调度集中CTC系统教材(系统结构)

在定点车站设置PRC机， 对本区域内数个车 站进行进路控制
在各个车站分别设置 PRC机，控制本车 站
中心故障时 功能停止 影响度
功能停止
所有车站都能根据运行 图控制
所有车站都能根据运行 图控制
硬件价格
低
低
高
高
响应性
功能增加时，负荷加大，响应性 功能增加时，负荷加大，响
降低
应性降低
功能由定点车站完成， 响应性较好
调度中心
站间网络
车站1 自律机
车站2 自律机
车站3 自律机
车站4 自律机
车站1
车站2
车站3
车站4
车站分散式结构
车站分散式为各个车站设置车站PRC机。 由该PRC机负责该站的进路自动排列和控
制。 属于控制分散的范畴。
车站分散式结构
分散表现在设备分散、功能分散、危险 分散。
在响应性和可靠性方面比集中式优越， 在程序开发和系统扩展方面比集中式容 易。
服务器
服务器通过采用对称多处理器（SMP）安装、 插入大量的高速内存来实现高速以满足众多用 户的需求。
它的主板可以同时安装几个甚至几十、上百个 CPU，它所用CPU也不是普通的CPU，是厂商 专门为服务器开发生产的，
内存方面当然也不一样，无论在内存容量，内 存性能、内存的技术等方面都有根本的不同。
控制分散，进路的控制权分散地设置在 沿线所辖的车站。
控制集中式系统
调整计划
中心 车站
中心PRC 分机
联锁
控制分散式系统
中心 车站
调整计划 车站PRC
联锁
CTC的体系结构
中心集中式 中心分散式 区域分散式 车站分散式
中心集中式结构
调度中心
中心自律机 控制车站1~4
站间网络
车站1
车站2
动排列和控制。 属于控制集中的范畴。
区域分散式结构
调度中心
站间网络
车站1、2 自律机
车站1
车站3、4 自律机
车站2
车站3
车站4
区域分散式结构
区域分散式为在定点车站设置车站PRC机。 由该PRC机负责一个区域内（本站及其邻
站）的进路自动排列和控制。 属于控制相对分散的范畴。
车站分散式结构
服务器
还采用了大量普通电脑没有的技术，如 冗余技术、系统备份、在线诊断技术、 故障预报警技术、内存纠错技术、热插 拔技术和远程诊断技术等等，使绝大多 数故障能够在不停机的情况下得到及时 的修复，具有极强的可管理性。
工作站
即工作站计算机，是一种高档的微型计算机， 通常配有高分辨率的大屏幕显示器及容量很大 的内存储器和外部存储器，并且具有较强的信 息处理功能和高性能的图形、图像处理功能以 及联网功能。
服务器
服务器一种高性能计算机，英文名称叫 做SERVER。它所面对的是整个网络的用 户，要为用户提供各种共享服务（网络、 Web应用、数据库、文件、打印等）和 共享信息资源。它的高性能体现在高速 度的运算能力、长时间的可靠运行、强 大的外部数据吞吐能力等方面，是整个 网络系统的核心。
服务器
与普通的计算机相比，它也有中央处理 器 (CPU)、内存、硬盘、各种总线，但 是其处理能力、稳定性、可靠性、安全 性、可扩展性、可管理性却高出了很多， 特别能够保证在网络应用中多用户多任 务环境下的可靠性。具有极高的稳定性， 可保证7X24小时不间断工作。
我国FZ-CTC系统结构
系统采用通用的互联网体系结构 通过安装在调度中心的交换机将各设备
连接成一个局域网， 各站的交换机将车站设备连接成一个局
域网， 调度中心和车站的路由器将局域网互联
成为覆盖范围较大的广域网。
我国FZ-CTC系统结构
FZ-CTC系统是一个庞大的计算机分布式 系统。
在调度中心网络环境下设置各个服务器、 各个工作站，并且运行相应的应用软件。
调度中心子系统 车站子系统 中心与ຫໍສະໝຸດ Baidu站的网络子系统
数据服务器
通信前置 应用服务器 服务器
GSM-R CTC/ TDCS 接口服务器 接口服务器
调度台1 列调 工作站
调度台1 助调 工作站
磁盘 阵列
电务工作 系统培训
站
工作站
查询终端
值班主任
网管 工作站
中心局域网
路由器
路由器
调度台1 综调 工作站
器B
网管 工作 站
电务 工作 站
系统 培训 工作
站
列调 工作 站
助调 工作 站
综调 工作 站
查询 终端
值班 主任 工作
站
打印 机
绘图 仪
表示 墙工 作站
调度台设备
交换机A
交换机B
防火墙A
防火墙B
路由器A
路由器B
机房设备
广域网
数据库服务器
一般由2台高性能的服务器和磁盘阵列构 成，并安装有集群软件和商业数据库。
分散自律系统则是有更大的优越性，即使中心 处理装置或某些车站自律机发生故障，其余正 常的车站PRC机仍能够照常控制，整个系统不 致于瘫痪，仍能保持系统的目标功能。
车站分散式的系统，中心服务器担任列车运行 调整工作，而车站自律机分担进路的自动控制， 按照计划与列车的运行实际情况进行进路控制。
我国FZ-CTC系统结构
工作站根据软、硬件平台的不同，一般分为基 于RISC（精简指令系统）架构的UNIX系统工 作站和基于Windows、Intel的PC工作站。
工作站
它是一种接近特殊用途的工作计算机，诸如汽 车/飞机设计、机械零件设计、建筑设计、3D 场景渲染、电影特效制作、医疗应用、音乐制 作等场合往往就需要用到它。工作站的强大的 硬件系统是必须的，但它对其中某一功能部件 往往特别侧重，如果是图形工作站，专业显卡 就是必不可少的；而若是视频工作站，一块专 业的视频制作卡是必备的；同理，音乐制作工 作站往往需要一款专业级声卡。
正常情况下，由调度中心向车站PRC机传 送运行图信息，而在非正常情况下，车 站PRC机根据曾经收到的运行图信息进行 紧急情况下的进路控制。
控制集中与控制分散的比较
控制集中与控制分散相比较，将调度中 心的相当权限下放给了车站和现场作业 人员，各个环节具有相当的自主权并相 互协调。
前者是由调度中心集中控制所有车站的 列车作业，而后者是由各个车站独立地 控制各自的列车和调车作业。
在FZ-CTC中用得一般都是PC工作站。
FZ-CTC的基本构成
服务器：数据库服务器、应用服务器、通 信前置服务器、GSM-R接口服务器、 CTC/TDCS接口服务器；
工作站：列调工作站、助调工作站、综调 工作站、查询终端、值班主任工作站、表 示工作站、网管工作站、电务工作站、系 统培训工作站
CTC的系统结构
目录
一般的CTC结构 我国FZ-CTC结构
一般CTC的体系结构
调度集中的核心技术是程序化进路控制， Programming Route Control，简称PRC。
PRC的功能是根据列车调整计划，自动生 成列车进路指令，或者说自动确定进路 的始端和终端按钮。
一般CTC的体系结构
下上 一一
协议转换器
协议转换器
路由器
站
站
协议转换器
路由器
协议转换器
调度中心 沿线车站
协议转换器
路由器
打印机
车站自 律机
车务终端 电务 终端
联锁 联锁系统
打印机
车站自 律机
车务终端 电务 终端
打印机
车站自 律机
车务终端 电务 终端
打印机
车站自 律机
车务终端 电务 终端
联锁 联锁系统
联锁 联锁系统
联锁 联锁系统
车站3
车站4
中心集中式结构
中心集中式为在调度中心设置中心PRC机。 负责整个调度区段的所有车站的进路自
动排列和控制。 属于控制集中的范畴。
中心分散式结构
中心自律机 控制车站1~2
调度中心
中心自律机 控制车站3~4
车站1
站间网络
车站2
车站3
车站4
中心分散式结构
中心分散式在中心设置多台中心PRC机。 分工负责调度区段内不同车站的进路自
调度台2 列调 工作站
调度台2 助调 工作站
调度台2 综调 工作站
打印机 绘图仪
表示墙 控制器
协议转换器
协议转换器
路由器
协议转换器
协议转换器
协议转换器
下 一
站 协议转换器
路由器
协议转换器
上 一
站 协议转换器
路由器
……
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
功能由车站完成，响应 性好
扩展性
低
低
高
高
传统的调度集中结构
我国过去的调度集中是典型的集中式体 系结构，是“信息集中、控制集中”模 式，即中心集中式和中心分散式。
这两种类型的进路操作命令是在中心PRC 机上自动生成或者是由中心调度员人工 生成的控制命令，这些控制命令经由通 信网络适时地下达给车站的分机（相当 于联锁操表机），再由联锁机执行。
控制集中与控制分散的比较
控制分散模式与没有调度集中时的作业 模式非常接近，都是调度中心-车站-现场 作业人员协同的业务分担模式，
控制分散模式是解决我国CTC系统主要问 题的一种理想选择。
分散自律调度集中系统结构
我国分散自律调度集中系统采取控制分 散式的结构。
车站分散式和区域分散式相结合。 一般车站采用车站分散式，区域联锁的
系统的体系结构对系统运用的成败有至 关重要的影响。
现在的调度集中系统结构
是以“信息集中、控制分散”为基本理 念的分散自律式铁路调度指挥模式。主 要采取车站分散式、区域分散式。
控制分散是指列车进路控制由各个车站 PRC机系统完成，站间协调的准则就是列 车运行图。
现在的调度集中系统结构
调度中心负责信息集中，车站PRC机依据 运行图负责进路控制。
打印输出设备，远程维护接入以及局域网 等设备组成。
分设在机房和调度台
数据 磁 数据
库盘库 服务 阵 服务 器A 列 器B
通信 通信
前置 前置
服务 服务
器A
器B
应用 应用
服务 服务
器A
器B
GSM-R
接口 服务
器A
GSM-R
接口 服务
器B
CTC/ TDCS
接口 服务
器A
CTC/ TDCS
接口 服务
PRC在车次号追踪下适时地将进路操作命 令下达到联锁设备，以排列进路。
这个过程实际上是模拟车站值班员按调 度计划办理列车进路的过程。利用计算 机实现该功能时，就称作为PRC。
基本概念
信息集中，指列车计划运行图的集中， 以及列车运行实时信息的集中。
控制集中，在调度中心集中对所辖车站 的进路进行控制。
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。
所有数据写在共享磁盘阵列中，在双机 切换时要保证数据的完整和一致性。
数据库服务器
在数据库表间建立适当的约束关系，保 证数据的完整性，并具备完善的数据备 份和恢复机制。
实际运行数据要保存12个月以上。 一个调度所配备一套数据库服务器。 每台服务器配置双网卡，与控制中心其
车站采取区域分散式。
分散自律调度集中系统结构
根据车站具体状况将两种结构相结合，再 将车站PRC机赋予自律功能，命名为车站 自律机。
使其根据本站特点和列车运行调整计划， 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，控制列车进路和调车进路。
分散自律调度集中系统结构
它设备双网互联。
应用服务器
一般是由2台高性能服务器构成，双服务 器互为热备。
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。
完成运行图的自动调整.
应用服务器
负责向中心所有工作站提供行车表示信 息、列车编组信息、车次号跟踪信息、 列车报点信息等。
一个FZ-CTC系统配备一套应用服务器。 每台服务器配置双网卡，与调度中心其
传统的调度集中结构
不管控制命令是自动生成还是由人工生 成，一切均在调度人员的管制下完成， 调度员的责任和负担很大，但调度人员 的管制能力是有限的。
在高密度区间、客货混跑条件下，这种 结构的系统面临着很大的困难。
传统的调度集中结构
调度中心集中地（自动的或人工的）办 理列车进路和各车站办理调车进路经常 发生矛盾，而不能协调地工作。
集中型
分散型
区域集中式
车站分散式
构成情况
集中控制 车站不设微机
集中控制，中心进行分工 车站不设微机
区域分散控制 定点车站设微机 站间互传信息
车站分散控制 车站设微机 站间互传信息
自律机位置
在中心设置一台PRC机，负责全 线所有车站的指令的生成 与进路控制
在中心设置数台PRC机，将 全线分为几个区域， 分别进行所辖车站的 进路控制
我国FZ-CTC系统结构
在车站网络环境下设置各个工业控制计 算机，运行相应功能的应用软件。
调度中心和车站各个设备协同工作，实 现系统的整个功能。
FZ-CTC中心子系统
FZ-CTC系统中心子系统即系统的控制中 心，一般设在路局调度所，负责指挥整 个调度区段内列车的运行。
在控制中心设置的设备包括：服务器、 工作站等设备。