1、CTC标准系统培训教材CTC系统培训教材卡斯柯信号有限公司2010年7月第一部分 CTC中心系统1铁路CTC总体结构1.1调度集中总体结构图CTC系统包含了TDCS系统的所有功能，如列车运行监视，车次号自动跟踪，到发点自动采集，实际运行图自动生成、调度命令的网络下达，车站行车日志自动生成等，在此基础上进一步实现了车站信号设备的集中控制，列车进路的按图排路和调车控制1.2调度集中结构分散自律调度集中系统由调度中心子系统、车站子系统和传输网络子系统三部分组成：1.调度中心子系统包括数据库服务器、应用服务器、通信前置服务器、网络设备、电源设备、防雷设备、网管工作站、系统维护工作站、调度员工作站、助理
2、调度员工作站、值班主任工作站、控制工作站、计划员工作站、综合维修工作站等。根据需要也可为其他调度台设置相应显示终端。2.车站子系统主要设备包括车站自律机、车务终端、综合维修终端、电务维护终端、网络设备、电源设备、防雷设备、联锁系统接口设备和无线系统接口设备等。3传输网络子系统包括网络通信设备和传输通道构成双环自愈网络，采用迂回、环状、冗余等方式提高其可靠性。 注:朔黄CTC的传输网络子系统由其它公司来实施.1.3分散自律CTC列车调度台作业流程联锁操表机1、在列调工作站编制、下达列车运行调整计划，计划下达到各站。2、车站收到计划后，自动将列车运行调整计划转换为列车进路指令序列。3、CTC排列进
3、路的规定时机一到，并进行站细条件检查通过后，向联锁系统下达进路控制命令。4、在进路排列完成后，自动以文字方式向司机提供前方站的接车进路预告信息。5、来自联锁的行车表示信息以及自身采集的表示信息发送至调度中心。6、车站自律机按照报点规则自动采集列车的到、发点或通过点，并将报点信息发送至调度中心，调度中心依此来自动描绘实迹图；车站自律机将报点信息传送至车务终端，车务终端根据该信息自动填写运通二、三报表。1.4分散自律CTC列车控制条件 客运列车应接入固定线路。所谓固定线路，就是站细规定的线路。 挂有超限货物车辆及危险品列车应接入固定线路。 快速旅客列车必须正线通过，其它通过列车原则上应正线通过；给
4、到开、始发以及终到的列车，不自动选择正线。股道必须空闲，即不能使用已被另一列车计划使用的股道。对货物列车的线路选择，也应遵守一定的规则。在中间站，有摘桂车辆作业的列车应接入靠近货场或专用线的线路，以减少摘桂作业对正线接发车的干扰。在技术站，应根据列车的性质和车站的作业要求，接入有关车场、线群及线路。相对方向同时接车和同方向同时发接列车条件。电力机车接入电力区段条件。动车组接入高站台条件。多方向限制条件，确保列车运行正确方向。其它特殊车站“站细”限制条件1.5分散自律CTC接车进路自动控制时机1.5.1 接车进路的控制时机：自律机办理接车进路的时机遵循列车运行调整计划的接车顺序。接车进路的触发时
5、机分为按时间和按空间两种。按时间是根据列车运行调整计划的到达时间提前若干时间作为接车命令的发送时机。按空间是根据列车在区间运行的实际地理位置为最早规定触发区段时办理接车进路。可由各铁路局运输部门制定，如： 时速为200 km/h的动车组，通过时压上前方第9个闭塞分区。 时速为160200km/h的客运列车（车次为Z或T或N的列车）通过时压上前方第6闭塞分区。 其他客运列车（包括按客运列车办理的列车）通过时压上前方第5闭塞分区。 客运列车停车时压上前方第4闭塞分区、货物列车通过时压上前方第4闭塞分区。 货物列车停车时压上前方第三个比塞分区。1.5.2 发车进路的控制时机：自律机办理发车进路的时机
6、要遵循列车运行调整计划的发车顺序。 始发列车是根据列车运行调整计划的出发时间提前若干时间作为发车命令的发送时机； 对于到发（非始发）货物列车的发车，则是以接车进路的排列作为发车命令的必要条件，只有接车进路已经排列完成，发车进路才有可能排列；一般有两种处理办法，一种是该列车到达停稳后并且要停够计划规定的停站时间，才自动触发发车进路，另一种是在该列车到达停稳后，只要前行列车发车后该列车与前行列车之间满足追踪间隔，就自动触发发车进路。调度员可在列车运行调整计划中标注好以哪种处理办法发车，并随着计划被下达到车站。 对于到发（非始发）旅客列车的发车，在不早于图定时间的前提下，满足站细规定的追踪发车间隔，
7、按照列车调整计划的发车时间提早一段时间（如，5Min或2分）自动触发2 CTC中心结构2.1 主要结构及组成2.1.1列车运行计划管理2.1.1.1拓扑图运行图计划管理程序的相关通信连接和数据流向拓扑关系如下图所示：行调台运行图计划管理程序在通信连接上仅于中心通信服务器建立连接关系，相关命令的下达及信息获取均通过通信服务器转发，运行图计划管理程序涉及车站相关设备的信息在中心通过通信前置服务器转发至车站。中心应用服务器提供一系列服务，如调整图管理、历史图管理、基本图管理、用户权限管理、电力臂管理等，运行图终端通过与这些服务交互，如本台调度员的计划调整反馈至应用服务器，应用服务器则将此调整信息分发
8、至相关查询终端；同时应用服务器还与数据库进行交互，用于保存运行图相关数据。2.1.1.2模块功能运行图计划管理终端按照功能模块划分主要可由以下图几部分组成： 运行图管理部分主要有调整图、日班计划图、基本图、历史图和邻台图，这些部分共用运行图模块，完成运行图布局、运行线绘制、运行线调整、施工符号绘制、阶段计划下达等功能；施工计划模块完成接收施工系统与行调相关计划内容，并可将施工符号添加至调整图中；电力臂管理模块可对本调度区段所涉及的电力臂与站场设备挂钩，通过此模块实现对站场设备有电无电的设置；站存车和列车编组模块实现对车站上报的站存车和列车编组以列表和报表的形式展示给调度员；以上模块对外通信均需
9、要采用统一通信组件实现对外TCP/IP通信。运行图、站存车/列车编组模块可调用打印服务，实现相应内容的打印。2.1.2行车日志2.1.2.1拓扑图行车日志数据流图2.1.2.2功能模块设计行车日志模块接受用户输入，将用户输入信息通过网络发送到自律机或中心通讯服务器，同时记录本地日志文件；行车日志模块接受自律机和中心通讯服务器通过网络传来的信息，现实在用户界面，给用户提供查询、浏览和打印功能，并且将接受信息本地保存日志文件。2 2.1 2.1.3站场图和进路序列2.1.3.1拓扑图站场图和进路序列的显示及控制模块结构图如下所示：其中layout模块负责站场图的显示和操作，是提供给用户的人机交互接
10、口；IP模块是处理站场表示和控制输出的逻辑模块；进路序列显示模块是提供用户对进路序列显示和操作的界面模块。2.1.3.2功能模块设计站场图和进路序列的显示和操作功能实现需要多个模块。公共模块包括Layout模块、IP模块、网络通讯模块、公用消息模块和回放模块等，专用的包括自律机的计划处理模块、自动排路模块，自律机、调度终端和车务终端软件集成多个模块，实现站场图和进路序列功能。2.2调度中心系统调度中心系统包括调度中心应用系统、总机房设备、维修子系统。2.2.1调度中心应用系统调度中心应用系统主要提供调度所各相关工种的操作界面和培训功能。主要设备包括：列车调度员工作站、助理调度员（兼控制工作站）
11、、调度命令管理工作站、和必要的打印机和绘图仪等。(1)、列车调度员工作站主要功能包括： 实时监控管辖范围内列车运行状态。 制定、调整和下达列车阶段计划，查阅实迹运行图。 与相邻区段列车调度员信息交换。(2)、助理调度员工作站（兼操作员台）主要用于助理调度员: 无人车站的零星调车作业计划的编制 调整以及调车工作的领导工作 根据列车调度员安排的运行调整计划和调度员的口头指令进行车站的列车进路自动排路的监督和必要的人工干预 提供车站的按钮操作界面，可直接遥控车站的进路和其他信号设备。 (3)、调度命令管理工作站分别设置一套调度命令管理工作站： 一般施工调度命令的下达。 临时限速命令的下达 无线调度命
12、令的下达 调度命令的查询。2.2.2总机房设备(1)、数据库服务器用于存储CTC的关键性数据，如运行图计划，列车到发点，表示信息等。(2)、应用服务器主要用于CTC系统基本图、日班计划、阶段计划、实绩运行图、调车作业计划及其他各项数据的存储；处理CTC内部数据与业务流程，包括列车阶段计划的维护及冲突检测和调整、调车作业计划及调车作业勾进路的生成等，是CTC系统的核心处理设备。(3)、通信前置机主要用于完成调度中心系统与车站系统的数据交换和通信隔离。(4)、接口服务器A、中心自律机本工程提供一套双机热备的中心自律机。B、局接口服务器本工程设置一套局接口服务器，主要用于分界口站的站场表示信息，分界
13、口调度命令以及临台计划等功能的实现。2.2.3调度集中维修子系统(1)、系统维护工作站 主要用于对CTC系统的调度中心及车站的计算机设备、网络通讯设备的运行状态进行监视。对故障设备进行报警、记录和回放进路的排放出清、现场计算机设备和网络设备的诊断和维护等，配置数据的修改，基本图的导入等系统维护工作。(2)、网管工作站主要用于网络诊断报警、提供网络拓扑图状态、通道的流量和网络连接等信息，便于系统网络故障的快速定位。3主要软件子系统软件系统采用了进程分离技术，将中心系统的核心功能割离成三部分：调监站场表示功能、运行图相关功能、调度命令功能。车站子系统则将三部分功能融合在一起。系统采用了CommSv
14、r服务器作为中心系统的通信中枢，数据库服务器作为中心系统的数据存储中枢。3.1系统关系结构针对分离后的三部分功能，调度台软件GPC分割对应独立的三部分：调监软件LayoutTerm、运行图软件WintgTerm、调度命令软件Dcmd。而应用服务器CAD则进一步细化分离，分成如下几部分： 调监功能：调监软件svr_rt、调监回放记录软件svr_replay运行图功能：运行线软件svr_tg、（每个调度区段各运行一份）基本图、日班计划、列控命令、电力状态svr_mdb存车、速报、记事svr_db 历史数据svr_hsty 用户管理、登录svr_sdb 调度命令：采用了直接访问数据库的方式，和应用服
15、务器无关。软件子系统名称适用系统安装和运行位置功能CADCTC/TDCS应用服务器列车计划和运行图调整处理、冲突检查、中心数据通信转发BASELEVELCTC/TDCS通信前置服务器基层网和中心系统之间的数据转发,GSM-R通信等GPCCTC/TDCS调度台、助调等提供中心调度操作界面, 运行图、站场监视、调车管理、按钮控制等STPCCTC/TDCS车务终端提供车站值班员操作界面, 按钮控制、行车日志、调车作业等LIRCCTC自律机自律机逻辑功能LIRC_MMICTC自律机自律机液晶屏界面程序NETMANCTC/TDCS系统维护台系统维护综合功能3.2系统结构图CTC站A第二部分 车站子系统1
16、车站子系统结构1.1 概述车站子系统是分散自律调度集中系统的重要组成部分，它是整个网络系统的基本功能节点。调度中心将行车计划下达至车站，车站子系统根据列车运行调整计划完成进路选排、冲突检测、控制输出等核心功能。同时车站子系统还可以实现调车作业计划单编制及调车作业进路控制功能。1.2 车站子系统逻辑结构 车站子系统逻辑结构如图1所示：图一 车站子系统逻辑结构 车站子系统是由两台交换机为中心节点构成的双局域网系统。系统中的两台车务工作站、一台电务维修工作站、两台路由器、两台自律机、以及两台网络打印机都通过双局域网平台连接在一起。1.3 车站子系统设备连接车站子系统设备分别安装在车站运转室和机械室。
17、在车站值班员工作台上安装两台显示器和一台打印机，其中一台显示车站控制台画面，另一台显示车站行车日志画面，并安装了车站语音系统。在信号机械室内安装一个CTC机柜及一个电务维护终端。一个机柜为采集控制机柜，安装双套自律机及双机切换装置、UPS电源等。 车站系统连接线主要由三类构成，一类是电源线，一类是网络线，另一类是信号线。网络线是将CTC车站设备全部通过交换机连接在一起。车站采用双局域网结构，通过双交换机连接各类设备。主要有路由器、值班员终端、电务维护终端、自律机、网络打印机等。电源线是从电源屏到采集控制机柜提供电源，并通过电源接线端子再连接各类设备。车站需要连接电源线的设备主要有自律机、双机热
18、备单元、路由器、协议转换器、交换机、工控机、显示器、音箱、光纤收发器等。信号线一类是自律机连接控显机和列控中心的尾纤，一类是连接工控机及显示器、鼠标键盘的数据线.2车站子系统设备2.1 CTC机柜 采集机柜中安装有自律机,采集设备及电源设备。机柜应安装在车站机械室的机房内部尽可能并排摆放。 图四 采集控制机柜结构图在采集控制机柜内从上到下安装了如下设备：风扇箱、C0层(电源指示灯面板)、自律机、双套DIB-EIB采集机笼、UPSA、UPSB。在机柜的后部，从上到下安装了DF(通信防雷器安装条)、DO(电源配线端子)、接地铜排(左为防雷地，右为设备地)。2.2 车站值班员工作站 车站值班员工作站
19、主机采用两台高性能工业控制计算机，安装在车务终端桌内。双主机构成冗余系统,不分主备,并行同时工作，双主机之间互相交换最新数据以保持同步。值班员只能在显示器上操作，不能开关主机。 两台显示器均为液晶显示器（22寸），一台显示器显示车站控制台画面，另一台显示车站行车日志画面。 车站值班员工作站的功能主要包括： 站场功能： 站间透明（本站和邻站站场图表示）；按钮操作； 行车图表： 行车日志生成、查阅和打印；运行图生成；阶段计划接收签收；历史行车日志查阅和打印； 行车控制： 本站CTC按钮操作；调车计划显示和操作；调车进路序列控制；进路序列显示和操作； 限速功能： 往列控中心发送限速命令 其他： 用户
20、管理、登录和注销；调度员调度命令接受、签收、查阅和打印；阶段记事接受和签收；现存车上报；编组上报；速报信息接收和上报；车站调度命令上发；会让计划生成；双机信息同步； 报警： 日志文件生成；行车信息报警；行车异常报警；信号设备、系统故障报警；重要行车操作查询； 帮助： 版本信息；常用功能操作帮助；2.3 电务维护工作站电务维护工作站采用高性能工业控制计算机，安装在电务终端桌内。电务维护工作站用于监视车站子系统的运行状况，对所有操作控制命令、设备运用情况、故障报警信息和车站网络运行状态等进行分类存储、查询和打印。所有记录应能保存15天。主要功能包括： 车站子系统运行状态监视 车站子系统的操作记录管
21、理 车站子系统的各类报警信息 车站码位查询 微机监测的相关功能 网络通信管理2.4 电源系统CTC采用统一的电源系统，由电源屏输出给CTC各子系统。 采集机柜内安装一根万可端子，本机柜内所有设备的电源均从此端子引出。图五 采集控制机柜D0电源端子分配图采集机柜内设备受空开控制。2.5 自律机LiRC-2 自律机是一款19 英寸上架安装，4U 高机箱。内部模块采用CPCI 接口方式，实现板卡之间无线缆连接。LiRC-2 自律机系统包含两套计算机系统(A 系统和B 系统)及一套切换单元（STBY）。该系统采用双机冗余的方式与外部装置连接协同工作，正常情况下两套计算机系统同时运行，完成相同的任务、处
22、理相同的数据，切换单元会指定其中一台作为主机。当其中一台发生故障时，切换单元会给出切换信号，通知无故障的计算机系统切换为主机，以此保证系统正常运行。切换单元上的三态开关，在开关指向AUTO时，表示双套自律机自动切换，一台自律机出现故障时，系统会自动让另一台自律机变为主机。在开关指向A时，表示强制A自律机为主机；在开关指向B时，表示强制B自律机为主机。在强制状态下，系统不能自动切换，所以一般情况下三态开关应指向AUTO.自律机是分散自律调度集中系统的车站核心设备,其硬件选用专用的工业级计算机设备,在可靠性、数据处理能力等方面有严格要求。自律机的操作系统采用特殊定制的LINUX嵌入式实时多任务操作
23、系统,在保证可靠性和安全性的基础上增加了通用性和灵活性。自律机的主要功能: 接收调度中心的列车运行计划、 适时生成进路序列,并根据计划指示、列车位置等条件自动触发驱动联锁系统执行。 接收调车作业计划, 适时生成进路序列,根据调车组的无线申请和车列位置自动触发驱动联锁系统执行。 接收调度中心和车站值班员的进路序列操作指令, 对已形成的待执行的进路序列进行修改。 接收调度中心和车站值班员的直接控制操作指令(按钮命令),经与列车计划以及联锁关系检查后,确认无冲突后驱动联锁系统执行。 对信号设备的表示信息进行分析,跟踪进路的状态,确认进路的完整性和信号的正确性,并能对不正常情况进行处理和报警。 车次跟
24、踪、无线车次校核、人工车次确认处理。 和相邻车站自律机交换站场实时信息、车次号信息、列车的计划和实际到发信息。 并可自动调整本站的车次号以及到发情况预计。 接收调度中心下发的调度命令、路票、行车凭证等,并在适当时候通过无线接口转送给机车司机, 随后转发司机的签收信息。 接收车站值班员下发的路票、行车凭证等,并在适当时候通过无线接口转送给机车司机, 随后转发司机的签收信息。 无线进路自动预告自律机的各种接口： 实时信息采集； 驱动控制输出设备(6502 电气集中车站)； 和计算机联锁系统接口； 和列控中心系统接口； 其它接口图九 自律机前面板示意图图十 自律机后面板示意图序号模块描述所占槽位数1
25、CDM-1353A 系统电源模块（PWR）22CPCI-3030A 系统CPU 模块（CPU）23CDM-1356A 系统串口模块（COM）15CDM-1356A 系统串口模块（COM）19CDM-1358切换模块前插板（STBY）112CDM-1356B 系统串口模块（COM）114CDM-1356B 系统串口模块（COM）116CPCI-3030B 系统CPU 模块（CPU）217CDM-1353B 系统电源模块（PWR）218CDM-1353A 系统电源模块后输入面板（PWR）219CDM-1380A 系统CPU 模块扩展板（CPU）220CDM-1357A 系统串口模块后I/O 板（C
26、OM）221CDM-1357A 系统串口模块后I/O 板（COM）222CDM-1359切换模块后I/O 板（STBY）523CDM-1357B 系统串口模块后I/O 板（COM）224CDM-1357B 系统串口模块后I/O 板（COM）225CDM-1380B 系统CPU 模块扩展板（CPU）226CDM-1353B 系统电源模块后输入面板（PWR）24、68、1011、13、15空挡板各占1 个槽位2.6 其他系统的接口2.6.1 计算机联锁系统的接口计算机联锁系统本身是一个封闭的控制网络，为不影响联锁系统的正常工作，自律机与联锁系统的控显机间通过串行通讯接口进行连接。自律机从联锁控显机
27、获得表示信息，并将完整的进路操作指令传送给控显机，由控显机将此指令转换为联锁能识别的控制命令。自律机与控显机间的连接如图14所示：图十四 自律机与计算机联锁接口 双自律机与双联锁控显机间进行交叉连接，在四个通信连接中只要有一个是正常的，自律机就能和联锁系统通讯，保证CTC系统的可用性。串行通信接口在自律机端需要通过光电隔离器后与控显机连接，实现自律机与控显机间的隔离。自律机与控显机间的接口通信协议遵循铁道部分散自律调度集中软件通讯协议标准（暂行），交换的信息包括表示信息和控制命令。由控显机送给自律机的表示信息如下：进站信号机绿、黄、绿黄、双黄、黄闪黄、引导、红、断丝。进路信号机绿、黄、绿黄、黄
28、闪黄、引导、红、白、断丝。出站信号机绿、绿绿、黄、绿黄、红、白、白闪、断丝。调车信号机白、白闪、蓝、（红）断丝。轨道区段锁闭、占用、空闲。道岔定表、反表、四开、单锁、单解、单封、解封、总锁。闭塞各种表示灯区间轨道占用、出清、红、绿、黄。其它熔丝、主灯丝等各类报警灯、股道封锁、区间封锁及联锁设备运行状态表示。由自律机送给控显机的命令包括：选路、取消进路、人工解锁、信号重复开放、道岔定位、道岔反位、道岔单锁、道岔单解、引导进路、区段解锁、道岔封闭、道岔解封、按钮单封、按钮解封、坡道解锁、引导总锁闭、轨道电路停电恢复、溜放功能等。 计算机联锁系统的非常站控按钮设计：1 非常站控按钮为非自复式带铅封的
29、按钮，按钮设在控制台上。2 在非常站控按钮按下时，联锁操作有效，CTC操作无效，非常站控灯：红灯。这时CTC自律机判断转入分散自律模式条件是否满足，决定是否向控显机发出点允许自律黄灯信息。只有在允许自律黄灯点亮状态下，才能转回分散自律模式。 3 分散自律模式下，联锁操作无效，CTC操作有效。自律控制状态灯：绿灯。4 上电时，联锁的操作模式进入前次控制模式，CTC等待接收联锁机传来的模式状态信息决定进入何种模式。2.6.2 区间采集朔黄线区间采集由DIB板采集完成.区间信息有两部分:区间信号机与区间轨道信息.区间信号机由电流互感器采集送到DIB板上,区间轨道信息直接采集复视继电器节点.电流互感器
30、的采集原理如下图.2.6.3无线车次号及无线调度命令接口调度命令系统由CTC设备、无线列调设备、无线车次号车站接收解码器、机车运行安全监控记录装置（以下简称监控装置）、无线车次号数据采集编码器(以下简称车次号编码器)、调度命令车站转接器（以下简称车站转接器）、调度命令机车装置（以下简称机车装置）等构成。图十六 无线车次号及无线调度命令设备构成示意图分散自律调度集中系统对于无线车次号系统的要求更高，除了能传输既有的车次号，机车号和列车简单编组外，还需要能传递列车停稳信息。无线调度命令系统主要功能： 调度员向辖区内的运行机车直接发送调度命令。 车站值班员向辖区内的运行机车发送行车凭证。 机车接收调度命令后能自动确认和手动确认，并将确认送发送方显示，手动确认送相关车站显示。 调度命令发送方未收到自动确认信息，应自动重发，自动重发后仍未收到确认信息，应提示调度命令发送方
