DB-DCZ21城市轨道交通ATSOCC虚拟实训系统.docx

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1、DB-DCZ21城市轨道交通ATS(OCC)虚拟实训系统建设方案W.V上海顶邦教育设备有限公司一、概述2二、系统实训岗位设置3三、系统实训功能41 列车进路控制功能42行车信息显示功能4支列车运行图/时刻表的编辑和管理功能5生列车运用计划及车辆管理功能5区列车运行的调整功能56 .站台发车指示信息显示功能5L运营记录与统计报表功能58. 故障报警功能52故障模拟功能510.考核功能5X.单机操作功能512.联机操作功能5四、系统拓扑图5五、系统采用的规范和适用标准6六、系统技术要求和参数6L总体功能要求72控制中心模拟子系统（ATS）软件71 ATP/AT0模拟子系统软件124车站模拟子系统软

2、件13区车辆段模拟子系统软件14生 列车驾驶模拟子系统软件15L通信控制系统软件 16七、虚拟沙盘系统功能、组成明细17概述实训系统主要用于对车务人员接发列车的作业能力培训。系统通过计算机技术、虚拟仿 真技术、机器人技术、三维视景技术、环境音响技术、网络信息传输技术等多种技术手段，能 从操作层上贴近实际的列车运行、办理接发列车，仿依据取自真实的现场数据，并配备超 大屏幕显示系统，实时显示列车的运行情况。系统能够使学员充分体会接发列车作业全过程和作业情景，掌握ATS信号系统的操作运 用，提高实际的动手能力，具备一左的故障处理能力和应对能力。通过不同车站的群体协作与配合，增强列车运行安全正点、严肃

3、认真的意识，提高学员的职业素养。二.系统实训岗位设置系统通过对学员进行按岗位分配的系统性的协作培训，使学员的操作有如在现场的身临其 境的感受。系统可对地铁行车.调度各个相关岗位：控制中心调度员、行车调度员.电力调度员、信息调度员、票务员.值班站长.车站站台管理人员.值班员.电客车司机等进行培 训。系统模拟城市轨道交通运营管理过程中各个环节的实操实训：站务室综控人员：实现日常的地铁运营监控和应急事故处理。站务室站务人员：了解城轨车站的设备构成及控制逻辑，进行操作。车站行车值班人员：控制站内信号。可模拟车辆区间阻塞、扣车、列车停靠车站火灾工 况等。车站站台管理人员：了解站台管理的知识和各个设备的认

4、识、熟悉就地控制和应急事故 处理。电客车司机：掌握并熟悉标准化行车作业流程。电力调度员人员：掌握并熟悉标准化牵引供电调度作业流程。行车调度人员：掌握并熟悉标准化行车调度作业流程。车辆段运转调度人员：掌握并熟悉车辆段运转调度作业流程。三、系统实训功能4 列车进路控制功能变更计划运行图/时刻表;实时发出进路指令：将部分和全部信号机置于自动追踪进路、自动排列或人工进路模式状态;设置紧急停车、扣车、跳停指令；设置临时限速指令：人工取消停车点：控制权的交接；时刻表的编辑、模拟运行、装载和在线修改。操纵道岔、道岔单锁；人工取消进路、关闭信号、重新开放信号、封锁（单个或全区）信号；区段封锁；2.行车信息显示

5、功能全线线路、车站、车辆段、停车场的线路布局：CBTC和非CBTC运行状态；信号设备状态；动态跟踪显示线路上列车运行，包括列车的位置、方向、列车识别号等;相关设备的工作状态：屏蔽门/安全门状态、时钟信息等；在站通过和扣车表示；出段列车的预定地点；车站、车辆段、停车场发车晚点情况：运行早晚点（以秒为单位）：控制权的状态等：进路排列方式。3 .列车运行佟1/时刻表的编辑和管理功能4 .列车运用计划及车辆管理功能5 .列车运行的调整功能6站台发车指示信息显示功能7 .运营记录与统计报表功能8 .故障报警功能9 .故障模拟功能可以模拟一些常见的设备故障，包括：轨道电路、信号机、道岔、计轴、应答器、信息

6、指 示器、车站屏蔽门、中央级ATS与车站级ATS的通信故障、中央级ATS故障等。10 .考核功能可根据教学需要预设实训考核功能，并自动记录和评估。单机操作功能能够与教员实训管理子系统进行通信，学员机能够在单机状态下进行运行调整、扣车、车 次号修改等基本操作。根据教学需要，通过教员实训管理子系统预设实训考核功能，能够设置 故障，由教员机自动记录、回放。4 2.联机操作功能中心ATS系统能与各个车站ATS系统和车辆段联锁系统互联。一个中心级ATS仿真系统 与15车站ATS仿真系统、一个车辆段联锁系统进行协同动作。四、系统拓扑图乙一爆先却上g邯多滔&贴隹豆生次於象曲 %跖理壬处帮 飞虚拟实训系统采用

7、内部局域网星形结构，通信介质为双绞线。以应用服务器为中心, 以数据库服务器为基础，建立三层客户/服务器分布式体系结构，具备与实地铁、城轨控制系统功 能相一致的OCC实训系统硬件架构体系。OCC实训系统配备数据库、通信服务器、车辆段控制终端，机车模拟运行终端，调监控制终端, 安装ATS子系统、ATP/ATO子系统、C_LOW系统（完成运营调度、运行图编制与调整、命令下发、 故障设卷等功能）。调监大屏幕系统可完整显示全线路运行状况，也可分屏显示列车进站时的视频图 像。五、系统采用的规范和适用标准本系统设计、研发、制造、集成等过程中遵从的主要规范及标准（但不仅限于此）：1、UIC国际铁路联盟标准：2

8、、IEC国际电工委员会标准：3、ISO国际标准组织标准；4、GB中华人民共和国国家标准：5、TB中华人民共和国铁道部标准。六、系统技术要求和参数控制中心级ATS仿 系统涵盖模拟对象的完整的线路规模和车站规模，通过仿系统实现行车 的环境和过程的模拟。可实现追踪（TMT）；进路操作一一自动进路排列，根据列车当前位置，向联 锁发出进路排列命令：列车自动调整（ATR）,调整列车运行，确保列车运行遵照时刻表,可时间校正， 关闭时可指左停站时间，指左运行时间，人工调整一一扣车和跳停：时刻表系统，一个执行时刻表的 在线运行系统和一个创建时刻表的生成系统：事件列表，报警和消息列表等功能。还可实现非正常及 故障

9、的仿,包括信号设备、车辆等常见典型故障和列车特殊运行模拟实现。车站ATS仿真系统仿真车站值班员工作站的控制功能，接口到OCC系统。其中1个站来自模拟 真实车站的信号，其余站为软件仿真信号。实现本地列车排路：显示详细的轨道布卷图和现场设备的 实际状态：联锁命令的执行：显示车次号；ATS后备模式下车次号操作：列车监视和追踪：自动进路 排列；监视ATS功能的缺失：对常规列车的控制等功能。与车站综合监控系统互联，车站综合监控系 统下可辅助监视，实现城轨各子系统间的联动功能以及各种常见故障的仿 。车辆段值班员工作站控制功能，如发车、接车和调车日常工作及常见故障的仿,具备车组管理 功能，车组管理列表中，车

10、组被分配在使用的时刻表。操作员可以给当前装载的时刻表装载一个新的车组管理列表；也可以根据运行要求修改当前列表。接口至控制中心ATS工作站和车站值班员本地工 作站，实现整体运营过程的模拟。仁总体功能要求（1） 系统应以轨道交通具体线路和车辆段为蓝本，利用讣算机仿真技术，分别模拟正线CBTC系 统和停车场的微机联锁系统的功能，提供控制中心行车调度员、车站行车值班员、车辆段运转值班 员、信号楼调度员、列车司机的模拟实训环境。（2） 系统的人机界而各个信号元素的显示颜色应与现场系统设备一致；（3） 系统的操作界而，操作命令，操作对话信息以及操作过程要与现场设备操作一致；（4） 具体培训功能包括：城市轨

11、道交通行车岗位认知功能：CBTC系统基本工作原理认知功能：车辆段微机联锁系统工作 原理认知功能；正线行车调度实训功能：车辆段行车调度实训功能：教学管理功能：故障设苣及处理 功能。2,控制中心模拟子系统（ATS）软件总体要求1. 控制中心模拟子系统，模拟本沙盘线路的控制中心的ATS功能，人机界面上的站场图 结合本项目实际线路进行设计。2. 系统应以轨道交通具体线路和车辆段为蓝本，利用计算机仿真技术，分别模拟正线CBTC系统和停车场的微机联锁系统的功能，提供控制中心行车调度员、车站行车值 班员、车辆 段运转值班员、信号楼调度员、列车司机的模拟实训环境。3. 系统的人机界面各个信号元素的显示颜色应与

12、现场系统设备一致。4. 系统的操作界而，操作命令，操作对话信息以及操作过程要与现场设备操作一致。5. 系统应具有报警信息仿真功能，报警信息的要求和格式与现场设备一致。6. 系统应能按当天运行计划运行图进行多列车运行模拟，能将不同种类（包括平日、节假日、特殊情况等）的时刻表存入系统内，并能加载各类型时刻表，创建当天运行计划运行图。7. 系统应具有行车故障模拟功能，用于训练学生故障情况下的行车调度处理能力&系统应能在单机上进行教学培训，同时又能按照现场“控制中心-集中站-停车场”的结构进行联机，提供多岗位行车调度模拟演练：同时应可以根据需要构建多组别同样结构的行车调度模拟演 练环境，各个组别之间相

13、互独立，互不影响，以扩大培训规 模。9 .系统配置与沙盘、列车驾驶模拟器等仿真设备的接口。10 .系统应具有教学、练习和考核功能，并能记录学生操作。11 .控制中心模拟子系统功能模拟要求：控制中心ATS系统工作站的显示和操作功能模拟，同界而显 示和操作方式、操作流程与现场一致。模拟的功能不少于以下内容：详细功能介绍（1）信号控制功能信号控制功能主要由部署在C-LOW 土的ATS的子系统VICOS 0C 101实现的，中心的C-Low工作站功能和车站模拟系统的VICOS 0C 101系统相同，只是控制权限不一样。操作 界面如下 图：西门子VICOS 0C 101系统，该系统实现本地级控制功能。该

14、系统部署在中心本地操作 工作站（C-LOW)和车站的本地操作工作站(LOW) 0主要功能如下。显示设备状况显示行车状况 排列进路 取消进路 道岔总泄 道岔总反 道岔锁闭 道岔解锁区段强解扣车扣车恢复封锁信号机封锁区段强行站控交出站控接收站控设宜停站时间催发列车修改车次号位移车次号显示列车信息 ATP切除定义车次号（2）列车调整功能根据列车的运行情况，对列车的运行时刻表等信息进行自动化调整，从而保i正列车运行的高效可靠。（3）站台控制功能车辆段基地信号楼调度员：安排在车辆段的汁算机联锁工作站上，控制和监视车辆段信号。运转值班员：安排在车辆段的计算机联锁工作站上，控制和监视车辆段信号。（8） 能够

15、模拟非正常情况下，较小的行车延误的调度工作以及延误进一步扩大的调度组织工作程信号故障导致的延误，由于信号故障导致不能正常发车或接车，如果时间比较短会导致比较小的行车延误，如果时间过长甚至会影响其它班次列车的行车产生大而积延误。列车故障导致的延误，由于列车故障导致不能正常发车或接车，如果时间比较短会导致比较小的行车延误，如果时间过长甚至会影响其它班次列车的行车产生大而积延误。（9） 系统能够模拟紧急情况下行车组织调整和调度处苣 故障设备：如出站信号设备故障，通信故障等。 意外事件：如有人调下站台，等相关的对列车正常运行有影响的不可预知的事件。 自然灾害：如隧道塌方，过江隧道漏水。突发特大客流：大

16、量的客流会直接影响通信、信号的负担，通过采取一些调度措施进行处理。（10）系统的培训功能面向齐个岗位的相关人，用于这些岗位的正常和故障情况下处卷流程的培训，包括如下角色。该功能通过让培训人员对仿软件的实际操作来体格岗位的业务水平。 控制中心行车调度员 车站值班员 停车场运转值班员信号楼调度员列车司机OCC值班员3 . ATP/ATO模拟子系统软件总体要求ATP/ATO模拟子系统，模拟CBTC系统的轨旁ATP/AT0和车载ATP/AT0的功能。具 体应不少于 以下功能逻辑的模拟：轨旁ATP的列车移动授权汁算功能（负责根据收到的列车位苣计算每列车移动 授权和速度，并比对讣划运行图自动调整列车运行等

17、级、停站时间等功能）；车载ATP的列车位置讣 算功能：车载ATP的列车超速防护功能：保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的限速；车载 ATP的列车ATP速度计算功能；降级模式的ATP功能模拟；集中站的信号联锁设备功能的模拟：包括 进路、道岔、站台紧急停车等；可模拟具有正常情况下列车出库、运行、折返、停站、回库等通信、 信号环节及列车故障救援标准化流程。详细功能介绍由车载控制器实现列车自动防护（ATP）和列车自动运行（ATO）功能。车载单元支持的驾驶模式如下： ATO模式：ATP自动监督，ATO自动驾驶（基本使用模式）。 SM模式：ATP自动监督下的人工驾驶（安全性最高的模式）。 RM模式：

18、自动限速25 km/h,人工驾驶。该模式下列车运行均不受地而信号控制，ATP车载设备仅对速度进行限制。 URM模式：ATP切除、人工驾驶。 AR模式：自动折返模式。ATP车载设备的主要功能如下： 报文的接收 速度监督故障模式处理 距测量 速度测量 同ATO车载单元进行通讯交换数据具有故障一安全特性的列车数据的输入 具有故障一安全特性的输入、输出 倒退车辆的监督 报文传输故障时间及走行距离的监督ATO车载单元的主要功能如下： 自动驾驶和目的制动这是ATP/ATO装备的列车常规运行模式，3中基本的驾驶阶段是：加速、巡航和制动。 巡航 在正线上停车 限速区段 通过车站 车辆段向正线发车 从正线向车辆

19、段发车 列车自动折返配置要求该模块需要配合“列车驾驶模拟子系统软件”，来进行运算，因为英功能隶属于车载设备 (VOBC)，所以其部署实在列车驾驶模拟系统所在的计算机上，不需要独立的汁算机。4 .车站模拟子系统软件总体要求车站模拟子系统，模拟本沙盘线路上所设置的所有车站的ATS功能、车站计算机联锁功能，人机 界而上的站场图结合本沙盘线路进行设讣。详细介绍车站主要模拟了西门子VICOS OC101系统，该系统实现本地级控制功能。该系统部署在中心本地 操作工作站(C-LOW)和车站的本地操作工作站(LOW)上。主要功能如下。 显示设备状况 显示行车状况排列进路 取消进路 道岔总泄 道岔总反 道岔锁闭

20、 道岔解锁 区段强解 扣车 扣车恢复 封锁信号机 封锁区段 强行站控 交出站控 接收站控5 .车辆段模拟子系统软件总体要求车辆段模拟子系统，模拟轨道交通的车辆段微机联锁系统的通用功能，它的人机界而上的站场图 按照本沙盘线路的车辆段进行设讣。其界而显示和操作方式、操作流程应与现场一致；具有列车在车 辆段调车、列车出库、入库等运行模拟功能：可模拟联锁设备故障 现彖及处置过程。功能要求（1） 操作功能模拟：进路操作；人工取消进路：重开信号；引导进路；引导总锁：人工延时解 锁；区故解；道岔单操；道岔单锁；非进路调车（试车线）（2） 列车运行模拟：调车：出库：入库等。（3） 故障现象模拟；信号机灯丝断丝

21、；轨道电路故障（红光带）：道岔失去表示：联锁机A机/B 机不同步：上电初始化；熔线断丝：热丝断丝等。6 列车驾驶模拟子系统软件总体要求列车驾驶模拟子系统，模拟列车驾驶台的显示和操作功能，具有与现场一致的操作界而和操作功 能，同时预留与列车驾驶模拟器的接口。详细功能介绍该子系统主要模拟了司机对列车的操作人机界面，该系统与ATP/ATO组合来完成对整列车的控制 模拟。模拟驾驶子系统的界而如下：人机界面有如下模块组成：速度表：用于显示当前的列车实际速度和ATP限速。如果实际速度大于ATP限速值则会给出报 警信息。控制按钮和状态显示按钮：该按钮盘而可完成如下操作显示前方信号状态。 显示当前的运行模式。

22、 在手动驾驶模式下切换列车的上下行方向。 控制列车的前进后对停车。 显示当前的限速状态。司机控制器司机控制器可以模拟真实的司机控制器包括电钥匙，牵引手柄，模式转换器。通过牵引手柄可以 控制列车的牵引力制动力来完成列车的驾驶任务。通过模式转换器可以在各种驾驶模式下进行切换。7.通信控制系统软件总体要求通信控制系统，为各个模拟子系统提供通信数据中转的功能，同时通信控制系统监视与运行各个 子系统的工作站的联机通信状态，人机界而上显示相应的状态，并在信息栏中实时显示收到的中转数 据。详细功能介绍该系统主要用于各个仿真模块之间的通信工作。为各个模拟子系统提供通信数据中转的功能，同 时通信控制系统监视与运

23、行各个子系统的工作站的联机通信状态。因为系统是采取分布式的理念设汁的，所以通信软件尤为重要，它是保证各个系统正常运行的核 心部分，该软件可以监视各个子系统的通信状况，并实时显示到界而上，并根据运行状态动态的调整 通信负载的均衡性。同时通信软件子系统也兼顾了 CBTC模式下DCS通信系统的模拟工作。通信软件的核心数据链如下： ATS的各个子系统连接 机车基础控制模块和ATP/ATO的连接 ATS和区域控制器的连接 区域控制器和车载设备的连接 区域控制器和汁算机联锁子系统的连接机车驾驶模拟和硬件机车的连接沙盘硬件控制模块和计算机联锁子系统的连接七.虚拟实训系统功能.组成明细序号设备夕1称技术规格及

24、功能参数数量单位1A 跻模块学员终端品牌电脑(配置不低于):英特尔(R)酷睿(R)I3处理器 4G内存.500G硬盘.21.5寸液晶显示 器。60套2学员终 端配套桌 椅六连体学员桌：采用进口防火板，同色PVC封边， 桌板厚为25mm，四周倒圆角：每张学员桌 配备6张 学员椅。10套3网络交换 机及配线符合行业标准、品牌设备。一套用于电子沙盘，一 套用于与实物沙盘的通信。2套4控制中心 一体化调 度台调度台为连体扇形连体调度台；表面为高密度防火 板，护边处理：台体满足控制中心工作站布线、散 热要求；每套调度台配备6张座椅；含教员工作 站。1套5车辆段联 锁机 (运用所)品牌电脑(配苣不低于)：

25、英特尔(R)酷睿(R)双核处理 器 G630 2.7G 2G 内存.500G 硬盘、21.5寸液晶显示器。1套6时刻表计 算机品牌电脑(配苣不低于)：英特尔(R)酷睿(R)双核处理 器 G630 2.7G 2G 内存.500G 硬盘、21.5寸液晶显示器。1套序号设备名称技术规格及功能参数数量单位7本操作中度作皿/5 站讪边站品牌电脑(配卷不低于)：英特尔(R)酷睿(R)双核处理 器 G630 2.7G 2G 内存.500G 硬盘、21.5寸液晶显示器。1套8机车模拟 运行服务 器品牌服务器(配置不低于)：英特尔(R)酷睿(R)双核处 理器G630 2.7G 4G内存.500G硬盘、21.5寸

26、液晶显木器。1套9通信和数 据库服务 器品牌服务器(配置不低于)：英特尔(R)酷睿(R)双核处 理器G630 2.7G 4G内存、500G硬盘、2仁5寸液晶显示器。1套10调监服务 器品牌服务器(配置不低于)：英特尔(R)酷睿(R)双核处 理器G630 2.7G 4G内存、500G硬盘。1套11教员管理 机品牌电脑(配宜不低于)：英特尔(R)酷睿(R)双核处理 器 G630 2.7G 2G 内存、500G 硬盘、2仁5寸液晶显示器。1套12调监显示 系统DID46寸3气液晶拼接屏1套rz/N13i?ATSss用须次H即券 件通数务整个系统的网络中心和数据中心，服务器为用户提 供用户注册、登陆验

27、证.任务请求.成绩上传、接受 教师机控制等服务，保存用户的各种状态和训练及 考试成绩数拯。实现与实物沙盘的通信1套14运行模拟 服务器软 件系统可以模拟列车在区间和车站的运行、停车.进站、发 车.通过等情况，训练环境完善逼真，能够配合各角色正确地、完整地完成实训演练。1套序号设备名称技术规格及功能参数数量 单位15与地铁控制中心C-LOW中心本地级操作工作站 软件一致控制中 心软件 系统用来为每班选择对应的基本运行图，下达运行计 划，记录运行时间结果，以及对运行计划进行人 工调整匚16调监系统软件显示全线路轨道、信号机、道岔状态：监视列车的运行和车次编号，列车位置、出清等显示状态信息。车站的车

28、控室场景（包含15个车站）含轨道交通线路的全线俯视场景；利用仿真技术 及虚拟建模技术显示车站内的道岔转换、信号机 变化、列车运行等行为，可以实时显示列车的运 行情况。（包含15个车站）虚拟轨 道交通 全线线 路场景 系统19车站的站台场景（包含15个车站）20虚拟车站站台3D场景22虚拟车站值与地铁车站值班员着装一致23242526虚拟车站站务员3D人与地铁车站站务员着装一致:虚拟车辆3D模与地铁使用车辆外观一致6型车控室3D监视 可以控制和切换对车控室值员对LOW车站本地控制系级操作工作站和HP后备盘操作的监视统站台3D 监视控 制系统可以控制和切换对车站列车停站、屏蔽门、上下客、站务员工作流程等的监视；可实现教师对整个系统的管理，包括：常规设置、资源管理、考试管理及系统管理：27教员机 控制软 件系统序号设备名称技术规格及功能参数数量单位28学员软件 终端含地铁车站LOW车站本地级操作工作站软件：并符 合相关的技术标准，软件系统界而元素.界而布置、 菜单结构.功能与实际相一致60套