以传输的电信号,这不仅需要把 非电量转化为电量,而且要形成有规律的、符合双方约定 的数据信号,这就需要编码。
GSM-R接口服务器
• GSM-R (Global System for Mobile Communications for
Railway ):铁路数字移动通信系统
• GSM-R接口服务器由2台高性能服务器组成,采用双机热备的 工作模式。
• 实现CTC系统利用GSM-R与机车交换相关数据。
网管工作站
•分散自律调度集中是以TDCS系统( TDCS-Train Dispatching Command System 列车调度指挥系统)为平台,实现以日班计划图、列车运行调整计划(阶 段计划)为主轴,将阶段调整计划下传到各个车站的分散自律机中自主执行列调车作 业;
•分散是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 作业的方式改为由各个车站设备独立地控制各自的列车和调车作业;
• 多站网络式结构
– 这种结构的特点是一个控制端发送的控制命令,多个执行端能够同时 接收,即控制端与多个执行端共用同一个信道。因此这种结构系统的 一个突出的问题,就是如何确定控制端或某一个执行端对信道的占用 权(使用权)。
控 控










图10.3 多站网络式系统结构
三、我国调度集中系统概述
– 环型拓扑结构
是由站点和连接站点的点—点链路组成的一个闭合环。其特点 是:链路大多数是单方向的,即数据在环上只沿着一个方向传输;任何 一个站发出数据,环上所有其他站都能接收到。
环型
树型
网状型
2.铁路信号远控系统的网络结构
– 铁路信号远程控制系统的主要任务是:对系统所管辖范围 内各个车站的信号、道岔及进路进行控制,同时还要记录 下个被控制对象的状态及参数的测试结果,进而为铁路行 车指挥自动化和运输指挥管理信息系统提供基础信息。
译码:
在执行端接收到数据后,按照原约定的内容,恢复成一
个控制信号去操作某个设备,这个过程就是译码。
2.遥信的概念及其系统模型
• 遥信
对远距离被控对象的工作极限状态进行远距离的测定。
– 所谓测定,是用表示灯或表示设备监视被控对象的极限状态。 – 遥信系统要反映被控对象的状态,所以它的信息源是在执行端,而接
四、分散自律CTC系统的基本结构
控制中心
遥 表示 信 信息
传输网络 被控对象
控制

命令

•调度指挥中心 •中心与车站的网络系统 •车站系统
分散自律调度集中系统结构图
数据服务器
磁盘阵列
通信前置 应用服务器 服务器
值班主任
调度员1(大 网管工 秦枢纽台)
作站
控制1(大秦 枢纽台)
助调1(大秦 枢纽台)
数据库服务器
由2台高性能的64位服务器和磁盘阵列构成。 保存运行图数据、车站信息、区段信息等基础静态数据
表。 保存计划数据、调度命令、站场表示信息、实际运行图
等动态数据,在数据库表间建立适当的约束关系,保证 数据的完整性。 采用强大、通用、高效、开放和可靠的数据库系统,提 供完善的数据备份和恢复机制。 数据库服务器为双机系统,双机切换快速、可靠。实际 运行数据保存12个月以上。
司机
分散自律CTC系统
6.分散自律调度集中系统基本功能
• 实时监视站场信号设备和列车运行状态,实现站间和区段透明显示; • 追踪列车运行位置和到发时刻,自动描绘列车实迹运行图; • 利用计算机辅助编制和调整列车运行计划,实现调度指挥计算机化; • 通过系统网络向车站下达计划和调度命令; • 通过系统网络和无线通信向机车下达调度命令、调车作业单、行车凭证和接
– 集中控制
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。
二、远控系统的网络结构
远控系统由控制端设备、执行端设备以及信道所构成。其中 关系到远动系统结构的一个重要因素是远动系统信道间联系的网 络形式,即系统的网络结构。
目前的远控系统中,无论是控制端还是执行端,它们所用的 设备均是计算机,因此,远动系统的网络结构实质上也是计算机 的拓扑结构。
高速铁路调度集中系统 基础知识
2010年4月26日武汉
授课内容
一、远程控制系统的基本概念; 二、远控系统的网络结构; 三、我国调度集中系统概述; 四、分散自律CTC系统的基本结构; 五、分散自律CTC系统的控制模式; 六、CTC系统的发展趋势。
一、 远程控制系统的基本概念
远程控制技术(远动技术) 遥控、遥信和遥测技术的总称。包
收信息的场所是在控制端。
• 遥信系统框图
表示设备
译码
控制端
信道
编码
表示形式
执行端
表示对象
3.遥测与遥信的概念及其系统模型
• 遥测
对被控对象中的某些参数进行远距离测量。 – 相对的远“距离”,可以近到几米,如高速旋转体内相关参数的
遥测;也可以远离到几十万公里,如卫星和深空探测中的遥测。 – 与遥信系统的区别:测量对象的参数是模拟量而不是数字量。
车进路预告等信息; • 自动编制车站行车日志、追踪列车编组状态; • 远程控制所有联锁设备按钮,具备列车、调车和非正常作业人工遥控功能; • 按照列车运行计划和车站《站细》,由自律机自动自主控制列车进路; • 按照调车作业计划,由自律机根据机车请求和列车运行状况,自动自主控制
调车进路并对调车状况进行监控和报警; • 实现维修作业的综合管理和远程登、销记; • 具有完备的网络安全防护功能。
网管工作站:具有诊断报警功能,自动绘制网络拓扑图,实时监控网络流量 和网络连接情况。
电务维护工作站
主要用于监视管辖范围内的系统运行状况、信号设备 状态及列车运行早晚点情况
对中心各工作站及车站自律机的所有操作控制命令、 设备运用情况、故障报警信息的分类、记录和输出




图10.1 点对铁路信号远程控制系统结构图
• 星型网络结构
星型网络结构适用于控制对象按辐射状况的远动系统(即多个执 行端有独立信道的情况)。
这种结构适用于枢纽或分界口的遥控遥信系统。控制端除完成正常的点 对点功能外,还必须具有多路转换功能,能顺序地控制各执行端。




图10.2 一对多星型网络结构示意图
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