轨道交通运营通信信号模拟教学系统方案20170701

武汉鑫卓雅科技发展有限公司

轨道交通运营通信信号实验教学系统

武汉鑫卓雅科技发展有限公司

陆继杰134********

2014年07月01日

目录

1 教学系统构成 (3)

2 通信系统 (4)

3 沙盘模拟系统 (4)

3.1 沙盘模拟系统的组成 (4)

3.2 城市轨道交通线路模拟系统 (4)

3.2.1 城市轨道交通线路 (4)

3.2.2 城市轨道交通车站 (5)

3.2.3 城市轨道交通信号 (5)

3.2.4 城市轨道交通车辆 (6)

3.3 高速铁路线路模拟系统 (6)

3.3.1 高速铁路线路 (6)

3.3.2 高速铁路车站 (6)

3.3.3 高速铁路信号 (7)

3.3.4 高速铁路车辆 (7)

3.4 沙盘整体要求 (7)

3.4.1 线路布局、材料要求 (7)

3.4.2 沙盘控制器的要求 (8)

4 调度中心模拟系统 (8)

4.1 城市轨道交通调度中心模拟系统 (8)

4.2 高速铁路调度中心模拟系统 (8)

5 通信信号教学创新系统 (9)

6 实验教学系统的功能 (10)

6.1 城市轨道交通运营通信信号实验教学系统 (10)

6.1.1 线路模拟系统的功能 (10)

6.1.2 调度中心模拟系统功能 (13)

6.1.3 系统整体功能 (13)

6.2 高速铁路运营通信信号实验教学系统 (14)

6.2.1 线路模拟系统的功能 (14)

6.2.2 调度中心模拟系统功能 (15)

6.2.3 系统整体功能 (16)

6.3 通信信号教学创新系统 (16)

6.3.1 微机联锁开发平台 (16)

7 其他 (17)

8 系统设计方案 (17)

8.1 实验室布局 (17)

8.2 模拟系统整体架构 (18)

8.2.1 轨道交通运营通信信号系统架构 (18)

8.2.2 高速铁路运营通信信号系统架构 (19)

8.2.3 通信信号实验教学系统 (19)

9 轨道交通列车运行图编制系统 (20)

1 教学系统构成

轨道交通运营通信信号实验教学由通信网络系统、城市轨道交通运营通信信 号实验教学系统、高速铁路运营通信信号实验教学系统和信号教学创新系统四部 分组成。同时，城市轨道交通运营通信信号实验教学系统、高速铁路运营通信信 号实验教学系统又分别包含线路模拟系统和调度中心模拟系统。城市轨道交通线 路模拟系统和高速铁路线路模拟系统共存于一个沙盘，形成沙盘模拟系统。

高速铁路运营通信信号 实践教学系统

城市轨道交通运营通信

信号实践教学系统 通信信号

教学创新

系统高速铁路 线路模拟 系统 高速铁路 调度中心 模拟系统

城市轨道

交通线路

模拟系统 城市轨道 交通调度 中心模拟

系统 通信系统

图1 实验教学系统组成示意图

通信网络系统采用成熟的计算机局域网技术，为整个系统进行数据交换提供 通道。

沙盘模拟系统主要是对轨道交通运输的基础设施的模拟，包括线路、车站、 车辆以及信号基础设施等。

调度中心模拟系统是对轨道交通运输调度中心的模拟；沙盘模拟系统和调度 中心模拟系统二者结合可实现轨道交通运输的各项业务及列车运行过程，如对运 营计划运行的编制及下发（包括列车运行计划、动车运用计划、乘务员计划等）、 日班计划的制定、3～4小时运行图的调整、异常情况的处理、综合维修计划的 制定、车站的接发车业务、调车等。

信号教学创新系统相对独立于沙盘模拟系统和调度中心模拟系统，但亦可通 过数据通信接口与沙盘模拟系统及调度中心模拟系统中的系统进行通信。信号教 学创新系统主要用于高年级本科生、硕士生和博士生的创新实验以及教师的科研

研究。

沙盘模拟系统和调度中心模拟系统是整个实验教学系统的基础，在其基础上可进行进一步的扩展。

2 通信系统

通信系统采用计算机局域网技术，主要由网络机柜、交换机等设备组成。要求如下：

1) 网络带宽为100M；

2) 通信介质采用超五类双绞线；

3) 通信网络中的通信设备应达到7*24。

3 沙盘模拟系统

3.1 沙盘模拟系统的组成

沙盘模拟系统是对城市轨道交通运输和高速铁路运输系统基础设施的模拟，包括线路及信号设备、车站及车站设备、车辆段及车辆段设备、动车运用所及设备等基础设施。

模拟沙盘包括两条模拟线路：城市轨道交通模拟线路和高速铁路模拟线路。两条模拟线路分别构成城市轨道交通线路模拟系统和高速铁路线路模拟系统。

城市轨道交通线路模拟系统和高速铁路线路模拟系统相互独立，是两套独立的系统。

沙盘是场站、行车、调度、信号等平台建设内容的集中体现，表现形式分为静态展示和动态两部分。静态部分包括地形地貌，场景绿化，城市建筑，高架桥梁，山形隧道，河流水系等基础设施；动态部分是指根据平台下达的计划，通过转化为控制系统指令，完成列车在沙盘上的调度运行控制，从而达到动态演示的目的。

3.2 城市轨道交通线路模拟系统

3.2.1 城市轨道交通线路

1) 城市轨道交通模拟线路应以XX市地铁线路为原型进行设计。

2) 城市轨道交通模拟线路应设地面线路和地下线路两层。

3) 城市轨道交通线路牵引供电均设计为第3轨供电方式并设计牵引变电

4) 地下线路和车站的外围采用透明材料制作，利于学生观察。

5) 模拟线路要与实际线路一致，采取整体道床模型，可根据实际线路按照

一定比例缩小。

6) 轨道采用表面经过防氧化处理的精制铜质钢轨。

7) 线路路基采用高强度工程塑料板。

3.2.2 城市轨道交通车站

1) 城市轨道交通模拟线路中包含正线车站5座，车辆段1座；

2) 5个车站分别设有1个地下车站和4个地上车站；

3) 5个车站应至少包含岛式站台、侧式站台及混合式站台样式各一个；

4) 每个车站包含道岔区段，列车在包含道岔区段的车站能够进行折返作业

（包含站前折返、站后折返）。

5) 2个车站必须包含屏蔽门（可控）；

6) 车辆段除包含2条出入段线外，还应该包含1条检修线、4条停车、安

全线若干条、1条试车线；

7) 每个车站设置紧急停车按钮、发车表示器；

8) 1个车站模型应有出入口、站厅、站台、检票入口、自动扶梯、照明等。

站房和站台使用彩色进口亚克力板。

9) 车站、车辆段的照明采用安全电压。

3.2.3 城市轨道交通信号

1) 城市轨道交通模拟系统按照CBTC的列车控制系统进行设计，具有“线

路控制中心-集中站-停车场-线路-列车”的结构体系，具备CBTC系统的

正常模式和后备模式的功能，列车能按照移动闭塞原理进行运行。

2) 在道岔区段应设置转辙机等信号基础设备。

3) 线路上应设置应答器或计轴器等信号基础设施。

4) 对ATC系统的模拟应包含完整的ATO、ATP和ATS三部分；在正常的

情况下，列车按照移动闭塞的信号制式行驶；在异常情况下，列车按照

计轴器设备的固定闭塞方式行驶。

5) 每个车站应设置各种信号灯，包括进出站信号灯、警冲标等信号基础设

6) 在设道岔的车站应设置微机联锁模拟系统（LOW本地操作工作站）、ATS

工作站。

7) 车辆段应设置微机联锁模拟系统、出入段信号灯、调车信号灯、ATS工

作站等信号基础设施。

8) 正线信号机为高柱三显示，尽头信号机为单显示。车辆段的列车信号机

为高柱五显示，车辆段的调车信号机为矮柱二显示，尽头信号机为矮柱

单红显示等，同时具有信号机状态检测功能。

9) 信号机采用有机玻璃、钢管、发光二极管等材料制作。

3.2.4 城市轨道交通车辆

1) 城市轨道交通列车数量为6辆。

2) 车辆按照重庆地铁车辆制作，可根据实际车辆的形状按照1:48缩小，一

动一拖为一列车。

3) 车辆模型内部应含电池、车辆远程控制模块等，可接受远程无线控制，

包括运行方向、速度级别、停车等。

4) 具有停车、加速、减速及改变运行方向等控制功能。

5) 车顶盖可以揭开，带无级调速控制模型，可以自动调节车辆运行速度。3.3 高速铁路线路模拟系统

3.3.1 高速铁路线路

1) 高速铁路模拟线路应以XX市城际铁路为原型。

2) 高铁线路以高架为主，并设计牵引变电站和接触网。

3) 模拟线路要与实际线路一致，采取无砟道床模型，可根据实际线路按照

一定比例缩小。

4) 轨道采用表面经过防氧化处理的精制铜质钢轨。

5) 线路路基采用高强度工程塑料板。

3.3.2 高速铁路车站

1) 高速铁路线路包括4个正线车站和1个动车运用所。

2) 每个车站至少包含4条停车股道，含正线。

3) 每个车站均需要设置道岔渡线，以利于实现反向接发车。

4) 动车所除包含2条出入段线外，还应该包含1条检修线、4条停车、安

全线若干条、1条试车线；

3.3.3 高速铁路信号

1) 信号系统应以CTCS-3和CTCS-2为原型进行建设，按照“CTC中心-车

站-线路-列车”的结构进行构建和布局，具有C3级系统的模拟功能，且

向下兼容。

2) 每个车站均需设置相应的信号灯、警冲标、转辙机等信号基础设施。

3) 每个车站均需设置车站自律机、微机联锁操作台等信号设备；

4) 区间及车站应设置轨道电路、应答器等信号基础设施；为教学上的方便，

区间应设置区间通过信号灯。

5) 动车所应设置出入段信号灯、调车信号灯、转辙机、微机联锁设备等信

号、调度台等设备。

6) 车站、区间上的信号与调度中心的系统应为一整体，能够模拟调度集中、

分散自律的工作原理和功能。

7) 信号机采用有机玻璃、钢管、发光二极管等材料制作。

3.3.4 高速铁路车辆

1) 车辆模型以CRH3车为原型进行设计，要求外观一致，比例为1:48。

2) 高速铁路列车数量为5列列车。

3) 车辆模型内部应含电池、车辆远程控制模块等，可接受远程无线控制，

包括运行方向、速度级别、停车等。

4) 具有停车、加速、减速及改变运行方向等控制功能。

5) 车顶盖可以揭开，带无级调速控制模型，可以自动调节车辆运行速度。

3.4 沙盘整体要求

3.4.1 线路布局、材料要求

1) 沙盘上的两条线路，城市轨道交通线路和高速铁路线路布局应合理，且

两条线路互不干扰；

2) 沙盘面积的大小应根据场地尺寸进行设计；

3) 沙盘台体采用钢架构焊接而成，平稳结实受力均匀；

4) 沙盘裙边采用实木材料，喷漆处理表面、装饰沙盘外围上侧，所有木料

经干燥、防虫处理，含水量符合国家标准，保证使用中不发生变形、开

裂。

5) 沙盘上除两条线路外，还应包括典型的建筑物、城市道路、河流、植被、

人物等。

6) 站房和典型建筑物等全部采用优质ABS板、高强度工程塑料搭建，用亚

克力板装饰

7) 沙盘上围挡采用钢化玻璃材料，精加工打磨、装饰沙盘上侧。（不低于以

下标准：直径50毫米，高400毫米不锈钢柱，12毫米厚全透明玻璃做

护栏边）

3.4.2 沙盘控制器的要求

1) 对沙盘上的每个车站应分别采取独立的控制器，控制器的接口应采用

RS-422标准或RJ45网络标准；

2) 对机车的远程控制命令通过无线进行传输；

3) 沙盘上的电气线路布置要合理，电气线路的接口放置在一个接线盒中。

4 调度中心模拟系统

调度中心模拟系统包含城市轨道交通运营调度中心和高速铁路运营调度中

心两部分。

4.1 城市轨道交通调度中心模拟系统

1) OCC控制中心设置列车运行计划台（用于计划图编辑）、列车运行调度

台、CLOW中央本地操作工作台、模拟故障的教师机以及必要的服务器；

2) OCC控制中心的所有系统需接入通信系统，采用TCP/IP协议进行通信；

3) 在OCC控制中心设置大型显示屏一块（液晶拼接），用于显示城市轨道

交通列车的运行过程；OCC控制中心和高速铁路调度中心共享大型显示

屏。

4.2 高速铁路调度中心模拟系统

1) 调度中心应设置列车运行计划台、列车运行调度台和助调台、动车运用

调度台、故障模拟教师机以及相应的服务器；

2) 调度中心应设CTC中心模拟系统；

3) 调度中心的所有计算机应接入局域网，采用TCP/IP协议进行通信；

4) 调度中心设大型显示屏一块，用以显示列车运行过程。该显示屏与城市

轨道交通OCC控制中心共享。

5 通信信号教学创新系统

信号教学创新系统主要是针对高年级本科生、硕士生、博士生和教师而建设的，其主要目的是给学生和教师

1) 提供一个微机联锁系统二次开发平台，充分发挥学生和教师对于轨道交

通信号系统核心设备研发的创新能力；

2) 提供一个轨道交通信号系统综合仿真设计分析评估平台，提高学生和教

师针对各种轨道交通线路和场景下对信号系统的综合设计、分析和评估

能力。

(1) 微机联锁开发平台

1) 建立6502继电器集中联锁平台，可实现6502所有正常列调进路功能、

引导进路功能；

2) 可实现坡道延续进路模拟办理及延时解锁；

3) 半自动闭塞的办理及故障恢复模拟；

4) 复线双向自动闭塞改变方向的正常办理和辅助办理；

5) 实现挤岔、信号断丝等报警模拟；

6) 可办理道岔单独操作和单独锁闭；

7) 驱动采集机：完成信号机、转辙机的驱动输出控制，轨道电路状态、信

号机状态、道岔状态的表示采集；

8) 继电器组合架等机架设备：安全继电器组合架，上位机柜、专用驱动采

集接口箱等组成；

9) 现场信号设备：信号机，转辙机，轨道电路；

10) 信号教学创新系统核心设备采用GE公司的APC控制器和嵌入式系统；

11) 信号教学创新系统应提供双机热备功能；

12) 信号教学创新系统应提供工业以太网、Profibus-DP现场总线接口；

13) 信号教学创新系统应提供各种开关量、模拟量输入输出模块；

14) 提供上位机编程软件和开发软件，供学生进行二次开发；

6 实验教学系统的功能

6.1 城市轨道交通运营通信信号实验教学系统

城市轨道交通运营通信信号实验教学系统宏观上应能够动态展现列车运行过程、信号设备的工作过程、信号设备与列车运行的关系、信号设备之间的逻辑关系、运行计划图的编辑和下发以及对列车运行过程的控制等功能。

6.1.1 线路模拟系统的功能

1) 列车远程控制功能

应能够对线路模拟系统中的车辆进行远程控制。具体功能如下：

(1) 对列车的手动控制

通过功能按钮来对每列列车进行单独控制，包括列车前进、后退、加速、减速、停车等。

(2) 列车运行模式的选择

可对列车运行模式进行选择，列车运行模式包括：

在ATP保护模式下的ATO模式（自动驾驶模式）；

在ATP保护模式下的人工驾驶模式；

限制速度下的人工驾驶模式

无ATP保护的非限速人工驾驶模式

折返模式（ATO驾驶无人自动折返、ATO驾驶有人自动折返、ATP监督

下的人工驾驶折返）

(3) 列车实时信息的显示

能够实时显示列车在沙盘上的位置、列车驾驶模式、列车速度、最高速度、距离前方停车的距离等信息，界面应与车载上的HMI一致。

(4) 通信功能

能接收OCC控制中心或调度发送的调度命令，如限速命令、停车命令等，并将调度命令转换为相应的控制命令发送到相应列车。在列车运行过程中，当用户手动控制列车时，能实时将列车状态转发给相应的系统。

(5) 机车状态保存

为了方便整个系统的演练，系统具备退出时自动保存各机车在沙盘上的位置

信息(所在站场、车头所在股道、车尾所在股道)，当下次启动演练系统时可以自动根据退出时的信息自动设置机车信息。

(6) 具备无线遥控功能，采用国家无委颁发并验证的315M标准频段，发射功

率达到能覆盖实验室为宜。

2) 微机联锁功能

微机联锁仿真系统宏观上应能够对沙盘上的转辙机、信号灯等设备进行控制，从而达到排进路、解锁进路的目的，为列车的运行提供一条路径。具体功能如下：

(1) 微机联锁系统能够接收ATS系统传递的排进路命令，同时将道岔、信号

灯的状态、轨道电路的状态实时传递给ATS系统及其他系统；

(2) 车站联锁系统的线路显示部分与沙盘上的线路一致。操作界面要与重庆

轨道交通实际一致；

(3) 根据排进路命令，自动检查联锁条件，当条件满足时，自动对进路进行

控制并锁闭进路，开放相应的信号灯；若条件不满足，系统给与提示，

并对道岔和信号灯不进行任何控制。

(4) 人工可以通过联锁系统进行排进路，在人工输入排进路命令之后，联锁

系统应对联锁条件进行检查。当条件满足时，自动对进路进行控制并锁

闭，开放相应的信号灯；若条件不满足，系统给与提示，并对道岔和信

号灯不进行任何控制。

(5) 无论排进路成功与否，联锁系统需将结果传送给操作人员和相应的系统。

(6) 联锁系统应具有防误操作功能

(7) 对于设备故障或重要信息给出提示

3) 车务终端功能

对车站进行扣车、放行、紧急停车的操作的模拟，界面要与重庆市车站的LCP操作盘界面一致。

4) ATO功能

ATO子系统是控制列车自动运行的设备，由车载设备和地面设备组成，在ATP系统的保护下，要求能够根据ATS的指令实现列车运行的自动驾驶、速度的自动调整、列车车门控制、车站屏蔽门的控制。具体要求如下：

(1) 自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较高的速

度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及旅行速度。

(2) 在ATS监控范围的入口及各站停车区域（含折返线、停车线）进行车—

地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS系统对在线列车

进行监控。

(3) ATO自动驾驶时实现车站站台定点停车控制。

(4) 能根据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进行控制。

(5) 列车自动折返。

(6) 提供完善的事件记录和维护监测功能。

5) ATP功能

ATP系统由地面设备、车载设备组成，监督列车在安全速度下运行，确保列车一旦超过规定速度，立即施行制动，应实现以下功能：

(1) 提供列车速度保护，在列车超速时提供常用制动或紧急制动，保证前行

与后续列车之间的安全间隔，满足正向行车时的设计行车间隔和折返间

隔。

(2) 确保列车进路正确及列车的运行安全。确保同一径路上的不同列车之间

具有足够的安全距离，以及等防止列车侧面冲撞。

(3) 防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的允

许速度。

(4) 根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电路发码

方向。

(5) 实现与ATS、ATO及其他系统的接口和有关的交换信息。

(6) 系统的自诊断、故障报警、记录。

(7) 列车的实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录和显示。

(8) 采用轨道电路监测列车位置，列车自动限速和制动停车，限速分为两个

档位，快档和慢档。

6) 车辆段模拟系统功能

(1) 车辆段设置联锁仿真系统，联锁仿真系统的功能与车站联锁仿真系统功

能一致。

(2) 车辆段的联锁仿真系统中的线路显示应与沙盘中的线路一致。

(3) 车辆段模拟系统应能够实现调车、出入段等作业。

6.1.2 调度中心模拟系统功能

调度中心模拟系统是城市轨道交通进行正常运营的中枢，宏观上实现列车运行计划的编制及下达、调整计划的编制及下达、调度命令的下达、列车运行监控等功能。

1) 列车运行计划图的编制和管理功能

调度中心模拟系统应提供列车运行计划图的编制和管理功能。列车运行计划图的编制要包括手工编制和调图、保存、列车运行计划图的下发和管理等功能。计划图界面要符合相关标准。

2) 列车运行监控和调度

(1) 接收现场数据采集设备传送的信息；

(2) 能够实现对沙盘上的列车运行过程进行监控和调度，实时显示列车在沙

盘上的位置、线路上的信号设备状态和状况，对于各种故障需给出提示；

(3) 能够对列车运行图进行自动调整和手工调整，并将调整计划传送至车站

及相关系统；

(4) 能够远程对进路和列车进行控制；

(5) 能够显示列车实绩运行图；

(6) 自动生成进路控制命令，并传送至相应车站的联锁系统；

(7) 能够实现车次号的追踪和识别；

(8) 能够在图形界面上显示晚点的列车，并给出提示；

(9) 能够实现调度中心与车站之间控制权限的转换；

(10) 能够对列车运行过程进行回放；

(11) 对调度命令以及列车运行实际信息的保存；

(12) 列车运行监控界面能够在大屏上显示。

6.1.3 系统整体功能

轨道交通ATC系统包含的ATO、ATP和ATS三部分是相互渗透和相互联系，只有在三个系统的共同作用下才能形成完整的城市轨道交通信号体系。除上述各个部分的功能外，所建设的模拟系统在整体上应具有以下功能（包括教学上所需

的功能）：

1) 各系统之间的信息交互功能

各个系统在完成自身功能的同时，能够与其他系统进行数据交换，保证数据之间的共享；

2) 在各个系统的相互配合下，整个系统应能体现完整的列车运行过程、运

行过程中各项作业以及各个信号设备的工作过程；

3) 在各个系统的相互配合下，整个系统应能体现对列车运行进行调度过

程；

4) 沙盘、线路上的软硬件仿真系统以及调度中心的仿真系统应能形成一套

完整的系统。

5) 在系统出现故障的情况下，系统应能采用降级处理，采用后备模式运行；

6) 为教学上的需要，模拟系统中的各个部分应能对故障现象进行模拟，如

信号灯断丝、线路故障、通信故障、车辆故障等各种故障现象。

6.2 高速铁路运营通信信号实验教学系统

6.2.1 线路模拟系统的功能

1) 列车远程控制功能

(1) 对列车的手动控制

通过功能按钮来对每列列车进行单独控制，包括列车前进、后退、加速、减速、停车等。

(2) 列车实时信息的显示

能够实时显示列车在沙盘上的位置、列车驾驶模式、列车速度、最高速度、距离前方停车的距离等信息，界面应与车载上的HMI一致。

(3) 通信功能

能接收调度中心发送的调度命令，如限速命令、停车命令等，并将调度命令转换为相应的控制命令发送到相应列车。在列车运行过程中，当用户手动控制列车时，能实时将列车状态转发给相应的系统。

(4) 机车状态保存

为了方便整个系统的演练，系统具备退出时自动保存各机车在沙盘上的位置信息(所在站场、车头所在股道、车尾所在股道)，当下次启动演练系统时可以自

动根据退出时的信息自动设置机车信息。

(5) 具备无线遥控功能，采用国家无委颁发并验证的315M标准频段，发射功

率达到能覆盖实验室为宜。

2) 微机联锁功能

同6.1.1中的微机联锁功能

3) 车站CTC自律机

(1) 能够接收调度中心发送的调整计划；

(2) 能够将相关信息发送至调度中心；

(3) 能够控制联锁设备进行排进路；

(4) 能够与调度中心进行控制权限的转换，实现“自律模式”、“车站控制”

和“非常站控”三种控制模式之间的转换；

4) 车务终端

(1) 完成车站调车计划的编制、调车进路的办理及其他控制操作，所办理的

进路要由自律机进行冲突检测后才能送达联锁设备；并具有监督列车进

路的功能；

(2) 在分散自律控制模式下，在车务终端上，可以取消（解锁）由车站办理

的调车进路或关闭信号，但不能取消（解锁）中心办理的调车进路，即

实现“谁办谁解”；

(3) 以图表形式显示本站及相邻各两站的实际运行图、列车运行调整计划等

内容；

(4) 自动生成本站行车日志、完成调度命令签收等功能,并可完成站间透明的

显示。

6.2.2 调度中心模拟系统功能

调度中心模拟系统是高速铁路的神经中枢，主要设置列车运行计划台、列车运行调度台、动车运用调度台、牵引供电调度台、综合维修调度台等，调度中心模拟系统的主要功能如下：

1) 列车运行计划台

(1) 列车的运营计划包括列车运行计划、乘务计划和动车运用计划三部分。

计划编制需提供自动编制、人工编制、人工微调等功能。

(2) 能够编制日班计划，并且能够传送给其它系统、保存。

(3) 接收调度台传送的信息；

2) 列车运行调度功能

(1) 实时收集列车运行信息、信号设备的状态和动态；

(2) 列车晚点的情况下，能够以自动和人工两种方式对列车运行图进行调整

以形成3~4h调整计划，并下达到车站和相关调度台；

(3) 能够设定和跟踪车次号；

(4) 能够设置限速区段，并下发调度命令；

(5) 在异常情况下，系统能够给出预存方案，并经调度员确认；

(6) 线路显示界面应与沙盘上线路一致，并且运行计划、调整计划、调度命

令的格式要符合铁道部标准；

(7) 设备故障时，给出提示；

(8) 能够自动采集列车在车站的到达、出发时间；

(9) 能够自动绘制列车实绩运行图并显示；

(10) 能够远程对信号设备进行控制；

(11) 调度中心与车站之间能够实现控制模式的转换（分散自律、站控、非正

常站控）；

(12) 系统能够保存相关信息并回放历史数据；

6.2.3 系统整体功能

(1) 调度中心的各个业务调度台应相互通信，共同按照列车运行计划完成运

输任务；

(2) 调度中心系统、车站设备和系统、区间信号设备能够互联互动，共同保

证列车的安全、准点；

(3) 沙盘及相关模拟系统之间应能互联互动；

(4) 为满足教学上的需要，系统能够模拟各种故障现象。

6.3 通信信号教学创新系统

6.3.1 微机联锁开发平台

(1) 整体系统由联锁计算机（同时实现上下位机功能）、驱动采集接口机柜、

现场设备以及核心控制设备等几部分组成；

(2) 系统可设置信号、道岔、轨道、半自动、自闭改方、电源等各种故障，

并在控制台、显示器上同步显示。

(3) 系统可实现列车接车、发车、通过、调车等进路的列车自动压入、自动

解锁进路；

(4) 实现非正常情况下的行车模拟；

(5) 现场设备包含线路（轨道电路）、道岔、转辙机、信号灯等基础设施；

(6) 系统能够体现轨道电路、道岔、转辙机、信号灯之间的逻辑关系；

(7) 系统预留开发接口，供学生和教师进行研究和开发；

(8) 系统应预留与其他系统的接口，如ATP、ATO系统，可作为其他信号设

备的测试平台。

7 其他

(1) 可提供系统中各个接口的通信协议；

(2) 提供相应系统的使用说明书或指导书；

(3) 提供实验指导书；

(4) 所有硬件设备需质保1年；

(5) 对易损易坏电子元件，需配置一定数量的配件。

(6) 免费进行培训。

8 系统设计方案

8.1 实验室布局

实验室场地可按照3个区进行建设，布局示意图如下：

调

度区沙盘区

信

号

区

图2 实验室布局示意图

8.2 模拟系统整体架构

实验教学系统整体上包含城市轨道交通运营通信信号模拟系统和高速铁路运营通信信号模拟系统两部分。

8.2.1 轨道交通运营通信信号系统架构

轨道交通运营通信信号模拟系统按照“运营协调与应急指挥中心-线路控制中心-集中站-停车场-线路-列车”的结构体系构建。示意图如图所示。

车站车站车辆段

车站联锁仿真系统车站车

务终端

车辆段

联锁仿

真系统

车站

ATS系

统

车辆段

调度仿

真系统

机车控

制模拟

系统

ATP/AT

O模拟系

统

计划编

制系统

调监模

拟系统服务器

其它系

统图3 轨道交通运营通信信号体系结构示意图

最低层的线路、列车、车辆段以及信号基础设备全部由沙盘模拟；机车控制模拟系统、ATP/ATO模拟系统、车辆段仿真系统、车辆段调度仿真系统、车站ATS系统、车站车务终端及车站联锁仿真系统采用软件仿真或硬件模拟；位于OCC控制中心的计划编制系统、调监模拟系统、服务器及其他系统采用软件模拟。

轨道交通运营通信信号模拟系统按照“运营协调与应急指挥中心-线路控制

中心-集中站-停车场-线路-列车”的结构体系构建。示意图如图所示。

8.2.2 高速铁路运营通信信号系统架构

车站车站动车运用所

车站联锁仿真系统车站调

度

动车所

联锁系

统

车站自

律机

动车所

仿真系

统

机车控

制模拟

系统

列控系

统计划编

制系统

列车运

行调度服务器

其它系

统

动车运

用调度

综合维

修调度

牵引供

电调度

图4 高速铁路运营通信信号体系结构示意图

最低层的线路、列车、车辆段以及信号基础设备全部由沙盘模拟；机车控制模拟系统、列控模拟系统、动车所仿真系统、动车所调度仿真系统、车站调度系统、车站自律机及车站联锁仿真系统采用软件仿真或硬件模拟；位于调度中心的个系统采用软件模拟。

8.2.3 通信信号实验教学系统

轨道交通运营通信信号实验教学系统

联锁计算机

采集驱动设备

开发平台

继电器组合架

道岔、转辙机、信号

灯等信号基础设施

图5 通信信号教学创新系统-微机联锁开发平台体系结构示意图

9 轨道交通列车运行图编制系统

（1）城市轨道交通列车运行图技术资料管理：实现城市轨道交通列车运行图各项技术资料和编图结果的管理。

（2）城市轨道交通列车运行图的自动铺画：依据系统设定的编图技术条件自动编制城市轨道交通列车运行图。

（3）实现基于多列车运行交路的城市轨道交通列车运行图自动铺画。

（4）实现城市轨道交通多车场（车辆段和停车场）的运行图铺画。

（5）实现城市轨道交通干支线衔接的列车运行图铺画。

（6）城市轨道交通列车车底交路的自动勾画：在编制列车运行图的基础上，自动勾画列车车底交路。

（7）城市轨道交通列车运行图时刻表生成：在编制列车运行图的基础上，自动生成列车时刻表。

（8）城市轨道交通列车运行图指标统计分析：在编制列车运行图的基础上，计算列车运行图指标，并进行相关分析。

（9）城市轨道交通列车运行图的绘制与打印；在编制列车运行图的基础上，进行列车运行图的绘制与打印。