高速鐵路運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)課件

運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)1.概述

高速鐵路運(yùn)輸組織的目的是在滿足旅客需求的基礎(chǔ)上提高鐵路固定設(shè)備、活動(dòng)設(shè)備和人力資源的使用效率，并保持良好的運(yùn)輸秩序和運(yùn)營(yíng)效果。運(yùn)輸組織的一般流程如下圖：

1.綜合運(yùn)輸計(jì)劃：列車運(yùn)行圖、動(dòng)車組運(yùn)用計(jì)劃、乘務(wù)員運(yùn)用計(jì)劃。2.高速鐵路列車運(yùn)行質(zhì)量主要由綜合運(yùn)輸計(jì)劃決定

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

列車運(yùn)行圖，表示列車在鐵路各區(qū)間運(yùn)行時(shí)刻及在各車站停車和通過(guò)時(shí)刻的線條圖。列車運(yùn)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(dá)或通過(guò)的時(shí)刻，在區(qū)間的運(yùn)行時(shí)分，在車站的停站時(shí)分以及列車的重量和長(zhǎng)度等。運(yùn)行圖還規(guī)定了線路、站場(chǎng)、機(jī)車、車輛等設(shè)備的運(yùn)用，以及與行車有關(guān)各部門的工作。因此，列車運(yùn)行圖是鐵路運(yùn)輸工作的綜合計(jì)劃和行車組織的基礎(chǔ)，是協(xié)調(diào)鐵路各部門和單位按一定程序進(jìn)行活動(dòng)的工具。

列車運(yùn)行圖是運(yùn)用坐標(biāo)原理描述列車運(yùn)行時(shí)間、空間關(guān)系，表示列車在鐵路各區(qū)間運(yùn)行時(shí)間及在各車站停車和通過(guò)時(shí)間的線條圖。橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示各分界點(diǎn)（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(yùn)行圖按時(shí)間坐標(biāo)，根據(jù)不同用途，可分為2分格運(yùn)行圖（即垂直線每格表示2分鐘）、10分格運(yùn)行圖、小時(shí)格運(yùn)行圖。按列車運(yùn)行圖的特點(diǎn)可分為平行運(yùn)行圖和非平行運(yùn)行圖，以及單線運(yùn)行圖、雙線運(yùn)行圖、單雙線運(yùn)行圖，成對(duì)運(yùn)行圖和不成對(duì)運(yùn)行圖，連發(fā)運(yùn)行圖和追蹤運(yùn)行圖。

使用范圍

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

（2）社會(huì)使用的列車運(yùn)行圖。它對(duì)鐵路來(lái)說(shuō)是鐵路運(yùn)輸產(chǎn)品的供銷計(jì)劃，而對(duì)社會(huì)用戶來(lái)說(shuō)，則是旅客安排旅行計(jì)劃、貨主安排貨物銷售計(jì)劃的依據(jù)。目前在我國(guó)，有旅客列車時(shí)刻表和“五定”班列時(shí)刻表兩種列車運(yùn)行圖供社會(huì)使用。旅客列車時(shí)刻表和班列時(shí)刻表都應(yīng)在新運(yùn)行圖實(shí)行之前向社會(huì)公布。

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

2.3動(dòng)車組運(yùn)用計(jì)劃

鐵路動(dòng)車組運(yùn)用計(jì)劃是鐵路旅客運(yùn)輸最基本的運(yùn)輸計(jì)劃之一，對(duì)運(yùn)用計(jì)劃自動(dòng)編制算法，不少專家、學(xué)者在進(jìn)行不斷深入研究以高速鐵路為背景對(duì)我國(guó)高速鐵路動(dòng)車組的使用問(wèn)題進(jìn)行了研究，認(rèn)為動(dòng)車組不固定區(qū)段使用是動(dòng)車組最佳的使用方式，并對(duì)動(dòng)車組的運(yùn)用與檢修等一些問(wèn)題進(jìn)行了模擬分析。作者在日本鐵道綜合研究所進(jìn)行博士后研究期間，對(duì)動(dòng)車組運(yùn)用問(wèn)題進(jìn)行了更為深入的研究，對(duì)不同種類的動(dòng)車組運(yùn)用問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了運(yùn)用計(jì)劃的自動(dòng)編制算法，這些工作將對(duì)鐵路今后動(dòng)車組的運(yùn)用有一定的參考價(jià)值。本文介紹動(dòng)車組運(yùn)用計(jì)劃的含義、種類、條件及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和假日運(yùn)用計(jì)劃自動(dòng)編制的一個(gè)算法。

2.4乘務(wù)員運(yùn)用計(jì)劃乘務(wù)員包括動(dòng)力乘務(wù)員（司機(jī)）和列車乘務(wù)員（列車員）。國(guó)外鐵路主要采用輪乘制，尤其是以動(dòng)車組方式運(yùn)行的高速列車。乘務(wù)運(yùn)用計(jì)劃是動(dòng)力車乘務(wù)員（組）的綜合乘務(wù)計(jì)劃，確保列車開(kāi)行計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。乘務(wù)計(jì)劃主要分為乘務(wù)日計(jì)劃和月度計(jì)劃。3.世界各國(guó)高速鐵路的調(diào)度系統(tǒng)高速鐵路調(diào)度指揮涉及運(yùn)輸組織、機(jī)車車輛、通信信號(hào)、供電、安全監(jiān)控、救援旅客服務(wù)等多學(xué)科，直接影響高速鐵路調(diào)度指揮模式選擇的原因主要是高速鐵路的運(yùn)營(yíng)模式。國(guó)外高速鐵路調(diào)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(guò)構(gòu)建各專業(yè)綜合調(diào)度系統(tǒng)以適應(yīng)高速客運(yùn)專線的特點(diǎn)和需求；第二類為德國(guó)模式，其調(diào)度系統(tǒng)是以地區(qū)為中心建立調(diào)度控制中心，而不是以高速線為中心；第三類是以法國(guó)和西班牙為代表，線路為目標(biāo)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(yùn)輸組織特點(diǎn)

日本新干線不僅在技術(shù)裝備上達(dá)到了很高的水平，其運(yùn)輸組織也達(dá)到了世界一流水平。

日本全國(guó)的旅客列車時(shí)刻表是一個(gè)月發(fā)布一次，除了大的運(yùn)行圖調(diào)整以外，每個(gè)月發(fā)布的旅客列車時(shí)刻表并沒(méi)有太大的變化。

我國(guó)的旅客列車時(shí)刻表基本上是以年為周期來(lái)發(fā)布的。這種以月度為單位發(fā)布旅客列車時(shí)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(kāi)行時(shí)間的思維。

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

目前，新干線列車已實(shí)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(gè)小時(shí)以上。3.2日本高速鐵路運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)日本新干線調(diào)度系統(tǒng)的構(gòu)建適應(yīng)高速鐵路運(yùn)行的特點(diǎn)，充分考慮了高速行車所伴隨的高風(fēng)險(xiǎn)性及行車安全對(duì)調(diào)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(shí)間的強(qiáng)烈愿望，把正點(diǎn)作為工作核心。構(gòu)建了集各專業(yè)功能為一體的綜合調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)以運(yùn)輸計(jì)劃為龍頭，綜合了與行車有關(guān)的各方面的內(nèi)容，使整個(gè)調(diào)度指揮系統(tǒng)全面協(xié)調(diào)地工作。日本高速鐵路采用標(biāo)準(zhǔn)軌，與既有線（窄軌）形成兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，故其高速鐵路調(diào)度指揮基本上是采用獨(dú)立的系統(tǒng)。日本新干線調(diào)度指揮系統(tǒng)的構(gòu)建適應(yīng)高速鐵路運(yùn)行的特點(diǎn)：充分考慮了高速行車所伴隨的高風(fēng)險(xiǎn)性及行車安全對(duì)調(diào)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(yáng)）和區(qū)域（東日本公司）分別設(shè)置單獨(dú)的調(diào)度指揮系統(tǒng)，無(wú)國(guó)家級(jí)統(tǒng)一調(diào)度指揮中心；東海道山陽(yáng)新干線與既有線完全獨(dú)立，調(diào)度系統(tǒng)完全獨(dú)立，并設(shè)立了備用中心；東日本公司的部分高速列車下既有線運(yùn)行（既有線改造，在既有線上列車運(yùn)行速度較低）與既有線調(diào)度指揮系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)；基于對(duì)可靠性、實(shí)時(shí)性、安全性等不同要求，各子系統(tǒng)采用不同網(wǎng)絡(luò)通道相連接。3.4德國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)4.我國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)客運(yùn)調(diào)度系統(tǒng)組成可分為：

1供電調(diào)度子系統(tǒng)供電調(diào)度子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視牽引供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備帶電狀態(tài)，監(jiān)視牽引供電設(shè)備技術(shù)狀態(tài)，對(duì)故障信息分類歸檔，并與列車調(diào)度、運(yùn)輸計(jì)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(shí)現(xiàn)列車安全、高效地運(yùn)行。

2旅客服務(wù)調(diào)度子系統(tǒng)旅客服務(wù)調(diào)度子系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握運(yùn)輸計(jì)劃、列車運(yùn)行、動(dòng)車運(yùn)用等信息,全方位監(jiān)控列車晚點(diǎn)情況，并在列車運(yùn)行紊亂時(shí)制訂列車運(yùn)行調(diào)整方案、旅客疏運(yùn)和，安置方案發(fā)布緊急旅客服務(wù)信息，為旅客提供更高品質(zhì)、更具人性化的服務(wù)。?

3綜合維修調(diào)度子系統(tǒng)綜合維修調(diào)度子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)督基礎(chǔ)設(shè)備和設(shè)施的狀態(tài)協(xié)調(diào)監(jiān)督執(zhí)行線路、供電系統(tǒng)和通信信號(hào)系統(tǒng)等固定設(shè)備設(shè)施的綜合維修計(jì)劃。

4防災(zāi)安全監(jiān)控子系統(tǒng)防災(zāi)安全監(jiān)控子系統(tǒng)主要對(duì)管轄范圍內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施、自然災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)對(duì)各種監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行匯總、分析、處理對(duì)災(zāi)害或安全隱患進(jìn)行\(zhòng)預(yù)警,并提出相應(yīng)的處理建議。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

基于邏輯層次化、組件化、面向服務(wù)和事件驅(qū)動(dòng)等設(shè)計(jì)理念,設(shè)計(jì)的客專運(yùn)調(diào)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)由5層構(gòu)成即運(yùn)行環(huán)境、技術(shù)平臺(tái)、業(yè)務(wù)處理平臺(tái)、安全保障體系和運(yùn)營(yíng)維護(hù)體系。

此外，客專運(yùn)調(diào)系統(tǒng)需要以下系統(tǒng)提供技術(shù)支撐和相關(guān)信息:供電系統(tǒng)、綜合維修作業(yè)系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)、乘務(wù)管理系統(tǒng)、票務(wù)系統(tǒng)、車輛維修管理系統(tǒng)、綜合檢測(cè)系統(tǒng)及既有線調(diào)度系統(tǒng)等。

運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行環(huán)境提供系統(tǒng)正常運(yùn)行的軟件和硬件環(huán)境是系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)平臺(tái)。軟件環(huán)境主要包括數(shù)據(jù)共享和存儲(chǔ)平臺(tái)，數(shù)據(jù)傳輸和安全服務(wù)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)和操作系統(tǒng)平臺(tái)。硬件環(huán)境是指整個(gè)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成主要包括各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、工作站、存儲(chǔ)設(shè)備、大屏幕顯示設(shè)備及外圍設(shè)備等。

客專運(yùn)調(diào)系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)共享和存儲(chǔ)平臺(tái)是基于智能型自我管理機(jī)制構(gòu)架的集群化數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)。智能型自我管理機(jī)制是指能夠識(shí)別并自動(dòng)執(zhí)行日常維護(hù)任務(wù)(如數(shù)據(jù)優(yōu)化、更新、重建索引、備份與恢復(fù)等),并能進(jìn)行自我監(jiān)控、自我診斷生成服務(wù)器告警信息，同時(shí)，還對(duì)告警信息提供相關(guān)建議性的解決辦法。

客專運(yùn)調(diào)系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)共享和存儲(chǔ)平臺(tái)是基于智能型自我管理機(jī)制構(gòu)架的集群化數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)。智能型自我管理機(jī)制是指能夠識(shí)別并自動(dòng)執(zhí)行日常維護(hù)任務(wù)(如數(shù)據(jù)優(yōu)化、更新、重建索引、備份與恢復(fù)等),并能進(jìn)行自我監(jiān)控、自我診斷生成服務(wù)器告警信息，同時(shí)，還對(duì)告警信息提供相關(guān)建議性的解決辦法。

系統(tǒng)體系特點(diǎn)：系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)客運(yùn)專線高安全、高速度、高密度、高正點(diǎn)率、高計(jì)劃性、高服務(wù)、綜合維修等特點(diǎn)客專運(yùn)調(diào)系統(tǒng)在進(jìn)行系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。本系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)思主要參考日本的COSMOS系統(tǒng)[8但在具體設(shè)計(jì)上又與其有很大的區(qū)別,客專運(yùn)調(diào)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有以下3個(gè)主要特點(diǎn)。

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(luò)連接，信息分享，此外如果部分子系統(tǒng)異常禁用