小型铁路调度系统的解决方案1.docx
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小型铁路调度系统的解决方案1
小型铁路调度系统的解决方案1
小型铁路调度系统的解决方案
铁通徐州通信段助理工程师北京交通大学在读工程硕士（电子与信息工程专业）康实
宁波铁通建设部助工汤浩丰
摘要:
针对小型铁路运输作业的特点，总结了小型铁路调度集中系统中联锁控制、通信等方面的设计原则与方法，并对该调度集中系统的权限设置、安全与风险控制方案提出了建议。
关键词:
小型铁路调度系统 计算机联锁 分散自律控制模式
当前背景
近年来，我国大型工矿企业的自备铁路发展迅速，许多企业为了增大产能、减员增效，纷纷采用区域中心或部调中心集中控制的调度模式。
由于企业铁路与干线铁路的调度特点、可靠性与性价比要求有所不同，因此部分企业对干线调度模式进行改型，产生了所谓的小型铁路调度系统。
本文将对小型铁路调度系统（以下简称ECTC）进行分析，总结该调度模式的设计规律。
1小型铁路运输调度的特点
⑴作业重点是接发车与调车作业。
⑵覆盖面较小，呈区域状，通常是本单位所辖的各个站场（一般不超过20个）。
⑶需要控制的内容较多，包括集中控制、监督所有站场设备。
⑷集中控制的各个站场容量及作业方式不同，甚至会出现为适应站场设计而特定的联锁条件。
2ECTC设计原则
2.1通信设计
通常采用数字传输通道，其传输媒质有架空明线、对称电缆、同轴电缆，光纤已经逐步取代电缆。
2.1.1原则
1.控制命令与表示信息采用冗余码或其他编解码技术，确保安全。
2.数据传输时，仅采用传递单项控制命令及传递表示信息群方式。
3.通信距离一般在10km以内，要确保信息以较高的速率不失真地传送。
4.系统设计数据容量要大，其控制及监督对象容量可能多达单站控制的数十倍之多。
5.考虑传输衰减，应设法提高通道的抗干扰（含防雷）能力，另外要设置迂回通道或备用通道，迂回通道尽量不要与主通道在同一电缆沟内，确保传输信道的可靠性。
6.调度员、司机、车站值班员之间必须具有良好可靠的语音通信。
7.调车作业通知单及相关的操作命令应能可靠传送到机车。
8.车载设备具备车次号校核、列车停稳等无线数据信息发送功能。
9.网络系统应为双局域网或热备冗余网，关键设备应为双机系统，双机切换应快速、可靠。
内部通信协议可采用TCP/IP协议，专网时可采用专用协议。
2.1.2方式
根据小型铁路调度的特点，ECTC通信结构有2层和3层之分。
2层即远程站场和区域集中中心;3层包括远程站场、区域集中中心和调度集中中心。
1.调度集中中心、区域集中中心、远程站、执行设备之间的通信方式灵活多变，可以采用串口通信，也可以通过工业以太网（通道为光纤）进行控制，通常是针对站场联锁机制的不同采用不同的方式。
2.调度集中的无线通道包括调度中心、区域中心、机车之间的语音通信，调度中心和机车之间的数据通信。
由于调度中心与区域中心已经建立以太网通道，所以数据传输可以通过以太网实现。
在小型铁路调试中，由于所有设备都要远程控制，区域集中中心控制车站设备时可以不通过车站的分机，而是直接与执行设备驱动接口进行通信。
另外，在远程站场维护机和执行设备驱动接口之间提供一条应急通信通道（通常是串口通信）。
2.2联锁控制设计
小型铁路调度集中在某种意义上可以说是智能化联锁设备的远距离控制，实施调度集中的必要条件是站场具备计算机联锁、区间具备数字化接口的自动闭塞或自动站间闭塞。
根据分散自律调度集中的联锁控制原则以及小型调度集中的特点，对实施调度集中时的主要联锁条件总结如下:
1.调度集中对站场实行控制时，联锁关系仍由站场联锁设备保证;调度集中不改变既有联锁场间的联锁照查条件，调度集中在排列相关进路时，也必须受这些条件的约束;实现各种功能时，应保证已有联锁关系的完整性。
2.系统所需现场设备表示信息均应从站场联锁设备获得。
3.系统应该采用国际上流行通用、成熟可靠的软硬件平台进行开发，还要具备持续升级能力。
系统的关键部分包括服务器等必须考虑冗余配置，有不间断电源保护，并保持同步热备，能够人工或故障自动切换，尽量减少系统故障查找和处理的时间，系统硬件设计应采用标准化、模块化的热插拔器件。
4.系统应采用网络安全技术确保系统网络不受攻击或感染;系统在保证网络安全的条件下可与其他相关系统联网，实现数据资源共享。
5.系统具有自我诊断、运行日志保存、查询、回放和打印等功能，尤其对所有的人工操作具有完整的记录并实现系统维护智能化。
6.系统实时监控外供电源状态，停电时应自动保存列车、调车作业等重要信息。
7.小型铁路调度中实时性要求低于干线铁路，但仍属强实时系统;系统应具备自动预排进路和手线性饱和。
8.ECTC系统必须统一时钟标准。
9.具备调度集中控制瘫痪时能将控制权下放到区域或远程车站控制的能力。
10.调度集中的计算机设备场地应符合国家计算机机房场地标准要求;设备、电源、通道防雷应满足铁道部颁布的信号设备电磁兼容和防雷标准。
3ECTC的安全控制
3.1权利及安全控制
在ECTC中，远程控制不区分列车与调车，系统有3种控制模式:
中心集中控制模式、区域集中控制模式和远程分站控制模式。
中心集中调度对集中设备具有最高操作控制权限，由其授权后区域集中方可对其控制区域进行集中操作，远程分站控制模式权限最低。
权限可以通过不同层次的软件进行控制，中心集中控制、区域集中控制和远程站场控制使用的软件各不相同（或配置不同）。
此外，在中心集中控制时，区域集中中心运行的是一个命令转发程序（将中心集中控制命令转发到执行设备驱动接口）。
ECTC采用以太网TCP协议进行通信，再加上信息冗余码与校验码，可以确保信息安全可靠地传送。
另外，通过配置限制权限，可以被以太网中其他节点访问;在局域网节点上安装防病毒软件;在管理上严格限制系统网络节点与其他外部设备进行直接的数据交换，采用带光电隔离或现场总线等通信方式与其他系统设备相连，从而确保系统网络的安全。
3.2风险控制
集中控制后系统的中间环节增多了，也就意味着系统的故障点增加了，系统相应的风险也加大了，所以要做好调度集中系统的风险控制。
当中心调度集中系统瘫痪或网络系统瘫痪时，可以将系统控制权由中心下放到区域进行控制，相关操作、计划等人员转移到区域进行控制。
2.若区域集中控制系统瘫痪，或区域到某一远程站的执行设备之间的通信发生故障，则可将对应的远程站或整个区域的控制权下放到远程站场进行控制，切断执行设备驱动接口与区域中心的通信，恢复远程站场维护机与执行设备驱动接口之间的应急通道，然后运行远程站场控制程序并配备相应的操作人员，即可继续运转系统。
3.无线网络瘫痪时，系统可以降级为人工传送作业计划模式。
4结束语
满足ECTC的设计原则与安全控制的系统应用至今，在减员增效方面取得了良好效果，得到了用户的好评，并通过了国家鉴定。
由此可见，对ECTC的研究是很有必要的，也是很有意义的。
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