卡斯柯信号有限公司的分散自律调度集中系统（FZK-CTC）

    简介：新一代调度集中系统New Generation CTC (FZK-CTC),是在铁路跨越式发展的新形势下,在计算机技术、通信技术、信号技术高度发达以及DMIS系统成功实施的基础上, 提出来的一种新型的行车指挥和信号控制设备，同时也将带来一种新的高效的运输组织管理模式。

    新一代调度集中系统FZK-CTC对运输组织管理模式将进行结构重组、职能重划、分工重调、岗位重定，在没有客货作业的中间站可实现行车指挥无人化。中间站行车指挥有关岗位取消后，按照专业相近、作业关联、管理直接、设置合理的原则，对原有岗位、职能和作业方式重新进行调整和划分。

    新一代调度集中系统吸取传统CTC的经验和教训,充分考虑中国铁路客货混跑、调车作业多的实际情况, 采用“分散自律（Distributed Autonomic System）”的理论，将调车控制纳入到CTC功能中来，系统无需切换控制模式即可实现行车作业和调车作业的协调办理，并且能够进行无人值守车站的调车作业，从而将调度集中的优势彻底地发挥出来。

    建设新一代ＣＴＣ本着“以DMIS为平台，以CTC为核心”的原则来进行。CTC系统包含了DMIS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、阶段计划的自动调整，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。在软件、硬件设备及网络传输通道上，FZK-CTC系统将最大限度地利用既有ＤＭＩＳ系统的资源，以节省铁路局的投资。

    系统结构：新型调度集中系统由调度中心系统、车站系统、和网络传输系统三部分构成。

    1 调度中心系统

    1.1 调度中心应用系统

   列车调度员工作站

    列车调度员台工作站配备带3-4台大屏幕显示器，主要功能是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，下达调度命令以及与相邻区段列车调度员交换信息。每个调度区段配备一套备用设备，当主用设备故障时，可取代故障设备，保证系统的正常工作。

   助理调度员工作站

    助理调度员工作站一般配备1-2台大屏幕显示器，主要功能是：无行车人员车站的调车作业计划的编制、调整以及调车工作的领导工作；同时，可以根据阶段计划和调度员的口头指令进行车站的调车进路的排列。每个调度区段配备一套备用设备（采用N+1备份，同列车调度员台合用备用设备），当主用设备故障时，可取代故障设备，保证系统的正常工作。 

   控制工作站

    控制工作站一般配备1-2台大屏幕显示器, 主要功能是:提供车站的按钮操作界面,可以直接遥控车站的进路和其他信号设备; 本工作站可以和助理调度员工作站合并。

   调度长工作站

    调度长工作站一般配备带1-2台显示器，让调度长掌握线路实际运营情况 ，组织生产和运输指挥。

   计划员工作站

    计划员工作站一般配备1-2台显示器,提供站场显示和实际运行图显示,辅助计划调度完成日班计划的生成和下达。

   培训台工作站

    培训台工作站配备带多显示器的计算机设备，可为调度所各级行车指挥人员提供系统岗位技术培训。

   打印机和绘图仪

    作为共享设备执行各工作台的绘图和打印命令。

    1.2 总机房设备

   数据库服务器

    双机热备配置, 安装数据库管理系统DBMS(DB2), 主要功能是存储DMIS/CTC系统的基本图、日班计划、阶段计划、实绩运行图及其他各项数据等。

   应用服务器

    双机热备配置，主要功能包括：列车阶段计划的生成、调整、冲突检测和调车作业计划的生成等应用,是调度中心系统的核心处理设备。应用服务器可以和数据库服务器合并。 

   通信前置机

    双机热备配置，主要功能是完成中心系统与车站系统的数据交换和通信隔离。

   系统维护工作站

    系统维护工作站一般配置1台大屏幕显示器, 主要完成网络管理、设备运行状态监视、数据更新等维护功能。

   接口机

    接口机分为TMIS系统接口机、分界口系统接口机等，实现与其他各相关系统间的数据交换和资源共享。

   试验分机

    调度中心总机房设置一套试验分机用于车站分机设备的测试和系统的调试。

   电源系统

    电源系统采用集中供电方式，由防雷屏、转换屏、稳压屏、UPS电源等组成。

    2 车站系统

    新一代调度集中系统FZK-CTC采用了分散自律的理念,即由车站系统完成进路选排、冲突检测、控制输出等核心功能,所以FZK-CTC的车站系统方案设计是极其关键的。

   车站自律机LiRC

    车站自律机是新一代分散自律型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保证。车站自律机的操作系统则是特殊定制的实时多任务操作系统,在软件设计上保证高效、简洁、严密，且经过完整全面的测试。

    LiRC的功能主要包括:

    接收存储调度中心的列车运行计划、调车作业计划等,并可以自动按计划进行进路排列,驱动联锁系统执行

    接收调度中心和本地值班员(信号员)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,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 

    对车次号进行安全级管理 

    列车及调车作业的跟踪 

    接收邻站的实际和计划运行图  

    接收调度中心和本站值班员的进路人工干预,并调整内部处理流程 

    采集数据处理形成信号设备的图形表示信息 

    列车车次跟踪显示处理 

    向调度中心发送设备表示信息 

    形成本站的自动报点信息 

   输入/输出板

    对于6502 继电集中联锁车站,需要设置输入/输出板,完成输入码位的采集和CTC控制指令的输出。输入/输出板包括信息采集板(DIB)和控制输出板(DOB)。

   车站值班员工作站

    值班员工作站设置于车站运转室内，一般采双显示器，并采用双机热备模式。其功能主要包括：

    用户登录和权限管理 

    基本图、日计划、班计划、车站调车计划、阶段计划、调度命令的调阅与签收 

    调车进路的办理，相邻车站的站场显示，区间的运行状态显示 

    车次号的输入修改确认

    行车日志的自动记录、存储、打印 

    列车编组和站存车的输入上报 

    调车计划的编制和打印 

    电务维修终端 

    系统维护工作站设置于车站信号机械室内，通过CAN或其他现场通信技术与微机监测单元通信，获取信号设备的工作状态, 供电务维修人员参考使用。

   综合维修终端 

    综合维修工作站用于无行车值班人员的车站, 电力、工务、桥隧等工种人员施工时,与调度中心联系进行施工申请,签收调度命令等。

   ３ 网络传输系统

    调度中心采用两台高性能100M交换机构成中心冗余局域网的主干, 服务器、工作站等计算机设备均配备两块100M冗余网卡与交换机连接; 调度中心还采用两台中高端CISCO路由器与车站基层广域网连接, 路由器应具备足够的带宽和高速端口以满足通信要求,同时为了保证中心局域网的安全,路由器和交换机之间应加装防火墙隔离设备。

    车站系统采用两台高性能交换机或集线器构成车站局域网主干,车站调度集中自律机LiRC、值班员工作站、信号员工作站等设备均配备两个以太网口进行网络连接。车站系统也需要配备两台路由器和车站基层广域网连接。

    车站基层广域网连接调度中心局域网和各车站局域网, 应采用双环、迂回的高速专用数字通道, 数字通道的带宽不应低于2Mbps/s,每个通道环的站数不应超过8个站。为了确保通信的可靠性,每个环应交叉连接到局域网两台路由器上。

    网络通信协议采用通用的TCP/IP协议, 可采用CHAP 身份验证及IPSEC等安全保密技术。

    电务维修系统的网络一般情况下和CTC网络隔离。

    系统特点：

    系统关键单元的1＋1防护，故障情况下无需人工干预的热备切换 

    分散自律的功能配置，在中央故障时仍可完成大部分自动控制功能 <BR><BR>集中分布式的广域网结构设计，方便系统扩容需要 

    模块化的软件设计，灵活适应用户的需求

    符合人机工程原理的标准化图形用户界面

    完善的故障诊断功能，减少系统维护时间

    与各种微机联锁、ATP、ATO和车地通讯系统的无缝集成

    基于UNIX、关系型数据库和面向对象技术的高可靠性设计保证系统运行的稳定可靠 

    对恶意入侵的实时监测，保障系统的信息安全 

    全系统的时钟同步 

    传输系统采用数字传输通道，并提供标准的接口

   系统功能：

   调度指挥功能： 

    基本图制定(DMIS) 

    日班计划制定(DMIS) 

    自动按图排路(CTC) 

    接车进路预告(CTC) 

    车次跟踪和实际运行图(DMIS) 

    中心列车运行实时监视(DMIS) 

    调度命令，行车凭证的下达(DMIS) 

    车站站间透明显示(DMIS) 

    车站行车日志的自动生成(DMIS) 

    车站运用车报表的编辑与传递  

    甩挂车计划下达和上报 

    列车速报的传递 

    统计报表 

    调车作业计划的制定 

    调车作业单 

    调车进路的自动选择 

    调车作业与列车作业的冲突 

    调车进路的排列

    维护管理功能： 

    数据回放功能 

    电务综合维修 

    操作记录 

    试验分机功能 

    远程诊断功能

    培训功能

   系统指标：

    设备正常运行适应的环境技术指标： 

   调度中心与维护中心 

    工作温度：15℃ ～ 40℃

    相对湿度：10% ～ 95%

    大气压力：74.8 ～ 106KPA

    海拔高度： ≤2500M

    车站

    工作温度： 0℃ ～ 40℃（其中LiRC为0℃ ～ 70℃）

    相对湿度： 0% ～ 95%

    大气压力：74.8 ～ 106KPA

    海拔高度： ≤2500M

    设备运输及储存要求：

    调度中心与维护中心 

    抗震度：5-20HZ 0.070pp； 20-1000HZ 1.4PP

    抗冲击度：4G

    储存温度：0℃ ～ 70℃

    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： 0℃ ～ 70℃

    储存相对湿度： 0% ～ 100%无凝固

    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

   系统电源技术指标： 

    本系统调度中心设备对电源要求 

    经UPS电源输出的220V电源，所需功率：10KVA

    本系统维修基地设备对电源要求 

    经UPS电源输出的220V电源，所需功率：5KVA

    设备防雷技术指标： 

    电源防雷

    最大冲击点火电压(10kv/μs)：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：<10ns

   系统接地要求：

    如果能满足接地电阻≤1W, 则调度所总机房、车站分机房内可设置一个接地系统，调度集中设备的保护接地系统和设备防雷共用该接地系统。否则保护接地系统和设备防雷接地系统应分开设立, 接地电阻应满足≤4W。

   数据传输系统指标：

    系统采用光纤数据通道

    信道传输速率：2Mbps，不小于64Kbps

    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/V.24等接口标准，数据链路层遵循PPP协议，网络层遵循TCP/IP协议。