列車運(yùn)行控制系統(tǒng)26359.ppt

1、列車運(yùn)行控制系統(tǒng) 張亞東西南交通大學(xué),高速鐵路具有速度快、安全舒適、運(yùn)輸能力強(qiáng)、正點(diǎn)率高、節(jié)能環(huán)保、全天候運(yùn)行等諸多優(yōu)點(diǎn)。 日本、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、意大利、西班牙、瑞典等世界發(fā)達(dá)國(guó)家都爭(zhēng)相發(fā)展。 世界上首條高速鐵路日本新干線于1964年正式投入運(yùn)營(yíng)。日本新干線始于東京，途徑名古屋、京都等地，終于大阪，營(yíng)運(yùn)速度每小時(shí)271公里。,背景,德國(guó),1964年開始，新干線總長(zhǎng)度達(dá)1835公里，高速列車客運(yùn)量為世界之最。,法國(guó),日本,1983年開通第一條現(xiàn)代化高速鐵路，高速列車TGV運(yùn)行速度為300350km/h， 最高試驗(yàn)速度為515.3km/h,1985年開始研究ICE高速列車，1991年投入運(yùn)營(yíng),

2、有高速鐵路700多公里，高速列車最高運(yùn)行速度達(dá)330km/h,背景,背景,世界高速鐵路的已投入運(yùn)營(yíng)里程(2005年),鐵路六次大提速，為我國(guó)高速鐵路的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。 第一次大提速 沖擊了鐵路信號(hào)傳統(tǒng)概念。列車最高運(yùn)行速度提高到時(shí)速120公里及以上，推動(dòng)了鐵路信號(hào)向速差式的發(fā)展，確立了四顯示信號(hào)的地位。,背景,三顯示用一個(gè)閉塞分區(qū)滿足列車全制動(dòng)距離的需要，四顯示用兩個(gè)較短的閉塞分區(qū)滿足列車全制動(dòng)距離的需要，適應(yīng)了提速的需求，縮短了列車追蹤間隔，提高了運(yùn)輸能力。,背景,第二次到第五次大提速 列車最高運(yùn)行速度達(dá)到時(shí)速160公里，并實(shí)現(xiàn)了全路范圍的機(jī)車信號(hào)低頻信息統(tǒng)一，促進(jìn)了機(jī)車信號(hào)主體化技術(shù)發(fā)

3、展，裝備了通用式機(jī)車電臺(tái)，使得機(jī)車在運(yùn)用上可以全路范圍跨交路運(yùn)行。,背景,第六次大提速 2007年4月18日起實(shí)施全國(guó)鐵路第六次大面積提速。 動(dòng)車組在既有線的運(yùn)行速度達(dá)到時(shí)速200250公里速度級(jí)，確立了具有中國(guó)特色和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的既有線CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)的技術(shù)地位。 第六次大提速之后，我國(guó)進(jìn)入高速鐵路發(fā)展的黃金期。,背景,根據(jù)我國(guó)中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年，我國(guó)高速鐵路營(yíng)運(yùn)里程將達(dá)到1.6萬(wàn)公里，建成發(fā)達(dá)完善的高速鐵路網(wǎng)絡(luò)。 中國(guó)已成為世界高速鐵路運(yùn)營(yíng)速度最高，運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)、在建規(guī)模最大的國(guó)家。,背景,中長(zhǎng)期鐵路規(guī)劃的四縱四橫客運(yùn)專線網(wǎng)絡(luò)是世界上最大的高速鐵路網(wǎng)絡(luò),四縱客運(yùn)專線： 北

4、京上海 北京武漢廣州深圳 北京沈陽(yáng)哈爾濱（大連） 杭州寧波福州深圳,四橫客運(yùn)專線： 徐州鄭州蘭州 杭州南昌長(zhǎng)沙 青島石家莊太原 南京武漢重慶成都,當(dāng)列車提速到200km/h時(shí)，緊急制動(dòng)距離將達(dá)到2000米(常用制動(dòng)距離超過3000米)。 隨著列車運(yùn)行速度提高，完全靠人工瞭望、人工駕駛列車不能保證行車安全。因此，當(dāng)列車速度大于時(shí)速160公里時(shí)，必須裝備列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱列控系統(tǒng)），以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車間隔和速度的自動(dòng)控制，提高運(yùn)輸效率，保證行車安全。,接觸網(wǎng),力學(xué)和鋼軌,電磁兼容,高速鐵路牽引供電系統(tǒng),牽引供電自動(dòng)化系統(tǒng),動(dòng)車組限界 (動(dòng)態(tài)限界),動(dòng)車組供電 （弓網(wǎng)、自動(dòng)過分相）,高速道岔,高速列車

5、,高速鐵路橋隧,路基,列控系統(tǒng),無(wú)渣軌道,1,8,4,5,2,6,3,7,10,9,列控系統(tǒng)的定義,列控系統(tǒng)就是對(duì)列車運(yùn)行全過程或一部分作業(yè)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行速度、位置等狀態(tài)的監(jiān)督、控制和調(diào)整，確保行車安全，提高運(yùn)輸效率的信號(hào)系統(tǒng)。其基本工作原理為：利用地面提供的線路信息、前車(目標(biāo))距離和進(jìn)路狀態(tài)，列控車載設(shè)備自動(dòng)生成列車允許速度控制模式曲線，并實(shí)時(shí)與列車運(yùn)行速度進(jìn)行比較，超速后及時(shí)進(jìn)行控制。,列控系統(tǒng)包括地面設(shè)備、車載設(shè)備。 地面設(shè)備提供線路信息、臨時(shí)限速、目標(biāo)距離和進(jìn)路狀態(tài)等基本控制信息。車載設(shè)備生成速度控制模式曲線并實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行的監(jiān)控。,列控系統(tǒng)的基本組成,線路的空閑/占用及列車完整性檢查； 列

6、車移動(dòng)授權(quán)計(jì)算（間隔控制）； 為司機(jī)提供豐富的行車信息； 監(jiān)控列車安全運(yùn)行，防止超速（速度控制）。,列控系統(tǒng)的基本功能,列控系統(tǒng)的控制模式,根據(jù)車地信息傳輸通道分類 點(diǎn)式列控系統(tǒng) 點(diǎn)式列控系統(tǒng)采用點(diǎn)式設(shè)備（如地面應(yīng)答器），在固定地點(diǎn)向列車傳遞控車信息，實(shí)現(xiàn)列車安全控制。 連續(xù)式列控系統(tǒng) 連續(xù)式列控系統(tǒng)的地面控制中心可實(shí)時(shí)、連續(xù)地向車載設(shè)備傳輸控制信息。連續(xù)式列控系統(tǒng)地對(duì)車的信息傳輸手段包括軌道電路、軌道電纜（交叉環(huán)線）、波導(dǎo)管、漏泄電纜、無(wú)線通信等。,列控系統(tǒng)的分類,點(diǎn)連式列控系統(tǒng) 點(diǎn)連式列控系統(tǒng)兼顧了點(diǎn)式和連續(xù)式列控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是一種連續(xù)式和點(diǎn)式相結(jié)合的列控系統(tǒng)。車載設(shè)備從軌道電路提供實(shí)時(shí)的

7、連續(xù)信息中得知前方軌道區(qū)段空閑數(shù)量、進(jìn)出站信號(hào)開放狀態(tài)等信息，再根據(jù)應(yīng)答器信息提供的軌道區(qū)段長(zhǎng)度、坡度和速度等線路數(shù)據(jù)，控制列車的運(yùn)行。,列控系統(tǒng)的分類,根據(jù)控制模式分類 速度碼階梯控制方式 速度碼階梯控制方式，在一個(gè)閉塞分區(qū)內(nèi)只控制一個(gè)速度等級(jí)，即在一個(gè)閉塞分區(qū)中只按照一種速度判斷列車是否超速。階梯控制方式又可分為出口檢查方式和入口檢查方式。,列控系統(tǒng)的分類,出口速度控制模式曲線日本的ATC系統(tǒng),列控系統(tǒng)的分類,入口速度控制模式曲線法國(guó)TVM300,列控系統(tǒng)的分類,速度-距離模式曲線控制方式 速度-距離模式曲線是根據(jù)目標(biāo)速度、線路參數(shù)、列車參數(shù)、制動(dòng)性能等確定的反映列車允許速度與目標(biāo)距離間關(guān)

8、系的曲線。 根據(jù)制動(dòng)曲線的形狀，速度-距離模式曲線可分為分段速度控制和連續(xù)速度控制。 （1）分段速度控制 分段速度控制模式是將閉塞分區(qū)按照制動(dòng)性能最差的列車安全制動(dòng)距離的要求，以一定的速度等級(jí)將其劃分。一旦這種劃分完成，每一列車無(wú)論其制動(dòng)性能如何，其與前行列車的最小追蹤距離只與其運(yùn)行速度、區(qū)段劃分有關(guān)。,列控系統(tǒng)的分類,分段速度控制模式曲線法國(guó)TVM430,列控系統(tǒng)的分類,（2）連續(xù)速度控制 連續(xù)速度控制模式采用根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度的方式確定目標(biāo)距離-連續(xù)速度控制模式曲線，該方式不設(shè)定每個(gè)閉塞分區(qū)速度等級(jí)，采用一次制動(dòng)。以前方列車占用的閉塞分區(qū)或限速區(qū)段入口為目標(biāo)點(diǎn)，向列車傳送目標(biāo)距離、目標(biāo)

9、速度等信息。,列控系統(tǒng)的分類,目標(biāo)距離模式曲線歐洲ETCS1-2級(jí)、日本D-ATC和中國(guó)CTCS2/3級(jí)列控系統(tǒng),列控系統(tǒng)的分類,根據(jù)人-機(jī)優(yōu)先等級(jí)分類 設(shè)備制動(dòng)優(yōu)先方式 在設(shè)備制動(dòng)優(yōu)先方式下，車載設(shè)備通過自動(dòng)觸發(fā)不同等級(jí)的常用制動(dòng)實(shí)現(xiàn)降速過程的自動(dòng)速度控制；當(dāng)列車速度低于緩解速度時(shí)，車載設(shè)備自動(dòng)停止輸出相應(yīng)等級(jí)的常用制動(dòng)命令，不必司機(jī)人工介入。 司機(jī)制動(dòng)優(yōu)先方式 在司機(jī)制動(dòng)優(yōu)先方式下，司機(jī)負(fù)責(zé)操縱包括降速等環(huán)節(jié)在內(nèi)的駕駛?cè)^程；車載設(shè)備實(shí)施常用制動(dòng)后，當(dāng)列車速度低于緩解速度時(shí)，車載設(shè)備向司機(jī)提示允許緩解信息，司機(jī)按壓緩解按鍵后，緩解常用制動(dòng)。,列控系統(tǒng)的分類,ATP動(dòng)作,設(shè)備自動(dòng)緩解,常用,

10、緩解,日本于1964年開通的東海道新干線，普遍采用ATC超前階梯式速度監(jiān)控。從1991年日本鐵路開始試驗(yàn)數(shù)字式ATC，亦稱D-ATC，現(xiàn)在東海道新干線上已開通運(yùn)用。,日本列控系統(tǒng),使用有絕緣數(shù)字軌道電路發(fā)送列車位置、目標(biāo)速度、進(jìn)路等信息； 車載設(shè)備采用軌道電路信息和車載設(shè)備存儲(chǔ)的線路數(shù)據(jù)生成一次連續(xù)速度控制曲線； 列車制動(dòng)采用設(shè)備控制優(yōu)先方式。,日本D-ATC系統(tǒng),法國(guó)高速鐵路TGV區(qū)段的列控系統(tǒng)，車載信號(hào)設(shè)備采用TVM300或TVM430，地對(duì)車的信息傳輸以無(wú)絕緣軌道電路UM71或UM2000為基礎(chǔ)，該列控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱U/T系統(tǒng)。 TVM300系統(tǒng)在1981年于巴黎里昂首先投入使用。 TVM43

11、0系統(tǒng)在1993年于法國(guó)第三條北方線高速鐵路首先投入使用。隨著列車速度不斷提高，時(shí)速已達(dá)320km/h，法國(guó)CS公司對(duì)模擬電路構(gòu)成的U/T系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)字化改造，采用無(wú)絕緣軌道電路UM2000，其速度監(jiān)控方式改為分級(jí)速度曲線控制模式。,法國(guó)列控系統(tǒng),使用無(wú)絕緣數(shù)字軌道電路向列車發(fā)送行車許可； 列車制動(dòng)采用司機(jī)控制優(yōu)先方式。 車載設(shè)備根據(jù)軌道電路信息生成分段連續(xù)速度控制曲線。,法國(guó)TVM430系統(tǒng),德國(guó)LZB系統(tǒng)是基于軌道電纜傳輸?shù)牧锌叵到y(tǒng)，是采用連續(xù)速度控制模式的列控系統(tǒng)。1965年在慕尼黑奧斯堡間首次運(yùn)用。 FZB系統(tǒng)是德國(guó)最新開發(fā)的基于GSM-R無(wú)線傳輸?shù)牧锌叵到y(tǒng)，符合ETCS標(biāo)準(zhǔn)，其目的是

12、在歐洲逐步實(shí)現(xiàn)聯(lián)運(yùn)控制。,德國(guó)列控系統(tǒng),采用軌道電纜（交叉環(huán)線）方式傳輸車-地信息、使用S棒無(wú)絕緣軌道電路實(shí)現(xiàn)列車占用和完整性檢查； 車載設(shè)備利用軌道電纜信息生成一次連續(xù)速度控制曲線 列車制動(dòng)采用司機(jī)控制優(yōu)先方式。,德國(guó)LZB系統(tǒng),采用RBC生成行車許可、應(yīng)答器提供列車定位基準(zhǔn) GSM-R實(shí)現(xiàn)車-地雙向信息傳輸 車載設(shè)備利用車地傳輸?shù)男畔⑸梢淮芜B續(xù)速度控制曲線 列車制動(dòng)采用司機(jī)控制優(yōu)先方式,ETCS-2級(jí)系統(tǒng),為了解決歐洲各國(guó)鐵路互聯(lián)互通問題, 提高列車運(yùn)行的安全性和高效性,降低運(yùn)營(yíng)成本、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 1989年開始，歐洲鐵路公司和信號(hào)公司在對(duì)各自的既有信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造的同時(shí)，在歐盟委

13、員會(huì)和國(guó)際鐵路聯(lián)盟的推動(dòng)下，為信號(hào)系統(tǒng)的互聯(lián)和兼容問題制定了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并研制和開發(fā)了相關(guān)的產(chǎn)品。,ETCS發(fā)展背景,ETCS 0級(jí)：ETCS車載設(shè)備+傳統(tǒng)列控系統(tǒng)。 ETCS1級(jí)：地面信號(hào)查詢應(yīng)答器軌道電路。 采用固定追蹤間隔形式；司機(jī)依靠地面信號(hào)行車，地面信號(hào)機(jī)前設(shè)備產(chǎn)生速度監(jiān)控；依靠軌道電路或計(jì)軸設(shè)備檢查列車占用和完整性；利用查詢應(yīng)答器覆蓋各國(guó)現(xiàn)有信號(hào)系統(tǒng)，并用于列車定位和傳送控制命令。,ETCS分級(jí),ETCS2級(jí)：軌道電路查詢應(yīng)答器GSM-R 與E1級(jí)相比，司機(jī)完全依靠車載信號(hào)設(shè)備行車（可取消地面信號(hào)機(jī)）；通過GSM-R連續(xù)傳送列車運(yùn)行控制命令，車地間可雙向通信；在點(diǎn)式設(shè)備的配合下

14、，車載設(shè)備對(duì)列車運(yùn)行速度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控；依靠軌道電路或計(jì)軸設(shè)備檢查列車占用和完整性；建有無(wú)線閉塞中心。,ETCS分級(jí),ETCS3級(jí)：查詢應(yīng)答器GSM-R 與E2級(jí)相比是靠車載設(shè)備來檢查列車完整性，不需要軌道電路；點(diǎn)式設(shè)備、GSM-R是系統(tǒng)的主要設(shè)備。取消地面信號(hào)機(jī)和軌道電路后，室外線路上的信號(hào)設(shè)備減少到最低程度；列車追蹤間隔依靠點(diǎn)式設(shè)備和無(wú)線閉塞中心實(shí)現(xiàn)，具有明顯的移動(dòng)自動(dòng)閉塞特征。,ETCS分級(jí),C T C S,E T C S,中國(guó),列車,控制,系統(tǒng),歐洲,列車,控制,系統(tǒng),互聯(lián)互通,借鑒歐洲列控系統(tǒng)（ETCS）建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)鐵路運(yùn)輸特點(diǎn)和既有信號(hào)設(shè)備制式，考慮未來發(fā)展，遵循全路統(tǒng)一規(guī)劃的

15、原則，制定了我國(guó)列控系統(tǒng)CTCS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分為CTCS-0、1、2、3、4級(jí)。,CTCS分級(jí),CTCS分級(jí),應(yīng)用情況,CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng),CTCS-2級(jí)是基于軌道電路和應(yīng)答器傳輸列車行車許可信息并采用目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式監(jiān)控列車安全運(yùn)行的列控系統(tǒng)。,列控中心,車站聯(lián)鎖,調(diào)度中心CTC,軌道 電路,應(yīng)答器,道岔,信號(hào)機(jī),車載設(shè)備,包括:軌道電路、應(yīng)答器 列控中心、車載設(shè)備等,基本結(jié)構(gòu),基本結(jié)構(gòu)-地面設(shè)備,列控中心,1.軌道電路載頻、低頻信息編碼，控制軌道電路發(fā)碼方向 2.應(yīng)答器報(bào)文實(shí)時(shí)組幀、編碼、校驗(yàn)和向LEU發(fā)送的功能 3.實(shí)現(xiàn)TCC站間安全信息的實(shí)時(shí)傳輸 4.區(qū)間信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈控制 5.

16、無(wú)配線車站軌道電路的編碼控制和進(jìn)出站信號(hào)機(jī)的驅(qū)動(dòng)采集 6.異物侵限災(zāi)害防護(hù),列控中心主要功能,ZPW2000A軌道電路結(jié)構(gòu)圖,軌道電路載頻與低頻,軌道電路低頻與碼序?qū)φ?軌道電路碼序,停車序列： L5L5L4L3L2LLUUHU； 45km/h接車進(jìn)路序列： L5L5L4L3L2LLUU2UU； 80km/h接車進(jìn)路序列： L5L5L4L3L2LLUU2SUUS。,根據(jù)能源供應(yīng)及信息提供方式，應(yīng)答器可分為無(wú)源應(yīng)答器及有源應(yīng)答器。 1. 無(wú)源應(yīng)答器 點(diǎn)式無(wú)源應(yīng)答器，或稱固定信息應(yīng)答器，與外界無(wú)物理連接，不需要外加電源，平時(shí)處于休眠狀態(tài)，無(wú)源應(yīng)答器自身功耗很低，僅在列車通過并獲得車載查詢器發(fā)送的功

17、率載波能量時(shí)被激活，激活后立即發(fā)送調(diào)制好的數(shù)據(jù)編碼信息。 無(wú)源應(yīng)答器中的信息是經(jīng)特殊設(shè)備固化在應(yīng)答器存儲(chǔ)單元里，一般安裝以后不能改變，用于發(fā)送固定信息，在我國(guó)CTCS2級(jí)系統(tǒng)中，用于發(fā)送線路速度、坡度等線路條件信息和信號(hào)點(diǎn)軌道區(qū)段等信息。,應(yīng)答器分類,2. 有源應(yīng)答器 有源應(yīng)答器，或稱可變信息應(yīng)答器，通過外接電纜獲得電源。有源應(yīng)答器中的信息是可以通過外接電纜由地面控制設(shè)備實(shí)時(shí)改變的，一般設(shè)置在進(jìn)站和出站信號(hào)機(jī)前方，用于向列車傳送實(shí)時(shí)可變信息，如臨時(shí)限速、進(jìn)路信息等。,應(yīng)答器分類,應(yīng)答器系統(tǒng)分為地面設(shè)備和車載設(shè)備兩部分。地面設(shè)備包括地面應(yīng)答器和地面電子單元（LEU）。車載設(shè)備包括車載天線、車載解

18、碼器和應(yīng)答器傳輸模塊（BTM）。車載解碼器除對(duì)應(yīng)答器報(bào)文進(jìn)行解碼還原，還包含載頻發(fā)生器與功率放大器。,應(yīng)答器系統(tǒng)組成,應(yīng)答器的設(shè)置 在車站進(jìn)站口和出站口處設(shè)置有源應(yīng)答器。有源應(yīng)答器按雙向傳輸信息設(shè)計(jì)。在車站進(jìn)站口和出站口處、區(qū)間運(yùn)行正方向每隔3-5km設(shè)置一組無(wú)源應(yīng)答器。無(wú)源應(yīng)答器均按單向傳輸信息設(shè)計(jì)。應(yīng)答器的正線線路參數(shù)應(yīng)交叉覆蓋，實(shí)現(xiàn)信息冗余。,應(yīng)答器設(shè)置,應(yīng)答器鏈接及數(shù)據(jù)覆蓋范圍,應(yīng)答器系統(tǒng)是一種采用電磁感應(yīng)原理構(gòu)成的高速點(diǎn)式數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，用于在特定地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)地面與機(jī)車間的相互通信。安裝于兩根鋼軌中心枕木上的無(wú)源應(yīng)答器不要求外加電源，平時(shí)處于休眠狀態(tài)，僅靠瞬時(shí)接收車載天線的功率而工作，并能

19、在接收到車載天線功率的同時(shí)向車載天線發(fā)送大量的編碼信息。安裝于機(jī)車底部的車載天線不斷向地面發(fā)送功率并在機(jī)車通過地面應(yīng)答器時(shí)接收來自應(yīng)答器的編碼信息。 當(dāng)列車經(jīng)過無(wú)源應(yīng)答器上方時(shí)，無(wú)源應(yīng)答器接收到車載天線發(fā)射的電磁能量后，將其轉(zhuǎn)換成電能，使地面應(yīng)答器中的電子電路工作，把存儲(chǔ)在地面應(yīng)答器中的1023位數(shù)據(jù)報(bào)文循環(huán)發(fā)送出去，直至電能消失（即車載天線已經(jīng)離去）。,應(yīng)答器工作原理,電磁感應(yīng)技術(shù)，可通過空氣無(wú)線傳輸信號(hào)和能量 車地：27.095MHz5KHz 地車：（調(diào)頻）4.234MHz200KHz 565kbit/s的信息速率 信息量： 報(bào)文碼長(zhǎng)：1023 bit,應(yīng)答器工作原理,）應(yīng)答器鏈接信息 ：

20、ETCS-5 ）線路的坡度信息 ：ETCS-21 ）靜態(tài)限速信息 ：ETCS-27 ）等級(jí)轉(zhuǎn)換信息 ：ETCS-41 ）特殊區(qū)間信息 ：ETCS-68 6）軌道電路信息 ：CTCS-1,區(qū)間應(yīng)答器報(bào)文包,）應(yīng)答器鏈接信息 ：ETCS-5 ）線路的坡度信息 ：ETCS-21 ）靜態(tài)限速信息 ：ETCS-27 ）等級(jí)轉(zhuǎn)換信息 ：ETCS-41 ）特殊區(qū)間信息 ：ETCS-68 ）軌道電路信息 ：CTCS-1 7）調(diào)車危險(xiǎn)信息 ：ETCS-132,出站無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文包,）應(yīng)答器鏈接信息 ：ETCS-5 ）線路的坡度信息 ：ETCS-21 ）靜態(tài)限速信息 ：ETCS-27 ）軌道電路信息 ：CTCS-

21、1 ）臨時(shí)限速信息 ：CTCS-2 ）反向運(yùn)行信息 ：CTCS-3,出站有源應(yīng)答器報(bào)文包,）應(yīng)答器鏈接信息 ：ETCS-5 ）線路的坡度信息 ：ETCS-21 ）靜態(tài)限速信息 ：ETCS-27 ）等級(jí)轉(zhuǎn)換信息 ：ETCS-41 ）特殊區(qū)間信息 ：ETCS-68 ）軌道電路信息 ：CTCS-1 7）調(diào)車危險(xiǎn)信息 ：ETCS-132,進(jìn)站無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文包,）應(yīng)答器鏈接信息 ：ETCS-5 ）線路的坡度信息 ：ETCS-21 ）靜態(tài)限速信息 ：ETCS-27 ）軌道電路信息 ：CTCS-1 ）臨時(shí)限速信息 ：CTCS-2 ）反向運(yùn)行信息 ：CTCS-3,進(jìn)站有源應(yīng)答器報(bào)文包,接收車站列控中心的信息，

22、并下達(dá)給有源應(yīng)答器。LEU的作用相當(dāng)于功率放大器。有源應(yīng)答器提供的信息主要包括進(jìn)路信息和臨時(shí)限速信息。1個(gè)LEU控制4臺(tái)應(yīng)答器。,LEU,基本結(jié)構(gòu)-車載設(shè)備,1.車載安全計(jì)算機(jī)(VC) VC采用2乘2取2的安全平臺(tái)，滿足SIL4級(jí)。,2. 應(yīng)答器信息接收模塊BTM 一個(gè)BTM模塊包含電源板、接收板、傳輸板和接口板。 BTM是一個(gè)采用2取2技術(shù)的故障安全模塊。 接收應(yīng)答器信息并提供精確定位。,3.連續(xù)信息接收模塊STM STM模塊是安全模塊，可接收Z(yǔ)PW2000系列軌道電路及4信息、8信息、18信息等傳統(tǒng)移頻軌道電路的信息。STM及時(shí)傳輸?shù)孛孳壍离娐沸畔⒔o安全計(jì)算機(jī)（VC）和LKJ監(jiān)控裝置。,4

23、. 司機(jī)操作界面DMI 配備有按鈕的液晶顯示器，屏幕尺寸為10英寸。 顯示單元安裝在駕駛室便于設(shè)備通風(fēng)，且避免陽(yáng)光直射的位置。 安全等級(jí)為SIL2級(jí)。 各ATP車載設(shè)備均應(yīng)采用統(tǒng)一的司機(jī)操作界面。,DMI顯示屏的顯示分辨率設(shè)為640 x480，在此分辨率下，DMI的主界面分為六個(gè)區(qū)域。,DMI主界面區(qū)域劃分,DMI主界面功能細(xì)分圖,頂棚速度監(jiān)視區(qū)（CSM: Ceiling Speed Monitoring Section）：指限制速度為常數(shù)的區(qū)域，該限制速度通常是由最限制速度曲線決定的。車載 設(shè)備在頂棚速度監(jiān)視區(qū)進(jìn)行的速度監(jiān)視稱為頂棚速度監(jiān)視。,目標(biāo)速度監(jiān)視區(qū)（TSM: Target Spee

24、d Monitoring Section）：指限制速度下降到較低的限制速度值或限制速度為 0km/h 的目標(biāo)點(diǎn)的區(qū)域。車 載設(shè)備在目標(biāo)速度監(jiān)視區(qū)進(jìn)行的速度監(jiān)視稱為目標(biāo)速度監(jiān)視，目標(biāo)速 度監(jiān)視分制動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)（目標(biāo)速度為 0km/h）和制動(dòng)到較低的目標(biāo)速 度（目標(biāo)速度非 0km/h）兩種情況。,5. DRU（ATP車載設(shè)備的記錄器） ATP車載設(shè)備配備了內(nèi)部記錄器，主要用于設(shè)備狀態(tài)和故障信息以及各種事件的記錄。 事件：包括司機(jī)對(duì)ATP設(shè)備的操作，軌道電路信息，ATP與機(jī)車的信息交換等。 維修人員可通過專用電腦或IC卡等進(jìn)行數(shù)據(jù)下載。,6. 速度傳感器 ATP車載設(shè)備的測(cè)速系統(tǒng)要求配置兩套速度傳感器

25、。 ATP車載設(shè)備的速度傳感器需要獨(dú)立于機(jī)車配置，但可以為機(jī)車及其它車載設(shè)備提供速度通道。,1.CTCS級(jí)別：滿足CTCS-2級(jí)，預(yù)留CTCS3級(jí)。 2.速度目標(biāo)值：滿足250km/h，預(yù)留300km/h及以上擴(kuò)展條件。 3.控制模式：目標(biāo)距離模式。 4.駕駛模式：司機(jī)制動(dòng)優(yōu)先和設(shè)備制動(dòng)優(yōu)先兩種模式。 5.信息傳輸媒介：控車信息由軌道電路及應(yīng)答器設(shè)備提供。 6.兼容性：針對(duì)不同速度等級(jí)線路，滿足動(dòng)車組跨線運(yùn)行要求。 7.與列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置接口：記錄信息，切換控車。 8.機(jī)車信號(hào)功能：主體機(jī)車信號(hào)功能，通用式機(jī)車信號(hào)功能。,ATP主要技術(shù)條件,9.主要技術(shù)要求 （1）在任何情況下防止列車無(wú)行

26、車許可的運(yùn)行。 （2）防止列車超速運(yùn)行。 防止列車超過進(jìn)路允許速度。 防止列車超過線路結(jié)構(gòu)規(guī)定的速度。 防止列車超過動(dòng)車組構(gòu)造速度。 防止列車超過臨時(shí)限速。 （3）防止列車溜逸。 （4）制動(dòng)與緩解。 （5）故障后可隔離。,ATP主要技術(shù)條件,軌道電路,調(diào)度中心下達(dá)運(yùn)行圖至車站CTC分機(jī),應(yīng)答器,運(yùn)行圖,聯(lián)鎖進(jìn)路命令,臨時(shí)限速信息,軌道電路編碼,進(jìn)路信息,應(yīng)答器報(bào)文,控 制,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖按照CTC下達(dá)進(jìn)路的命令，控制道岔、信號(hào)機(jī)，排列進(jìn)路。,CTC分機(jī)實(shí)時(shí): 向車站聯(lián)鎖聯(lián)鎖下發(fā)進(jìn)路命令 向列控中心下達(dá)臨時(shí)限速信息,車站聯(lián)鎖采集軌道電路的列車占用信息、道岔位置并進(jìn)行處理。,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖將進(jìn)路信息發(fā)送給

27、列控中心 列控中心根據(jù)進(jìn)路信息和臨時(shí)限速信息: 生成軌道電路編碼和臨時(shí)限速報(bào)文,軌道電路編碼發(fā)送給軌道電路;,臨時(shí)限速報(bào)文發(fā)送給應(yīng)答器。,車載設(shè)備接收到軌道電路碼序和應(yīng)答器報(bào)文信息后，計(jì)算生成控制模式曲線，監(jiān)控列車安全運(yùn)行。,基本工作原理,1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350,9200 空閑區(qū)段：7,7950 空閑區(qū)段：6,6650 空閑區(qū)段：5,5300 空閑區(qū)段：4,4000 空閑區(qū)段：3,2650 空閑區(qū)段：2,1350 空閑區(qū)段：1,速度曲線,0 空閑區(qū)段：0,目標(biāo)距離:,行車許可計(jì)算的基本原理,正向預(yù)告點(diǎn),切換執(zhí)行點(diǎn),反向預(yù)告點(diǎn),C2與C

28、0區(qū)段的切換,車載工作模式,1.完全監(jiān)控模式 當(dāng)車載設(shè)備具備列控所需的基本數(shù)據(jù)（軌道電路信息、應(yīng)答器信息、列車數(shù)據(jù)）時(shí)，ATP車載設(shè)備生成目標(biāo)距離模式曲線，并能通過DMI顯示列車運(yùn)行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等，控制列車安全運(yùn)行。 列車反向運(yùn)行，采用自動(dòng)站間閉塞，ATP車載設(shè)備采用完全監(jiān)控模式，目標(biāo)距離通過應(yīng)答器提供。,2.部分監(jiān)控模式: 若ATP車載設(shè)備接收到軌道電路允許行車信息，但線路數(shù)據(jù)缺損時(shí)，ATP車載設(shè)備產(chǎn)生固定限制速度，控制列車運(yùn)行。 （1）連續(xù)兩組及以上應(yīng)答器的線路數(shù)據(jù)丟失，列車在ATP車載設(shè)備已查詢到的線路數(shù)據(jù)末端前觸發(fā)常用制動(dòng)，當(dāng)列車運(yùn)行速度低于120km/h后，提供

29、允許緩解提示，司機(jī)緩解后，ATP車載設(shè)備根據(jù)線路最不利條件，產(chǎn)生監(jiān)控速度曲線（最高限制速度120km/h），控制列車運(yùn)行。,2.部分監(jiān)控模式: （2）側(cè)線發(fā)車，ATP車載設(shè)備根據(jù)股道軌道電路信息（根據(jù)道岔限速發(fā)送UU碼或UUS碼），形成并保持固定限制速度（至出站口），控制列車運(yùn)行。,監(jiān)控曲線,速度（km/h）,45,UU碼,駕駛曲線,2.部分監(jiān)控模式: （3）引導(dǎo)接車，ATP車載設(shè)備收到接近區(qū)段的軌道電路信息（HB碼），形成并保持固定限制速度，監(jiān)控列車運(yùn)行。,監(jiān)控曲線,速度（km/h）,20,HB碼,200,3.目視行車模式：在ATP車載設(shè)備顯示禁止信號(hào)時(shí)，列車停車后，根據(jù)行車管理辦法（含調(diào)度

30、命令），司機(jī)經(jīng)特殊操作（如按壓專用按鈕），ATP生成固定限制速度（20km/h），列車在ATP監(jiān)控下運(yùn)行，司機(jī)對(duì)安全負(fù)責(zé)。每運(yùn)行一段距離（100-200m）或一段時(shí)間，司機(jī)應(yīng)重復(fù)按壓按鈕，否則設(shè)備制動(dòng)停車。,4.調(diào)車監(jiān)控模式：車列進(jìn)行調(diào)車作業(yè)時(shí)，司機(jī)經(jīng)特殊操作（如按壓專用按鈕）后，轉(zhuǎn)為調(diào)車模式，ATP生成調(diào)車限制速度，控制車列運(yùn)行。牽引運(yùn)行時(shí)，限制速度40km/h；推進(jìn)運(yùn)行時(shí)，限制速度30km/h。,5.隔離模式：ATP車載設(shè)備故障，觸發(fā)制動(dòng)停車后，根據(jù)故障提示，司機(jī)經(jīng)特殊操作，ATP車載設(shè)備控制功能停用，在該模式下司機(jī)按調(diào)度命令行車。若僅BTM失效，ATP車載設(shè)備提供機(jī)車信號(hào)，可人工轉(zhuǎn)為L(zhǎng)K

31、J控制列車。,6. 機(jī)車信號(hào)模式 當(dāng)通過CTCS級(jí)間切換到CTCS-0/1級(jí)后，ATP功能相當(dāng)于一個(gè)機(jī)車信號(hào)設(shè)備。當(dāng)?shù)孛婢邆銫TCS-1級(jí)條件時(shí)，ATP設(shè)備相當(dāng)于主體機(jī)車信號(hào)，當(dāng)?shù)孛婢邆銫TCS-0級(jí)條件時(shí)，ATP設(shè)備相當(dāng)于通用機(jī)車信號(hào)。 在這種模式下，ATP設(shè)備僅為L(zhǎng)KJ設(shè)備提供機(jī)車信號(hào)信息輸出，不產(chǎn)生列車控制輸出，列控防護(hù)功能由LKJ設(shè)備實(shí)施。,7.其它幾種技術(shù)功能模式 （1）待機(jī)模式 設(shè)備上電后，自檢及交路數(shù)據(jù)輸入時(shí)的缺省模式，監(jiān)控速度為0km/h。通過司機(jī)的有關(guān)操作，轉(zhuǎn)為其它模式。 （2）冒進(jìn)防護(hù)模式 列車因信號(hào)突變等原因，越過移動(dòng)授權(quán)終點(diǎn)（未處于目視行車模式）后的默認(rèn)模式。ATP車載

32、設(shè)備觸發(fā)緊急制動(dòng)。 （3）冒進(jìn)防護(hù)后模式 列車進(jìn)入冒進(jìn)防護(hù)模式且停車后的默認(rèn)模式。ATP車載設(shè)備的監(jiān)控速度為0km/h，等待轉(zhuǎn)入其它模式。,故障狀態(tài)下的工作模式,軌道電路信息缺失時(shí)的處理 應(yīng)答器信息缺失時(shí)的處理 車載設(shè)備故障時(shí)的處理,軌道電路信息缺失時(shí)的處理 區(qū)間運(yùn)行時(shí) 軌道電路發(fā)生故障，變?yōu)闊o(wú)信號(hào)時(shí)，由HU轉(zhuǎn)換為無(wú)碼時(shí)，通過緊急制動(dòng)，由其他碼轉(zhuǎn)換為無(wú)碼時(shí)通過常用制動(dòng)停止。駕駛員與調(diào)度員取得聯(lián)系，轉(zhuǎn)換為目視模式。在調(diào)度員允許的條件下，列車以20km/h以下的速度向車站運(yùn)行。如果列車運(yùn)行至軌道電路無(wú)故障的部分，接收到信號(hào)的話，則自動(dòng)的過渡到FS或PS模式。,故障狀態(tài)下的工作模式,車站接車時(shí) 車站

33、接車時(shí)，與區(qū)間一樣：如果地面軌道電路信息缺失時(shí)，由HU轉(zhuǎn)換為無(wú)碼時(shí)，通過緊急制動(dòng)，由其他碼轉(zhuǎn)換為無(wú)碼時(shí)通過常用制動(dòng)停止。隨后，按照目視模式（OS）運(yùn)行。 運(yùn)行至車站入口處時(shí)，由駕駛員負(fù)責(zé)停車，并再次通調(diào)度員取得聯(lián)系，得到調(diào)度員許可后方可進(jìn)入車站。在指定位置停車等動(dòng)作都須有調(diào)度員的許可，駕駛員的責(zé)任是確保安全行車。,故障狀態(tài)下的工作模式,車站發(fā)車時(shí) 車站發(fā)車時(shí)是在得到調(diào)度員許可后，駕駛員將模式切換為OS模式。然后還是在得到調(diào)度員許可后，從車站發(fā)車。發(fā)車后，如果從軌道電路接收到碼的話，自動(dòng)地切換為FS或PS模式，即可完成正常速度下的行車。,故障狀態(tài)下的工作模式,應(yīng)答器信息缺失時(shí)的處理 無(wú)源應(yīng)答器信

34、息丟失 首先，當(dāng)一處無(wú)源應(yīng)答器信息丟失時(shí)，由于線路信息采用冗余覆蓋，車載設(shè)備仍擁有完整的線路數(shù)據(jù)，可正常運(yùn)行。無(wú)源應(yīng)答器信息漏測(cè)時(shí)，由應(yīng)答器鏈接的信息發(fā)出警報(bào)的同時(shí)記錄到記錄裝置。,故障狀態(tài)下的工作模式,連續(xù)兩個(gè)及以上無(wú)源應(yīng)答器丟失 遇到連續(xù)丟失兩個(gè)及以上應(yīng)答器的情況，列車在ATP車載設(shè)備已查詢到的線路數(shù)據(jù)末端前觸發(fā)常用制動(dòng)。當(dāng)列車運(yùn)行速度低于120km/h后，提供允許緩解提示，司機(jī)緩解后，進(jìn)入部分監(jiān)控模式，就能夠繼續(xù)行駛。,故障狀態(tài)下的工作模式,進(jìn)站有源應(yīng)答器信息丟失 列車將缺少臨時(shí)限速信息和進(jìn)路數(shù)據(jù)，車載ATP設(shè)備生成NBP為50km/h，駕駛員以低于NBP為50km/h的速度進(jìn)站，超過該

35、速度時(shí)自動(dòng)輸出制動(dòng)。,故障狀態(tài)下的工作模式,出站有源應(yīng)答器信息丟失 出站有源應(yīng)答器主要用于發(fā)送至下一車站前的整個(gè)區(qū)間的臨時(shí)限速信息。這些信息丟失后，將導(dǎo)致列車無(wú)法獲知區(qū)間是否有臨時(shí)限速，安全無(wú)法保障。從而，車載ATP設(shè)備生成NBP為50km/h，超過該速度時(shí)自動(dòng)輸出制動(dòng)。駕駛員以低于NBP為50km/h的速度將列車運(yùn)行至下一車站。,故障狀態(tài)下的工作模式,車載設(shè)備故障時(shí)的處理 BTM故障 在BTM故障的時(shí)候，由于車載設(shè)備（VC）和BTM之間的通信異常，車載設(shè)備也為故障狀態(tài)，在雙系（VC1，VC2）都發(fā)生故障，車載設(shè)備輸出緊急制動(dòng)。所以，如果繼續(xù)走行的話，通過司機(jī)操作，將ATP設(shè)備轉(zhuǎn)換為隔離模式。

36、遵照司機(jī)的指令來運(yùn)行。,故障狀態(tài)下的工作模式,STM故障 STM是由雙重系構(gòu)成，如果一個(gè)系的STM出現(xiàn)故障，雙系中，可排除故障繼續(xù)行駛。萬(wàn)一，雙系都出現(xiàn)故障，制動(dòng)會(huì)一直被輸出。司機(jī)得到調(diào)度員許可后，將ATP隔離SW轉(zhuǎn)換到隔離一側(cè)，將列車移動(dòng)到最近的車站。 DMI故障 出現(xiàn)DMI故障時(shí)，就無(wú)法通過ATP裝置進(jìn)行運(yùn)行。因此，在取得調(diào)度員的許可后，應(yīng)該轉(zhuǎn)為隔離模式。,故障狀態(tài)下的工作模式,測(cè)速故障 若速度發(fā)電機(jī)的線組斷線，會(huì)自動(dòng)制動(dòng)。因?yàn)楦髯远加卸鄠€(gè)線組，所以一個(gè)線組斷線的情況下，兩個(gè)系統(tǒng)之中會(huì)脫離一個(gè)有故障的系統(tǒng)使運(yùn)行能夠繼續(xù)。萬(wàn)一，兩個(gè)系統(tǒng)都出現(xiàn)故障，就會(huì)一直保留制動(dòng)狀態(tài)。司機(jī)要取得調(diào)度員的許可

37、，將ATP開放SW切換到隔離側(cè)，并將列車移動(dòng)到最近的車站。 ATP整機(jī)故障 ATP整機(jī)故障后，轉(zhuǎn)為隔離模式。,故障狀態(tài)下的工作模式,CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng),系統(tǒng)構(gòu)成 地面設(shè)備增加無(wú)線閉塞中心RBC、GSM-R無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)； 車載設(shè)備增加GSM-R無(wú)線通信單元及天線； 車載設(shè)備根據(jù)RBC的行車許可，生成連續(xù)速度控制模式曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)控列車安全運(yùn)行。,調(diào)度中心CTC,車站聯(lián)鎖,軌道電路,列控中心,應(yīng)答器,道岔,信號(hào)機(jī),RBC為CTCS-3 提供行車許可,車載設(shè)備,基本組成,GSM-R 固定網(wǎng)絡(luò),基本組成,車載設(shè)備由車載安全計(jì)算機(jī)（VC）、GSM-R無(wú)線通信模塊（RTM）、軌道電路信息接收單元（TCR

38、）、應(yīng)答器信息接收模塊（BTM）、記錄器（JRU）、人機(jī)界面（DMI）、列車接口單元（TIU）等組成。,車載設(shè)備結(jié)構(gòu),車載設(shè)備模塊-1,車載設(shè)備模塊-2,DMI主界面區(qū)域劃分,運(yùn) 行 計(jì) 劃 顯 示 區(qū),RBC設(shè)備采用硬件安全比較冗余結(jié)構(gòu)，包括：無(wú)線閉塞單元（RBU）、協(xié)議適配器（VIA）、RBC維護(hù)終端、司法記錄器（JRU）、ISDN服務(wù)器、操作控制終端和交換機(jī)等設(shè)備組成。,地面設(shè)備-RBC,GSM-R網(wǎng)絡(luò)由移動(dòng)交換中心（MSC）、基站控制器（BSC）、基站（BTS）、光傳輸設(shè)備（OTE）、移動(dòng)終端（MT）、碼型轉(zhuǎn)換和速率適配單元（ TRAU）等組成。,GSM-R網(wǎng)絡(luò),RBC通過ISDN服務(wù)

39、器，利用PRI接口接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)，車載設(shè)備通過MT，利用RS422接口接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車地雙向無(wú)線通信 地面GSM-R網(wǎng)絡(luò)基站采用“單網(wǎng)交織冗余覆蓋”的方式，單基站故障，可以確保網(wǎng)絡(luò)通信的服務(wù)質(zhì)量（Qos）指標(biāo)。,GSM-R網(wǎng)絡(luò),地面應(yīng)答器設(shè)置應(yīng)同時(shí)滿足CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)的需求，并集成CTCS-3級(jí)和CTCS-2級(jí)報(bào)文。,應(yīng)答器布置,（1）區(qū)間應(yīng)答器組【Q】設(shè)置 區(qū)間應(yīng)答器組位于閉塞分區(qū)入口前方200m處。 發(fā)送信息包括：線路允許速度、線路坡度、軌道區(qū)段信息及特殊區(qū)段信息等固定信息。,（2）進(jìn)站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組【JZ】/【FJZ】 進(jìn)站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組位于進(jìn)站信號(hào)機(jī)（含反向）外方3

40、0m處。 發(fā)送信息包括：線路允許速度、臨時(shí)限速、線路坡度、軌道區(qū)段信息及調(diào)車危險(xiǎn)等數(shù)據(jù)。,（3）出站信號(hào)機(jī)應(yīng)答器組【CZ】/【FCZ】 正線股道布置無(wú)源應(yīng)答器組；側(cè)線股道布置有源應(yīng)答器組。 發(fā)送信息包括：線路允許速度、軌道區(qū)段信息、臨時(shí)限速及特殊區(qū)段信息等信息。,（4）調(diào)車應(yīng)答器組【DC】 對(duì)于有調(diào)車作業(yè)并有可能危及正線列車運(yùn)行安全的調(diào)車信號(hào)機(jī)外方15m處設(shè)置由有源應(yīng)答器組。 當(dāng)調(diào)車信號(hào)關(guān)閉時(shí)，該應(yīng)答器組發(fā)送調(diào)車危險(xiǎn)信息。,（5）定位應(yīng)答器組【DW】設(shè)置 在閉塞分區(qū)中間和車站各股道中間設(shè)置單應(yīng)答器組，用于列車定位。 定位應(yīng)答器組根據(jù)設(shè)置位置，可提供線路里程、車站名稱、橋梁和隧道名稱等輔助信息。

41、,（6）中繼站應(yīng)答器組【ZJ】設(shè)置 在上下行線路靠近區(qū)間中繼站的位置單獨(dú)設(shè)置有源應(yīng)答器組。 發(fā)送信息包括：臨時(shí)限速和線路數(shù)據(jù)等信息。,（7）等級(jí)轉(zhuǎn)換應(yīng)答器組設(shè)置 GSM-R網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)應(yīng)答器組【GRE】 RBC連接應(yīng)答器組【RL】 C2-C3等級(jí)轉(zhuǎn)換預(yù)告應(yīng)答器組【YG-2/3】 C2-C3等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組【ZX-2/3】 C3-C2等級(jí)轉(zhuǎn)換執(zhí)行應(yīng)答器組【FZX-3/2】,（8）RBC切換應(yīng)答器組設(shè)置 RBC切換預(yù)告應(yīng)答器組【YG-R】 RBC切換執(zhí)行應(yīng)答器組【ZX-R】,接入客運(yùn)專線信號(hào)安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)備包括：列控中心（TCC）、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（CBI）、臨時(shí)限速服務(wù)器（TSRS）、無(wú)線閉塞中心（R

42、BC） 采用工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（工業(yè)級(jí)交換機(jī)）構(gòu)成冗余雙環(huán)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中單節(jié)點(diǎn)信息傳輸時(shí)延不大于50us，單網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)通信自愈時(shí)間不大于50ms，網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)通信自愈時(shí)間不大于500ms 連接相鄰網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的光纖長(zhǎng)度應(yīng)不超過70km，光纖長(zhǎng)度不滿足要求時(shí)應(yīng)增加中繼器設(shè)備 每一獨(dú)立環(huán)網(wǎng)中接入的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、中繼器）超過40個(gè)或應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)線路（鐵路線路）長(zhǎng)度超過600km時(shí)，應(yīng)將網(wǎng)絡(luò)環(huán)路分割成不同子環(huán)網(wǎng)。各相鄰子環(huán)網(wǎng)間應(yīng)采用三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行連接。,信號(hào)安全數(shù)據(jù)網(wǎng),根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進(jìn)路等信息生成行車許可,無(wú)線閉塞中心RBC,應(yīng)答器,通過GSM-R無(wú)線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速傳輸

43、給CTCS-3級(jí)車載設(shè)備,通過GSM-R無(wú)線通信系統(tǒng)接受車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息,向車載設(shè)備傳輸定位和等級(jí)轉(zhuǎn)換信息,向車載設(shè)備傳送線路參數(shù)和臨時(shí)限速等信息，滿足后備系統(tǒng)的需要,用于實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備與地面設(shè)備的雙向通信,GSM-R核心網(wǎng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)、GPRS子系統(tǒng)、智能網(wǎng)接口,GSM-R網(wǎng)絡(luò),采用冗余交叉覆蓋的方式進(jìn)行布置，提高了車地通信的可靠性,根據(jù)地面設(shè)備提供的行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速等信息和列車參數(shù)，按照目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式生成動(dòng)態(tài)速度曲線，監(jiān)控列車的安全運(yùn)行,車載安全計(jì)算機(jī),軌道電路,實(shí)現(xiàn)列車占用檢查,發(fā)送行車許可信息，滿足后備系統(tǒng)的需要,各組成部分的基本功能,1.進(jìn)

44、路指令,4.進(jìn)路信息,5.行車許可,3.軌道、道岔及 信號(hào)狀態(tài),無(wú)線閉塞中心,軌道電路,信號(hào)機(jī)，道岔,調(diào)度集中CTC,2.道岔動(dòng)作指令,6.控車曲線,車站 聯(lián)鎖 設(shè)備,基本工作原理,列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是高速鐵路的核心安全系統(tǒng)，是確保高速列車安全、提高行車效率的關(guān)鍵裝備之一，是高速鐵路的“控制中樞”和“神經(jīng)系統(tǒng)”。CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)是基于GSM-R無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)車-地信息雙向傳輸，滿足350km/h及以上運(yùn)營(yíng)速度，并具備CTCS-2級(jí)后備功能的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。,系統(tǒng)功能,四顯示追蹤,傳統(tǒng)鐵路采用司機(jī)目視地面信號(hào)顯示的方式，安全由司機(jī)保障。,C3等級(jí)下，安全由設(shè)備保障，各列車均通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向地面

45、控制中心發(fā)送位置、速度等信息，地面控制中心將相關(guān)信息發(fā)送給后續(xù)列車，后車實(shí)時(shí)得到前方32km距離的信息，控制行車安全(緊急制動(dòng)距離6km)；軌道電路自動(dòng)檢測(cè)斷軌、落物等情況，將危險(xiǎn)信息實(shí)時(shí)發(fā)送給地面控制中心，地面控制中心通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給車載設(shè)備，及時(shí)停車。,CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)滿足運(yùn)營(yíng)速度350km/h、最小追蹤間隔3分鐘的要求。 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)滿足正向按自動(dòng)閉塞追蹤運(yùn)行，反向按自動(dòng)站間閉塞運(yùn)行的要求。 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)滿足跨線運(yùn)行的運(yùn)營(yíng)要求。 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)車載設(shè)備采用目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式、設(shè)備制動(dòng)優(yōu)先的方式監(jiān)控列車安全運(yùn)行。,主要技術(shù)原則,CTCS-2級(jí)作為C

46、TCS-3級(jí)的后備系統(tǒng)。RBC或無(wú)線通信故障時(shí)，CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)控制列車運(yùn)行。 全線RBC設(shè)備集中設(shè)置。 GSM-R無(wú)線通信覆蓋包括大站在內(nèi)的全線所有車站。 動(dòng)車段及聯(lián)絡(luò)線均安裝CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)地面設(shè)備。 300km/h及以上動(dòng)車組不裝設(shè)列車運(yùn)行監(jiān)控裝置（LKJ）。,主要技術(shù)原則,在300km/h及以上線路，CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)車載設(shè)備速度容限規(guī)定為超速2km/h報(bào)警、超速5km/h觸發(fā)常用制動(dòng)、超速15km/h觸發(fā)緊急制動(dòng)。 RBC向裝備CTCS-3級(jí)車載設(shè)備的列車、應(yīng)答器向裝備CTCS-2級(jí)車載設(shè)備的列車分別發(fā)送分相區(qū)信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過分相。 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)

47、，涉及安全的信息采用滿足IEC 62280標(biāo)準(zhǔn)要求的安全通信協(xié)議。 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)安全性、可靠性、可用性、可維護(hù)性滿足IEC 62280等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，關(guān)鍵設(shè)備冗余配置。,主要技術(shù)原則,基于GSM-R實(shí)現(xiàn)大容量的連續(xù)信息傳輸，可以提供最遠(yuǎn)32km的目標(biāo)距離、線路允許速度等信息，滿足跨線運(yùn)營(yíng)。 C3級(jí)列控系統(tǒng)滿足跨線運(yùn)行的運(yùn)營(yíng)要求 ，C3系統(tǒng)通過在應(yīng)答器里集成C2報(bào)文，滿足200-250km/h，同時(shí)作為C3的后備系統(tǒng)。 車地雙向信息傳輸，地面可以實(shí)時(shí)掌握列車位置、速度、工作模式和列車狀態(tài)等信息，并可在CTC系統(tǒng)上實(shí)時(shí)顯示。 臨時(shí)限速的靈活設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)任意長(zhǎng)度、任意速度、多數(shù)量的臨時(shí)

48、限速設(shè)置。,主要特點(diǎn),運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景是對(duì)運(yùn)營(yíng)中系統(tǒng)工作方式的簡(jiǎn)要描述,注冊(cè)與啟動(dòng),注 銷,級(jí)間轉(zhuǎn)換,行車許可,進(jìn)出動(dòng)車段,特殊進(jìn)路,降級(jí)情況,完全監(jiān)控,目視行車,引 導(dǎo),隔 離,待 機(jī),休 眠,部分監(jiān)控,機(jī)車信號(hào),RBC切換,重聯(lián)與摘解,調(diào)車模式,人工解鎖進(jìn)路,臨時(shí)限速,災(zāi)害防護(hù),調(diào) 車,自動(dòng)過分相,14個(gè)主要運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景,車載9種工作模式,運(yùn)營(yíng)規(guī)則,場(chǎng)景1：注冊(cè)與啟動(dòng) 描述停在車站股道或線路上的列車，從車載設(shè)備上電、司機(jī)開啟駕駛臺(tái)、具備發(fā)車條件至列車啟動(dòng)時(shí)信號(hào)系統(tǒng)的工作過程。,場(chǎng)景2：注銷 描述了列車停車后，從注銷列車信息至關(guān)閉車載設(shè)備電源工作過程。,場(chǎng)景3：級(jí)間轉(zhuǎn)換 描述了列車在CTCS-3級(jí)區(qū)段和

49、CTCS-2級(jí)區(qū)段邊界，列控系統(tǒng)應(yīng)遵守的原則和車載設(shè)備等級(jí)轉(zhuǎn)換過程。,場(chǎng)景4：RBC切換 描述了在不同RBC邊界處，實(shí)現(xiàn)列車在兩個(gè)RBC間行車許可控制的安全切換過程。,運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景,(1) 列車受到RBC1控制，根據(jù)RBC1提供的行車許可運(yùn)行； (2) RBC1從RBC2獲得進(jìn)路信息，生成延伸到RBC2管轄范圍的行車許可， 同時(shí)RBC1命令另一個(gè)GSM-R車載電臺(tái)呼叫RBC2，與RBC2建立通信； (3) 列車尾部通過切換應(yīng)答器后，列車受到RBC2的控制，終止與RBC1的通信，完成RBC切換； (4) 列車根據(jù)RBC2提供的行車許可運(yùn)行。,RBC切換場(chǎng)景,場(chǎng)景5：行車許可 描述了在CTCS-3級(jí)區(qū)

50、域，運(yùn)營(yíng)條件正常的情況下，列車獲得行車許可，監(jiān)控列車運(yùn)行的過程。,場(chǎng)景6：重聯(lián)與摘解 描述了以列車進(jìn)路方式將兩列不同的列車從區(qū)間線路接入車站同一股道或?qū)⑼Ｔ谲囌竟傻郎系囊涣熊囌獬蓛闪熊嚥⒎謩e以列車方式向區(qū)間線路發(fā)車的運(yùn)輸作業(yè)。,場(chǎng)景7：調(diào)車作業(yè) 描述了進(jìn)入調(diào)車模式（SH）、調(diào)車作業(yè)防護(hù)、調(diào)車折返和退出調(diào)車模式（SH）的工作過程。,場(chǎng)景8：人工解鎖進(jìn)路 描述了取消已經(jīng)辦理的接發(fā)車進(jìn)路的工作過程。,運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景,場(chǎng)景9：進(jìn)出動(dòng)車段 描述了在動(dòng)車組進(jìn)入和駛出動(dòng)車段時(shí)信號(hào)系統(tǒng)的工作方式和流程。,場(chǎng)景10：特殊進(jìn)路 描述了在特殊情況（如：未安裝車載設(shè)備的列車、列車運(yùn)行中途車載設(shè)備故障），列車將根據(jù)調(diào)度命令

51、以地面信號(hào)作為行車憑證，按站間閉塞方式運(yùn)行的過程。,場(chǎng)景11：自動(dòng)過分相 描述了列控車載設(shè)備根據(jù)地面設(shè)備提供的分相區(qū)信息，在適當(dāng)位置給動(dòng)車組過分相裝置發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過分相。,運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景,在C3區(qū)段，分相信息存儲(chǔ)在RBC內(nèi)，同時(shí)也存儲(chǔ)在地面應(yīng)答器內(nèi)。C3 ATP控車時(shí)，牽引供電分相信息與列車的行車許可一起由RBC提供給列車，分相區(qū)信息包括：至分相點(diǎn)距離、分相區(qū)長(zhǎng)度等。,自動(dòng)過分相原理,列車前端距分相區(qū)還有10秒走行距離時(shí)，車載設(shè)備向司機(jī)發(fā)送出提示； 列車前端距分相區(qū)還有3秒走行距離時(shí)，車載設(shè)備向動(dòng)車組發(fā)過分相指令； 當(dāng)列車前端越過分相區(qū)200m后，車載設(shè)備取消原觸發(fā)動(dòng)車組相關(guān)過分相的操作；,自

52、動(dòng)過分相邏輯,場(chǎng)景13：臨時(shí)限速 描述了在調(diào)度中心設(shè)置、下達(dá)和取消臨時(shí)限速命令的工作過程。,場(chǎng)景14：災(zāi)害防護(hù) 描述當(dāng)有意外情況發(fā)生時(shí)，信號(hào)系統(tǒng)緊急反應(yīng)的處理情況。包括風(fēng)、雨、雪的災(zāi)害防護(hù)、塌方、落物的災(zāi)害防護(hù)以及車站站臺(tái)緊急情況的防護(hù)。,運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景,場(chǎng)景12：降級(jí)運(yùn)行 描述了在軌道電路非正常占用、道岔失表示、燈絲斷絲、RBC故障、聯(lián)鎖通信故障、車載故障、應(yīng)答器故障、無(wú)線故障情況下，系統(tǒng)將根據(jù)具體情況實(shí)施降級(jí)運(yùn)行。,臨時(shí)限速命令由臨時(shí)限速服務(wù)器集中管理。 臨時(shí)限速服務(wù)器設(shè)置于調(diào)度中心或靠近調(diào)度中心的車站，分別向列控中心（TCC）及無(wú)線閉塞中心（RBC）傳遞臨時(shí)限速信息。 TCC和RBC均采用實(shí)時(shí)

53、組幀臨時(shí)限速報(bào)文，C2實(shí)現(xiàn)任意長(zhǎng)度、任意速度、多數(shù)量的臨時(shí)限速。 臨時(shí)限速命令流程： 擬定限速命令、下達(dá)限速命令、 執(zhí)行限速命令、取消限速命令。 各個(gè)環(huán)節(jié)均設(shè)置雙重口令，雙人操作和檢查。,臨時(shí)限速設(shè)置,臨時(shí)限速設(shè)置,對(duì)于計(jì)劃性臨時(shí)限速，行車調(diào)度員在行調(diào)臺(tái)檢索待擬訂的臨時(shí)限速調(diào)度命令，確認(rèn)后生成臨時(shí)限速調(diào)度命令（含文本），下發(fā)給臨時(shí)限速服務(wù)器進(jìn)行有效性校驗(yàn)。臨時(shí)限速服務(wù)器校驗(yàn)成功后，將該臨時(shí)限速調(diào)度命令存入待執(zhí)行列表中，并向CTC和臨時(shí)限速操作終端返回校驗(yàn)成功；若校驗(yàn)失敗，向CTC和臨時(shí)限速操作終端返回失敗原因。行車調(diào)度員可根據(jù)失敗原因調(diào)整臨時(shí)限速命令參數(shù)，重新嘗試下發(fā)。,臨時(shí)限速操作流程,對(duì)于

54、非計(jì)劃性的臨時(shí)限速，行車調(diào)度員應(yīng)使用臨時(shí)限速操作終端直接擬定臨時(shí)限速調(diào)度命令，確認(rèn)后下發(fā)給臨時(shí)限速服務(wù)器進(jìn)行校驗(yàn)和存儲(chǔ)。臨時(shí)限速服務(wù)器校驗(yàn)成功后，將該臨時(shí)限速調(diào)度命令存入待執(zhí)行列表中，并向CTC和臨時(shí)限速操作終端返回校驗(yàn)成功；若校驗(yàn)失敗，向CTC和臨時(shí)限速操作終端返回失敗原因。,臨時(shí)限速操作流程,臨時(shí)限速服務(wù)器對(duì)即將執(zhí)行的臨時(shí)限速調(diào)度命令以其計(jì)劃開始執(zhí)行時(shí)間前30分鐘起，提示調(diào)度員確認(rèn)激活，并可間隔10分鐘重復(fù)提示直至確認(rèn)或超出該臨時(shí)限速命調(diào)度命令的計(jì)劃結(jié)束時(shí)間。,臨時(shí)限速操作流程,行車調(diào)度員根據(jù)臨時(shí)限速操作終端或CTC的激活提示，在臨時(shí)限速操作終端上選取并激活即將執(zhí)行的臨時(shí)限速調(diào)度命令。 臨

55、時(shí)限速服務(wù)器根據(jù)臨時(shí)限速調(diào)度命令參數(shù)信息判別相關(guān)TCC和RBC，并根據(jù)相關(guān)TCC和RBC的管轄范圍及接口協(xié)議要求，進(jìn)行拆分和轉(zhuǎn)換為相應(yīng)設(shè)備所識(shí)別的臨時(shí)限速信息。 相關(guān)TCC和RBC分別對(duì)接收的臨時(shí)限速信息進(jìn)行合法性判斷后，將驗(yàn)證結(jié)果反饋給臨時(shí)限速服務(wù)器。,臨時(shí)限速操作流程,行車調(diào)度員根據(jù)臨時(shí)限速操作終端或CTC的設(shè)置提示，在臨時(shí)限速操作終端上選取并設(shè)置驗(yàn)證成功的臨時(shí)限速調(diào)度命令。 臨時(shí)限速服務(wù)器將臨時(shí)限速調(diào)度命令拆分和轉(zhuǎn)換后分發(fā)給相關(guān)TCC和RBC執(zhí)行。 相關(guān)TCC和RBC分別執(zhí)行接收到的臨時(shí)限速信息，并將執(zhí)行結(jié)果反饋給臨時(shí)限速服務(wù)器。 對(duì)于執(zhí)行成功的臨時(shí)限速信息，RBC和TCC分別通過GSM

56、-R無(wú)線通信和有源應(yīng)答器將臨時(shí)限速信息發(fā)送給車載設(shè)備。,臨時(shí)限速操作流程,臨時(shí)限速操作流程,當(dāng)行車調(diào)度員確認(rèn)臨時(shí)限速調(diào)度命令可取消時(shí)，經(jīng)行調(diào)臺(tái)再次擬定與該設(shè)置命令的限速區(qū)位置參數(shù)完全一致的取消命令，然后下發(fā)給臨時(shí)限速服務(wù)器做校驗(yàn)和存儲(chǔ)。,臨時(shí)限速服務(wù)器校驗(yàn)成功后，將該臨時(shí)限速調(diào)度命令存入待執(zhí)行列表中，并向CTC和臨時(shí)限速操作終端返回校驗(yàn)成功；若校驗(yàn)失敗，向CTC和臨時(shí)限速操作終端返回失敗原因。行車調(diào)度員可根據(jù)失敗原因調(diào)整臨時(shí)限速命令參數(shù)，重新嘗試下發(fā)。 行車調(diào)度員根據(jù)臨時(shí)限速操作終端或CTC的校驗(yàn)成功回復(fù)，選取下達(dá)取消驗(yàn)證命令。 臨時(shí)限速服務(wù)器將取消驗(yàn)證命令分發(fā)至相關(guān)TCC和RBC。,臨時(shí)限速操作流程,相關(guān)TCC和RBC分別對(duì)接收的臨時(shí)限速取消信息做合法性判斷后，將驗(yàn)證結(jié)果反饋給臨時(shí)限速服務(wù)器。 當(dāng)行車調(diào)度員確認(rèn)臨時(shí)限速調(diào)度命令取消驗(yàn)證操作成功時(shí)，即可下達(dá)取消執(zhí)行命令。 臨時(shí)限速服務(wù)器將取消執(zhí)