【鐵路交通】遠程控制系統(tǒng)理論及應用

遠程控制系統(tǒng)理論及應用2024/8/1613

調度集中系統(tǒng)及其應用

3.1

國內外調度集中的現(xiàn)狀

3.2調度集中系統(tǒng)概述

3.3

分散自律調度集中系統(tǒng)結構與功能

3.4分散自律調度集中系統(tǒng)主要技術原理

3.5

與其他系統(tǒng)的接口2024/8/162石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1

國內外調度集中的現(xiàn)狀

國外調度集中的現(xiàn)狀12我國調度集中的現(xiàn)狀2024/8/163石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

鐵路運輸生產過程，實質上就是旅客和貨物的運送過程。無論是旅客運輸還是貨物運輸，鐵路都是用列車方式辦理的。

旅客運輸

貨物運輸

2024/8/164石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

列車運行圖是規(guī)劃和指導列車在各個鐵路方向和區(qū)段運行的基本依據(jù)。

2024/8/165石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

聯(lián)鎖裝置C.T.C.2024/8/166石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

基本圖日班計劃階段計劃實際運行圖計算機比較運算比較一致執(zhí)行原計劃比較不一致調整執(zhí)行新的計劃CTC區(qū)段非CTC區(qū)段自動排列進路人工排列進路進路信號閉塞(聯(lián)鎖系統(tǒng))車次追蹤列車速度控制(ATP/ATC系統(tǒng))車次校核(無線、應答器)計算機自動運算處理2024/8/167石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

根據(jù)鐵道部2008年提出的《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，到2020年全國鐵路營業(yè)里程達到12萬公里以上，為了滿足快速增長的旅客運輸需求，建立省會城市及大中城市間快速客運通道，規(guī)劃“四縱四橫”等客運專線以及經濟發(fā)達和人口稠密地區(qū)城際客運系統(tǒng)，建設客運專線1.6萬公里以上?？瓦\專線的建設為分散自律調度集中系統(tǒng)的應用和發(fā)展帶來了契機。2024/8/168石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

2024/8/169石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

北京武漢上海廣州鐵道部2024/8/1610石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

1925年，美國S.N.懷特（SedgwickNorthWight）首先提出列車在區(qū)間按信號顯示運行，并且區(qū)間信號顯示由調度員集中控制。1950年，美國洲際商務委員會將這種行車方式確定為調度集中系統(tǒng)（Centra1izedTrafficControl,CTC）。

調度集中---列車集中控制3.1.1國外調度集中的現(xiàn)狀

2024/8/1611石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院2024/8/1612石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院1927年7月，世界上第一套調度集中設備在美國紐約中央鐵路斯坦利－伯威克（Stanley-Berwick）間59.5km單線和4.8km雙線上安裝使用。20世紀30年代，法國、蘇聯(lián)、瑞典和瑞士也相繼使用了調度集中。此后，調度集中技術在世界各國得到了迅速發(fā)展，并且在樞紐地區(qū)、城市輕軌、地鐵、高速鐵路均得到了廣泛應用。2024/8/1613石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

調度集中具有減員增效的顯著作用，能夠有效提高鐵路的運輸能力，因此在世界發(fā)達國家得到了廣泛應用。日本調度集中營業(yè)里程達2.6萬千米，占總營業(yè)里程的近90%；

美國BNSF鐵路公司的調度中心可控制7.2萬千米范圍以內鐵路網(wǎng)上所有列車的運行，具有很高的勞動生產率；法國高速鐵路、加拿大和北美的重載運輸，已經全部實現(xiàn)了綜合調度指揮；印度和韓國，也有70%～80%的鐵路實現(xiàn)了調度集中控制。

2024/8/1614石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

高速鐵路的發(fā)展推動了調度指揮系統(tǒng)的發(fā)展。目前，世界上先進的調度指揮系統(tǒng)有日本新干線的綜合調度系統(tǒng)COSMOS、德國鐵路的BZ2000系統(tǒng)、西班牙的DAVINCI系統(tǒng)、法國高速鐵路的MISTRAL系統(tǒng)、美國的UTC系統(tǒng)等。3.1.1國外調度集中的現(xiàn)狀

國家系統(tǒng)名稱調度中心開通時間供貨商日本COMTRACK東京1964日立日本COSMOS東京1995日立德國BZ2000法蘭克福2004BZ200集團西班牙Davinci薩拉戈薩2003INDIRA2024/8/1615石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院日本新干線的調度系統(tǒng)COSMOS

JR東日本客運公司的COSMOS（ComputerizedSafetyMaintenanceandOperationSystemofShinkansen)是在CTC基礎上不斷擴充功能，于1995年開始應用的新干線綜合運輸管理系統(tǒng)。

COSMOS由運輸計劃、運行管理、站內作業(yè)管理、維修作業(yè)管理、車輛管理、設備管理、信息集中監(jiān)視、電力系統(tǒng)控制等8個子系統(tǒng)組成，共有500臺左右的計算機，是個廣域的自主分散系統(tǒng)。2024/8/1616石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院日本新干線的調度系統(tǒng)COSMOS

2024/8/1617石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院日本新干線的調度系統(tǒng)COSMOS

2024/8/1618石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院日本新干線的調度系統(tǒng)COSMOS

運輸計劃編制（一元化的計劃管理）與基礎設施、移動設施的匹配性車輛性能、線路能力臨時線速與維修作業(yè)的匹配性作業(yè)地點、時間及作業(yè)用車與車輛使用計劃的匹配性車輛運用、檢修、分配與乘務計劃的匹配性乘務員運用運營計劃的徹底下達車站車輛段作業(yè)區(qū)段對客流變化的靈活對應臨時列車的設定運行圖2024/8/1619石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院日本新干線的調度系統(tǒng)COSMOS

運行管理（基于運行圖的進路控制）2024/8/1620石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院日本新干線的調度系統(tǒng)COSMOS

維修作業(yè)管理2024/8/1621石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院線路總長4萬公里，高速鐵路1330公里日均開行1302列長途和高速客車24,211列地區(qū)列車3,457列市郊列車5,021列貨車德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

2024/8/1622石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

2004年，德國鐵路公司已建成了8個區(qū)域行車控制中心，其中7個行車中心負責約37000km路網(wǎng)上所有列車的監(jiān)督和調度，一個行車控制中心專用于柏林城市鐵路。從2003年底開始，德鐵逐步用BZ2000型自動化調度系統(tǒng)代替行車中心基礎級的調度監(jiān)督設備。該系統(tǒng)由“BZ2000”集團（由西門子、阿爾卡特、VosslohIT三家開發(fā)商和Steria供應商組成）開發(fā)。2024/8/1623石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

一個國家中心法蘭克福七個區(qū)域中心柏林漢諾威杜伊斯堡卡爾斯魯厄萊比錫法蘭克福慕尼黑柏林漢諾威杜伊斯堡卡爾斯魯厄萊比錫法蘭克福慕尼黑2024/8/1624石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

調度員值班員值班員客服調度值班員值班員柏林調度中心調度臺布置2024/8/1625石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

2024/8/1626石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

2024/8/1627石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

OCC（OperationsControlCenter)運行控制中心是德國鐵路已經完成的最大的運輸自動化項目之一。

BZ2000的概念基于在一個地方集中所有的運行與調度系統(tǒng)，并集成維護與信息系統(tǒng)，此外，所有路網(wǎng)和列車的管理功能均集成在一個系統(tǒng)內，這些功能包括聯(lián)鎖系統(tǒng)的遠程控制、列車防護、監(jiān)視和調度。

2024/8/1628石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院用路網(wǎng)管理中心（NMC）的理念取代傳統(tǒng)的調度中心理念。將所有監(jiān)視、維修、信號控制、自動列車防護以及為旅客提供方便的如信息系統(tǒng)、電梯和售檢票機等管理集成到NMC。此外，所有為客戶服務與通信的系統(tǒng)均與列車及跟蹤功能互聯(lián)，他們同樣被集成到BZ2000。2024/8/1629石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

路網(wǎng)調度中央數(shù)據(jù)庫/運行圖法蘭克福路網(wǎng)控制中心中央線路/車站調度ARS技術設備監(jiān)控信息分配系統(tǒng)操作系統(tǒng)聯(lián)鎖/列車控制Betriebszentrale調度BZ-2000計算機聯(lián)鎖ARS計算機聯(lián)鎖ARS繼電器聯(lián)鎖繼電器聯(lián)鎖德國鐵路BZ2000調度系統(tǒng)結構2024/8/1630石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

BZ2000-路網(wǎng)中心控制模式一2024/8/1631石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院德國鐵路調度系統(tǒng)BZ2000

BZ2000-路網(wǎng)中心控制模式二2024/8/1632石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院美國柏林頓北方圣塔菲(BNSF)鐵路調度系統(tǒng)5萬多公里線路85個行車調度臺75個工、電、通信、信息維護臺2024/8/1633石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院美國柏林頓北方圣塔菲(BNSF)鐵路調度系統(tǒng)

美國鐵路公司以公司集中調度為主，一般設一級調度機構。調度根據(jù)列車運行圖、營銷計劃和各編組站的車流、空車分布狀態(tài)，制定調度日班計劃，落實營銷計劃，組織按圖行車。UP公司和CSX公司的CTC調度集中控制的里程都在本公司營業(yè)里程的50％以上。2024/8/1634石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院美國柏林頓北方圣塔菲(BNSF)鐵路調度系統(tǒng)2024/8/1635石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院西班牙高速鐵路運營調度系統(tǒng)適配器

適配器適配器適配器適配器鐵路中間設備：DaVinci

集成平臺CTC閉塞控制能源客服通信進路跟蹤預測RT計劃西班牙高速鐵路運營調度系統(tǒng)采用統(tǒng)一的達芬奇技術平臺整合不同廠家的設備和系統(tǒng)，所有系統(tǒng)功能都在統(tǒng)一的標準下進行開發(fā)，所有的調度人員使用統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)；同時可兼容的一體化信息平臺為以后開發(fā)更多的應用提供了方便。2024/8/1636石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院37自動變壓器…接觸網(wǎng)…維修管理…集成報警…計劃編制

以計劃為中心的綜合運調系統(tǒng)運營管理車輛管理旅客服務供電管理綜合維修動車和維修動車維修段內作業(yè)調整交路和分配計劃動車運行分析緊急事件處理

等…Davinci

的解決方案列車運行計劃列車交路計劃運行調整計劃…等C.T.C.

LED站臺顯示候車顯示廣場顯示廣播系統(tǒng)客票系統(tǒng)

等…2024/8/1637石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

國外高速鐵路運營調度系統(tǒng)的特點自動化自動列車運行計劃調整，自動沖突檢查，自動進路控制集中化在調度中心集中調度和控制進路集成化通過先進的技術手段將運營管理與系統(tǒng)功能有機地集成在一起，優(yōu)化調度指揮綜合化與列車調度指揮密切相關的系統(tǒng)或信息綜合集中在同一調度平臺，提供給調度人員使用，實現(xiàn)透明指揮，充分發(fā)揮調度系統(tǒng)的功能2024/8/1638石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

3.1.2我國調度集中的現(xiàn)狀

CTC發(fā)展狀況國外現(xiàn)狀

我國的調度集中經歷了漫長而曲折的過程。自七十年代以來先后自主研制了DD-1、DD-2、DY-1、D4、D5、D6型調度集中系統(tǒng)。

2003年至今，分散自律調度集中系統(tǒng)開始運用。

2024/8/1639石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

3.1.2我國調度集中的現(xiàn)狀

CTC發(fā)展狀況國外現(xiàn)狀

2003年6月，鐵道部在鐵路跨越式發(fā)展研討會上正式提出：積極發(fā)展新一代調度集中系統(tǒng)——分散自律調度集中系統(tǒng)。同年8月，鐵道部組織5家單位集中研究，確定了新一代調度集中的基本技術要求和模式，明確了我國調度集中系統(tǒng)的發(fā)展方向。此后，多種類型的分散自律調度集中系統(tǒng)在我國主要線路上使用，效果良好。2024/8/1640石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

3.1.2我國調度集中的現(xiàn)狀

分散自律調度集中系統(tǒng)BECDAFZk-CTCFZy-CTC

FZt-CTCFZh-CTCFZj-CTC

2024/8/1641石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

3.1.2我國調度集中的現(xiàn)狀

CTC發(fā)展狀況國外現(xiàn)狀中國鐵道科學研究院通信信號研究所的FZy-CTC卡斯柯信號有限公司的FZk-CTC

中國鐵路通信信號集團公司研究設計院的FZt-CTC北京交大微聯(lián)科技有限公司的FZj-CTC河南輝煌科技股份有限公司的FZh-CTC2024/8/1642石家莊鐵道大學電氣與電子工程學院3.1國內外調度集中的現(xiàn)狀

3.1.2我國調度集中的現(xiàn)狀

CTC發(fā)展狀況國外現(xiàn)狀

青藏線（西寧-格爾木，格爾木-拉薩；FZk-CTC）浙贛線（FZk-CTC，F(xiàn)Zt-CTC）膠濟線（FZk-CTC）滬昆線（FZt-CTC）大秦線（FZj-CTC）隴海線