轨道列车运行与控制实验指导书兰州交通大学交通运输学院轨道交通综合实验中心2009年4月第一章 实验教学大纲1一、实验目的1二、实验要求1三、进度安排2四、考核方法2第二章 实验设备及功能介绍2一、设备介绍2（一）硬件设备2（二）软件设备5二、功能概述5（一）微机联锁沙盘子系统5（二）CTC分散自律调度集中子系统6第三章 实验操作说明9第一节 微机联锁实验操作指导9一、实验前设置9二、实验操作指导13第二节 CTC分散自律调度集中实验操作指导26一、行调台实验操作26二、助调台实验操作35三、综合维修工作站操作46第一章 实验教学大纲一、实验目的为培养学生对轨道交通车站工作组织方法、调度指挥的理论知识与现场实际作业流程有较全面的掌握，从而提高其业务技能和动手操作的能力开设本实验。本实验分别模拟在分散自律模式下日常调度调整计划的编制、下达与执行，非常站控模式下车站的进路排布、接发列车作业、调车作业等，使学生熟悉铁路技术管理规程、铁路运输调度规则、接发列车作业标准和调车作业标准中的相关规定。了解各种信号、道岔、车站微机联锁和闭塞设备的使用方法，掌握日常的调度调整工作流程、办理接发列车和调车作业的操作技能。二、实验要求1本实验在学院实验室内进行，要求学生严格遵守实验室的实验设备安全管理制度，尤其是在用电安全等方面；2学生在实验前应认真学习实验指导书，预习有关规章制度和作业程序，由实验指导教师进行检查；3学生要带全实验所需用品（实验须知、指导书等），应严肃认真，全神贯注；4教师先讲解实验方法、操作流程，并示范操作，然后学生试做；5学生应爱护设备及其他备品，遵守实验室纪律，按规定程序操作，遇到设备故障应报告教师处理；6实验完毕后，应整理好实验设备、提交实验记录结果，教师允许方可离开。三、进度安排本实验需要有相关课程的知识配合进行，实验前应完成教学计划规定的铁路运输设备、铁路行车组织基础、铁路运输调度指挥与统计分析等课程内容的学习，对车站的信号、联锁、闭塞设备等有初步认识，熟悉车站各项技术作业的办理过程和调度指挥的基本方法。四、考核方法本实验由学生在模拟车站环境下的分组进行操作实验。根据学生在实验前的预习情况，在实验中所表现的纪律性和工作态度，对业务知识、实验内容和操作技能的掌握程度，以及对实验问题的回答等，由教师综合评定其实验成绩。第二章 实验设备及功能介绍一、设备介绍（一）硬件设备1、微机联锁沙盘子系统硬件包括一套沙盘、一套机车控制系统（硬件）、四台联锁数据运算控制机和八个微机联锁终端组成。沙盘由8个车站构成一个闭环式接发列车的运行环境，其中七股道站场1个（达美站）、五股道站场2个（崆峒站、天佑站）、四股道站场3个（黄河站、麦积站、莫高站）、四股道客运专线2个（唐臣站、京唐站）。四个区间采用的单向三显示自动闭塞方式，另外三个区间采用的单向四显示自动闭塞方式、一个区间采用的双向四显示自动闭塞方式，各车站设备均由微机联锁终端通过联锁数据运算控制机进行控制。在上述站场布置图中，根据不同站型配有站台、站舍、桥梁、隧道、涵洞，其各种线路、信号标志齐全。并设有牵出线、货物线、专用线、安全线。道岔设有单动道岔、双动道岔、平交道岔和中岔道岔。轨道电路设有道岔区段、股道区段、无岔区段、无轨道电路区段和区间区段。信号机设有进站五显示、高柱四显示、矮柱四显示、区间四显示、区间三显示、车站发车表示器等。整个沙盘站场图如图2-1所示。整个沙盘按照1:48的比例采用铜轨制作制作，沙盘上的道岔、信号机、轨道电路与现场一致。道岔的操纵、信号机的开关均由微机直接操作。本实验采用遥控机车来模仿轨道列车的运行，轨道电路具备逐段三点自动解锁也具备一次解锁功能。整个运行环境共配备8辆机车、8辆客车和10辆货车模型。机车控制系统包括“机车集中遥控系统”（硬件）和“行车指挥员操作系统”（软件）。可根据站场上列车和调车信号的开放和关闭来控制机车的运行和停止，同时在软件中也提供模拟遥控器的功能按钮，可对机车进行单独控制。联锁数据运算控制机用于模拟现场的联锁机功能，它通过接收微机联锁终端的控制命令来控制信号机的显示和道岔的转换，并实时将沙盘上轨道电路信息采集到微机联锁终端。本系统共有4台微机联锁数据运算控制机，分别放置在黄河站（K1）、达美站（K2）、天佑站（K3）和莫高站（K4）底下，并分别与黄河站、达美站、天佑站和莫高站所对应的微机联锁电脑终端连接。图 21 沙盘站场图微机联锁终端机上运行微机联锁教学仿真软件系统，用于实现各车站的微机联锁功能的仿真控制，并通过联锁数据运算控制机对沙盘上的信号、道岔和轨道电路进行控制。2、CTC分散自律调度集中子系统硬件主要包括CTC调度中心硬件系统（一个行调台、一个助调台、一个综合维修工作站和一个CTC通信服务器和数据库服务器）和车站硬件系统（8台车站自律机）。（二）软件设备 包括微机联锁教学方针软件和CTC分散自律调度集中软件。整个“轨道列车运行与控制实验”系统通过局域网连接，分散自律调度集中系统通过制定行车调度计划并下发到微机联锁沙盘演练系统，进行车站接发列车控制，各车站的设备信息和列车的运行状态通过微机联锁仿真系统上传到调度中心，供CTC集中控制。综合两方面的功能，该系统的平面结构示意图如下图2-2所示。图 22系统平面结构示意图二、功能概述（一）微机联锁沙盘子系统该系统及沙盘能使学生身临其境地操作，直接掌握正常情况下接发列车及调车作业以及非正常情况下的行车办法。教师可通过教师机系统对各车站学员机上的微机联锁仿真终端进行各种故障设置及设备控制等，实现学员机模拟车站正常及非正常情况下的接发列车、调车作业等操作，达到提高学生的熟练操作水平和应急处理能力的目的。教师机和学员机（微机联锁系统）之间具有一对多的关系，即教师机可同时对多个学员机进行监控和故障设置。该系统联锁仿真软件的界面按照车站控制台布置，其电脑盘面图与铁科院的TYJL-TR9型车站计算机联锁系统完全一致，操纵方法与实际现场一样，操作过程中屏幕上有各种提示信息。屏幕显示按实际站场图形布置，平时显示的灰色光带为基本的轨道图形，区段之间的绝缘节为灰色竖线。学生经过简单指导即可直接使用本系统。联锁仿真软件既可以独立运行，也可以通过联锁数据运算控制机与沙盘集成工作。独立运行时，内设多台模拟机车，利用屏幕行车技术，可以让使用人员控制模拟列车的运行，屏幕上直观显示模拟列车的运行位置；与沙盘集成工作时，系统通过机车控制系统对沙盘上的机车进行自动控制，机车可以自动根据信号来行车、加速、减速及停车。此时在沙盘上可直观地复示车站的各种信号、道岔和闭塞关系。该系统具备办理列车进路、调车进路、引导进路、坡道延续进路(可选)、推送进路(可选)、引导总锁、单操道岔、单锁道岔、封闭道岔、取消进路、人工解锁进路、区段故障解锁、中岔解锁、中途返回解锁、接发列车作业等微机联锁的各种功能以及各种常见故障的仿真。微机联锁沙盘系统功能包括：1、大屏幕彩色显示6502电气集中联锁下的所有表示，并赋以时间及汉字提示及语音报警功能。2、机车既可手动遥控行车，又可根据信号自动行车。3、排布列车接车、发车进路、通过进路；排布长调车进路、短调车进路。4、以进路锁闭方式开放引导信号；用全咽喉锁闭方式开放引导信号；进路锁闭时，办理重复开放信号。5、取消已办理好的进路或错误操作；延时解锁有车接近的进路。6、道岔单操、单锁、单解、封闭；接通光带检查道岔位置；开放非进路调车信号。7、列车、调车进路分段三点解锁。8、中途返回解锁、中岔区段延时解锁、区段故障解锁、通过故障解锁关闭信号。9、道口控制、车次追踪。10、反方向接发列车。11、区间三显示、四显示自动闭塞。（二）CTC分散自律调度集中子系统CTC分散自律调度集中子系统是调度中心（行车调度员）对其调度区段内各站的信号设备进行集中控制，对列车运行直接指挥和管理的技术装备。它综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能化分散自律设计原理，是以列车运行调整计划为中心，兼顾列车运行与调车作业的高度自动化调度指挥系统。该系统采用计算机分布式网络控制技术、信息化处理技术，将列车运行调整计划分别下达到各个车站的自律机上，然后由其自动执行计划；在列车运行调整计划的基础上，解决列车作业与调车作业在时间与空间上的冲突，实现列车运行与调车作业的集中控制。分散自律调度集中系统在信号设备控制与行车指挥方式上仅设有分散自律控制与非常站控两种模式。系统在分散自律控制模式下，只有控制指令的来源不同，调度中心的控制权限并未发生转换；它可由中心通过给车站系统发命令的方式进行统一控制，也可由车站根据预定的规则和计划信息自动产生控制命令，也可由人工发命令进行控制。在各种控制方式下，均需要根据预定义的安全规则进行校核，确保自动化系统的动作是安全可控的。在非常站控控制模式下，为车站人工控制方式，调度中心不具备直接控制权。CTC系统不再发出进路控制命令，所有的列车进路和调车进路均由车站值班员在微机联锁设备上手工操作。CTC仅用来接收调度命令和阶段计划，并显示站间透明信息等。CTC分散自律调度集中系统功能包括：（1）CTC行调台时间标尺显示功能；区间里程显示功能；操作状态显示功能；运行图绘制功能；运行图编辑修改功能；计划下达功能；计划图注释功能。（2）CTC助调台车站命令状态显示功能；调车作业办理功能；全部站场显示功能；车站人工控制功能；调车作业功能；调车作业发送功能；作业执行状态显示功能。（3）CTC综合维修工作站系统编辑和下发调度命令；编辑调度命令模版；调度命令查询；调度命令发送。（4）CTC通信服务器系统用户登录记录功能；通讯寻址功能；数据请求排队功能。（5）调监系统全屏显示功能；列车车次追踪功能；车站和区间状态监视功能。（6）CTC车务终端信息采集的功能；自动报点功能；调度命令的签收；阶段计划的签收。（7）CTC自律机系统接收调度计划的功能；接收直接操作指令；列车车次追踪功能；运行数据上传功能。发送作业命令给微机联锁仿真系统。第三章 实验操作说明实验采用微机联锁系统设备和沙盘配合CTC分散自律调度集中软件共同完成铁路运输接发列车的综合操作，模拟车站列车和调车进路的微机联锁控制，以列车运行调整计划为中心，通过行车调度台、助调台、综合维修工作站、车务终端和自律机、微机联锁终端等的操作，达到非常站控下正常情况和非正常情况的接发列车及调车作业，分散自律调度集中下对信号设备进行集中控制，对列车运行与调车作业进行直接指挥与管理的高度自动化的调度指挥实训目的。第一节 微机联锁实验操作指导一、实验前设置系统开始演练前需要检查沙盘上机车放置是否正确，机车的电源开关是否打开，并在机车控制系统上或在车站微机联锁教学仿真系统上设置机车的车次信息、设置所在车站和所在股道等信息，以便机车控制系统能够自动控制机车运行。1、设置机车信息（1）在微机联锁教学仿真系统上设置当沙盘上某车站的轨道上存放有机车时，该车站的微机联锁教学仿真系统会自动检测到该轨道有车占用，并显示为红光带。当某轨道显示为红光带时，在该轨道