遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在調(diào)度系統(tǒng)中的建模行車調(diào)度自動(dòng)控制課件

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在調(diào)度系統(tǒng)中的建?！缎熊囌{(diào)度自動(dòng)控制》主講人：韋成杰遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在調(diào)度系統(tǒng)中的建模（1）遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模型：

結(jié)構(gòu)、種類、任務(wù)（2）原理遠(yuǎn)程系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)（3）遠(yuǎn)程控制技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)（4）遠(yuǎn)程控制技術(shù)在鐵路行車調(diào)度中的應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，就是利用遠(yuǎn)程控制技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)成的系統(tǒng)，也叫遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。遠(yuǎn)程控制技術(shù)，是遙信、遙測(cè)、遙控技術(shù)的總稱。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的分類：遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)按其功能而言，可以分為遠(yuǎn)程控制（遙控）、遠(yuǎn)程監(jiān)視（遙信）、遠(yuǎn)程測(cè)量（遙測(cè)）3種類型。按照生產(chǎn)過程的需要，遙信與遙測(cè)可以單獨(dú)存在，而遙控系統(tǒng)一般都自然包括遙信的功能，從而檢驗(yàn)控制的功效。以提高安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。正常狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)合理的系統(tǒng)運(yùn)行方式，出事故時(shí)，及時(shí)了解事故的發(fā)生和范圍，加快對(duì)事故的處理。遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的主要任務(wù)：以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。調(diào)度人員可以借助遠(yuǎn)動(dòng)裝置進(jìn)行遙控，實(shí)現(xiàn)無人化或少人化，并提高運(yùn)行操作質(zhì)量，改善運(yùn)行人員的勞動(dòng)條件。集中控制：集中監(jiān)視：容量適應(yīng)性及使用維修性實(shí)用性抗干擾能力傳輸速度經(jīng)濟(jì)性可靠性性能評(píng)價(jià)可靠性的兩個(gè)指標(biāo):可靠性是指設(shè)備在技術(shù)要求所規(guī)定的工作條件下，能夠保證達(dá)到規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)的能力。1可靠性信息出現(xiàn)差錯(cuò)的數(shù)量傳輸信息的總數(shù)量差錯(cuò)率=系統(tǒng)可用率=x100%運(yùn)行時(shí)間運(yùn)行時(shí)間+停用時(shí)間2容量通常把遙控、遙信及遙測(cè)等對(duì)象的數(shù)量稱為該系統(tǒng)的容量。遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備的容量首先要滿足用戶對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)化的實(shí)際要求。容量越大，表示該系統(tǒng)所能完成的功能也就越多。3傳輸速度遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)的最大區(qū)別就是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)有信道的存在。也就是說，遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)存在著信息的傳輸。信息在信道中傳輸?shù)目炻脗鬏斔俣葋砗饬?。通常從兩方面來定義傳輸速度：一個(gè)叫波形速度（又稱調(diào)制速度），即每秒鐘所傳輸?shù)臄?shù)字波形數(shù)，單位是波特（band）；另一個(gè)是信息速度，即每秒所傳輸?shù)男畔⒘?，單位是比特／秒（bids)。4實(shí)時(shí)性從提高生產(chǎn)效率、加速對(duì)事故的處理等觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求是顯而易見的。實(shí)時(shí)性常用“傳輸時(shí)延”來衡量。它是指從發(fā)送端事件發(fā)生到接收端正確地接收到該事件信息的時(shí)間間隔。5抗干擾能力行車調(diào)度系統(tǒng)程控制系統(tǒng)在鐵道交通運(yùn)輸管理中的一種應(yīng)用，遠(yuǎn)程系統(tǒng)的性能與其數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸能力有密切的關(guān)系，其中傳輸過程中的信息抗干擾能力是其中非常重要的一項(xiàng)指標(biāo)。6適應(yīng)性及使用維修性適用性就是遠(yuǎn)動(dòng)裝置對(duì)各種客觀條件變化的適應(yīng)能力，即對(duì)于環(huán)境溫度、濕度、電源變動(dòng)、振動(dòng)等條件的適應(yīng)能力。使用維修性就是指操作與維修是否簡(jiǎn)單方便。對(duì)此，應(yīng)采用必要的性能指示及故障報(bào)警裝置。盡可能做到故障自動(dòng)檢測(cè)，以便在發(fā)生故障時(shí)能迅速判斷地點(diǎn)，及時(shí)排除故障。

此外，要體積小、重量輕，才能夠機(jī)動(dòng)靈活。7經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性就是使設(shè)備獲得一定的性能指標(biāo)所花的代價(jià)。該項(xiàng)指標(biāo)要綜合考慮諸如成本、傳輸速度、差錯(cuò)率各因素。在鐵路應(yīng)用中，不但要求很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和連續(xù)不間斷工作的能力，而且要求很高的可靠性。無論是信息傳輸錯(cuò)誤還是設(shè)備故障都將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。因此，提高系統(tǒng)的可靠性是進(jìn)行遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的、重要的問題。目前，有兩類技術(shù)可以提高可靠性第一類是避錯(cuò)技術(shù)

它的基本著眼點(diǎn)是通過質(zhì)量控制、減載使用、環(huán)境保護(hù)等措施防止故障的發(fā)生，從而延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命。第二類是容錯(cuò)技術(shù)

容錯(cuò)技術(shù)承認(rèn)故障的客觀存在，在一定限度內(nèi)，容許故障發(fā)生，并采用一定的策略使系統(tǒng)仍能維持正常功能。容錯(cuò)方法主要有以下四種：硬件冗余

是硬件的物理重復(fù)。隨著半導(dǎo)體元件體積的縮小及成本的下降，硬件冗余更實(shí)用。在一個(gè)系統(tǒng)中，冗余的硬件可以是元件級(jí)、模塊級(jí)（如印刷電路），也可以是微機(jī)這一級(jí)的。軟件冗余

是通過增加程序提高軟件可靠性。例如對(duì)應(yīng)同一任務(wù)采用不同的編程語言，對(duì)兩套程序的執(zhí)行結(jié)果（或中間結(jié)果）進(jìn)行比較，如果不一致則發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。信息冗余

是靠增加信息的多余度來提高可靠性。例如編碼技術(shù)中的檢、糾錯(cuò)編碼就是信息冗余的例子。時(shí)間冗余

是通過指令的重復(fù)執(zhí)行、增加重復(fù)運(yùn)算的時(shí)間來達(dá)到容錯(cuò)的目的。例如執(zhí)行一個(gè)（或一段）程序得到一個(gè)數(shù)據(jù)，如果有錯(cuò)，則程序卷回，重復(fù)執(zhí)行這段程序。通過一次或多次卷回，直到清除故障或斷定不能消除故障為止。1故障檢測(cè)與診斷技術(shù)是發(fā)現(xiàn)故障的技術(shù)，它本身不具有提高系統(tǒng)可靠性的作用，但它為及時(shí)處理故障提供了信息。2靜態(tài)冗余技術(shù)是一種表決系統(tǒng)。假如一個(gè)系統(tǒng)由三個(gè)功能相同的模塊和一個(gè)表決器組成，三個(gè)模塊的輸出作為表決器的輸入，表決器的輸出作為系統(tǒng)的輸出。表決器的三個(gè)輸入中只要有兩個(gè)是一致的，則表決器有輸出。這樣，系統(tǒng)中任一模塊故障，系統(tǒng)仍正常工作。3動(dòng)態(tài)冗余技術(shù)使系統(tǒng)具有故障檢測(cè)和切換功能的技術(shù)。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部將故障部分切除并自動(dòng)將備用部分換上，使系統(tǒng)正常工作。根據(jù)對(duì)故障的處理方式不同，可把容錯(cuò)技術(shù)分為故障檢測(cè)與診斷、靜態(tài)冗余和動(dòng)態(tài)冗余三種：鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)是最早使用遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的部門之一。作為鐵路運(yùn)輸最重要的組成部分，鐵路信號(hào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)就是以遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合鐵路運(yùn)輸對(duì)信號(hào)控制系統(tǒng)的要求而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。區(qū)段遙控遙信設(shè)備01樞紐遙控及遙信系統(tǒng)0203分界口遙信系統(tǒng)0405鐵路運(yùn)偷調(diào)度管理信息系統(tǒng)（DMIS）06微機(jī)監(jiān)測(cè)07大站遙控及遙信系統(tǒng)行車調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)區(qū)段遙控遙信設(shè)備01是鐵路干線行車指揮的綜合設(shè)備，它是以干線上的車站電氣集中與站問閉塞設(shè)備（自動(dòng)閉塞或半自動(dòng)閉塞）作為基礎(chǔ)，在以行政劃分而設(shè)置的局或分局調(diào)度所內(nèi)設(shè)置集中控制與監(jiān)視設(shè)備。可直接控制區(qū)段內(nèi)各車站的信號(hào)和進(jìn)路，并且監(jiān)視電氣集中設(shè)備的狀態(tài)（信號(hào)機(jī)、進(jìn)路）、列車占用、列車離去及在區(qū)間和離去的狀態(tài)。樞紐遙控及遙信系統(tǒng)02鐵路樞紐是影響鐵路運(yùn)輸能力的關(guān)鍵，它的線路布置復(fù)雜，行車密度高，運(yùn)輸作業(yè)種類繁多、交叉干擾影響大，因此樞紐調(diào)度員的工作相當(dāng)繁重。樞紐遙控及遙信系統(tǒng)的功能與區(qū)段遙控系統(tǒng)的功能類似，但其管轄范圍只涉及樞紐內(nèi)部。大站遙控及遙信系統(tǒng)03在調(diào)度區(qū)段入口與出口端的較大車站，列車占用線路情況直接影響區(qū)段行車調(diào)度員的指揮工作，因此可以在此類由車站值班員控制的大站上裝設(shè)遙信設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)區(qū)段行車調(diào)度員對(duì)其的監(jiān)視。分界口遙信系統(tǒng)04為使鐵路局及部調(diào)度能監(jiān)視分界口的實(shí)際運(yùn)輸情況，取得復(fù)雜的運(yùn)輸數(shù)據(jù)及參數(shù)，可為分界口單獨(dú)設(shè)置遙信系統(tǒng)。近年來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以上所述各種形式的遙控和遙信系統(tǒng)均可由計(jì)算機(jī)作為其中心控制機(jī)或被控分機(jī)。中心控制機(jī)與各被控分機(jī)之間，按照計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的彩式連接，完成數(shù)據(jù)傳輸。中心控制機(jī)

主要完成控制與監(jiān)視功能被控分機(jī)

用以執(zhí)行控制命令及完成狀態(tài)信息采集以上幾種應(yīng)用均屬于調(diào)度集中或調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)行車調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)05行車調(diào)度自動(dòng)化是在調(diào)度集中的基礎(chǔ)上，用計(jì)算機(jī)模擬調(diào)度員的工作，將一些事務(wù)性或程序判斷工作由計(jì)算機(jī)承擔(dān)，實(shí)現(xiàn)行車調(diào)度的自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)整，調(diào)度員僅承擔(dān)復(fù)雜的調(diào)度判斷工作。行車調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)是新型的信號(hào)系統(tǒng)。鐵路運(yùn)偷調(diào)度管理信息系統(tǒng)（DMIS）06鐵路運(yùn)輸調(diào)度管理信息系統(tǒng)(DMIS）采用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)的落后鐵路調(diào)度方式建立起融信號(hào)、通信、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸及多媒體技術(shù)為一體的運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)。微機(jī)監(jiān)測(cè)07隨著鐵路信號(hào)維修體制的改革，信號(hào)設(shè)備的微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也迅速發(fā)展起來，并日益得到廣泛應(yīng)用。微機(jī)監(jiān)測(cè)系