TDCS系统介绍.doc
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1、 列车调度指挥系统(TDCS) 卡斯柯信号有限公司列车调度指挥系统TDCS2006年4 月卡斯柯信号有限公司 CASCO SIGNAL LTD.目 录1 概述41.1 TDCS系统背景描述41.2 相关术语41.3 TDCS系统特点51.4 系统的技术条件51.4.1 设备正常运行适应的环境技术指标61.4.2 设备运输及储存要求61.4.3 产品绝缘电阻、耐压指标61.4.4 系统接地要求71.4.5 数据传输系统指标71.4.6 硬件接口、软件接口所遵循的协议标准71.4.7 系统防尘要求81.4.8 系统可靠性82 TDCS系统构成92.1 全路TDCS系统四层体系结构92.2 铁路局T
2、DCS系统结构102.2.1 调度所设备122.2.1.1 电源设备:122.2.1.2 微机设备:122.2.1.3 网络设备:142.2.1.4 调度台设备152.2.1.4.1 行调度台设备152.2.2 车站设备162.2.2.1 车站计算机及网络设备由以下设备构成:172.2.2.1.1 设备构成172.2.2.1.2 车站子系统的功能如下:172.2.2.2 分机采集及控制设备由以下设备构成:172.2.2.2.1 设备构成172.2.2.2.2 采集设备功能182.3与其它设备的接口.182.3.1与TMIS系统接口182.3.2无线车次号及无线调度命令.193 铁路局TDCS系
3、统功能213.1 铁路局TDCS系统总体功能要求213.2 调度监督功能要求213.3 运行图显示功能223.4 调度命令及统计功能233.5 铁路局大屏功能233.5.1 分界口运输状况宏观显示23主要干线运输状况宏观显示及展开内容253.5.2 主要干线列车运行正点率253.5.3 主要干线列车运行密度宏观显示273.5.4 重点列车运行跟踪显示283.5.5 干线全线及分段调度监督显示283.5.6 基层列车运行计划的显示293.5.7 路局枢纽运行状态宏观显示及展开内容293.5.8 路局铁路港口、口岸作业宏观显示及展开内容303.5.9 路局铁路大企业站作业宏观显示及展开内容303.
4、5.10 其它管理信息304 铁路分局TDCS系统功能314.1 铁路分局TDCS系统整体功能要求314.2 调度监督功能314.2.1 表示方式314.2.2 表示显示内容324.2.2.1 信号状态显示324.2.2.2 邻台信息的显示334.3 列车运行描述334.3.1 车次号的产生334.3.1.1 四种产生车次号的方法:334.3.1.2 车次号显示344.3.1.3 车次号传递344.3.1.4 车次号对应列车运行的状态344.3.2 车次号的查询344.4 运行图功能354.4.1 基本图功能354.4.2 三小时阶段计划图364.4.3 实际运行图364.5 三小时阶段计划调
5、整374.5.1 人工调整374.5.2 自动调整374.5.3 阶段计划的传递374.5.4 阶段计划的下达374.6 调度命令功能385 TDCS系统车站功能395.1 车站分机的功能395.2 车站值班员台的功能391 概述1.1 TDCS系统背景描述列车调度指挥系统(TDCS)是一个覆盖全国铁路的大型网络系统,是我国铁路运输调度指挥系统现代化建设的标志,也是中国铁路信号系统从传统的独立联锁设备向新型的数字化、网络化、信息化方向发展的重要工程,它由铁道部、各铁路局、基层车站构成的三级网络。加快列车调度指挥系统建设是改变我国铁路调度指挥落后局面的重大举措,是铁路信息化的重要内容,也是目前铁
6、路信息化建设的重点。这一项目采用现代计算机技术、网络技术、通信技术、多媒体技术及数据库技术,并将上述技术与铁路信号技术的特点相互融合,把传统的以车站为单位的分散信号系统逐步改造成为一个全路统一的网络信号系统,构成一个覆盖全国铁路的大型计算机网络,实现全国铁路系统内有关列车运行、数据统计、运行调整及数据资料的数据共享、自动处理与查询,这一项目的实施将使中国铁路的调度指挥管理达到世界先进水平。从而最终实现对全国铁路运输的集中监视的指挥,TDCS系统的实施将不仅可以大大提高铁路运输生产效率、改善调度指挥人员工作条件,也将极大地提高了信号系统的技术、管理和维护水平。1.2 相关术语TDCS列车调度指挥
7、系统CAD计算机辅助调度CTC调度集中BASELEVEL通信前置机STPC车站PCGPC客户端人机界面处理单元NPC网络型处理控制单元DIB数据采集单元DCOM通信处理单元MQSeriesIBM公司的通信中间件DB2IBM公司的数据库软件MMS 微机监测系统/电务维修系统DSS 调度监督系统CAN 现场控制总线TLE 站场图形绘制软件1.3 TDCS系统特点先进的系统结构调度所采用10100M双局域网系统,中央机房同车站间采用2M 广域网连接,车站采用单局域网连接。整个系统具有通过高速广域网连接,具有较高的速度和先进的体系结构。高度的可靠性在调度所中,采用了双局域网系统,主要的设备如通讯前置机
8、和主服务器采用了双机热备系统。在调度所和车站的广域网连接上采用了迂回备用通道。在车站,采用双套分机的方案来提高系统采点的可靠性。在软件系统的设计方面,数传系统采用了循环冗余校验和序号控制来保证车站信息和控制命令的绝对正确。同时,软件开发采用了欧洲铁路的EN50128的2级标准进行控制,充分保证了软件系统的可靠性。成熟的硬件和接口技术系统采用了成熟的同6502和微机联锁设备接口技术,车站采用的输入输出板均采用光电隔离和成熟的防雷设计。先进的计算机技术在计算机技术方面,系统采用了广域网、局域网、TCP/IP通讯技术,并采用了Client/Server体系结构以及先进的数据库技术。在车站,系统采用了
9、高性能和高可靠性的工业级专用设备作为车站信息采集、控制处理和数据传输主机。强大的系统功能TDCS系统除了具有站场显示和车站遥控(为调度集中预留)的基本功能外,系统还具有列车车次号自动跟踪和自动校核、无线调度命令的传送、列车的自动报点、调度命令及日班计划的下达、车站邻站透明和行车日志自动生成、列车实际运行图自动生成和统计报表的自动生成等功能,大大减轻了调度员的劳动强度。除此之外,系统还配备了计算机辅助调度的功能,能实现列车运行方案的实时调整,并能实现列车(为调度集中预留)的自动控制,大大提高行车指挥的自动化程度。系统配备了专门的网络管理台和系统维护台,用于网络和设备的维护。TDCS系统具有很强的
10、兼容性,极易实现系统的互连互通。 1.4 系统的技术条件系统各项设计原则符合铁道部调度集中技术条件TB1694-85符合铁路信号设计规范B 10007-99符合铁道部信号维修规则符合铁路技术管理规定符合2001年8月铁道部总体组制定的铁路局、分局调度指挥管理信息系统文件1.4.1 设备正常运行适应的环境技术指标 路局 -工作温度:0C 40C -相对湿度:10% 95% -大气压力:74.8 106KPA -海拔高度: 2500M车站 -工作温度: 0C 40C;调度分机:-25C70C -相对湿度: 0% 95% -大气压力:74.8 106KPA -海拔高度: 2500M1.4.2 设备运
11、输及储存要求路局设备 -抗震度:5-20HZ 0.070pp; 20-1000HZ 1.4PP -抗冲击度:4G -储存温度:-20C 70C -储存相对湿度:10% 100%无凝固车站设备 -抗震度:5-20HZ 0.070pp; 20-1000HZ 1.4PP -抗冲击度:10G -储存温度:-20C 70C -储存相对湿度: 0% 100%无凝固1.4.3 产品绝缘电阻、耐压指标产品绝缘电阻、耐压指标符合铁道部标准(TB1447-82、TB1448-82): -在设备适用环境条件下,设备绝缘电阻:1MW -在设备适用环境条件下,设备绝缘耐压:1200V 设备防雷技术指标 电源防雷 -最大
12、冲击点火电压(10kv/s):3000V -直流点火电压:375V 1100V 线路防雷 模拟线路防雷 -最大输出电压:60V -直流点火电压:300V 500V 数字线路防雷(同轴电缆防雷器):-最大容通电流:10KA-限制电压:50V,动作时间:10ns1.4.4 系统接地要求总机房内设置两个接地系统,即设备保护接地系统和设备防雷接地系统,两种地线的间隔距离应在20米以上。两个接地系统之间不得互相连通。设备地与现场其它杂项地线应大于15米。 -设备保护地接地电阻:4W -设备防雷地接地电阻:4W1.4.5 数据传输系统指标系统采用光纤数据通道: -信道传输速率:不小于2Mbps-误码率小于
13、10-7。1.4.6 硬件接口、软件接口所遵循的协议标准短距离串行连接遵循RS-232/RS-422标准。局域网通信接口遵循IEEE 802.3标准,网络层遵循TCP/IP协议。广域网通信接口遵循G.703/V.35标准,数据链路层遵循PPP协议,网络层遵循TCP/IP协议。1.4.7 系统防尘要求符合 GB 2887-89 的A级标准 1.4.8 系统可靠性整个系统的平均无故障工作时间MTBF5000小时。2 TDCS系统构成2.1 全路TDCS系统四层体系结构全路TDCS系统由四层体系结构,构成全路调度指挥信息系统,实现全路调度管理自动化及现代化,如图2.1所示 图2.1 全路四层TDCS
14、网络体系结构图第一层铁道部调度指挥中心全路TDCS系统的核心,由高性能的服务器、工作站、计算机、网络设备及相应的软件构成,并通过专线与各铁路局相连,接收全国铁路系统的各种实时信息与运输数据和资料,监视各铁路局主要干线、路局交接口、大型客站、编组站、枢纽、车站、区间的列车宏观运行状态、运行统计数据、重点列车及车站的列车实际运行位置和站场状态显示,并建有全国铁路调度指挥系统数据库。第二、三层铁路局调度指挥中心路局中心采用高性能双局域网络结构,对下接收各站的实时信息与资料,监视各站、主要干线、路局交接口、大型客站、编组站、枢纽、车站、区间的列车宏观运行状态、运行统计数据、重点列车及车站的列车实际运行
15、位置和站场状态显示,同时向铁道部传送铁路局收集的各类行车表示信息及到发点信息。同时,铁路局TDCS系统具有运行计划的管理、阶段计划的自动生成和下达、调度命令下达、自动生成实际运行图的功能,大大减轻了局调度员的工作强度,使局调度迈上了信息化的道路。第四层基层信息采集系统安装在各车站,采用单局域网结构,用来从信号设备及其它设备上采集有关列车运行位置、列车车次号、信号设备状态等相关数据,接收路局送来的各类信息,并将基层采集信息通过专用通信线路传送到铁路局。TDCS系统在车站安装了车站值班员台,系统具有人工修改车次号、人工和自动报点、调度命令和阶段计划的签收、现存车上报以及车站运统二/三自动生成和打印
16、等功能,使车站值班员具有了现代化调度的手段。2.2 铁路局TDCS系统结构整个系统构成一个广域网,铁路局TDCS是覆盖全局的行车调度指挥管理信息系统,铁路局用它可以实现对全局的行车进行实时、集中、透明指挥。主要由局调度所设备及底层车站设备构成。调度所所有设备均为双网配置。底层设备与调度所设备间通过2M光缆通道连接。其基本结构如图所示 Page 40 of 40系统主要由三部分构成:1、调度所设备;2、车站设备;3、电务终端设备;2.2.1 调度所设备调度所设备由机房设备及调度台设备构成,机房设备主要由电源设备,微机设备及网络设备三部分组成:2.2.1.1 电源设备:1、稳压屏;2、转换屏;3、
17、双机热备30KVA UPS;外电网提供两路三相50KVA电力电源,在满足基本供电要求的基础上,根据TDCS系统要求,两路外电首先送到转换屏,转换时间小于150毫秒。经过电源防雷后,输出一路三相电到稳压屏,稳压屏主要将波动幅度较大的三相外电进行稳压处理, 保证输出三相电压的波动幅度不超过380幅的正负百分之三。两套大功率UPS工作在双机热备状态下,其主要功能是一方面将稳压屏送来的三相电进一步稳压,并转换为220伏电压输出;另一方面,当外电网电力供应一旦出现中断时,依靠UPS内在电池继续逆变输出稳定的220伏电源电压,保证服务器、通信机等关键设备继续正常工作。电源分配系统充分考虑电源的稳压性和稳频
18、性以及各种保护功能,转换屏在电源切换过程中防止了电源波动现象。调度所中所有设备均采用集中供电方式,由转换屏统一分配输出分别给服务器、通信前置机、系统维护台、调度员台、值班主任台、计划员台及网络设备供电。调度所设备的最大用电负荷为供电系统设计容量的70%。D380和D220系列电源防雷产品在本系统的应用能有效的保护信号设备以及计算机设备的安全。2.2.1.2 计算机设备:总机房内计算机设备有:l 双机冗余热备服务器; 服务器主要功能服务器是整个TDCS系统的核心设备, 采用高性能的IBM RS6000-P630系列服务器, 操作系统为AIX ,数据库采用IBM UDB。主服务器通过双网卡与调度中
19、心的局域网相连,服务器子系统有主备机两台计算机,通过网络(双网)及一根串行线(232口的一个通信口)相连。子系统刚启动时为备机,若通过网络连接上主机,则保持备机状态,并通过网络接收主机的同步信息。若网络中断,则通过串行线与主机联络,连接不上时,备机启动作为主机。服务器主要功能包括:1、调监信息(列车车次号自动跟踪信息;列车到发点信息;电务维修信息;人工车次号管理;区段列车数统计;区间列车紧跟踪报警;区间非正常占用报警;信号机非正常关闭报警;区间列车退行报警)存储和信息转发,三小时计划的处理和发送;2、基本图、班计划、阶段计划的存储和转发;3、接收通信前置机调监信息:列车运行状况、车次号、电务维
20、修、列车密度、各种报警信息等,调度命令回执,车站站存车信息,车站速报表信息;4、发送信息到通信前置机:三小时计划(初始和变化)、调度台的人工操作命令、早晚点信息等,调度命令,列车在各个车站中各个咽喉的运行次序;5、发送到GPC信息:运行图信息(基本图、班计划、阶段计划)的修改、增加、删除,列车冲突信息,列车属性信息,车站停车信息,站场图显示信息(列车运行状况、车次号、电务维修、列车密度、各种报警信息等),调度命令回执,车站站存车信息,车站速报表信息;6、接收GPC信息:人工更改(修改、增加、删除)运行图信息(基本图、班计划、阶段计划)信息,人工更改列车属性信息,人工更改车站停车信息,人工调整命
21、令或者人工确认调整结果。在站场图中人工改车次号,加车次号,删车次号,移车次号命令,调度命令,车站站存车信息查询、车站速报表信息查询,三小时计划中列车的运行次序信息。l 双机冗余通信前置机;通信前置机主要功能通信前置机子系统采用两台IBM PC SERVER服务器,各有两块网卡。通过网络通讯完成主备机状态判断和同步数据传递。当一台通信前置机为主机时,它负责同CAD子系统通信。通信前置机主要功能:1、 现场信息采集和处理;2、 无线车次号校核;3、 列车车次号自动跟踪;4、 列车到发点自动记录;5、 电务维修信息处理;6、 人工车次号管理;7、 邻站表示信息处理和发送;8、 三小时计划的处理和发送
22、;9、 现场表示码位的实时记录和回放(仅用于系统调试);10、 从数传子系统接收分机状态和通道状态信息。l TMIS-TDCS通信机;TMIS-TDCS通信机有两台,一台接入TDCS网络,一台接入TMIS网络,中间采用高速USB通信。主要完成将TDCS信息写入数据交换服务器提供给TMIS以及将所需的TMIS数据从数据交换服务器获得。数据交换服务器由TMIS提供并维护。l 双机冗余分界口通信机;在相邻两局TDCS总机房分别设一套分界口通信机,通过两个局间的2M 光通道实现分界口信息的互相交换及共享。最后通过路局与铁道部的2M光通道就可将分界口信息传到铁道部调度指挥中心。l 双机冗余铁道部通信管理
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