列车运行控制系统列控地面设备C地面设备.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,*,*,*,第四章 列控地面设备（,3,）,CTCS-3,级列控系统地面设备组成与原理,1,第1页,主要内容,列,控,系,统,地,面,设,备,装备机车信号,固定自动闭塞系统,CTCS-2,级,列控系统,城市轨道交通,CBTC,ZPW-A,轨道电路,应答器,列控中心,无线闭塞中心,地面,ATP,设备,CTCS-3,级,列控系统,2,第2页,CTCS-2,级列车运行控制系统（简称,CTCS-2,级列控系统）,基于轨道电路和应答器传输列车运行许可信息，采取目标距离模式曲线监控列车安全运行列车运行控制系统,。,一、系统原理与组成,10/1/,3,第3页,不一样车地信息传输方式特点,无线通信基本特点：,连续、大容量、双向,、位置无关,轨道电路基本特点：,连续、,容量小,、,单向、位置相关,点式应答器基本特点：,点式、容量大、单向,、位置相关,独立于列车轨道占用,4,第4页,CTCS-3级列控系统是基于GSM-R无线通信实现车地信息双向传输，,轨道电路实现列车占用检验,，,无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，,应答器实现列车定位，同时具备,CTCS-2级功效列车运行控制系统。,列控系统,地面设备,列控系统,车载设备,一、系统原理与组成,第5页,C3,级列控与,C2,级列控比较,(1),地面设备增加无线闭塞中心,RBC,、,GSM-R,无线通信网络；,(2),车载设备增加,GSM-R,无线通信单元及 天线；,(3),车载设备依据,RBC,行车许可，,生成连续速度控制模式曲线，,实监控列 车安全运行。,无线闭塞中 心,RBC,GSM-R,室内设备,暂时 限速 服务 器,GSM-R,无线,时,调度中心,CTC,车站 联锁,轨道电路,列控中心,应 答 器,道岔,信号机,RBC,为,CTCS-3,提供行车许可,速度曲线,通信模块及天线,车载设备,第6页,CTCS-3,级各部分功效,依据轨道电路、联锁 进路等信息生成行车 许可,无线闭塞中心,RBC,经过,GSM-R,无线通 信系统将行车许可、线路参数、暂时限速 传输给,CTCS-3,级车 载设备,经过,GSM-R,无线通 信系统接收车载设备 发送位置和列车数 据等信息,暂时限速服务器,暂时限速统一管理，包含规则校验、设置 和取消,将暂时限速拆分给列 控中心及,RBC,分别执 行，并反馈执行结果,用于实现车载设备与 地面设备双向通信,GSM-R,关键网包含 移动交换子系统、,GPRS,子系统、智能 网接口,GSM-R,网络,采取冗余交叉覆盖 方式进行布置，提升 了车地通信可靠性,依据地面设备提供 行车许可、线路参数,、暂时限速等信息和 列车参数，按照目标 距离连续速度控制模 式生成动态速度曲线,，监控列车安全运 行,车载安全计算机,应答器,&,轨道电路,地车信息传输,满足后备系统需要,第7页,系统总体结构示意图,第8页,地面设备示意图,第9页,CTCS-3,级列控系统控车原理,速度,-,距离控制方式,C3,行车许可包含：,目标距离：,距行车许可终点距离,目标速度：,经过行车许可终点时速度,线路数据：坡度、静态限速、线路条件（过分相信息、等级转换点等）,暂时限速信息,问题：,经过什么来传输行车许可信息？,哪个设备负责生成行车许可信息？,怎样生成行车许可？,第10页,基本原理,350km/h,列控系统：确保列车间安全间隔（,相对位置,),轨道电路实现列车,(,列车,A),占用检验，以闭塞分区为单位,列车,B,汇报当前位置（列车编号,),等,无线闭塞中心生成行车许可,经过无线向列车,B,传送行车许可（,MA),列车位置,无线闭塞中心,行车许可,11,第11页,调度集中显示投影,车站联锁,无线闭塞中心（,RBC,）,行调指挥中心（,CTC,）,暂时限速信息,列车位置,信号授权,轨道电路,占用信息,行车许可,速度曲线,CTCS-3,级列控系统原理,轨道电路,GSM-R,12,第12页,速度限制曲线,时速,(km/h),目标停车点,CTCS-3,级列控系统工作原理,区段追踪运行,13,第13页,（,1,）基于,GSM-R,实现大容量连续信息传输，能够提供最远,32km,目标距离、线路允许速度等信息；,（,2,）,CTCS-3,级列控系统满足跨线运行运行要求。,（,3,）,C3,系统经过在应答器里集成,C2,报文，满足,200250km,，,C2,同时作为,C3,后备系统。,（,4,）车地双向信息传输，地面能够实时掌握列车速度、位置和工作状态等信息，并可在,CTC,系统上实时显示。,CTCS-3,级列控系统,系统主要特点,14,第14页,（,5,）暂时限速灵活设置。能够实现任意地点、长度和数量暂时限速设置。,（,6,）,RBC,可集中设置，也能够分散设置。,（,7,）,RBC,向装备,CTCS-3,级车载设备列车、应答器向装备,CTCS-2,级车载设备列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。,CTCS-3,级列控系统,系统主要特点（续）,15,第15页,RBC,主要功效,RBC,依据从外部地面系统（联锁设备、相邻,RBC,、暂时限速服务器）接收到信息（即股道占用、进路状态、暂时限速等）以及与车载设备交换信息（位置汇报）生成发送给列车控制命令，主要是,提供行车许可,，使列车在,RBC,管辖范围内线路上安全运行，完成列车间隔控制和列车防护。,CTCS-3,级列控系统地面设备,无线闭塞中心（,RBC,）,16,第16页,RBC,主要功效,CTCS-3,级列控系统地面设备,无线闭塞中心（,RBC,）,地面动态,映射,数据配置,17,第17页,数据配置,18,第18页,地面动态状态映射,19,第19页,位置,坐标系,以应答器作为系统中描述位置参考坐标系,每个应答器组坐标原点由应答器组内编号为,1,应答器（称为位置参考点）给出,将组内应答器编号增加方向定义为每个应答器组正向,列车位置、限速点位置等信息均以应答器坐标系为进行描述,列车每经过一个定位参考应答器组进行一次定位修正，并更新一次应答器坐标系，并称列车经过并正确读取最终一个应答器组为,LRBG,（最近相关应答器组，,Last Relevant Balise Group,）,运行许可（,1,）,行车许可描述,20,第20页,列车,位置,描述：,列车方向对应机车前端位置,距,LRBG,距离,。,运行许可（,2,）,行车许可描述,21,第21页,行车许可终点,:,D=D1+D2+D3+D4+d,运行许可表示,一个,MA,能够包含多个连续闭塞分区（但最多不超出,15,个）,运行许可（,3,）,行车许可描述,22,第22页,站间运行,：联锁依据轨道电路状态向,RBC,发送信号授权，,RBC,依据信号授权和列车位置生成行车许可（,MA,），并将行车许可发送给车载设备。,发车进路、接车进路和经过进路,：,调度集中（,CTC,）办理列车进路，联锁依据进路信息和轨道电路状态向,RBC,发送信号授权（,SA,），,RBC,依据信号授权和列车位置生成行车许可（,MA,），并将行车许可发送给车载设备。,运行许可（,4,）,行车许可生成,23,第23页,缩短行车许可,缩短行车许可强制列车以接收到停车位置作为新行车许可终点（,EOA,），列车将依据当前位置，决定是否触发惯用制动或紧急制动，假如列车已经越过该位置，将马上触发紧急制动。,运行许可（,5,）,行车许可生成,24,第24页,缩短行车许可实例：,进路前方轨道电路故障，区间轨道非正常占用,列车在,35,信号点防护区段运行，行车许可已延伸至,41,信号点，,39,信号点防护区段轨道电路故障：,RBC,向列车发送一个以,39,信号点为目标点有条件紧急停车消息（,CEM,）,车载设备生成一个以,39,信号点为目标点缩短行车许可，并依据缩短行车许可监控列车运行。,25,第25页,无条件紧急停车消息（,UEM,）：要求列车马上制动停车，列车接收到该消息后，将实施紧急制动。,有条件紧急停车消息（,CEM,）：要求列车在指定位置前停车，车载设备将评定列车当前位置和新指定位置间关系，重新计算制动曲线，依据列车到指定位置距离，存在下述情况：,假如列车能够在指定位置前停车，车载设备实施惯用（或紧急）制动停车,假如列车不能在该位置前停车，车载设备实施紧急制动，直至列车停稳。,假如列车前端已经越过指定位置，车载设备将拒绝该消息并继续遵照已收到行车许可行车。,紧急停车,：,当,RBC,收到,CTC,紧急停车命令或在列车行车许可内轨道区段异常占用时，,RBC,向车载设备发送紧急停车消息。紧急停车消息包含有条件紧急停车消息（,CEM,）和无条件紧急停车消息（,UEM,）。,运行许可（,6,）,行车许可生成,26,第26页,依据,列车,位置,汇报在内部拓扑图上对列车准确定位,；,依据列车前方进路状态和,RBC,允许最大,MA,长度约束，,将列车前方尽可能多空闲进路分配给列车,；,计算出这些空闲进路总长度，,生成,行车许可,。,MA,生成原理示意图,行车许可生成,27,第27页,列车经过转换预告应答器时，,GSM-R,车载电台注册到,GSM-R,网络；,列控车载设备从应答器接收到呼叫,RBC,命令，与,RBC,建立通信会话，然后从,RBC,接收行车许可等信息；,列车前端经过分界处切换应答器后，车载设备自动切换到,CTCS-3,级控车。,列车管理,进入,RBC,区域,进入,RBC,管辖区域,28,第28页,（,1,）列车抵达靠近下一,RBC,边界时，车载设备向,RBC1,汇报位置,（,2,）,RBC1,从,RBC2,取得进路信息，生成延伸到,RBC2,管辖范围行车许可,（,3,）列车经过切换应答器时，,GSM-R,车载移动电台与,RBC2,建立通信；,（,4,）,RBC,切换自动完成，列车受到,RBC2,控制，车载设备终止与,RBC1,通信；,（,5,）车载设备从,RBC2,接收到新行车许可。,列车管理,RBC,切换,列车行至,不一样,RBC,边界处，,应平稳切换,RBC,对列车控制权，确保,行车许可,连续。,在,RBC,边界前方及边界点设置预告应答器和切换应答器。,29,第29页,列车管理,RBC,切换,预告点,(LTA),是指车载设备向,RBC,发送经过该应答器位置汇报后，,RBC,判断能够开始向列车发送,RBC,切换信息。,RBC,切换点,(RN),是指当列车前端经过改点时，当前,RBC,停顿对列车控制，切换到另一个,RBC,进行控制。,切换标志牌,是指,RBC,切换点处，应设置标志牌提醒司机列车进入另一个,RBC,控制区域。,30,第30页,列车受到,RBC1,控制，依据,RBC1,提供行车许可运行；,RBC1,命令另一个,GSM-R,车载电台呼叫,RBC2,，与,RBC2,建立通信，,RBC1,从,RBC2,取得进路信息，生成延伸到,RBC2,管辖范围行车许可；,列车头部经过切换应答器后，列车受到,RBC2,控制；,列车尾部经过切换应答器后，终止与,RBC1,通信，完成,RBC,切换。列车依据,RBC2,提供行车许可运行。,RBC,切换演示,-,双电台时,为使列车不减速越过切换边界，,RBC1,提供行车许可将在,RBC2,管辖区域延长,：,一个,40s,正常行驶距离,+,完整制动距离长度。,31,第31页,RBC,与其它设备信息交互,图,32,第32页,RBC,与联锁接口,无线闭塞中心（,RBC,）与管辖区域内各车站联锁计算机通信。,获取轨道占用、进路状态、区间方向、闭塞分区可用性等信息,RBC,不直接与,TCC,进行信息交互。,RBC,系统接口描述,第33页,RBC,与暂时限速服务器（,TSRS,）接口,无线闭塞中心（,RBC,）经过以太网与暂时限速服务器进行连接，获取暂时限速命令信息。,TSRS,与,RBC,间传递安全信息使用,Subset-098,安全协议，满足,EN50159-2,对开放网络通信安全要求。,RBC,接收暂时限速命令信息，同时向,TSRS,发送暂时限速状态等信息。,RBC,系统接口描述,第34页,RBC,与微机监测（,CSM,）接口,无线闭塞中心（,RBC,）经过,RBC,诊疗维护子系统（,RBC-ART,）与信号集中监测系统,CSM-RBC,接口通信机接口。,RBC,向信号集中监测系统输出其工作状态、收发信息统计等信息。,RBC,系统接口描述,第35页,RBC,与调度集中（,CTC,）接口,无线闭塞中心（,RBC,）与,CTC,通信接口机连接。,RBC,接收,文本信息、时钟信息、紧急停车命令、注销列车登记命令、请求列车状态,等信息。,RBC,向,CTC,系统输出,连接状态信息、列车静态信息、列车动态信息、表示信息、报警信息,。,RBC,系统接口描述,第36页,RBC,与,RBC,接口,无线闭塞中心（,RBC,）与相邻,RBC,采取,Subset-098,标准协议通信连接。,RBC,之间通信内容包含列车信息、暂时限速、边界处线路信息等。,RBC,系统接口描述,第37页,RBC,与车载系统接口,无线闭塞中心（,RBC,）与车载设备经过,GSM-R,无线网络，采取,Subset-037,协议通信连接。,RBC,接收车载系统发送位置汇报等信息。,RBC,向列控车载系统,传输行车许可（,MA,）和线路描述等信息,。,RBC,系统接口描述,第38页,暂时限速,暂时限速,信息流,暂时限速设置、取消均在调度中心,将暂时限速与,MA,一起传送给车载设备,列控中心经过,车站,/,中继站有源应答器传送给车载设备,39,第39页,区间及站内正线暂时限速按实际里程标设置（单位：米），暂时限速值分辨率为,5km/h,，最低限速值,45km/h,。,侧线暂时限速以上、下行侧线分别（不含正线）按区设置，限速区长度为进路长度加,80,米。暂时限速值设,45km/h,一档，,18,号（不含）以上道岔增设,80km/h,限速值。,暂时限速调度命令线路号按下行正线、上行正线、下行侧线、上行侧线次序编号。,暂时限速设置,暂时限速区域设置,40,第40页,RBC,依据暂时限速服务器暂时限速命令，按照公里标、线路号、限速值等信息将暂时限速设置到内部拓扑图上对应区域；,RBC,为列车生成行车许可中包含暂时限速度区段时，向车载设备发送,MA,同时，发送暂时限速信息，包含：至限速区段距离、限速区段长度、限速值等。,暂时限速,RBC,管理暂时限速,41,第41页,暂时限速服务器,为了提升暂时限速命令安全性，确保,RBC,和,TCC,暂时限速命令一致性、完整性、有效性、以及冲突检测等功效，,CTCS-3,级列控系统,在调度中心（,CTC,）设列控系统专用,暂时限速服务器,（,TSRS,）,，实现,暂时限速命令统一管理。,当,CTC,完成,暂时限速命令,确定后,，,TSRS,按规则对,暂时限速,进行,校验，并将校验结果反馈给,CTC,。校验成功后，调度员经过,CTC,终端选取对应限速命令下达设置，由,TSRS,负责将限速命令拆分给相关,TCC,和,RBC,执行。最终，再由,TSRS,将,TCC,、,RBC,执行情况结果反馈给,CTC,。,42,第42页,暂时限速服务器,暂时限速,系统工作过程,：,43,第43页,暂时限速服务器,暂时限速,流程,44,第44页,暂时限速,流程,限速确定阶段,暂时限速服务器,45,第45页,暂时限速服务器,暂时限速,流程,限速执行阶段（续上）,46,第46页,暂时限速服务器,暂时限速,流程,限速取消阶段（续上）,47,第47页,