列控系统中的主要设备(全路通)

运控院2012年12月列控系统中的主要设备k一、列控系统概述二、TCC列控中心系统三、应答器系统四、LEU地面电子单元五、TSRS临时限速服务器系统六、RBC无线闭塞中心系统主要内容一、列控系统概述1、国内列控技术发展第一阶段：80年代前，仅仅依靠司机；第二阶段：80~90，机车三大件（机车信号、无线列调、自动停车）；第三阶段：90~2005三大件升级主体机车信号、安全型监控装置；第四阶段：CTCSATP。1）机车信号经历模拟器件、数字芯片、DSP、通用式、主体化、一体化。（1）机车信号基本概念A、分类机车信号和主体机车信号复示地面信号、取消地面信号连续式、接近连续式和点式机车信号各种制式和通用式机车信号移频、交流计数、极频B、机车信号应用范围不同闭塞制式信号自动闭塞、半自动闭塞；区间和车站车站电码化；不同传输制式移频、交流计数、极频；电化和非电化区段C、机车信号显示地面信号显示地面发送设备传输通道机车信号接收设备列车控制系统机车色灯信号机（2）机车信号工作原理机车信号系统框图警笛信息译解列车制动系统信息鉴别机车电源信息接收通道地面发送设备钢轨2）监控装置经历列车自动停车（ATS）、LKJ93、94、安全型LKJ2000。列车运行监控记录装置LKJ2000-列车运行监控记录装置系统结构图1.2.3.4.2、列控系统速度控制模式（1）速度码阶梯控制方式速度码阶梯控制方式，在一个闭塞分区内只控制一个速度等级。在一个闭塞分区中只按照一种速度判断列车是否超速。阶梯控制方式又可分为：出口检查方式（滞后式控制）入口检查方式（提前式控制）列车1列车200309013017020000/00200/170170/130130/9090/3030/00点式设备200170130903000出口（滞后）控制限制曲线出口（滞后）控制列车实际曲线入口（提前）控制限制曲线入口（提前）控制列车实际曲线速度码台阶控制曲线（2）速度-距离模式曲线控制方式速度-距离模式曲线控制是根据目标速度、线路参数、列车参数、制动性能等确定的反映列车允许速度与目标距离间关系的曲线。速度－距离模式曲线反映了列车在各点允许运行的速度值。列控系统根据速度距离模式曲线实时给出列车当前的允许速度。当列车超过当前允许速度时，设备自动实施常用制动或紧急制动，保证列车能在停车地点前停车。这样的控制系统又分成以下两种方式：分段速度-距离模式曲线控制；一次速度-距离模式曲线控制。分段速度控制模式示意图连续速度控制模式示意图3、列控系统分类（1）根据系统功能及自动化程度划分列车自动防护系统（ATP）；列车运行自动控制系统（ATC）。（2）按人-机设备优先等级划分设备优先的列控系统；人控优先的列控系统。（3）按控制模式划分①速度码阶梯控制方式出口检查方式（滞后式控制）；入口检查方式（提前式控制）。②速度-距离模式曲线控制方式分段速度-距离模式曲线控制；一次速度-距离模式曲线控制。（4）按照地-车信息传输方式划分点式列控系统；连续式列控系统。4、目标距离模式曲线列控车载设备给出的一次连续的制动速度控制曲线是根据目标距离、线路参数和列车本身的性能计算而定的。为计算得到速度监控曲线，由轨道电路发送行车许可和前方空闲闭塞分区数量信息，由应答器发送闭塞分区长度、线路速度、线路坡度等固定信息，列控车载设备接收上述信息，通过“前方空闲闭塞分区数量”和“闭塞分区长度”信息，获得目标距离长度，并结合线路速度、线路坡度和对应列车的制动性能等固定参数，实时计算得到速度监控曲线，并监控实际驾驶曲线处于速度监控曲线下方，保证列车安全运行。距离速度速度模式和制动指令预警音允许缓解B7N缓解按键EBPNBPPSP,WSP,REL2sPSP和REL均为NBP-5km/h，为同一速度。Fixed-DataBaliseVariable-DataBaliseMarkerBoardwithwhiteindicatorlampACCISDNMSTTinterfacetopointmachinesInterlockingbus(fibreopticalcable)interfacetotrackcircuitsMSTT2of2System2of2System2of3SystemMSTTMSTT2of2System2of2SystemISDNZPW2000interfacetotrackcircuitsinterfacetopointmachinesISDNISDNabout2,4kmabout1,2kmabout1,2kmtrackcircuitstrackcircuitstrackcircuitstrackcircuitsLocalOperationControlPlaceIIC/OMC2of3SystemSIMISWOverheadComputer(NoSiemenspart)SIMISWAreaControlComputerACC2of3SystemSIMISWAreaControlComputerCTCRBCfutureupgradetoETCSLevel2locationBalisesEthernetTCC(NoSiemenspart)............trackvacancyinformationrouteinformation(NoSiemenspart)......routeinformationZPW2000(NoSiemenspart)...trackvacancyinformation...about100mabout100mETCSblocksectionboderMSTTMSTTMSTTMSTTabout2,4kmMSTTMSTTMSTTMSTTabout2,4kmabout2,4kmETCSblocksectionboderETCSblocksectionboderETCSblocksectionboderinterfaceadapterTCCinterfaceadapter5、几种典型列控系统简介（1）法国的UM2000/TVM430系统地面采用数字编码轨道电路传输本区段目标速度、目标距离、临时限速、线路参数（坡度、曲线）等信息，车载设备根据实际运行速度和所接收地面信息计算生成本区段的移动授权命令，实现分级连续式速度控制。（2）日本数字ATC系统地面采用有绝缘数字编码轨道电路方式传输目标距离（前方轨道空闲信息）、目标速度、临时限速等信息，车载设备根据车载数据库存储的相关轨道区段线路参数（坡度、曲线）信息，计算生成移动授权命令，实现连续式速度控制。（3）德国LZB系统地面采用沿钢轨敷设漏泄电缆方式传输目标距离（前方轨道空闲信息）、目标速度、临时限速、线路参数（坡度、曲线）等信息，车载设备根据实际速度和接收的地面信息计算生成移动授权命令，实现连续式速度控制。100m感应回线（轨道电缆）轨道电缆双向传输信息方法（LZB系统应用）天线感应回县（轨道电缆）1个区域约12Km，最多16个区域线路提供信息设备线路提供信息设备线路提供信息设备LZB线路中心56kHz36kHz区域变与标志区域变与标志600m36kHz56kHz300m300m（4）基于通信的列车控制系统青藏线ITCS系统SIEMENS电子路签系统ALSTOMATLAS400系统基于无线机车信号的虚拟闭塞RCVB系统ITCSRouterITCSRouterITCSRouterITCS广域网RBC虚拟闭塞控制器RBC虚拟闭塞控制器VHLC联锁控制器VHLC联锁控制器OBC车载安全计算机GSM-R网络通信控制器无线网络CTCCTC调度集中RTURTU此为简化了的框图,并不是所有设备都被显示青藏线ITCS系统ITCSGSM-RRouterITCSWANIPRouterTIN/WINRBC-AVHLC-ACTCRTUITCSWANIPRouterTIN/WINRBC-BVHLC-BCTCRTUGSM-RNetworkGSM-RMSCCTCFiberOpticNetwork54321U2D3U1D4U4D1U3D2虚拟闭塞车载列车完整性检测每个车站设置一个无线闭塞中心RBC车载电子地图与CTC结合实现无人值守适应于有联锁车站和无联锁车站SIEMENS电子路签系统设置无线控制中心、路签处理机；轨旁设备包括计轴器、应答器、无线设备；车载控制机。特点：车站区间每个区段与确定路签对应；无线传输电子路签；司机按照机车信号行车，车载实现ATP。ALSTOMATLAS400系统ATLAS400系统青藏线ITCS系统集中设置RBC每站设置RBC使用计轴器占用GPS和电子地图占用检测和完整性检测收尾风压及加速度传输完整性检测无线传输列控信息无线传输列控信息基于无线机车信号的虚拟闭塞RCVB系统人机接口运行监督记录装置BTM制动接口记录器无线机车信号GPS模块车站联锁无线机车信号地面控制机CTC或TDCS站机车务终端虚拟闭塞机DGPS基站微机监测下站闭塞机调度中心EOT系统基本结构示意图接近连续式无线机车信号设备无线机车信号的优点信息双向传输，有信号回示；岔区信号连续显示；数字信号传输，抗干扰能力强；数据直接取自于联锁，不存在车站电码问题；车载图形化显示，语音提示；采用自律轮询控制方式，应变时间短；便于与CTC，GPS等系统连接，构成新型列控系统。无线机车信号与传统机车信号的区别无线机车信号传统机车信号传输方式无线轨道电路控制方式一对多（集中式）一对一（分布式）信号形式数字模拟信号传输双向单向信息量较多（股道等）较少连续性连续侧线岔区无信号RCVB系统的优势（1）无需车站电码化，除减少成本外，亦不存在邻线干扰等问题。信号直接取至联锁，有利于提高可靠性。（2）机车信号全线（包括车站咽喉和半自动闭塞区间）连续显示，实现机车信号主体化。（3）采用虚拟闭塞方式，实现区间列车追踪运行，提高运输效率和满足客车密集到达和密集发车运输需求。（4）构成闭环控制系统，提高安全性。车载信号回传确认，列车安全由设备保证。（5）由相邻虚拟闭塞机互锁和车站联锁实现车站区间大联锁、一体化，提高安全性。（6）在相邻虚拟闭塞机互锁条件下，进路由计算机自动办理，加快了进路办理速度，提高了效率。（7）向车载设备提供更多的列车控制信息，如：进路信息、临时限速信息等。（8）易与联锁、TDCS或CTC、信号微机监测、电务管理信息等系统结合，实现信息共享、故障诊断及故障应急处理。（9）充分利用了3C技术及智能化、网络化、综合化技术，淘汰落后设备及技术，实现列车控制现代化。（10）系统中列车定位和完整性检测由车载设备完成。列控数据无线传输，无需轨道电路和地面信号机。具备CTCS4级特征，属CTCS高端产品。（11）减少室外设备、减少成本和维修工作量。（12）不仅限于单线、低密度，也可用于自动闭塞区段。6、列控系统关键技术（1）建立中国铁路列车控制系统（CTCS）技术体系；（2）与既有线设备的兼容性；（3）列控所需大信息量的解决方案；（4）测速测距及列车精确定位；（5）车地及站间安全信息传输；（6）车载及列控中心安全计算机技术；（7）安全数据的编译码技术。二、TCC列控中心系统车站列控中心设备根据C-2、C-3标准地面应答器要向车载ATP系统提供进路信息和临时限速信息。中国列控标准是由ETCS演变而来的，在ETCS中可变信息报文是预先存放在LEU中的。LEU根据信号机显示的进路命令选择适合的一条报文发送。LEU不负责临时限速任务，一般最多存放500条报文。显然只用LEU不能满足要求，于是考虑使用计算机系统存放报文。由于计算机系统具有很强的信息储存、处理和通信功能，又赋予了它许多与列车控制相关的新的功能，称为了名副其实的列车控制中心。与联锁系统的联系由串口改成了并口，控制多个LEU发送报文。列控中心设备设置在车站信号楼内，与联锁设备、CTC调度集中车站分机、地面电子单元LEU设备、车站微机检测设备相连接，实现对有源应答器报文的存储于传输。车站列控中心设备根据CTC调度集中车站分机下达的（或者TSRS临时限速服务器下达