CTCS2-200H列控车载系统介绍

CTCS-200H型列控车载设备2020/3/112提纲列控系统介绍ATP系统功能及各单元功能结构介绍ATP相关处理逻辑ATP维护相关CTCS2-200H技术参数2020/3/113列控系统主要组成：列控系统主要由六大部分组成：列控中心微机联锁调度集中轨道电路应答器车载设备2020/3/1142020/3/115EMU司机DMILKJRLU车载主机VC测速模块STM模块车载设备主机GSM-R车载电台BTM轨道电路应答器车站联锁调度集中系统（CTC）车站列控中心DRU编码设备LEU列控系统构成框图2020/3/116CTCS2－200H车载列控系统主要功能：·轨道电路信息接收·应答器信息接收·速度、距离计算·列车位置校正·模式曲线的生成·制动指令输出·防止列车溜逸·控制显示·异常检测·动作、状态记录·与LKJ的接口功能·与EMU的接口功能2020/3/117CTCS2－200H车载列控系统各单元系统构成车载安全计算机(VC)轨道信息接收单元（STM）、应答器信息接收单元（BTM）、制动接口单元(RLU)、记录单元(DRU)、人机界面（DMI）、速度传感器(AG43E)轨道信息接收天线、应答器信息接收天线2020/3/118CTCS2－200H车载列控系统主体装置主体装置2020/3/119系统整体主机柜2020/3/11102020/3/1111ATP系统各单元单板功能及结构介绍系统构成·安全计算机(VC)ATP装置的核心部分，负责从ATP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。安全计算机为2×2取2结构，以保证列车控制的安全性和设备的冗余性。安全计算机的核心安全逻辑由FS-LSI实现。2020/3/1112vc安全计算机SW1：车种设定SW2：机控/人控优先设定SW3：CTCS0/2启机设定车轮径设定2020/3/1113SW1为车种设定：KHI动车组设为1，BSP动车组设定为2，ALSTOM动车组设定为4。SW2设定机控优先/人控优先：机控优先设定为1人控优先设定为2SW3设定CTCS0/2（启动时的模式）:CTCS0设定为0,CTCS2设定为22020/3/1114ＰＣＢ名称控制内容ＯＰＥ８－６Ａ执行速度核查模式曲线和来自速度信号的速度核查演算将励振制动指令（EB,BR7）输出到AMP基板将制动指令（BR4,BR1,PCUT）输出给RLU。和STM通信输入速度信号输入BTM的CD检测信号ＦＳＣ８－６Ａ生成速度核查模式曲线解析Balise报文和BTM,DMI,DRU通信ＡＭＰ８－６Ａ在故障－安全（FailSafe）输出电路中将生成的制动指令（EB,BR7）输出给RLU。同时将故障信号输出给RLUＢＵＦ８－４Ａ搭载有控制车辆运转条件的输入的ＤＩ电路输入RLU的继电器接点向RLU输出继电器线圈励磁信号ＱＸＣ８－４Ａ在箱体外部组装上连接用的连接器CNV1连接器：速度分配盘，连接到RLU上CNV2连接器：BTM(CD检测)，连接到RLU上ＱＸＣ８－３Ａ在箱体外部组装上连接用的连接器CNV5连接器：接到STM,BTM,DMI,DRU上ＱＸＣ８－２Ａ在箱体外部组装上连接用的连接器CNV3连接器：连接到RLU上CNV4连接器：连接到RLU上EUR-E060ＢＣＮ印刷板用电源输入:DC110V输出:5V,24V2020/3/1115·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，采用PCMCIA卡作为存储介质，通过读卡器可将数据下载至地面分析管理微机，进行设备运行状况分析。系统构成ATP2020/3/1116DRU记录单元2020/3/1117ＰＣＢ名称功能ＰＣＲ８－１Ａ在PC卡上记录ATP控制设备的动作状态，故障信息ＦＳＣ８－６Ａ编辑记录在PC卡上的ATP控制设备的动作状态，故障信息和BTM,LKJ,VC1,VC2通信ＢＵＦ８－４Ｂ输入RLU的继电器接点输入风扇故障信号ＱＸＣ８－1Ａ在箱体外部组装上连接用的连接器CND1连接器：连接到风扇上承接风扇故障信号CND2连接器：连接到RLU上ＱＸＣ８－３Ａ在箱体外部组装上连接用的连接器CND7连接器：接到BTM,LKJ，VC1，VC2上ＱＸＣ８－２Ａ在箱体外部组装上连接用的连接器CND3连接器：连接到RLU上输入风扇故障信号CND4连接器：连接到RLU上EUR-E060ＢＣＮ印刷板用电源输入:DC110V输出:5V,24V2020/3/1118·制动接口单元(RLU)这是主要由继电器组成的单元，实现输入与输出接口功能。它的作用是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。2020/3/1119RLU继电器逻辑单元2020/3/11202020/3/1121·轨道电路信息接收模块(STM)通过STM天线(感应器)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可以接收最多16种载频，包括国产移频以及ZPW-2000、UM71系列轨道电路信息。STM可根据应答器信息、轨道电路载频锁定信息、司机操作锁定可接收的载频。系统构成ATP2020/3/1122STM轨道信息接收单元2020/3/1123STM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。STM轨道电路感应器是由感应线圈、固定支架和线缆组成，如图所示，它是STM的前端信号感应部件，安装于机车前部。2020/3/11242020/3/1125·应答器信息传输模块(BTM)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。应答器信息包括线路参数信息、进路信息、临时限速信息以及级间切换等信息。系统构成ATP2020/3/1126BTM2020/3/1127·BTM天线接收来自地面应答器的信号，传输至BTM模块进行信息解调处理。2020/3/1128点式应答器2020/3/1129·隔离开关2020/3/1130·人机界面(DMI)通过声音、图象等方式将ATP车载装置的状态通知司机。司机可以通过DMI上的按键来切换ATP装置的运行模式或是输入必要的信息。DMI人机界面2020/3/11312020/3/1132·速度传感器安装在车辆2、3轴上，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。2020/3/1133CTCS2－200H车载列控系统相关设备·动车组(EMU)接口ATP车载装置的控制对象。向ATP提供包括前进、后退、零位、制动、牵引在内的司机操作状态，同时接收ATP发出的制动、切除牵引等信息。·运行监控记录装置(LKJ)在CTCS0/1级或ATP某些故障的情况下，由LKJ控车。当LKJ控车时，ATP负责向LKJ提供轨道电路信息(机车信号)。另外，ATP与LKJ之间还存在一些列车控制、状态信息的交互，用于运行管理。系统构成ATP2020/3/1134CTCS2－200H主机外部电缆系统外部连接电缆与ATP车载设备主机连接:CN1外接速度传感器CN2外接110V电源CN3外接手柄位CN4外接制动单元CN5外接LKJ-2000CN6外接DMICN7外接制动显示单元和车辆监视器CN8外接GSM-R（暂不使用）主机外部电缆2020/3/1135CTCS2－200H主机外部电缆2020/3/1136列控车载设备主要工作模式待机模式(SB)ATP车载设备在电源接通后的初始状态。ATP完全监控模式(FS)ATP车载设备接收到地面应答器信息并确定位置后，即转为本模式。（RO）ATP部分监控模式(PS)无线路数据；侧线发车；丢失应答器并导致线路数据缺失（BF）引导模式(CO)适用于车站设备故障时，引导接车进站的模式目视行车模式(OS)ATP生成固定限速，司机负全部责任走行调车监控模式(SH)适用于调车作业时的模式LKJ模式（CS）LKJ控车模式隔离模式ATP隔离模式2020/3/1137待机(SB)完全(FS)部分(PS)反向(RO)引导(CO)应答器故障(BF)目视(OS)调车(SH)隔离(IS)待机(SB)-启动SW----调车SW∩停车隔离SW→隔离完全(FS)接收到CTCS-5∩停车∩缓解SW侧线发车∪既有线侧线通过∪侧线进站时进站应答器丢失∪DPL出站信号机处应答器丢失∪DPL侧线通过时由于闭塞信息不足VLF无信号时∪位置不定时反向区间在线HB收信NBP在25km/h以下∩无信号NBP50km/h以下∩核对速度以下∩闭塞列不足目视SW∩((停车∩停止显示)120s)调车SW∩停车隔离SW→隔离部分(PS)接收到CTCS-5∩停车∩缓解SW通过应答器确定位置反向区间在线HB收信NBP在25km/h以下∩无信号-目视SW∩((停车∩停止显示)120s)调车SW∩停车隔离SW→隔离反向(RO)接收到CTCS-5∩停车∩缓解SW反向区间结束位置未确定HB收信NBP在25km/h以下∩无信号-目视SW∩((停车∩停止显示)120s)调车SW∩停车隔离SW→隔离引导(CO)接收到CTCS-5∩停车∩缓解SW-接收正常信号--目视SW∩((停车∩停止显示)120s)调车SW∩停车隔离SW→隔离应答器故障(BF)接收到CTCS-5∩停车∩缓解SW通过应答器时位置(收到UU/UUS)∩(列车速度NBP)-HB收信NBP在25km/h以下∩无信号目视SW∩((停车∩停止显示)120s)调车SW∩停车隔离SW→隔离目视(OS)接收到CTCS-5∩停车∩缓解SW接收前进显示∩位置确定接收前进显示∩位置未确定接收前进显示∩位置确定∩反向区间--调车SW∩停车隔离SW→隔离调车(SH)(按下调车键∪(接收到ETCS-132∩缓解SW))∩停车，或接收到CTCS-5∩停车∩缓解SW------隔离SW→隔离隔离(IS)隔离SW→正常-------2020/3/1138机控优先与人控优先机控优先的系统当要求列车减速时，根据实际情况,输出不同级别的制动，低于允许速度后自动缓解。当列车速度超过紧急制动曲线时，则实施紧急制动，使列车停车。制动完全由列车运行控制系统自动完成，不必司机人工介入，其最大优点是能够减少司机的劳动强度，提高列车运行服务质量。同时也可适当缩短列车运行间隔时间。但为满足旅客乘坐舒适性，制动系统的自动化程度及制动性能要求非常高。2020/3/1139人控优先的系统列车运行速度一般由司机控制，只有列车超过允许速度，设备才自动介入实施制动。司机制动优先的系统优点是便于发挥司机的责任感，充分发挥人的技术能力，减少设备对司机操纵的干扰。值得注意：无论是哪种制动优先，紧急制动后只有停车后，才可缓解。2020/3/1140车载设备基本工作原理距离速度紧急强常用弱常用制动紧急制动曲线强常用制动级弱常用制动级列车运行曲线设备制动优先模式2020/3/1141距离速度EBATP动作紧急制动曲线常用制动曲线列车运行曲线司机制动优先下的ATP动作原理制动司机动作报警曲线车载设备基本工作原理2020/3/1142应答器链接：2020/3/1143锁载频处理：列车开始走行TC11轨道电路后，只使用TC11的载频，对于轨道电路长Ls11，从TC11末端开始的[Ls11-X,Ls11+X]区间内，开始接收TC13内指定的载频。当接收到TC13指定载频后，用TC13所指定的频率锁定。直至运行到TC13末端，反复实施本处理逻辑。在这里在区间X=100m，在站内X=50m2020/3/1144VLF信号输入处理：VC根据来自STM的VLF决定LMA,在轨道电路边界上，跟前的轨道电路边界的VLF信号到下一个轨道电路边界的VLF信号确定前不更新LMA。VC和STM之间，STM接收新的地面信号在后处理未完成状态下，从STM向VC输出VLF非有效信号。在有该信号期间VC不更新LMA。地面波形STM载频STM低频低频无效1.7s1.7s4s4s4s10s1.7s2020/3/1145ATP维护相关