动车组运行控制

第三次作业1.简述CTCS2-200H型列控车载设备的基本组成及功能。答：车载安全计算机（VC、轨道信息接收单元ATM）、应答器信息接收单元（BTM）、制动接口单元（TIU）、记录单元（DRU）、人机界面（DIM）、速度传感器、轨道信息接收天线、应答器信息接收天线等组成。功能：车载安全计算机：ATP装置的核心部分，负责各个模块搜集信息，生成制动模式曲线，必要时通过故障安全电路向列车输出制动信息，控制列车安全运行。数据记录单元DRU：该模块记录ATP装置的动作、状态、司机的操作等信息。进行设备运行状态分析。制动接口单元：核对车载安全计算机各系统输出的制动指令，对两套车载安全计算机输出的制动指令进行“或”操作后，作为系统的最终输出。轨道电路信息接收模块：通过STM天线接收轨道电路信号，解调轨道电路上传的信号信息，将解调的信息传递给安全计算机。STM天线：感应钢轨中的轨道电路信号，传输至STM模块进行解码处理。应答器信息传输模块：通过BTM天线，接收符合应答器信息定义标标准的信息，经过校核后，将正确的信息传输至安全计算机。人机界面：通过声音、图像等方式将ATP车载装置的状态通知司机。速度传感器：通过车轮的转动产生脉冲信号，并输入至安全计算机，用于测量列车运行速度。显示器：是直接和乘务员交流的人机界面。2.简述LKJ2000型监控装置的基本组成、功能与特点。答：由主机箱、显示器、速度传感器、压力传感器、双针速度表、转储器、事故状态记录器组成。功能：LKJ2000型监控装置具有监控、记录、显示、地面分析处理等功能。特点：采用32位微处理器技术、双机热备冗余工作方式、多级通讯结构、地面信息交换接口。等特点第二次作业1.简述轨道电路的组成及工作原理。答：轨道电路由钢轨线路、钢轨绝缘、电源、轨端连接线、限流设备、发送设备、接收设备组成。其工作原理是：当列车未进入轨道电路，轨道电路上的继电器有足够的电流通过，吸起被磁化的衔铁，闭合前接点，从而接通色灯信号机的绿灯电路，显示绿色灯光，表示前方线路空闲，允许机车车辆占用。当列车进入轨道电路，由于轮对电阻很小，使轨道电路短路，继电器吸力减弱，释放衔铁，使之搭在后接点上，接通信号机的红灯电路，显示禁行信号。轨道电路的这一工作性能，能够防止列车追尾和冲突事故，确保行车安全。轨道电路的另一个重要作用是能发现钢轨发生断裂。在充当导线的钢轨安全无事时，轨道电流畅道无阻，继电器工作也正常。一旦前方钢轨折断或出现阻碍，切断了轨道电流，就会使继电器因供电不足而释放衔铁接通红色信号电路。此时，线路虽然空闲，信号机仍然显示红灯，从而防止列车颠覆事故。2.简述自动过分相系统的工作过程。答：在线路上利用地面感应器标志出分相区的位置。分相区前方放置2个地面感应器，一个在轨道右边(G1)，一个在轨道左边(G2)，分相区后面也放置了两个(G3、G4)。如图所示当列车沿图示方向从左向右运行时，B车上车感器T2首先感应到G1，并送出信号给处理器。信号处理器送出一个预告信号给机车控制系统，动车随即平稳卸载并断主断。当动车组运行至G2点时，B车上车感器T1将感应到G2并送出信号给信号处理器，将送出一个强迫信号给动车组控制系统，此时要求动车组立即分断主断。当动车组运行到G3点时，B车上车感应器T2将感应到G3并送出信号给信号处理器。信号处理器通过预告通信送出恢复信号给动车组控制系统，此时动车组要合上主断并恢复到过G1点前的工况。在此方向上运行时，若G3信号接受正常，则信号处理器忽略G4的信号，如果通过G3是没有收到信号，通过G4则发出恢复信号，通过分相区后根据接受信号的情况，信号处理器延时一段时间，自动复位准备下一次过分相过程。3.简述CTCS系统的的组成及基本功能。答：CTCS是中国列车运行控制系统，主要有列控中心、闭塞设备、地面信号设备、车载控制设备、地面数据传输等设备构成。基本功能：1）安全防护：（1）在任何情况下防止列车无行车许可运行，（2）防止列车超速运行，（3）防止列车溜逸，（4）测速并具有轮径修正能力。2）人机界面功能，为列车司机提供必要的显示、数据输入及操作装置。3）检测功能，具有开机自检和动态检查功能，关键数据和关键动作记录功能。4）可靠性和安全性。4.简述CTCS-2级列控系统地面设备的组成及功能。答：列控地面设备包括车站列控中心、轨道电路、地面电子单元和有源应答器、无源应答器等设备。列控中心根据CTC/TDCS调度中心的调度命令、列车占用情况及进路状态，通过轨道电路及有源应答器向列车发送控制命令。轨道电路采用ZPW-2000（UM）系统轨道电路，完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送行车许可、前方空闲闭塞分区数量及车站进路速度等信息。无源应答器设于闭塞分区入口和车站进出站端处，用于向列控系统车载设备传输闭塞分区长度、线路速度、线路坡度及列车定位等信息。有源应答器设置于车站进出口端，当列车通过应答器时，应答器向列车提供接车进路参数及临时限速等信息。为实现系统功能，列控地面设备还通过车站列控中心与车站联锁系统、CTC/TDCS车站分机连接。第一次作业1.列控系统的速度控制模式有哪些种类？对其进行分析对比。答：列控系统从速度方面来看，可分为分级速度控制和目标距离速度控制。（1）分级速度控制又分为阶梯式分级速度控制和分段曲线式分级速度控制。1）阶梯式分级速度控制又分为超前速度控制方式和滞后速度控制方式;超前速度控制方式又称为入口速度检查方式，在闭塞分区入口检查控制列车是否超速；滞后速度控制方式有成为出口速度检查方式，控制系统在闭塞分区的出口检查列车的速度值，如果列车速度超过目标速度则设备进行自动制动；2）曲线式分级速度控制根据列车运行的速度分级，每一个闭塞分区给出一段速度控制曲线，对列车运行进行速度控制。分级速度控制系统的列车追踪间隔主要与闭塞分区的划分、列车性能和速度有关，而闭塞分区的长度是以最坏性能的列车为依据并结合线路参数来确定的，所以不同速度列车混合运行的线路采用这种模式，起通过能力要受到较大的影响。（2）目标距离速度控制采取的制动模式为连续式一次制动速度控制的方式，根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级。其是随路线参数和列车本身性能不同而变化的，空间间隔的长度是不固定的，比较适合用于各种不同性能和速度列车的混合运行，其追踪运行间隔比分级控制小，减速较平稳，舒适度要好。2.以日本ATC系统为例，简述列控系统对列车速度进行控制的原理。答：ATC系统即列车自动控制系统，是在列车自动停车基础上发展起来的装置，使列车按地面送来的允许行车速度信息行驶的技术和设备。它设在机车上，大部分情况下，是装有专用程序的微型计算机及其相应的接口。装有ATC系统的列车，连续不断地从地面获得允许行车的速度信息，将它与列车实时采集的车速相比较，在超出规定允许的车速时，控制系统根据列车的制动能力、实际载重和前方区间坡道弯道条件等多种因素，求得最佳降速方案进行降速，或在需要时进行制动，以保证行车安全。日本新干线ATC系统采用有绝缘模拟式轨道电路进行地面与列车之间的信息传输。列控系统车载设备根据轨道电路传输来的信息，对列车进行减速或缓解控制，采用的是阶梯式分级速度控制中的超前速度控制方式，制动方式设备优先的模式，即列控设备根据轨道电路的速度指示，对列车速度进行减速制动或缓解控制，是列车出口速度达到本区段目标速度的要求。随着电子数字技术的发展，日本铁路公司近年有新开发了多种数字式ATC系统。2002年数字式ATC系统开始投入商业应用，是目前世界上一种先进的列车控制系统技术。3.简述行车调度指挥系统的构成和功能。答：1）列车调度指挥系统TDCS。我国铁路调度指挥是以行车调度为核心，以站、段为基础，实行铁道部和铁路局两级调度指挥管理的体制。TDCS分为三层网络体系结构，由铁道部调度指挥中心TDCS、铁路局TDCS中心子系统及车站基层网TDCS组成，是一个覆盖全路的现代化铁路列车调度指挥系统。2）铁道部调度指挥中心TDCS主要功能有：列车动态跟踪、信号设备运用状态实时监控、列车运行宏观显示、列车运行时刻显示查询、运行图管理、调度命令管理、列车编组管理等；铁路局TDCS系统接受各站的现场行车信息、列车信息、下达指挥信息和计划信息，并向上级系统提供基础信息；车站基层网TDCS功能有列车运行信息和信号设备状态等信息的采集和传送、无线车次号校核等；分界口几层TDCS的功能有列车运行实时监控功能及历史功能再现、车次跟踪功能和车次号的人工维护、信息统计和查询。4.计算机联锁系统的主要优点是什么？并举例说明其结构。答：计算机联锁系统有以下主要优点：1）进一步提高了安全性、可靠性。计算机联锁采用几余技术，增强了系统的可靠性；以软件为例，对每台计算机设计两组程序，由于它们的数据结构不同，两组程序存入存储器的区域也不相同，两组程序以不同的步骤运算，很容易发现硬件的故障，从而提高了系统的可靠性，同时两组程序对外界干扰有不同的反应，通过比较电路很容易发现系统呈现的问题，即增加了抗干扰功能。2）控制功能的完善。计算机具有工作速度快、信息量大的特点，容易实现自动控制功能，还能安全地实现自动选路和储存进路等功能。3）实现管理现代化。在运输管理方面，可向地面旅客信息系统、列车运行监督系统以及区间行车指挥系统提供宝货列车到发时间、车次、股道占用情况及信号设备状况的信息；自身方面可自动维护和故障诊断与检出功能，使维护管理达到新水平。4）方便设计。通过辅助设计系统，线路图和进路表等车站固有的联锁条件以人机对话的形式输入后，即可自动生成联锁图表和接、配线图。5）节省费用。由于计算机联锁控制系统体积小，可以节省信号楼面积，而且控制距离加长，可以节省大量电缆费用等，其经济效益不可低估。