DCS系统第一二章.ppt
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1、周永华周永华2010年年4月月28日日铁路列车调度指挥系统(铁路列车调度指挥系统(TDCS)2第一章第一章 绪论绪论交通运输是国民经济发展的基础,是现代社会生产、流通、分配、消费交通运输是国民经济发展的基础,是现代社会生产、流通、分配、消费等各环节正常运转和协调发展的先决条件,对保障国民经济持续发展、等各环节正常运转和协调发展的先决条件,对保障国民经济持续发展、人民生活水平日益提高以及国防现代化建设都具有十分重要的作用。人民生活水平日益提高以及国防现代化建设都具有十分重要的作用。建国以来,随着国民经济的增长,铁路运输的建设也得到了飞速的发展,建国以来,随着国民经济的增长,铁路运输的建设也得到了
2、飞速的发展,不论是运能、运量、铁路营业里程、行车密度,还是列车运行速度都有不论是运能、运量、铁路营业里程、行车密度,还是列车运行速度都有很大提高,信号的控制方式也从过去的臂板电锁器、路签等方式发展到很大提高,信号的控制方式也从过去的臂板电锁器、路签等方式发展到今天的电气集中、计算机联锁、自动闭塞、调度集中以及列车超速防护今天的电气集中、计算机联锁、自动闭塞、调度集中以及列车超速防护系统系统;机车车辆也从蒸汽机车发展为内燃机车、电力机车。机车车辆也从蒸汽机车发展为内燃机车、电力机车。但是铁路运输调度指挥管理的手段和设备仍停留在极其落后的状态,基但是铁路运输调度指挥管理的手段和设备仍停留在极其落后
3、的状态,基本上还是沿用过去的本上还是沿用过去的“老四样老四样”即一部电话、一支笔、一把尺、一张图即一部电话、一支笔、一把尺、一张图的传统手工方式。的传统手工方式。为了改变这一落后局面,铁路必须以科技创新为动力,在提高装备水平为了改变这一落后局面,铁路必须以科技创新为动力,在提高装备水平的同时,科学合理地进行运输组织和列车运行调度,提高管理水平和调的同时,科学合理地进行运输组织和列车运行调度,提高管理水平和调度指挥能力,最大限度地发挥现有路网的运输能力,提高运输效率,改度指挥能力,最大限度地发挥现有路网的运输能力,提高运输效率,改善服务质量。善服务质量。3调度监督系统(调度监督系统(DSS-Di
4、spatching Supervision System)铁路运输调度指挥管理信息系统(铁路运输调度指挥管理信息系统(Dispatch Management Information System,简称,简称DMIS)。)。铁路列车调度指挥系统(铁路列车调度指挥系统(Train operation Dispatching command System,简称简称TDCS)调度集中控制系统(调度集中控制系统(CTC-Centralized Traffic Control)铁路运输管理信息系统(铁路运输管理信息系统(TMIS-Transprotation Management Information
5、System)4DSSDSS系统概述系统概述DSSnDispatching Supervision System(调度监督系统)(调度监督系统)功能功能n能够实时反映整个运营线路上进路开通、信号显示和列车走行的能够实时反映整个运营线路上进路开通、信号显示和列车走行的信息,为调度人员提供行车指挥的决策依据信息,为调度人员提供行车指挥的决策依据特点特点n功能单一功能单一n实时性强实时性强5从从 DSS DSS 到到 TDCSTDCS发展契机发展契机n铁路信息化的需求铁路信息化的需求n计算机硬件与网络的大发展计算机硬件与网络的大发展发展过程发展过程n以高速数字通道取代低速音频通道以高速数字通道取代低
6、速音频通道n大幅度提升大幅度提升DSS系统功能,增加铁路调度管理信息的功能系统功能,增加铁路调度管理信息的功能(阶段计划、调度命令等)(阶段计划、调度命令等)6TDCSTDCS与与 DMISDMISDMIS DMIS 调度指挥管理信息系统调度指挥管理信息系统nDispatching Management Information SystemDispatching Management Information SystemTDCS TDCS 列车调度指挥系统列车调度指挥系统nTrain Dispatching Command SystemTrain Dispatching Command Sys
7、temTDCS TDCS 兼有两类系统的特点兼有两类系统的特点n管理信息系统:重点在于信息管理管理信息系统:重点在于信息管理n控制系统:重点在于实时性控制系统:重点在于实时性TMIS TMIS 铁路运输管理信息系统铁路运输管理信息系统n综合调度为目标,由计划调度、机车调度、货调、客调等子系统组成。综合调度为目标,由计划调度、机车调度、货调、客调等子系统组成。这种独立运行的子系统在这种独立运行的子系统在T/D结合的过程中存在综合调度系统内部信息结合的过程中存在综合调度系统内部信息无法关联的问题。无法关联的问题。nTD结合:结合:由由DMIS向向TMIS提供列车实际运行图和由提供列车实际运行图和由
8、TMIS向向TDCS提供提供日班计划的时序关系日班计划的时序关系7从从 TDCS TDCS 到到 CTCCTCCTC调度集中控制系统调度集中控制系统nCentralized Traffic ControlCentralized Traffic Control发展契机发展契机n铁路集中控制的需求铁路集中控制的需求n分散自律概念的创造性新内涵分散自律概念的创造性新内涵发展过程发展过程n传统调度集中遇到的困难传统调度集中遇到的困难n分散自律调度集中在繁忙干线得到应用分散自律调度集中在繁忙干线得到应用以以TDCS为平台,组建分散自律、智能化、高安全、高可靠的新一代为平台,组建分散自律、智能化、高安全、
9、高可靠的新一代调度集中系统(简称调度集中系统(简称CTC系统),是实现铁路提速、高速以及减员增系统),是实现铁路提速、高速以及减员增效的跨越式发展的根本保证。根据铁道部跨越式发展的总体思路,我效的跨越式发展的根本保证。根据铁道部跨越式发展的总体思路,我国铁路是以国铁路是以TDCS为平台,以调度集中(为平台,以调度集中(CTC)为核心,构建铁路现)为核心,构建铁路现代化的调度指挥管理信息系统,以现代运输的理念大力推动铁路运输代化的调度指挥管理信息系统,以现代运输的理念大力推动铁路运输调度指挥系统建设。调度指挥系统建设。8全路信息化规划方案全路信息化规划方案9第一节第一节 TDCS发展历程发展历程
10、自自20世纪世纪8O年代后期以来,全路信号研究设计部门、科研机构、各铁路局年代后期以来,全路信号研究设计部门、科研机构、各铁路局的信号工程技术人员,为全路运输调度指挥管理信息系统工程的立项决策做的信号工程技术人员,为全路运输调度指挥管理信息系统工程的立项决策做了大量的前期准备工作,提供了宝贵的实践经验。了大量的前期准备工作,提供了宝贵的实践经验。1994年:铁道部电务局、运输局在广泛调查研究后,正式提出建设铁路运输年:铁道部电务局、运输局在广泛调查研究后,正式提出建设铁路运输调度指挥管理信息系统的可行性研究报告,工程名称确定为调度指挥管理信息系统的可行性研究报告,工程名称确定为DMIS工程。工
11、程。1996年年1月月18日:部长办公会上通过了日:部长办公会上通过了DMIS工程实施可行性报告,决定在工程实施可行性报告,决定在全路组织建设以铁道部全路运输调度为核心的全路组织建设以铁道部全路运输调度为核心的DMIS工程。工程。1996年年10月月3日:铁道部下达了日:铁道部下达了关于铁路运输调度指挥管理信息系统工程关于铁路运输调度指挥管理信息系统工程总体方案的批复总体方案的批复,总体设计组开始了,总体设计组开始了DMIS一期工程初步设计工作。一期工程初步设计工作。1997年年6月月11日:确定了日:确定了DMIS一期工程范围。一期工程范围。1997年年12月:由铁道部运输局组织对上海、北京
12、、济南、沈阳、郑州铁路月:由铁道部运输局组织对上海、北京、济南、沈阳、郑州铁路局及广铁(集团)公司等局及广铁(集团)公司等DMIS一期工程方案进行了审查。一期工程方案进行了审查。1998年年1月月16日,铁道部下达了日,铁道部下达了关于对关于对DMIS初步设计文件修改意见的通初步设计文件修改意见的通知知。1998年年1月月19日,铁道部下达了日,铁道部下达了关于铁路运输调度指挥管理信息系统关于铁路运输调度指挥管理信息系统(DMIS)工程初步设计的批复)工程初步设计的批复。101998年年3月月26日铁道部下达了日铁道部下达了关于加快关于加快DMIS一期工程建设的通知一期工程建设的通知,明确了工
13、期要求,工程实施正式起步。,明确了工期要求,工程实施正式起步。2000年年4、6、8月,铁道部运输局基础部分别在北京和南京召开了月,铁道部运输局基础部分别在北京和南京召开了无线车次号校核系统技术和工程实施的会议,对技术方案的确定、工无线车次号校核系统技术和工程实施的会议,对技术方案的确定、工程实施的步骤、产品生产的进度等进行了具体的安排。程实施的步骤、产品生产的进度等进行了具体的安排。2001年:铁道部要求全面进行年:铁道部要求全面进行DMIS二期工程建设。二期工程建设。2003年年11月,兰州局率先开通覆盖全局所有干线及主要支线的月,兰州局率先开通覆盖全局所有干线及主要支线的DMIS。200
14、3年底:在京沪全线全面实现了年底:在京沪全线全面实现了DMIS功能,全线功能,全线100多个车站全多个车站全部实现车站值班员用计算机接收阶段计划、调度命令、生成行车日志部实现车站值班员用计算机接收阶段计划、调度命令、生成行车日志等功能。等功能。2004年:基本上形成了铁道部、铁路局高度指挥中心和四大干线年:基本上形成了铁道部、铁路局高度指挥中心和四大干线(京沪、京哈、京广、京九线)车站基层网。(京沪、京哈、京广、京九线)车站基层网。2005年:根据铁路信息化总体规划,年:根据铁路信息化总体规划,DMIS更名为更名为TDCS(铁路列车(铁路列车调度指挥系统)。调度指挥系统)。运输局基础部提出了以
15、运输局基础部提出了以TDCS为平台,为平台,CTC为核心,构建我国铁路现为核心,构建我国铁路现代化的调度指挥系统,力争在代化的调度指挥系统,力争在2006年前在全路所有繁忙干线和干线年前在全路所有繁忙干线和干线装备装备TDCS的建设目标,从而实现我国行车高度指挥现代化的历史性的建设目标,从而实现我国行车高度指挥现代化的历史性突破。突破。11第二节第二节 总体目标总体目标TDCS是实现铁路各级运输调度对列车运行实行透明指挥、是实现铁路各级运输调度对列车运行实行透明指挥、实时调整、集中控制的现代化信息系统。实时调整、集中控制的现代化信息系统。TDCS由铁道部、由铁道部、铁路局铁路局TDCS中心局域
16、网及车站基层网组成,是一个覆盖中心局域网及车站基层网组成,是一个覆盖全路的现代化铁路运输调度指挥和控制系统。全路的现代化铁路运输调度指挥和控制系统。TDCS利用利用信息技术、网络技术、控制技术等现代科学技术手段取代信息技术、网络技术、控制技术等现代科学技术手段取代了传统落后的行车指挥手段,采用并结合了先进的通信、了传统落后的行车指挥手段,采用并结合了先进的通信、信号、计算机网络、数据传输、多媒体技术等现代信息技信号、计算机网络、数据传输、多媒体技术等现代信息技术,在保证网络安全的前提下,与相关系统紧密结合、互术,在保证网络安全的前提下,与相关系统紧密结合、互联互通、信息共享,实现了铁路运输组织
17、的科学化、现代联互通、信息共享,实现了铁路运输组织的科学化、现代化,增加运能,提高效率,减轻了调度人员的劳动强度,化,增加运能,提高效率,减轻了调度人员的劳动强度,改善了调度指挥的工作环境。改善了调度指挥的工作环境。12TDCS是从现代运输管理的角度构造全新的现代化调度指挥系统。是从现代运输管理的角度构造全新的现代化调度指挥系统。TDCS实现对列车在车站和区间运行的实时监视,动态调整、自动生成列车运实现对列车在车站和区间运行的实时监视,动态调整、自动生成列车运行三小时阶段计划,实现列车调度命令的自动下达和实际运行图的自动行三小时阶段计划,实现列车调度命令的自动下达和实际运行图的自动描绘:实现分
18、界口交接列车数、列车运行正点率、行车密度、早晚点原描绘:实现分界口交接列车数、列车运行正点率、行车密度、早晚点原因、重点列车跟踪等实时宏观统计分析并形成相关统计报表;显示铁路因、重点列车跟踪等实时宏观统计分析并形成相关统计报表;显示铁路路网、沿线线路、车站、救援列车分布等主要技术资料和气象资料,为路网、沿线线路、车站、救援列车分布等主要技术资料和气象资料,为铁路事故救援、灾害抢险、防洪等提供决策参考。铁路事故救援、灾害抢险、防洪等提供决策参考。TDCS的建成,将实现由保障安全、提高效率向提高运输效能转变,由单的建成,将实现由保障安全、提高效率向提高运输效能转变,由单一功能向综合功能转变,由模拟
19、传输向数字传输转变,由人工控制向智一功能向综合功能转变,由模拟传输向数字传输转变,由人工控制向智能控制转变;将建立一个融先进的通信信号、计算机网络、数据传输、能控制转变;将建立一个融先进的通信信号、计算机网络、数据传输、多媒体技术为一体的现代信息系统:将为调度人员和有关领导及时提供多媒体技术为一体的现代信息系统:将为调度人员和有关领导及时提供丰富可靠的信息、决策依据和各种实时动态宏观显示;将为调度人员提丰富可靠的信息、决策依据和各种实时动态宏观显示;将为调度人员提供先进的调度指挥和处理手段,提高应变和处理能力,减少调度人员通供先进的调度指挥和处理手段,提高应变和处理能力,减少调度人员通话和手工
20、制表数量,并改善调度人员的工作条件和环境,从而提高铁路话和手工制表数量,并改善调度人员的工作条件和环境,从而提高铁路服务质量,适应市场经济新形势的需要。服务质量,适应市场经济新形势的需要。13第三节第三节 技术特点技术特点TDCS改变了传统铁路信号的观念,用网络的观点对现有铁路信号专业技改变了传统铁路信号的观念,用网络的观点对现有铁路信号专业技术门类进行改造,把传统的区间、车站、编组站三段式信号组织方式改术门类进行改造,把传统的区间、车站、编组站三段式信号组织方式改造为铁道部、铁路局等两级调度指挥中心的控制结构,由铁道部调度指造为铁道部、铁路局等两级调度指挥中心的控制结构,由铁道部调度指挥中心
21、局域网、铁路局调度指挥中心局域网、基层网等三层网络结构实挥中心局域网、铁路局调度指挥中心局域网、基层网等三层网络结构实现。整个系统具有以下特点现。整个系统具有以下特点:一、先进性一、先进性n系统设计具有高起点,在研制中采用最先进并具有发展前景的技术,如系统设计具有高起点,在研制中采用最先进并具有发展前景的技术,如计算机技术、信息技术、智能决策技术、地理信息技术、远程控制技术、计算机技术、信息技术、智能决策技术、地理信息技术、远程控制技术、网络技术、数据传输技术、多媒体技术等,同时吸收采纳了国外新技术,网络技术、数据传输技术、多媒体技术等,同时吸收采纳了国外新技术,采用了国际标准及国内外最新产品
22、,使系统整体在一定时期内保持技术采用了国际标准及国内外最新产品,使系统整体在一定时期内保持技术领先性。领先性。二、实时性二、实时性nTDCS是实时过程控制和实时信息处理系统,列车在运行过程中对铁路沿是实时过程控制和实时信息处理系统,列车在运行过程中对铁路沿线的各种信号灯、道岔、轨道等信号设备的状态显示及位置产生大量的线的各种信号灯、道岔、轨道等信号设备的状态显示及位置产生大量的变化信息。这些信息主要是通过基层网的列车运行系统自动采集的,必变化信息。这些信息主要是通过基层网的列车运行系统自动采集的,必须及时、准确地向上传递给铁路局、铁道部的各级调度人员。按照铁道须及时、准确地向上传递给铁路局、铁
23、道部的各级调度人员。按照铁道部信号专业相关标准,在信息高峰的情况下,这一过程延时时间不能超部信号专业相关标准,在信息高峰的情况下,这一过程延时时间不能超过过4s;在两级三层的任何一台信息处理机上,这些信息必须实时、有序;在两级三层的任何一台信息处理机上,这些信息必须实时、有序地进行处理,既不能定时处理,也不能批处理。地进行处理,既不能定时处理,也不能批处理。14三、安全性三、安全性nTDCS是一个闭环系统,采用闭环网络设计,使之从信息采集、传输、处是一个闭环系统,采用闭环网络设计,使之从信息采集、传输、处理、方案制定、计划调整、控制决策、命令传输、校核到设备动作循环,理、方案制定、计划调整、控
24、制决策、命令传输、校核到设备动作循环,不间断执行,整个系统达到不间断执行,整个系统达到“自成体系,安全运行自成体系,安全运行”,确保系统连续稳,确保系统连续稳定运行。定运行。nTDCS铁道部、铁路局调度指挥中心局域网中均配置了网络防火墙及入侵铁道部、铁路局调度指挥中心局域网中均配置了网络防火墙及入侵检测系统、防病毒软件、动态口令等安全防范子系统,确保各级调度指检测系统、防病毒软件、动态口令等安全防范子系统,确保各级调度指挥中心挥中心TDCS的安全性,防止黑客攻击、破坏或者窃取有关信息。的安全性,防止黑客攻击、破坏或者窃取有关信息。四、可靠性四、可靠性nTDCS是一个行车调度指挥系统,必须保证是
25、一个行车调度指挥系统,必须保证24h无间断正常运转。网络及无间断正常运转。网络及关键设备采用双套冗余设计以及双电源,提供系统容错机制,保证系统关键设备采用双套冗余设计以及双电源,提供系统容错机制,保证系统连续不间断地稳定运行,保证数据信息的安全性和正确性。同时,系统连续不间断地稳定运行,保证数据信息的安全性和正确性。同时,系统对网络及设备的运行具有监控和管理能力,对非法用户或计算机病毒入对网络及设备的运行具有监控和管理能力,对非法用户或计算机病毒入侵具有抵御能力。系统提供可靠的数据后备和恢复手段,提供系统故障侵具有抵御能力。系统提供可靠的数据后备和恢复手段,提供系统故障恢复功能,在系统故障时尽
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