高速鐵路運營調度系統(tǒng)課件

運營調度系統(tǒng)1.概述

高速鐵路運輸組織的目的是在滿足旅客需求的基礎上提高鐵路固定設備、活動設備和人力資源的使用效率，并保持良好的運輸秩序和運營效果。運輸組織的一般流程如下圖：

1.綜合運輸計劃：列車運行圖、動車組運用計劃、乘務員運用計劃。2.高速鐵路列車運行質量主要由綜合運輸計劃決定

2.高速鐵路運輸計劃2.1列車開行方案新列車運行圖開行方案●京滬高鐵開行動車組列車50對其中時速300公里直通高速動車組列車35對，分別為：北京南至上海虹橋23對、北京南至南京南1對、天津西至上海虹橋2對、北京南至杭州4對、天津西至杭州1對、濟南西至杭州1對、上海虹橋至青島3對。時速250公里動車組列車15對，分別為：北京南至上海虹橋3對、天津西至上海虹橋1對、北京南至徐州東1對、濟南西至上海虹橋1對、北京南至南京南1對、北京南至福州1對、鄭州至上海虹橋3對、鄭州至濟南1對、徐州東至溫州南0.5對、蒼南至徐州東0.5對、溫州南至合肥0.5對、合肥至江山0.5對、江山至南京南0.5對、南京南至金華西0.5對?！駵麑幐哞F開行動車組列車103對其中時速300公里高速動車組列車75對，分別為：南京（南）至上海高速動車組列車37對，南京（南）至上海虹橋高速動車組列車25對，常州至上海高速動車組列車2對，無錫至上海高速動車組列車5對，蘇州至上海高速動車組列車6對。時速300公里跨線高速動車組列車5對。時速250公里動車組列車23對。●滬杭高鐵開行動車組列車83對其中本線時速300公里高速動車組列車33對，為上海虹橋至杭州開行高速動車組列車，車次范圍G7301至G7330、G7401至G7436次?？缇€高速動車組列車15對，包括上海至杭州開行跨線高速動車組列車4對，車次范圍G7361至G7368次。南京至杭州跨線高速動車組列車5對，車次范圍G7381至G7390次。時速200公里動車組列車35對。（據(jù)《東方早報》）2.2列車運行圖

列車運行圖，表示列車在鐵路各區(qū)間運行時刻及在各車站停車和通過時刻的線條圖。列車運行圖規(guī)定了列車占用區(qū)間的次序，列車在每一車站出發(fā)、到達或通過的時刻，在區(qū)間的運行時分，在車站的停站時分以及列車的重量和長度等。運行圖還規(guī)定了線路、站場、機車、車輛等設備的運用，以及與行車有關各部門的工作。因此，列車運行圖是鐵路運輸工作的綜合計劃和行車組織的基礎，是協(xié)調鐵路各部門和單位按一定程序進行活動的工具。

列車運行圖是運用坐標原理描述列車運行時間、空間關系，表示列車在鐵路各區(qū)間運行時間及在各車站停車和通過時間的線條圖。橫坐標表示時間，縱坐標表示各分界點（車站），如甲、乙、丙、丁。斜線表示列車，斜線上的數(shù)字表示車次。列車運行圖按時間坐標，根據(jù)不同用途，可分為2分格運行圖（即垂直線每格表示2分鐘）、10分格運行圖、小時格運行圖。按列車運行圖的特點可分為平行運行圖和非平行運行圖，以及單線運行圖、雙線運行圖、單雙線運行圖，成對運行圖和不成對運行圖，連發(fā)運行圖和追蹤運行圖。

使用范圍

（1）鐵路內部使用的列車運行圖。它是鐵路組織運輸生產(chǎn)的依據(jù)，是實現(xiàn)“按圖行車”的技術組織措施，是確保鐵路運輸產(chǎn)品質量的基礎。在我國，通常以圖形的列車運行圖形式提供使用。

（2）社會使用的列車運行圖。它對鐵路來說是鐵路運輸產(chǎn)品的供銷計劃，而對社會用戶來說，則是旅客安排旅行計劃、貨主安排貨物銷售計劃的依據(jù)。目前在我國，有旅客列車時刻表和“五定”班列時刻表兩種列車運行圖供社會使用。旅客列車時刻表和班列時刻表都應在新運行圖實行之前向社會公布。

區(qū)間正線數(shù)（1）單線運行圖。在單線區(qū)段，上下行方向列車都在同一正線上運行，因此，兩個方向列車必須在車站上進行交會。（2）雙線運行圖。在雙線區(qū)段，上下行方向列車在各自的正線上運行，因此，上下行方向列車的運行互不干擾，可以在區(qū)間內或車站上交會。但列車的越行必須在車站上進行。（3）單雙線運行圖。在有部分雙線的區(qū)段，單線區(qū)間和雙線區(qū)間各按單線運行圖和雙線運行圖的特點鋪畫運行線。同方向列車運行方式（1）連發(fā)運行圖。在這種運行圖上，同方向列車的運行以站間區(qū)間為間隔。單線區(qū)段采取這種運行圖時，在連發(fā)的一組列車之間不能鋪畫對向列車。（2）追蹤運行圖。在這種運行圖上，同方向列車的運行以閉塞分區(qū)為間隔，在裝有自動閉塞的單線或雙線區(qū)段上采用。上述分類都是針對列車運行圖的某一特點而加以區(qū)別的。實際上，每張運行圖都有多方面的特點，例如某一區(qū)段的列車運行圖，它既是雙線的、非平行的，又是追蹤的。

2.3動車組運用計劃

鐵路動車組運用計劃是鐵路旅客運輸最基本的運輸計劃之一，對運用計劃自動編制算法，不少專家、學者在進行不斷深入研究以高速鐵路為背景對我國高速鐵路動車組的使用問題進行了研究，認為動車組不固定區(qū)段使用是動車組最佳的使用方式，并對動車組的運用與檢修等一些問題進行了模擬分析。作者在日本鐵道綜合研究所進行博士后研究期間，對動車組運用問題進行了更為深入的研究，對不同種類的動車組運用問題，開發(fā)了運用計劃的自動編制算法，這些工作將對鐵路今后動車組的運用有一定的參考價值。本文介紹動車組運用計劃的含義、種類、條件及評價標準和假日運用計劃自動編制的一個算法。

2.4乘務員運用計劃乘務員包括動力乘務員（司機）和列車乘務員（列車員）。國外鐵路主要采用輪乘制，尤其是以動車組方式運行的高速列車。乘務運用計劃是動力車乘務員（組）的綜合乘務計劃，確保列車開行計劃的實現(xiàn)。乘務計劃主要分為乘務日計劃和月度計劃。3.世界各國高速鐵路的調度系統(tǒng)高速鐵路調度指揮涉及運輸組織、機車車輛、通信信號、供電、安全監(jiān)控、救援旅客服務等多學科，直接影響高速鐵路調度指揮模式選擇的原因主要是高速鐵路的運營模式。國外高速鐵路調度指揮模式基本劃分為三種類型：一類是以日本為代表，通過構建各專業(yè)綜合調度系統(tǒng)以適應高速客運專線的特點和需求；第二類為德國模式，其調度系統(tǒng)是以地區(qū)為中心建立調度控制中心，而不是以高速線為中心；第三類是以法國和西班牙為代表，線路為目標建立控制中心，基本沿襲既有鐵路的傳統(tǒng)模式

日本新干線運輸組織特點

日本新干線不僅在技術裝備上達到了很高的水平，其運輸組織也達到了世界一流水平。

日本全國的旅客列車時刻表是一個月發(fā)布一次，除了大的運行圖調整以外，每個月發(fā)布的旅客列車時刻表并沒有太大的變化。

我國的旅客列車時刻表基本上是以年為周期來發(fā)布的。這種以月度為單位發(fā)布旅客列車時刻表的方式也突破了我們的慣常思維，也就是旅客列車不能隨便更改開行時間的思維。

實際上，在客運專線上全部運行客車，有一部分旅客列車就和既有線上運行的貨車一樣，是可以隨著客流或者線路的情況而隨時變化的，重要的是要做到讓旅客了解列車時刻表的變動，要做到以人為本，變化的列車在時刻表中可以單獨表示或者以紅色、添加星號等顯著的方式來表示。

目前，新干線列車已實現(xiàn)了高峰期4分鐘追蹤連發(fā)，而且高峰期可持續(xù)兩個小時以上。3.2日本高速鐵路運營調度系統(tǒng)日本新干線調度系統(tǒng)的構建適應高速鐵路運行的特點，充分考慮了高速行車所伴隨的高風險性及行車安全對調度系統(tǒng)的依賴性，突出了安全的重要地位；充分考慮了高速旅客有效利用時間的強烈愿望，把正點作為工作核心。構建了集各專業(yè)功能為一體的綜合調度系統(tǒng)。該系統(tǒng)以運輸計劃為龍頭，綜合了與行車有關的各方面的內容，使整個調度指揮系統(tǒng)全面協(xié)調地工作。日本高速鐵路采用標準軌，與既有線（窄軌）形成兩個獨立系統(tǒng)，故其高速鐵路調度指揮基本上是采用獨立的系統(tǒng)。日本新干線調度指揮系統(tǒng)的構建適應高速鐵路運行的特點：充分考慮了高速行車所伴隨的高風險性及行車安全對調度系統(tǒng)的依賴性，突出了安全的重要地位；日本新干線按線（東海道山陽）和區(qū)域（東日本公司）分別設置單獨的調度指揮系統(tǒng)，無國家級統(tǒng)一調度指揮中心；東海道山陽新干線與既有線完全獨立，調度系統(tǒng)完全獨立，并設立了備用中心；東日本公司的部分高速列車下既有線運行（既有線改造，在既有線上列車運行速度較低）與既有線調度指揮系統(tǒng)間相互協(xié)調；基于對可靠性、實時性、安全性等不同要求，各子系統(tǒng)采用不同網(wǎng)絡通道相連接。3.4德國高速鐵路運營調度系統(tǒng)4.我國高速鐵路運營調度系統(tǒng)設計客運調度系統(tǒng)組成可分為：

1供電調度子系統(tǒng)供電調度子系統(tǒng)實時監(jiān)視牽引供電系統(tǒng)運行狀態(tài)、設備帶電狀態(tài)，監(jiān)視牽引供電設備技術狀態(tài)，對故障信息分類歸檔，并與列車調度、運輸計劃、綜合維修等子系統(tǒng)相互配合，保證正常供電及維修斷電，實現(xiàn)列車安全、高效地運行。

2旅客服務調度子系統(tǒng)旅客服務調度子系統(tǒng)實時掌握運輸計劃、列車運行、動車運用等信息,全方位監(jiān)控列車晚點情況，并在列車運行紊亂時制訂列車運行調整方案、旅客疏運和，安置方案發(fā)布緊急旅客服務信息，為旅客提供更高品質、更具人性化的服務。?

3綜合維修調度子系統(tǒng)綜合維修調度子系統(tǒng)實時監(jiān)督基礎設備和設施的狀態(tài)協(xié)調監(jiān)督執(zhí)行線路、供電系統(tǒng)和通信信號系統(tǒng)等固定設備設施的綜合維修計劃。

4防災安全監(jiān)控子系統(tǒng)防災安全監(jiān)控子系統(tǒng)主要對管轄范圍內的基礎設施、自然災害進行實時監(jiān)測對各種監(jiān)測信息進行匯總、分析、處理對災害或安全隱患進行\(zhòng)預警,并提出相應的處理建議。系統(tǒng)體系結構圖系統(tǒng)體系結構

基于邏輯層次化、組件化、面向服務和事件驅動等設計理念,設計的客專運調系統(tǒng)體系結構由5層構成即運行環(huán)境、技術平臺、業(yè)務處理平臺、安全保障體系和運營維護體系。

此外，客專運調系統(tǒng)需要以下系統(tǒng)提供技術支撐和相關信息:供電系統(tǒng)、綜合維修作業(yè)系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、防災安全監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、客運服務系統(tǒng)、乘務管理系統(tǒng)、票務系統(tǒng)、車輛維修管理系統(tǒng)、綜合檢測系統(tǒng)及既有線調度系統(tǒng)等。

運行環(huán)境運行環(huán)境提供系統(tǒng)正常運行的軟件和硬件環(huán)境是系統(tǒng)工作的基礎平臺。軟件環(huán)境主要包括數(shù)據(jù)共享和存儲平臺，數(shù)據(jù)傳輸和安全服務平臺網(wǎng)絡和操作系統(tǒng)平臺。硬件環(huán)境是指整個系統(tǒng)的硬件構成主要包括各種網(wǎng)絡設備、服務器、工作站、存儲設備、大屏幕顯示設備及外圍設備等。

客專運調系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)共享和存儲平臺是基于智能型自我管理機制構架的集群化數(shù)據(jù)庫服務器和存儲區(qū)域網(wǎng)。智能型自我管理機制是指能夠識別并自動執(zhí)行日常維護任務(如數(shù)據(jù)優(yōu)化、更新、重建索引、備份與恢復等),并能進行自我監(jiān)控、自我診斷生成服務器告警信息，同時，還對告警信息提供相關建議性的解決辦法。

客專運調系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)共享和存儲平臺是基于智能型自我管理機制構架的集群化數(shù)據(jù)庫服務器和存儲區(qū)域網(wǎng)。智能型自我管理機制是指能夠識別并自動執(zhí)行日常維護任務(如數(shù)據(jù)優(yōu)化、更新、重建索引、備份與恢復等),并能進行自我監(jiān)控、自我診斷生成服務器告警信息，同時，還對告警信息提供相關建議性的解決辦法。

系統(tǒng)體系特點：系統(tǒng)體系結構特點客運專線高安全、高速度、高密度、高正點率、高計劃性、高服務、綜合維修等特點客專運調系統(tǒng)在進行系統(tǒng)體系結構設計時需重點考慮的問題。本系統(tǒng)體系結構的構思主要參考日本的COSMOS系統(tǒng)[8但在具體設計上又與其有很大的區(qū)別,客專運調系統(tǒng)的體系結構設計具有以下3個主要特點。

1)分散自律特性分散配置管理類子系統(tǒng)和控制類子系統(tǒng)管理類和控制類子系統(tǒng)之間采用100Mbps的自律分散網(wǎng)絡連接，信息分享，此外如果部分子系統(tǒng)異常禁用