高速铁路行车指挥自动化

《现代高速铁路概论》课程报告

高速铁路行车指挥自动化

完 成 人： 王建忠（20103052）

完成时间： 2011年10月23日

高速铁路行车指挥自动化

目录

一、 行车指挥自动化系统简介 .............................................................. 3

二、 构造行车指挥自动化系统的基本思路 .......................................... 4

三、 行车指挥自动化系统的主要功能 .................................................. 4

1．列车运行计划的编制 ................................................................ 4

2．列车运行管理 ............................................................................ 5

3．进行统计分析 ............................................................................ 5

四、 行车指挥自动化系统的组成 . ...................................................... 6

五、 行车指挥自动化系统的实例 .......................................................... 7

1．COMTRAC 的构成 . ................................................................... 7

2．COMTRAC 的主要功能 . ........................................................... 8

3．COMTRAC 的最新发展 . ........................................................... 9

六、 行车指挥自动化系统发展趋势 .................................................. 10

参考文献

● 张锡弟《干线行车指挥自动化问题的探讨·铁道信号论文集》，中

国铁道出版社

● 钱仲侯《高速铁路概论（第三版）·行车指挥自动化》，中国铁道

出版社

随着科学技术的发展，人们的生产劳动经历了从手工劳动到使用简单工具，从简单工具进入机械化，进而发展到自动化的过程。铁路也同样经历了这样的过程。

传统的铁路行车施舍由铁道部、铁路局、车站的多级管理指挥系统。这种指挥系统采用的是以人为主、以设备为辅的集中统一调度方式。但是，随着运量的加大，行车速度的提高，人为因素在行车指挥中所产生的不协调和联络中的失误，对行车的调度与调整将产生严重的影响。尤其是在高速铁路出现后，这种方式已不能很好地适应高速铁路行车指挥的需要。为改变这种状况，许多国家逐步开发出了行车指挥自动化系统。

一、行车指挥自动化系统简介 铁路运输自动化及铁路信号专家张锡弟认为，铁路行车指挥自动化（automation system for railway traffic control）是利用在线计算机和有关技术设备，自动收集信号设备状态和列车运行的信息，按规定的算法和程序进行处理，实时地发送出指挥列车运行的有关命令，安排列车进路和调整列车运行，同时，将处理的结果予以记录和显示，这种集中控制和监视系统称。另外也有人认为，行车指挥自动化是指以铁路现代化技术设备为基础，利用信息采集装置收集列车运行的实时信息，由计算机自动进行列车运行追踪和管理，并根据未来运输变化的需要，自动制定列车运行计划，合理配备牵引动力、车辆及乘务员，传达列车运行调整信息，自动完成调度监督，提供列车进路控制手段，自动进行列车运行实迹的统计和分析。

行车指挥自动化系统的采用可以显著提高行车安全和正点率、充分发挥车站和线路的通过能力、提高调度水平、提高计划和统计工作质量，进而可以获得较好的经济效益和社会效益。

二、构造行车指挥自动化系统的基本思路

行车指挥自动化系统以铁路现代化设备为基础，以计算机为辅助工具，系统开发过程中一般采用如下思路：

(1)取消分散安装在线路两侧的信号设备，将列车运行指挥控制集中于地面的调度中心。

(2)在调度中心控制范围内，由车载计算机辅助司机操纵列车运行。

(3)调度中心计算机自动跟踪其控制范围内的列车运行并向列车传递运行计划与调度命令。调度员监督计算机的工作并给予必要的辅助调整。

(4)利用有线与无线的数据传输网络为调度中心与列车之间进行双向信息传递。

(5)调度中心计算机在调整列车运行过程中，向车站各分机、分区、分时地下达列车运行计划。

(6)各车站的控制分机根据中心计算机的运行计划，直接控制现场的有关联锁设备与进路。

三、行车指挥自动化系统的主要功能

1．列车运行计划的编制

根据对运输市场情况的把握，制定满足运输市场需求的列车运行

计划，并根据市场变化情况不断调整运行计划，以形成最终可以实施的实施计划，主要包括：

(1)根据运输需要制定列车基本计划(包括定期列车、季节列车、预定临时列车) ，并对未来列车开行需要进行预测。

(2)根据列车计划和未来列车实际，制定与之相适应的乘务员和车辆运用计划。

(3)根据运输的季节性波动和施工作业等需要，对原计划进行追加、修改和调整，制定每日的运行实施计划。

(4)对运行实施计划进行整理、分类，向有关处所传达。

2．列车运行管理

列车运行管理是行车指挥自动化的基本任务，根据系统获得的实时信息，完成对列车运行的监督、控制和运行调整等任务，并将实时信息向有关部门传达，主要包括：

(1)列车运行调整。包括掌握列车运行状态，检出运行紊乱的列车和进行紧急调整：进行列车运行模拟，编制预测运行图；制定必要且适度的调整(包括车底运用的变更) 方案，为调度员作决策支持，然后向有关处所发布命令。

(2)进路控制。根据运行实施计划和运行指令，自动设定列车进路。

(3)传达列车信息。向有关处所(旅客向导系统等) 传达列车及其运行状态信息。

3．进行统计分析

对计划及运行实绩数据进行搜集、统计和分析，并完成对基本计划及其他计划的反馈。 四、行车指挥自动化系统的组成

各国铁路行车指挥自动化系统虽然在功能方面有差异, 但系统组成都是在现有信号设备(区间闭塞、车站联锁、调度集中控制等) 的基础上, 增加车次跟踪和计算机系统、通信设备以及故障检测设备等，构成高一级的具有智能性的行车指挥系统。根据系统的不同要求，计算机的配置方法也不尽相同, 基本上可分为:①单机系统，如美国铁路有采用一台计算机的系统，这种系统以人工操纵的调度集中控制总机作为备用系统；②双机系统，其中又可分为并列双机和待机双机系统。前者两机同步工作，并进行比较后构成输出，后者为热备用方式；③三机系统，其中又可分为三中取二多数表决系统和三机的二重系统。前者按三取二逻辑判决进行工作，日本和联邦德国已采用了这种系统。后者两机按并列双机工作，一机备用。计算机系统的外围设备和接口，除了通用的以外，还有一些专用的，如同信号设备连接的专用接口设备，以及调度员与计算机对话的专用终端和车站值班员与计算机对话的远程终端设备等。自动化系统中的应用软件主要有列车追踪、进路控制和运行调整。其基本构成方法和原则分述如下。①列车追踪：计算机根据信号遥控遥信系统送来的信息，掌握列车位置的变化，在计算机内设置对应于线路设备和列车的存贮器，以及按列车车次分类的列车追踪表；它随时间的推移和发生的变化，按

照程序设计的流程进行处理，实现对列车的追踪。有关数据经过进一步处理后，用于绘制列车运行实迹图和为进路控制提供列车追踪信息。②进路控制：列车按运行图行车，实现计算机控制进路，首先要将管辖区段的运行图存入计算机内，然后根据设定进路时间、列车位置、列车顺序和信号设备锁闭条件等，按照程序设计的流程，经过分析、比较等处理过程后，输出某一列车进路的命令。③运行调整：列车运行按照预定的运行图和车站作业计划进行，一旦运行图被打乱，就要调整，调整内容主要是变更列车顺序，修改越行或会车地点和时间，找出恢复运行图的最佳方案。

五、行车指挥自动化系统的实例

目前国外已经成功地开发了一些行车指挥自动化系统，如日本新干线的COMTRAC(COM—puter aided TRAffic Control system)行车调度指挥系统，德国法兰克福的计算机辅助列车监督系统等。这些系统都是根据本国铁路实际情况开发的，实践证明是较为成功的系统。由于各国的行车组织模式各不相同，其开发的系统一般不能直接引入到我国，但其开发思想、关键技术仍对我国具有重要借鉴意义。

1．COMTRAC 的构成

日本新干线的COMTRAC 行车调度指挥系统是1972年冈山站营业时开始投入使用的。之后，随着博多站开始营业(1975年) ，东北、上越新干线开始营业(1982年) ，系统的内容不断扩充，功能日益强大，为日本的新干线列车的运行组织作出了重要贡献，是目前为止比较成

功的行车指挥自动化系统。该系统的主要构成如下图所示

。

2．COMTRAC 的主要功能

COMTRAC 的主要功能分类和基本内容如下表所示。

3．COMTRAC 的最新发展

随着新干线上列车种类的增加、列车运行密度的增大、列车运行速度的提高及原有计算机能力的限制和COMTRAC 中一些针对单一线路的各种机能，COMTRAC 开始表现出不适应新干线发展的需要的情况，主要体现在以下几方面：

(1)不能适应将要运营的秋田新干线、北陆新干线发展需要。

(2)不能适应速度提高、列车追踪间隔时间缩短等新形式的需要。

(3)不能充分发挥新型车辆的使用、运输设备的改善及新车站开始营业带来的效应。

(4)原有计算机能力有限，限制数据的有效利用。

(5)运输计划、数据的输入、系统之间的数据交换等效率较低。 为了消除这些不利影响，日本对COMTRAC 进行重大的更新、改造，开发了新的行车指挥自动化系统——COSMOS(COmputerized，Safety ，Maintenance and Operation Systems of Shinkansen)系统，并于1995年11月10日开始使用。新系统采用新的技术和设

备，解决了上述问题，在保持COMTRtAC 的全部功能的基础上，系统性能有了新的发展。新的COSMOS 系统主要由运输计划子系统、运行管理子系统、安全保障子系统、设备管理子系统、电力控制子系统、信息集中管理子系统、车辆管理子系统和车辆基地作业计划子系统等8个子系构成。

六、行车指挥自动化系统发展趋势 行车指挥自动化系统是一个具有较强数据处理功能的监控系统。在此基础上可形成干线铁路、枢纽地区以及较大范围地区铁路的控制中心，以更有效地组织铁路运输工作。此外，随着微型计算机和数字通信技术的发展和应用，行车指挥自动化系统将以微型计算机为基础，构成按功能划分的模块化的分布系统，以进一步提高系统的可靠性，增强系统功能和适应性。