第五章-CTCS.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,列车运行自动控制,城市轨道交通控制专业,1,第四章,CTCS-2,级列控系统,学习目标,1,、了解,CTCS-3,级列控系统技术原则,2,、理解,CTCS-3,级列控系统结构,3,、掌握,CTCS-3,级列控车载设备,4,、掌握,CTCS-3,级列控地面设备,2,第,1,节,CTCS-3,级列控系统运营需求,学习内容,1,、主要技术原则,2,、主要工作模式,3,、闭塞分区的划分,4,、列车安全防护距离,3,1.1 系统运营需求,1,）主要技术原则,CTCS-2,级作为,CTCS-3,级的,后备系统,。,RBC,或无线通信故障时，,CTCS-2,级列控系统控制列车运行。,全线,RBC,设备,集中设置,。,GSM-R,无线通信覆盖包括大站在内的,全线所有车站,。,动车段及联络线均安装,CTCS-2,级列控系统地面设备。,300km/h,及以上动车组不装设列车运行监控装置（,LKJ,）。,5,1.1 系统运营需求,1,）主要技术原则,在,300km/h,及以上线路，,CTCS-3,级列控系统车载设备速度容限规定为超速,2km/h,报警,、超速,5km/h,触发常用制动,、超速,15km/h,触发紧急制动,。,RBC,向装备,CTCS-3,级车载设备的列车、,应答器,向装备,CTCS-2,级车载设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。,CTCS-3,级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足,IEC 62280,标准要求的安全通信协议。,CTCS-3,级列控系统,安全性、可靠性、可用性、可维护性,满足,IEC 62280,等相关标准的要求，关键设备冗余配置。,6,1.1 系统运营需求,2,）主要工作模式,列控车载设备,9,种主要工作模式,完全监控模式,(FS),睡眠模式,(SL),C3,专有,目视行车模式,(OS),调车模式,(SH),引导模式,(CO),隔离模式,(IS),待机模式,(SB),部分监控模式,(PS),C2,专有,机车信号模式,(CS),C2,专有,7,1.1 系统运营需求,2,）主要工作模式,模式,1,：完全监控模式（,FS,）,当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、行车许可和线路数据）时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并能通过,DMI,显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，监控列车安全运行。,模式,2,：目视行车模式（,SR,）,地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度,40km/h,监控列车运行，列车每运行一定距离（,300,米）或一定时间（,60,秒）司机需确认一次。,8,1.1 系统运营需求,2,）主要工作模式,模式,5,：隔离模式（,IS,）,列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。列控车载设备应能够监测隔离开关状态。,模式,6,：待机模式（,SB,）,列控车载设备被上电后，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。,10,1.1 系统运营需求,2,）主要工作模式,模式,9,：机车信号模式（,CS,）,该模式仅用于,CTCS-2,级控车。列车运行到地面设备配置未装备,CTCS-3/CTCS-2,列控系统的区段，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度,80km/h,监控列车运行，并显示机车信号。,在,CTCS2,级,或,CTCS-2,级,控车时，满足一定条件可以进行,模式转换,。,12,第,2,节,CTCS-3,级列控系统结构,学习内容,1,、了解,CTCS-3,级列控系统地面设备总体结构图,2,、了解,CTCS-3,级列控系统车载设备总体结构图,3,、理解各设备之间的相互关系,14,2 系统结构,GSM-R,无线网络,地面应答器,轨道电路,LEU,地面应答器,轨道电路,LEU,地面应答器,列控中心,车站联锁,ZPW,2000,轨道电路,LEU,无线闭塞中心,RBC,调度中心,CTC,在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加RBC设备，车载设备增加GSM-R无线电台和信息接收模块，实现基于GSM-R无线网络的双向信息传输，构成CTCS-3级列控系统，用于300-350km/h客运专线,和高速铁路。,15,2 系统结构,CTCS-3,级列控系统总体结构包括：地面设备、车载设备、,GSM-R,无线通信网络、信号数据传输网络四部分。,16,2 系统结构,在,CTCS3,列控系统中，,CTCS3,基于,GSM-R,无线通信传输，,CTCS2,基于轨道电路信息码,+,应答器传输。,调度集中,CTC,、联锁系统、无源应答器和,ZPW2000,轨道电路为,CTCS3,和,CTCS2,的共用部分，无线闭塞中心,RBC,供,CTCS3,使用，有源应答器和列控中心供,CTCS2,使用。,17,2 系统结构,200km/h,动车组和,300km/h,动车组的混跑,C3,系统和,C2,系统都通过,ZPW2000,轨道电路检测列车的占用；采用同一联锁系统。,300km/h,及以上动车组根据,E2,系统的无线命令行车，,C2,作为备用系统；,200-250km/h,动车组根据,C2,系统的轨道电路信息码（结合应答器信息）行车。,18,3 车载设备,1,）设备组成,车载设备包括车载安全计算机（,VC,）、应答器信息传输模块（,BTM,）、轨道电路信息接收单元（,TCR,）、测速测距单元（,SDU,）、人机界面（,DMI,）、列车接口单元模块（,TIU,）、司法记录器（,JRU,）、,GSM,R,无线通信单元（,RTU,）、动态监测接口等。,车载设备与动车组的接口采用继电器或,MVB,总线方式。,20,3 车载设备,1,）设备组成,21,3 车载设备,1,）设备组成,功能模块名称,用途,功能概述,安全输出单元,VDX,共用,安全输出，控制列车紧急制动及紧急制动状态回采。,输出单元,DX,共用,列车接口，,10,个数字输入和,6,个数字输出。,输入单元,DI,共用,列车接口，,16,个数字输入。,速度传感器（雷达和车轮速度传感器）,共用,用于检测列车速度。,应答器读取天线,CAU,共用,应答器读取天线。,应答器传输模块,BTM,共用,接收应答器报文，解码后发送给主机。,司机显示单元,DMI,共用,司机显示和操作界面,司法记录器,JRU,共用,记录单元，记录系统,23,3 车载设备,车载主机柜,24,3 车载设备,应答器传输模块（,BTM,）,+,紧凑型天线装置（,CAU,）,1,）设备组成,26,3 车载设备,DMI,人机界面,27,3 车载设备,冗余开关和隔离开关,1,）设备组成,28,3 车载设备,2,）设备设置原则,CTCS-3,级和,CTCS-2,级之间的转换分成,正常转换,和,故障转换,。正常转换通过转换过点地面设置的应答器实现,不停车转换,；在,GSM,R,通信中断时，列车,降速,后备系统允许速度后自动,转换,。,CTCS-2,级控制单元和,TCR,故障不影响,CTCS-3,级正常运行；,CTCS-3,级专用模块故障不影响,CTCS-2,级正常运行。,30,3 车载设备,3,）设备功能,自检功能,设备启动时自检,数据的输入和存储,车次、司机,ID,、列车长度、类型、构造速度、列车装载限界、列车轴重、供电类型、应答器天线距车头距离,界面显示,警示信息、速度信息、设备状态信息、距离信息、报警信息,31,3 车载设备,3,）设备功能,信息接收及发送,车载设备通过,GSM-R,向,RBC,发送司机选择输入和确认的数据，列车固有性质数据，车载设备在,RBC,的注册、注销信息，定期向,RBC,报告列车位置、列车速度、列车状态和车载设备故障类型信息，列车限制性信息及文本信息等。,车载设备接收,RBC,发送的行车许可、紧急停车、临时限速、外部报警信息以及文本信息等，车载设备通过应答器获取列车位置信息。（,CTCS-3,）,BTM,接收无源应答器的列车定位信息和一定范围内的线路参数以及有源应答器的进路线路参数信息和临时信息。（,CTCS-2,）,32,3 车载设备,3,）设备功能,静态曲线比较,根据列车数据和线路数据生成静态列车速度曲线,动态曲线计算,考虑列车运行的各种限制生成动态列车制动模式曲线，包括常用全制动曲线和紧急制动曲线。,列车定位,依据地面应答器收到的信息并以此为基准点通过测速单元等设备测量列车运行距离来获得列车位置。应定时向,RBC,报告列车位置。33,3 车载设备,3,）设备功能,速度的测量及显示,通过安装在车轮上的速度传感器和安装在车体上的雷达实时测量列车的运行速度，送主机模块，通过,DMI,显示。,行车许可和限速命令显示,通过,DMI,向司机显示目标距离、允许速度，声速报警等。,行车许可和限制速度的监督,超过报警速度值,声音报警,超过常用制动速度值,常用制动,超过紧急制动速度值,紧急制动,34,3 车载设备,3,）设备功能,司机操作的监督,某些情况下要求司机在一定间隔内应答。,未应答,声音报警紧急制动,在完全监控方式时，该监督功能可以取消,。,溜逸防护,发生溜逸时，实施紧急制动。,信息记录,将输入数据、接收数据和计算数据进行记录所有记录的数据与统一的时钟和位置参考点对应，可以转录。,35,3 车载设备,3,）设备功能,自动过分相,根据地面设备提供的数据提供前方过分相信息。,站名和公里标显示,根据地面设备提供当前车站站名显示和固定点公里标信息。,在非,CTCS-2,级,/CTCS-3,级区段运行,具有,ZPW-2000,轨道电路的区段，支持机车信号模式行车。,36,3 车载设备,3,）设备功能,特殊行车功能,支持重联等特殊行车功能。,其他防护功能,紧急停车,施工防护,进路适应性防护,37,3 车载设备,4,）安全技术平台,CTCS-3,级控车设备采用分布式模块结构，各模块之间通信采用了高安全高可靠的车辆总线,Profibus,和,MVB,双总线方式，对列车紧急制动输出,采用专用,的安全输出。,安全平台由,两套,硬件软件完全一致的车载安全计算机组成，两套车载计算机互为备用。,38,3 车载设备,5,）车载设备接口,内部接口,人机界面接口、速度传感器接口、雷达接口、运行记录单元接口、轨道电路信息接收单元接口、应答器信息接收模块接口、,GSM-R,无线通信单元接口等。,外部接口,动车组接口、,GSM-R,接口、动态检测接口、应答器接口、轨道电路接口、司法记录器下载接口、电源接口。,39,本章小结,40,