2019最新2列控系统司机班培训课件物理

2020/4/261列车运行控制系统200km/h动车组司机班2020/4/262第二节CTCS2列控系统原理一．CTCS概述CTCS是ChineseTrainControlSystem的缩写，即中国列车运行控制系统，它以分级的形式满足不同线路运输需求，在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行的安全。2020/4/263CTCS包括铁路运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层。运输管理层是行车指挥中心，其通过通信网络实现对列车运行的控制；网络传输层以无线和有线的方式实现数据的传输。地面设备层包括列控中心、点式设备、轨道电路等；车载设备层包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块等。2020/4/264CTCS具有的基本功能：1．系统按照故障-安全原则、采用冗余结构进行系统设计，在任何情况下防止列车无行车许可证运行。2020/4/2652．防止列车超速运行，包括列车超过进路允许速度、线路结构规定的速度、机车车辆构造速度、临时限速和紧急限速、铁路有关运行设备的限速；能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离；能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警。2020/4/2663．防止列车溜逸。针对中国铁路不同的线路、不同的传输信息方式和闭塞技术，CTCS划分为5个等级，依次为CTCS0—CTCS4级，以满足不同线路速度需求。2020/4/267CTCS0级为既有线的现状，即由目前使用的通用式机车信号和运行监控记录装置构成。CTCS1级为面向160km／h以下的区段，由主体机车信号和加强型运行监控记录装置组成。它需在既有没备的基础上强化改造，达到机车信号主体化的要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控。2020/4/268CTCS2级为面向提速干线和高速新线，采用车地一体化设计，基于轨道电路传输信息的列车运行控制系统。适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。2020/4/269CTCS3级为面向提速干线、高速新线或特殊线路，基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统。适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。2020/4/2610CTCS4级为面向高速新线或特殊线路，基于无线传输信息的列车运行控制系统。地面不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。列车定位和完整性检查由无线闭塞中心和车载验证系统共同完成。2020/4/2611二．CTCS2系统技术原理1．CTCS2系统的组成200km／h线路区段CTCS系统建设要达到CTCS2级。200km/h线路分为既有线提速200km/h区段和客运专线200km/h区段，要求200km/h动车组列车能下线运行在CTCS1和CTCS0线路区段。2020/4/2612CTCS2列控技术条件见表7-2-12020/4/2613CTCS2列控是基于点式应答器、轨道电路传输列车运行控制信息的点连式系统。CTCS2系统设备组成见图7-2-1。2020/4/2614图7-2-1CTCS2级列控系统结构图2020/4/2615地面设备由轨道电路、车站电码化传输连续列控信息，由点式应答器、车站列控中心传输点式列控信息。动车组车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关动车组数据，生成控制速度和目标距离模式曲线，控制列车运行。同时，记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。2020/4/2616车载设备由车载安全计算机、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、记录单元、人机界面(DMI)、速度传感器、BTM天线、STM天线等组成。2020/4/2617地面设备由车站列控中心，地面电子单元(LEU)、点式应答器、ZPW—2000A(UM)系列轨道电路、车站闭环电码化、车站计算机联锁等组成。2020/4/26182．CTCS2车站列控中心系统技术原理（1）CTCS2列控中心系统的组成车站列控中心设置于车站信号楼，是CTCS2地面设备的核心。以ZPW—2000系列轨道电路、应答器配合安全可靠的车载设备，构成点-连式的列车运行控制系统，成为目前铁路列控主要制式进行建设和应用。2020/4/2619图7-2-2是CTCS2车站列控中心系统组成框图。2020/4/2620车站列控中心分别与车站信号联锁、CTC或TDCS(列车调度指挥系统)、微机监测、地面电子单元(LEU)等设备进行信息交换，获得行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，通过有源应答器及轨道电路传送给列车，实现对运行列车的控制。2020/4/2621（2）TDCS或CTC行车指挥设备CTCS2级适应于装备TDCS或CTC行车指挥设备的线路。车站列控中心与CTC或TDCS实现信息交换，按统一时钟进行系统管理和控制。可以获得调度命令，包括接发车信息、临时限速信息(起点里程、长度、速度、车次、起止时间等)、运行方向信息等，传送给车载没备。2020/4/2622在CTC或TDCS的车站车务终端上设有特定的列控中心人机界面，采用统一的格式，包括输入、确认、显示方式等。CTC或TDCS的车站分机与车站列控中心由通信接口设备连接，且接口及通道有冗余配置。2020/4/2623临时限速调度命令，在调度中心以表格形式体现(包括界面、输入、回执)，通过计算机网络发往TDCS或CTC车站分机，并在车站车务终端以与调度中心基本相同的形式显示。由车站分机将临时限速传至车站列控中心，适时发往通过列车。2020/4/2624（3）车站信号联锁设备CTCS2级适应于装备计算机联锁的车站：，CTCS2由列控中心接收联锁设备提供的车站进路和相关信息，包括接车进路、发车进路、通过进路、运行方向、股道号等。在办理通过进路且离去区段有临时限速时，CTCS2车站列控中心根据牵引计算及动车组制动需要，输出进站或进路信号机点黄灯，对应接近区段轨道电路发黄码控制条件，由联锁系统完成联锁、控制及驱动。2020/4/2625计算机联锁与车站列控中心采用计算机通信接口设备连接，通信接口及通道有冗余配置。2020/4/2626（4）车站微机监测系统车站列控中心与车站微机监测系统接口，向车站微机监测系统传送列控中心的相关监测信息，包括应答器的监测、通道监测、值班员操作过程实时记录等相关信息。2020/4/2627（5）地面电子单元（LEU）LEU接收车站列控中心实际报文，并实时向有源应答器传送。LEU应具有自检测、监测与有源应答器间通信状态等功能，应将检测数据实时传送给车站列控中心。2020/4/2628（6）应答器应答器依据在系统中的作用，其安装的位置不同，分别设在进站口、出站口及区间。图7-2-3为应答器布置示意图2020/4/2629应答器布置示意图A站57861342B站578613423-5km提供下行方向区间线路数据提供进路参数提供限速数据反向线路数据正向线路数据反向线路数据正向线路数据2020/4/2630图7-2-3应答器布置示意图进站信号机处设置有源应答器，以提供接车进路参数及临时限速信息。接车进路建立后，进站应答器发送相应的接车进路信息，具有直股发车进路的股道，同时提供直股发车进路及前方一定距离内的线路参数和临时限速信息。2020/4/2631各有源应答器具有缺省报文，缺省值按照该进站口所有接车进路范围内的最低道岔限速和最短进路长度等最不利条件设置。当列车通过车站时，进站信号机处的应答器提供发车进路及前方一定距离(离去区段)内的线路参数和临时限速信息。其中还包括该进站口所有接车进路范围内的最低道岔限速和最短进路长度等最不利条件设置。2020/4/2632车站出站口处设置无源应答器和有源应答器。无源应答器提供前方一定距离内的线路参数等信息；有源应答器提供前方一定距离内的临时限速等信息。出站信号机处（含股道）原则上不设置应答器。2020/4/2633区间间隔3～5km成对设置的应答器分别提供列车运行前方（正向或反向）—定距离内的线路参数及定位信息，车载设备可通过成对的应答器识别运行方向。除进出站口外，区间可不设置专用于反向运行的应答器。根据需要可设置特殊用途的无源应答器(如CTCS级间转换等)。应答器的正线线路参数交叉覆盖，实现信息冗余。2020/4/2634（7）车站电码化CTCS2级区段，ATP车载设备的锁频功能通过应答器信息实现，若应答器信息丢失，由机车乘务员按现行规则手动切换轨道电路载频。2020/4/2635车站正线电码化，接车进路和发车进路应采用不同的载频（以下行正线正方向为例，若接车进路为1700Hz，则发车进路应为2300Hz）；进站信号机前方轨道电路和接车进路电码化采用不同的载频。2020/4/26363．CTCS2列控系统的车-地通信技术原理各国列控系统车-地通信的技术手段有：轨道电路、轨道环线、漏泄电缆、应答器和无线通信等。CTCS2列控系统的车-地通信方式采用两种：点式应答器，轨道电路。2020/4/2637（1）点式应答器技术原理点式信息发送设备用于为机车信号提供下列信息：改变列车运行方向；列车速度监控；进出ZPW-2000A（UM）区域发送开、断TVM300信息。另外,点式设备还产生对点式环线完整与否的检查信息。2020/4/2638点式信息发送设备有3种类型：DF型，发监控码和转线码，用于进站处。如DF1-DF4。SK型，发临控码，用于站内股道。如SKl-SK4。DK型，发转线码和切断码，用于进、出ZPW-2000A（UM）区段。如DK1、DK2。2020/4/2639点式信息发送设备的使用原理见图7-2-4。2020/4/2640点式信息发送设备的标志设于点式环线外轨中间位置。DF型或SK型为三角形(黄色)DK型为梭形。点式信息发送设备的标志见图7-2-5。2020/4/2641图7-2-5点式信息发送设备的标志2020/4/2642点式信息发送设备的原理框图见图7-2-6（a）（b）。图7-2-6（a）2020/4/2643图7-2-6（b）点式信息发送设备的原理框图2020/4/2644根据点式信息发送设备的安装位置，使用相应的点式发送器。图7-2-6中编码接点为进站或出站信号开放继电器接点和方向继电器接点，经编码接点可接通发送器EMBO中监控、转线、开、断等频率信号，经放大，通过电缆进入现场的匹配单元TAD·BP，提供环线上2A的点式信号，供机车信号接收。2020/4/2645点式应答器有5种单频信息，频率意义为：3571Hz——监控频率40／30km／h（客车速度/货车速度。）3430Hz——接通下行线3290Hz——接通上行线3008Hz——切断车载设备进入非ZPW-2000A（UM）区段2445Hz——检查点式设备2020/4/2646进站红灯时，点式环线断线，利用点式继电器接点的落下，使预告信号机转移红灯。这时，预告信号机显示红灯。2020/4/2647（2）ZPW-2000A移频轨道电路UM71无绝缘轨道电路是从法国引进的轨道电路制式，UM71的U为通用，M为调制，71为1971年研制成功。以UM71轨道电路构成的自动闭塞称为UM71自动闭塞。2020/4/2648UM71自动闭塞设备与TVM300机车信号及超速防护设备组成的多信息区间列车间隔自动调整系统简称为U—T系统。U—T系统可以在交流电气化区段或非电气化区段使用。在我国铁路郑武线、京郑线、广深线、沈山线等线路上使用着U—T系统(机车信号有采用TVM300的，也有采用其他机车信号和自动停车装置的)。2020/4/2649ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞是在法国UM71无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情，进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发。2