張錫弟，鐵路運輸自動化及鐵路信號專家。長期從事鐵路信號器材和系統研究，是鐵路行車指揮自動化系統的開拓者之一。主持完成電子調度集中系統、計算機調度監督系統、大秦線重載鐵路調度指揮中心繫統及其配套設備的研製。推進模糊控制理論的探討及套用研究。為中國鐵路運輸自動化的發展及培養人才做出重要貢獻。
基本介紹
- 中文名：鐵路行車指揮自動化
- 外文名： automation system for railway traffic control
- 類型：自動化
- 屬性：鐵路
簡介,系統組成,發展趨勢,歷史沿革,套用,
簡介
鐵路行車指揮自動化，利用線上計算機和有關技術設備，自動收集信號設備狀態和列車運行的信息，按規定的算法和程式進行處理，實時地傳送出指揮列車運行的有關命令，安排列車進路和調整列車運行，同時，將處理的結果予以記錄和顯示，這種集中控制和監視系統稱為鐵路行車指揮自動化。
系統組成
各國鐵路行車指揮自動化系統雖然在功能方面有差異,但系統組成都是在現有信號設備(區間閉塞、車站聯鎖、調度集中控制等)的基礎上,增加車次跟蹤和計算機系統、通信設備以及故障檢測設備等，構成高一級的具有智慧型性的行車指揮系統。根據系統的不同要求，計算機的配置方法也不盡相同,基本上可分為:①單機系統，如美國鐵路有採用一台計算機的系統，這種系統以人工操縱的調度集中控制總機作為備用系統；②雙機系統，其中又可分為並列雙機和待機雙機系統。前者兩機同步工作，並進行比較後構成輸出，後者為熱備用方式；③三機系統，其中又可分為三中取二多數表決系統和三機的二重系統。前者按三取二邏輯判決進行工作，日本和聯邦德國已採用了這種系統。後者兩機按並列雙機工作，一機備用。計算機系統的外圍設備和接口，除了通用的以外，還有一些專用的，如同信號設備連線的專用接口設備，以及調度員與計算機對話的專用終端和車站值班員與計算機對話的遠程終端設備等。
自動化系統中的套用軟體主要有列車追蹤、進路控制和運行調整。其基本構成方法和原則分述如下。①列車追蹤：計算機根據信號遙控遙信系統送來的信息，掌握列車位置的變化，在計算機內設定對應於線路設備和列車的存貯器，以及按列車車次分類的列車追蹤表；它隨時間的推移和發生的變化，按照程式設計的流程進行處理，實現對列車的追蹤。有關數據經過進一步處理後，用於繪製列車運行實跡圖和為進路控制提供列車追蹤信息。②進路控制：列車按運行圖行車，實現計算機控制進路，首先要將管轄區段的運行圖存入計算機內，然後根據設定進路時間、列車位置、列車順序和信號設備鎖閉條件等，按照程式設計的流程，經過分析、比較等處理過程後，輸出某一列車進路的命令。③運行調整：列車運行按照預定的運行圖和車站作業計畫進行，一旦運行圖被打亂，就要調整，調整內容主要是變更列車順序，修改越行或會車地點和時間，找出恢復運行圖的最佳方案。
發展趨勢
行車指揮自動化系統是一個具有較強數據處理功能的監控系統。在此基礎上可形成幹線鐵路、樞紐地區以及較大範圍地區鐵路的控制中心，以更有效地組織鐵路運輸工作。此外，隨著微型計算機和數字通信技術的發展和套用，行車指揮自動化系統將以微型計算機為基礎，構成按功能劃分的模組化的分布系統，以進一步提高系統的可靠性，增強系統功能和適應性。
歷史沿革
傳統的鐵路行車指揮系統的調度方式為“以人為主、設備為輔”，伴隨著鐵路客貨運量的增加，行車速度的大幅提高，行車指揮過程中因為人為因素而導致對不協調和聯絡失誤，對行車調度指揮將產生很嚴重的影響。因此，傳統的調度方式已經不能滿足行車調度指揮的需要，為改變這種狀況，各個國家開始逐步開發行車指揮自動化系統。
捷運行車自動化系統是隨電子技術的發展於20實際60年代開始出現的。前蘇聯於1958年首次研製成功了較低級的行車自動化系統，1962年在莫斯科捷運使用。美國於1960年在紐約捷運試運行列車自動運行系統（ATO）。20實際70年代以來，各國捷運都想著綜合自動化方向發展。美國與1972年9月在舊金山海灣採用成交快速運輸系統（BART）。這個系統的控制中心安裝了兩台計算機（其中一台備用），能同時指揮和控制105列列車執行計畫運行圖。1971年7月23日英國在維多利亞線上實現行車自動化，開通西安路全場22.4km。1972年法國在巴黎捷運東西快車線上實行自動調度，利用列車自動操縱設備實現了自動駕駛，較全面地實現了列車行車指揮和列車運行自動化。我國北京與1975年開始試用自己研製的行車自動化系統。1976年開始採用國產電子計算機，初步顯示了鐵路行車指揮自動化。
套用
2006 年 7 月 1 日，青藏鐵路正式通車運營。由於採用了自動化的行車指揮管理系統，青藏鐵路實現了“坐鎮西寧，指揮千里”的行車指揮大跨越。新一代的調度指揮自動化管理平台是由分散自律調度集中（CTC）系統和增強型的列車控制系統（ITCS）以鐵路列車調度指揮系統（TDCS）為平台所構成的，該系統通過對鐵路調度指揮工作進行流程化的最佳化實現了運輸調度指揮的自動化，從而解決了“坐鎮西寧，指揮千里”行車指揮難題。
該系統不僅可以實現對於路網內車站信號設備的遠程集中控制，還能實行、動態地監視路網行車設備的運行情況。除此之外，還可以幫助調度員動態掌握列車運行信息。該系統之所以能實現對於行車調度管理的透明指揮和智慧型決策，提高運輸指揮的組織能力和運輸效率，除了鐵路企業對運輸體制進行了相應的變革之外，主要歸功於其成功突破了下列技術瓶頸：(1)實現了對於調車進路的集中控制，通過行車和調車可靠自動隔離的控制方法，解決了頻繁對交放權問題，提高了系統的可靠性。(2)可以根據列車的實際運行情況自動編制和調整列車運行圖，實現調度指揮的智慧型化控制；(3)採用冗餘技術實現系統自我診斷功能，提高了系統的可靠性；(4)完善了地面到機車信息的傳輸配套技術，滿足了調度集中的發展要求；(5)在調度比較集中的區段，能夠比較合理地調整既有行車調度指揮模式和管理範圍，實現了列車運行的集中控制和減員增效；(6)提高了系統間數據處理的速度，提高了系統的效率。
