铁路系统远程控制系统理论及应用

2021/11/51远程控制系统理论及应用2021/11/523调度集中系统及其应用3.1国内外调度集中的现状3.2调度集中系统概述3.3分散自律调度集中系统结构与功能3.4分散自律调度集中系统主要技术原理3.5与其他系统的接口2021/11/533.1国内外调度集中的现状国外调度集中的现状12我国调度集中的现状2021/11/543.1国内外调度集中的现状铁路运输生产过程，实质上就是旅客和货物的运送过程。无论是旅客运输还是货物运输，铁路都是用列车方式办理的。旅客运输货物运输2021/11/553.1国内外调度集中的现状列车运行图是规划和指导列车在各个铁路方向和区段运行的基本依据。2021/11/563.1国内外调度集中的现状联锁装置C.T.C.2021/11/573.1国内外调度集中的现状基本图日班计划阶段计划实际运行图计算机比较运算比较一致执行原计划比较不一致调整执行新的计划CTC区段非CTC区段自动排列进路人工排列进路进路信号闭塞(联锁系统)车次追踪列车速度控制(ATP/ATC系统)车次校核(无线、应答器)计算机自动运算处理2021/11/583.1国内外调度集中的现状根据铁道部2008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12万公里以上，为了满足快速增长的旅客运输需求，建立省会城市及大中城市间快速客运通道，规划“四纵四横”等客运专线以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。2021/11/593.1国内外调度集中的现状2021/11/5103.1国内外调度集中的现状北京武汉上海广州铁道部2021/11/5113.1国内外调度集中的现状1925年，美国S.N.怀特（SedgwickNorthWight）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。1950年，美国洲际商务委员会将这种行车方式确定为调度集中系统（Centra1izedTrafficControl,CTC）。调度集中---列车集中控制3.1.1国外调度集中的现状2021/11/512控制中心传输网络车站被控对象遥控遥信调度集中基本结构示意图2021/11/5131927年7月，世界上第一套调度集中设备在美国纽约中央铁路斯坦利－伯威克（Stanley-Berwick）间59.5km单线和4.8km双线上安装使用。20世纪30年代，法国、苏联、瑞典和瑞士也相继使用了调度集中。此后，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。2021/11/5143.1国内外调度集中的现状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2.6万千米，占总营业里程的近90%；•美国BNSF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度指挥；•印度和韩国，也有70%～80%的铁路实现了调度集中控制。2021/11/5153.1国内外调度集中的现状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调度系统COSMOS、德国铁路的BZ2000系统、西班牙的DAVINCI系统、法国高速铁路的MISTRAL系统、美国的UTC系统等。3.1.1国外调度集中的现状国家系统名称调度中心开通时间供货商日本COMTRACK东京1964日立日本COSMOS东京1995日立德国BZ2000法兰克福2004BZ200集团西班牙Davinci萨拉戈萨2003INDIRA2021/11/516日本新干线的调度系统COSMOSJR东日本客运公司的COSMOS（ComputerizedSafetyMaintenanceandOperationSystemofShinkansen)是在CTC基础上不断扩充功能，于1995年开始应用的新干线综合运输管理系统。COSMOS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、信息集中监视、电力系统控制等8个子系统组成，共有500台左右的计算机，是个广域的自主分散系统。2021/11/517日本新干线的调度系统COSMOS2021/11/518日本新干线的调度系统COSMOS2021/11/519日本新干线的调度系统COSMOS运输计划编制（一元化的计划管理）与基础设施、移动设施的匹配性车辆性能、线路能力临时线速与维修作业的匹配性作业地点、时间及作业用车与车辆使用计划的匹配性车辆运用、检修、分配与乘务计划的匹配性乘务员运用运营计划的彻底下达车站车辆段作业区段对客流变化的灵活对应临时列车的设定运行图2021/11/520日本新干线的调度系统COSMOS运行管理（基于运行图的进路控制）2021/11/521日本新干线的调度系统COSMOS维修作业管理2021/11/522线路总长4万公里，高速铁路1330公里日均开行1302列长途和高速客车24,211列地区列车3,457列市郊列车5,021列货车德国铁路调度系统BZ20002021/11/523德国铁路调度系统BZ20002004年，德国铁路公司已建成了8个区域行车控制中心，其中7个行车中心负责约37000km路网上所有列车的监督和调度，一个行车控制中心专用于柏林城市铁路。从2003年底开始，德铁逐步用BZ2000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“BZ2000”集团（由西门子、阿尔卡特、VosslohIT三家开发商和Steria供应商组成）开发。2021/11/524德国铁路调度系统BZ2000一个国家中心法兰克福七个区域中心柏林汉诺威杜伊斯堡卡尔斯鲁厄莱比锡法兰克福慕尼黑柏林汉诺威杜伊斯堡卡尔斯鲁厄莱比锡法兰克福慕尼黑2021/11/525德国铁路调度系统BZ2000调度员值班员值班员客服调度值班员值班员柏林调度中心调度台布置2021/11/526德国铁路调度系统BZ20002021/11/527德国铁路调度系统BZ20002021/11/528德国铁路调度系统BZ2000OCC（OperationsControlCenter)运行控制中心是德国铁路已经完成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。2021/11/529用路网管理中心（NMC）的理念取代传统的调度中心理念。将所有监视、维修、信号控制、自动列车防护以及为旅客提供方便的如信息系统、电梯和售检票机等管理集成到NMC。此外，所有为客户服务与通信的系统均与列车及跟踪功能互联，他们同样被集成到BZ2000。2021/11/530德国铁路调度系统BZ2000路网调度中央数据库/运行图法兰克福路网控制中心中央线路/车站调度ARS技术设备监控信息分配系统操作系统联锁/列车控制Betriebszentrale调度BZ-2000计算机联锁ARS计算机联锁ARS继电器联锁继电器联锁德国铁路BZ2000调度系统结构2021/11/531德国铁路调度系统BZ2000BZ2000-路网中心控制模式一路网管理中心操作台路网管理中心调度台操作调度广域网ARS联锁ARS联锁子中心操作台子中心操作台车站车站车站车站车站车站路网管理中心子中心调度操作系统联锁操作轨旁设备联锁：电气集中联锁车站：与室外轨旁设备的接口2021/11/532分散操作（进路控制）操作员调度运行控制中心车站车站操作员操作员操作员继电器联锁装置继电器联锁装置继电器联锁装置电气集中联锁车站电话下达调度命令电话下达调度命令列车描述数据中央调度轨旁设备德国铁路调度系统BZ2000BZ2000-路网中心控制模式二2021/11/533美国柏林顿北方圣塔菲(BNSF)铁路调度系统•5万多公里线路•85个行车调度台•75个工、电、通信、信息维护台2021/11/534美国柏林顿北方圣塔菲(BNSF)铁路调度系统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、营销计划和各编组站的车流、空车分布状态，制定调度日班计划，落实营销计划，组织按图行车。UP公司和CSX公司的CTC调度集中控制的里程都在本公司营业里程的50％以上。2021/11/535美国柏林顿北方圣塔菲(BNSF)铁路调度系统2021/11/536西班牙高速铁路运营调度系统适配器适配器适配器适配器适配器铁路中间设备：DaVinci集成平台CTC闭塞控制能源客服通信进路跟踪预测RT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的应用提供了方便。2021/11/53737自动变压器…接触网…维修管理…集成报警…计划编制以计划为中心的综合运调系统运营管理车辆管理旅客服务供电管理综合维修动车和维修动车维修段内作业调整交路和分配计划动车运行分析紧急事件处理等…Davinci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站台显示候车显示广场显示广播系统客票系统等…2021/11/5383.1国内外调度集中的现状国外高速铁路运营调度系统的特点自动化自动列车运行计划调整，自动冲突检查，自动进路控制集中化在调度中心集中调度和控制进路集成化通过先进的技术手段将运营管理与系统功能有机地集成在一起，优化调度指挥综合化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，提供给调度人员使用，实现透明指挥，充分发挥调度系统的功能2021/11/5393.1国内外调度集中的现状3.1.2我国调度集中的现状CTC发展状况国外现状我国的调度集中经历了漫长而曲折的过程。自七十年代以来先后自主研制了DD-1、DD-2、DY-1、D4、D5、D6型调度集中系统。2003年至今，分散自律调度集中系统开始运用。2021/11/5403.1国内外调度集中的现状3.1.2我国调度集中的现状CTC发展状况国外现状2003年6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——分散自律调度集中系统。同年8月，铁道部组织5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。2021/11/5413.1国内外调度集中的现状3.1.2我国调度集中的现状分散自律调度集中系统BECDAFZk-CTCFZy-CTCFZt-CTCFZh-CTCFZj-CTC2021/11/5423.1国内外调度集中的现状3.1.2我国调度集中的现状CTC发展状况国外现状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FZk-CTC中国铁路通信信号集团公司研究设计院的FZt-CTC北京交大微联科技有限公司的FZj-CTC河南辉煌科技股份有限公司的FZh-CTC2021/11/5433.1国内外调度集中的现状3.1.2我国调度集中的现状CTC发展状况国外现状青藏线（西宁-格尔木，格尔木-拉萨；FZk-CTC）浙赣线（FZk-CTC，FZt-CTC）胶济线（FZk-CTC）沪昆线（FZt-CTC）大秦线（FZj-CTC）陇海线（FZh-CTC，FZy-CTC）广深线（FZt-CTC）武九线（FZh-CTC）新建的客运专线等2021/11/5443.1国内外调度集中的现状2021/11/5453.1国内外调度集中的现状2021/11/546问题和讨论?2021/11/52021/11/548四纵客运专线：京沪客运专线（京沪高铁）北京-天津-济南-徐州-蚌