新一代分散自律调度集中系统
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新一代调度集中系统在信号设备控制与行车指 挥方式上仅设有分散自律控制与非常站控 2 种模 式 。其中 , 分散自律控制模式是用列车运行调整计 划自动控制列车运行进路 , 同时在分散自律条件下 调度中心具备人工办理列车 、调车进路 , 车站具备
—2 —
人工办理调车进路的功能 。分散自律控制只有控制 指令不同来源 , 没有中心与车站控制权的转换 。
第
2004 年 6 月 40 卷 第 6 期
RA
IL
WA
Y
铁道通信信号 SI GNALL IN G & COMMUN
ICA
T ION
VoJlu1n4e01 20N0o416
专 题 ·综 述
新一代分散自律调度集中系统
郭晓明 3
摘要 : 概述了新一代分散自律调度集中系统在故障2安全 、可靠性和适用性等方面的设计原则 , 从调度集中的发展 、新一代调度集中的主要特点 、控制方式 、配套子系统 、系统故障降级处理 、 系统综合设计的完整性方面 , 论述了系统适用于我国铁路的特点 。 关键词 : 新一代调度集中系统 分散自律 智能化 安全性 可靠性 适用性 Abstract : The article summaries t he design principle in view of fail2safe , reliability , applicability of t he new CTC , and discusses t he development , main characteristics , cont rol mode , mut uality sys2 tems , system failure and degrading , integrity of overall design of t he new generation CTC , which suites for China railway . Key words : New generation of CTC , Decent ralization and autonomy , Intelligentice , Safety , Relia2 bility , Applicability
调度集中是调度中心 (调度员) 对管辖区段范 围内的信号设备进行集中控制 、对列车运行直接指 挥 、管理的技术装备 。国内调度集中系统的开发已 有 40 多年的历史 , 开通的线路 1000 多公里 , 但是 由于局限于当时的系统设计水平 、设备装备以及运 输管理等方面的原因 , 除东陇海单线郑州东 —开封 间 1966 年开通的极性频率调度集中和开封 —商丘 间 1974 年开通的 DD22 型电子调度集中取得较好 的运用效果 , 并一直用到上个世纪 80 年代初复线 化外 , 其他线正式长期使用的几乎没有 。
21 车载设备 。可以可靠发送以下信息 : ①车 次号校核 ; ②列车停稳 ; ③调车无线申请 。
31 列尾和列车安全预警系统 。它向调度中心 发送列车车次 、运行速度 、列车位置及时间 、事故 防护预警 、列车接近预警 、尾部风压检测等信息 , 可实现调度中心对车辆完整性 、列车速度等动态 监控 。
由此看出 , 新一代分散自律调度集中系统在正 常工作时不需要控制权转换 , 不会经常出现中心控 制与车站控制权力的交接问题 , 保证了系统的正常 使用 , 提高了行车人员的工作效率和使用设备的积 极性 。 214 调车作业控制
新一代调度集中系统将调车作业也纳入分散自 律约束管理 , 解决了无人车站调车作业的集中控制 问题 。其分散自律控制下的调车作业有计划自动执 行和人工直接控制执行 2 种方式 。人工直接操作方 式的调车进路采用一钩 (一条进路) 一办 ; 计划自 动执行方式是系统根据调车作业计划自动办理调车 进路 。原则上无人车站的调车作业由调度中心办 理 , 有人车站的调车作业由车站办理 。
31 原则上由办理调车进路方的人员 , 负责人 工解锁该调车进路的遗留进路 。调度中心 、车站均 应具备在分散自律控制模式下的调车进路人工解锁 手段 。
41 系统故障降级处理措施 。 ⑴对于双线自动闭塞区段无人车站 , 在通信中
断时且未转为非常站控模式前 , 调度员不得改变该 站来车方向列车运行调整计划设定的车序 , 由车站 自律机按原已收到的列车运行调整计划和列车实际 运行情况继续自动执行 ; 列车运行调整计划执行完 毕后 , 通信仍未恢复正常时 , 系统应将该站设置为 自动通过状态 。
新一代调度集中系统针对我国铁路路情 , 以解 —1 —
铁道通信信号 2004 年第 40 卷第 6 期
决传统调度集中存在的各种问题为突破口 , 充分利 用 DM IS 的成熟技术和资源优势 , 系统设计以智能 化和分散自律为主要特色 , 以实现铁路运输指挥的 现代化为目标 。 211 分散自律
41 在 GSM2R 无线通信基础上可以实现以图文 形式向司机提供 : 站名 、车次 、进路开通状态 、进 路中的道岔最小辙叉号或限制通过的最大允许速度 等信息 , 有条件时也可包括站场显示 、站内列车车 次号等 , 并且实现调车组的手持电台和调度中心的 直接通话功能 。
51 调度集中区段的专用调车机车应配套无线 调车机车信号和监控装置 。通过与调度集中系统实 时交换信息 , 将调车进路 、调车信号 、调车作业 单 、调车限制条件等传送到调车机车上实时显示 , 通过站场中信号机 、轨道电路绝缘节坐标及轨道电 路状态变化进行列车定位 , 实现对调车作业的安全 防护及作业过程的记录 , 能有效地防止调车作业中 的冒进和超速 , 还可以通过系统的数据记录 , 给安 全管理提供依据 。
分散自律就是以日班计划为依据 , 根据运行 图 , 通过压缩停站时间 、调整列车区间运行时分 、 变更越行站和会让站等方法 , 来人工或自动调整列 车运行计划 (包含股道信息) 和中间站甩挂调车作 业计划 (计划层次) , 经批准后适时下达到所辖区 段各个车站的车站自律机 , 由车站自律机自主自动 执行 ; 车站自律机在列车运行调整计划的基础上 , 按照自动选排列车进路的优先权及车次号 、超限级 别 、列车长度 、机车类型 、股道有效长 、道岔弯股 进路的最大允许速度等因素 , 自动生成列车进路指 令 (指令层次) ; 车站自律机经过对进路指令的合 法性 、时效性 、完整性和无冲突性的检查 , 依据列 车运行调整计划 、列车类型 、区间闭塞类型 、邻站 发车时刻 、区间运行时分 、完整到达停稳 、前行列 车发车进入区间等条件 , 同时综合考虑信息处理时 间 、进路办理时间和列车的速度等因素 , 适时将进 路指令转变为命令 (命令层次) , 下传给车站联锁 设备执行 。
另外 , 限于信号基础设备质量 , 无法对各种故 障进行处理以及采取故障降级和弱化处理措施 , 增 加了各级部门的工作量 , 没有给运输部门带来明显 的益处 , 导致调度集中不能大量推广应用 。
3 北京全路通信信号研究设计院 工程师 , 100073 北京 收稿日期 : 200420221
2 新一代调度集中系统的主要特色
3 新 一 代 分 散 自 律 调 度 集 中 系 统 的 配 套 系统
现代通信系统是新一代分散自律调度集中正常 运用的重要基础 , 首先应满足系统对语音 、数据通 信方面的功能要求 , 调度员 、司机 、车站值班员之 间必须具有良好可靠的语音通信 。另外 , 调度命令 (含行车凭证) 直接传送到机车并可打印 , 实现了 调度员对列车 (司机) 的直接指挥与管理 , 打破了 传统调度集中调度员 - 车站值班员 - 司机的固有模 式 , 提高了工作效率 , 促进了铁路各级调度指挥工
4 非正常作业和系统故障降级处理方式
11 引导信号的保持 。如果进站信号机内方第 1 区段故障 , 办理引导接车作业时 , 引导信号可以保 持开放 , 列车头部越过故障区段后关闭引导信号 。
21 系统在分散自律控制模式下 , 车站的操作 不得解锁调度中心办理的列车进路或关闭列车信 号 , 调度中心的操作不得解锁车站办理的调车进路 或关闭调车信号 。
因此 , 新一代分散自律调度集中系统实现了由 列车运行调整计划自动生成列车进路的功能 , 实现 了调度中心对列车的直接控制 。 212 智能化
智能化就是通过具有故障2安全性能的高可靠 性的计算机软 、硬件技术 , 对铁路运输生产过程中 的调度指挥工作流程进行优化处理 , 由计算机控制 程序达到运输组织的智能化目标 , 最大程度地将行 车人员从繁琐的工作及运输安全生产的压力下解放 出来 。系统在目前 DM IS 的基础上 , 实现了列车运 行计划自动调整 、实迹运行图自动描绘 、可视调度 命令下达 、实时监视列车运行 、列车自动报点 、车 站列车和调车作业监控 、车次号跟踪与无线车次号 校核 、运行日志自动生成等功能 , 极大地提高了工 作效率 , 以适应不断增长的运输要求 。 213 控制方式
51 在运输组织中存在大量调车作业 ,对行车造 成干扰 。只要车站进行调车作业 ,调度中心就将控 制权交至车站执行 ,并且设备有多种控制进路方式 , 从而导致交放权频次过多 ,而且交放权手续过于繁 琐 、过程复杂 ,影响了行车人员使用的积极性 。
61 设备智能化程度不高 。设备既摆脱不了对 车站值班员的依赖 , 又将很多工作加给了调度员 , 不能使调度员从繁琐的进路办理等工作中解脱出 来 , 加重了调度员使用设备的工作量和责任 , 无法 调动调度员使用设备的积极性 。
1 传统调度集中不能适应我国铁路发展的 需要
11 无线通信手段不能实现调度员对列车 (司 机) 的直接指挥与管理 , 不具备调度员与司机的直 接通信能力 。运输组织模式仍然是传统的调度员 车站值班员 - 司机 。
21 系统设计没有充分考虑调度集中系统的故 障2安全性能和可靠性 , 如 , 调度中心临时限速 、 区间封锁 、股道封锁命令的下达 , 调度中心与各个 车站通信的实时性等 。此外 , 受当时技术水平限 制 , 设备档次低 , 故障频发 , 电务维修部门维修工 作量大 , 不能很快投入使用 , 即使运用后效果也不
RA IL WA Y SI GNALL IN G & COMMUN ICA TION Vol140 No16 2004
作的现代化和信息化发展 。 11 调度命令传送系统 。 ①实现调度命令 (含
行车许可证 : 路票 、绿色许可证 、红色许可证 、出 站跟踪调车通知书 、轻型车辆使用书等) 的可视下 达 、打印 。 ②实现接车进路自动预告信息 (车机联 控) 功能 , 信息以图文方式传达给司机 , 并有语音 提示 。 ③实现调车作业通知单可靠传送到机车 。
2 种方式均纳入列车运行调整计划约束管理 , 但原则是调车作业不得干扰列车按图运行 。分散自 律控制模式的调车作业 , 在办理与列车运行调整计 划相关的调车进路时 , 均应人工输入钩作业预计时 分 , 否则不能办理 。系统应能根据调车进路 、车列 长度 、《站细》规定等提出钩作业参考时分 。办理 调车进路 , 必须由车站自律机依据列车运行调整计 划在时间与空间上 (进路预计占用时间 、避让车 次 、相关联锁条件等) 对调车进路检查运算 , 无冲 突后方可排列 。
佳 , 甚至只作为调度监督使用 。 31 没有三小时阶段计划以及动态调整阶段计
划等功能 , 也不能完成调度命令的自动下达 , 大大 增加了调度员的工作难度及工作负担 。
41 列车车次号技术不完善 、可靠性不高 。列 车车次号是调度指挥 、列车追踪 、自动选排进路的 重要基础信息 。然而列车车次号自动输入 、自动追 踪的技术问题没有得到解决 , 造成车次号丢失或错 误 , 影响设备正常使用 。
非常站控模式是指当调度集中设备故障 、发生 危及行车安全的情况或设备天窗维修 、施工时 , 由 车站人员采用带计数器的非自复式铅封非常站控按 钮或开关在车站进行操作 , 系统脱离分散自律控wenku.baidu.com 转为车站传统人工控制的模式 。非常站控为车站人 工控制方式 , 中心不具备直接控制权 , 系统完好时 应具备 DM IS 功能 。
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人工办理调车进路的功能 。分散自律控制只有控制 指令不同来源 , 没有中心与车站控制权的转换 。
第
2004 年 6 月 40 卷 第 6 期
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铁道通信信号 SI GNALL IN G & COMMUN
ICA
T ION
VoJlu1n4e01 20N0o416
专 题 ·综 述
新一代分散自律调度集中系统
郭晓明 3
摘要 : 概述了新一代分散自律调度集中系统在故障2安全 、可靠性和适用性等方面的设计原则 , 从调度集中的发展 、新一代调度集中的主要特点 、控制方式 、配套子系统 、系统故障降级处理 、 系统综合设计的完整性方面 , 论述了系统适用于我国铁路的特点 。 关键词 : 新一代调度集中系统 分散自律 智能化 安全性 可靠性 适用性 Abstract : The article summaries t he design principle in view of fail2safe , reliability , applicability of t he new CTC , and discusses t he development , main characteristics , cont rol mode , mut uality sys2 tems , system failure and degrading , integrity of overall design of t he new generation CTC , which suites for China railway . Key words : New generation of CTC , Decent ralization and autonomy , Intelligentice , Safety , Relia2 bility , Applicability
调度集中是调度中心 (调度员) 对管辖区段范 围内的信号设备进行集中控制 、对列车运行直接指 挥 、管理的技术装备 。国内调度集中系统的开发已 有 40 多年的历史 , 开通的线路 1000 多公里 , 但是 由于局限于当时的系统设计水平 、设备装备以及运 输管理等方面的原因 , 除东陇海单线郑州东 —开封 间 1966 年开通的极性频率调度集中和开封 —商丘 间 1974 年开通的 DD22 型电子调度集中取得较好 的运用效果 , 并一直用到上个世纪 80 年代初复线 化外 , 其他线正式长期使用的几乎没有 。
21 车载设备 。可以可靠发送以下信息 : ①车 次号校核 ; ②列车停稳 ; ③调车无线申请 。
31 列尾和列车安全预警系统 。它向调度中心 发送列车车次 、运行速度 、列车位置及时间 、事故 防护预警 、列车接近预警 、尾部风压检测等信息 , 可实现调度中心对车辆完整性 、列车速度等动态 监控 。
由此看出 , 新一代分散自律调度集中系统在正 常工作时不需要控制权转换 , 不会经常出现中心控 制与车站控制权力的交接问题 , 保证了系统的正常 使用 , 提高了行车人员的工作效率和使用设备的积 极性 。 214 调车作业控制
新一代调度集中系统将调车作业也纳入分散自 律约束管理 , 解决了无人车站调车作业的集中控制 问题 。其分散自律控制下的调车作业有计划自动执 行和人工直接控制执行 2 种方式 。人工直接操作方 式的调车进路采用一钩 (一条进路) 一办 ; 计划自 动执行方式是系统根据调车作业计划自动办理调车 进路 。原则上无人车站的调车作业由调度中心办 理 , 有人车站的调车作业由车站办理 。
31 原则上由办理调车进路方的人员 , 负责人 工解锁该调车进路的遗留进路 。调度中心 、车站均 应具备在分散自律控制模式下的调车进路人工解锁 手段 。
41 系统故障降级处理措施 。 ⑴对于双线自动闭塞区段无人车站 , 在通信中
断时且未转为非常站控模式前 , 调度员不得改变该 站来车方向列车运行调整计划设定的车序 , 由车站 自律机按原已收到的列车运行调整计划和列车实际 运行情况继续自动执行 ; 列车运行调整计划执行完 毕后 , 通信仍未恢复正常时 , 系统应将该站设置为 自动通过状态 。
新一代调度集中系统针对我国铁路路情 , 以解 —1 —
铁道通信信号 2004 年第 40 卷第 6 期
决传统调度集中存在的各种问题为突破口 , 充分利 用 DM IS 的成熟技术和资源优势 , 系统设计以智能 化和分散自律为主要特色 , 以实现铁路运输指挥的 现代化为目标 。 211 分散自律
41 在 GSM2R 无线通信基础上可以实现以图文 形式向司机提供 : 站名 、车次 、进路开通状态 、进 路中的道岔最小辙叉号或限制通过的最大允许速度 等信息 , 有条件时也可包括站场显示 、站内列车车 次号等 , 并且实现调车组的手持电台和调度中心的 直接通话功能 。
51 调度集中区段的专用调车机车应配套无线 调车机车信号和监控装置 。通过与调度集中系统实 时交换信息 , 将调车进路 、调车信号 、调车作业 单 、调车限制条件等传送到调车机车上实时显示 , 通过站场中信号机 、轨道电路绝缘节坐标及轨道电 路状态变化进行列车定位 , 实现对调车作业的安全 防护及作业过程的记录 , 能有效地防止调车作业中 的冒进和超速 , 还可以通过系统的数据记录 , 给安 全管理提供依据 。
分散自律就是以日班计划为依据 , 根据运行 图 , 通过压缩停站时间 、调整列车区间运行时分 、 变更越行站和会让站等方法 , 来人工或自动调整列 车运行计划 (包含股道信息) 和中间站甩挂调车作 业计划 (计划层次) , 经批准后适时下达到所辖区 段各个车站的车站自律机 , 由车站自律机自主自动 执行 ; 车站自律机在列车运行调整计划的基础上 , 按照自动选排列车进路的优先权及车次号 、超限级 别 、列车长度 、机车类型 、股道有效长 、道岔弯股 进路的最大允许速度等因素 , 自动生成列车进路指 令 (指令层次) ; 车站自律机经过对进路指令的合 法性 、时效性 、完整性和无冲突性的检查 , 依据列 车运行调整计划 、列车类型 、区间闭塞类型 、邻站 发车时刻 、区间运行时分 、完整到达停稳 、前行列 车发车进入区间等条件 , 同时综合考虑信息处理时 间 、进路办理时间和列车的速度等因素 , 适时将进 路指令转变为命令 (命令层次) , 下传给车站联锁 设备执行 。
另外 , 限于信号基础设备质量 , 无法对各种故 障进行处理以及采取故障降级和弱化处理措施 , 增 加了各级部门的工作量 , 没有给运输部门带来明显 的益处 , 导致调度集中不能大量推广应用 。
3 北京全路通信信号研究设计院 工程师 , 100073 北京 收稿日期 : 200420221
2 新一代调度集中系统的主要特色
3 新 一 代 分 散 自 律 调 度 集 中 系 统 的 配 套 系统
现代通信系统是新一代分散自律调度集中正常 运用的重要基础 , 首先应满足系统对语音 、数据通 信方面的功能要求 , 调度员 、司机 、车站值班员之 间必须具有良好可靠的语音通信 。另外 , 调度命令 (含行车凭证) 直接传送到机车并可打印 , 实现了 调度员对列车 (司机) 的直接指挥与管理 , 打破了 传统调度集中调度员 - 车站值班员 - 司机的固有模 式 , 提高了工作效率 , 促进了铁路各级调度指挥工
4 非正常作业和系统故障降级处理方式
11 引导信号的保持 。如果进站信号机内方第 1 区段故障 , 办理引导接车作业时 , 引导信号可以保 持开放 , 列车头部越过故障区段后关闭引导信号 。
21 系统在分散自律控制模式下 , 车站的操作 不得解锁调度中心办理的列车进路或关闭列车信 号 , 调度中心的操作不得解锁车站办理的调车进路 或关闭调车信号 。
因此 , 新一代分散自律调度集中系统实现了由 列车运行调整计划自动生成列车进路的功能 , 实现 了调度中心对列车的直接控制 。 212 智能化
智能化就是通过具有故障2安全性能的高可靠 性的计算机软 、硬件技术 , 对铁路运输生产过程中 的调度指挥工作流程进行优化处理 , 由计算机控制 程序达到运输组织的智能化目标 , 最大程度地将行 车人员从繁琐的工作及运输安全生产的压力下解放 出来 。系统在目前 DM IS 的基础上 , 实现了列车运 行计划自动调整 、实迹运行图自动描绘 、可视调度 命令下达 、实时监视列车运行 、列车自动报点 、车 站列车和调车作业监控 、车次号跟踪与无线车次号 校核 、运行日志自动生成等功能 , 极大地提高了工 作效率 , 以适应不断增长的运输要求 。 213 控制方式
51 在运输组织中存在大量调车作业 ,对行车造 成干扰 。只要车站进行调车作业 ,调度中心就将控 制权交至车站执行 ,并且设备有多种控制进路方式 , 从而导致交放权频次过多 ,而且交放权手续过于繁 琐 、过程复杂 ,影响了行车人员使用的积极性 。
61 设备智能化程度不高 。设备既摆脱不了对 车站值班员的依赖 , 又将很多工作加给了调度员 , 不能使调度员从繁琐的进路办理等工作中解脱出 来 , 加重了调度员使用设备的工作量和责任 , 无法 调动调度员使用设备的积极性 。
1 传统调度集中不能适应我国铁路发展的 需要
11 无线通信手段不能实现调度员对列车 (司 机) 的直接指挥与管理 , 不具备调度员与司机的直 接通信能力 。运输组织模式仍然是传统的调度员 车站值班员 - 司机 。
21 系统设计没有充分考虑调度集中系统的故 障2安全性能和可靠性 , 如 , 调度中心临时限速 、 区间封锁 、股道封锁命令的下达 , 调度中心与各个 车站通信的实时性等 。此外 , 受当时技术水平限 制 , 设备档次低 , 故障频发 , 电务维修部门维修工 作量大 , 不能很快投入使用 , 即使运用后效果也不
RA IL WA Y SI GNALL IN G & COMMUN ICA TION Vol140 No16 2004
作的现代化和信息化发展 。 11 调度命令传送系统 。 ①实现调度命令 (含
行车许可证 : 路票 、绿色许可证 、红色许可证 、出 站跟踪调车通知书 、轻型车辆使用书等) 的可视下 达 、打印 。 ②实现接车进路自动预告信息 (车机联 控) 功能 , 信息以图文方式传达给司机 , 并有语音 提示 。 ③实现调车作业通知单可靠传送到机车 。
2 种方式均纳入列车运行调整计划约束管理 , 但原则是调车作业不得干扰列车按图运行 。分散自 律控制模式的调车作业 , 在办理与列车运行调整计 划相关的调车进路时 , 均应人工输入钩作业预计时 分 , 否则不能办理 。系统应能根据调车进路 、车列 长度 、《站细》规定等提出钩作业参考时分 。办理 调车进路 , 必须由车站自律机依据列车运行调整计 划在时间与空间上 (进路预计占用时间 、避让车 次 、相关联锁条件等) 对调车进路检查运算 , 无冲 突后方可排列 。
佳 , 甚至只作为调度监督使用 。 31 没有三小时阶段计划以及动态调整阶段计
划等功能 , 也不能完成调度命令的自动下达 , 大大 增加了调度员的工作难度及工作负担 。
41 列车车次号技术不完善 、可靠性不高 。列 车车次号是调度指挥 、列车追踪 、自动选排进路的 重要基础信息 。然而列车车次号自动输入 、自动追 踪的技术问题没有得到解决 , 造成车次号丢失或错 误 , 影响设备正常使用 。
非常站控模式是指当调度集中设备故障 、发生 危及行车安全的情况或设备天窗维修 、施工时 , 由 车站人员采用带计数器的非自复式铅封非常站控按 钮或开关在车站进行操作 , 系统脱离分散自律控wenku.baidu.com 转为车站传统人工控制的模式 。非常站控为车站人 工控制方式 , 中心不具备直接控制权 , 系统完好时 应具备 DM IS 功能 。