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文檔簡介

列車運行控制系統(tǒng)列車運行控制(簡稱“列控”)系統(tǒng)將先進的控制技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)與鐵路信號技術(shù)融為一體的行車指揮、控制、管理自動化系統(tǒng)。列車運行控制系統(tǒng),是一種利用地面發(fā)送設(shè)備,向運動中的列車傳送各種信息,使司機了解地面線路狀態(tài)并控制列車速度的設(shè)備。該設(shè)備用以保證行車安全,同時也提高行車效率。

列控系統(tǒng)基本原理列控系統(tǒng)是確保行車安全的信號系統(tǒng)。利用地面提供的線路信息、前車(目標)距離和進路狀態(tài),列控車載設(shè)備自動生成列車允許速度控制模式曲線,并實時與列車運行速度進行比較,超速后及時進行控制。組成地面設(shè)備和車載設(shè)備,具有線路空閑檢測、危及行車安全因素檢測、間隔控制和速度控制功能。分類(一)根據(jù)系統(tǒng)功能、人機分工和自動化程度分1、ATP(列車自動防護系統(tǒng)):對系統(tǒng)的速度進行實時監(jiān)督,當列車運行速度超過最大允許速度時,自動制動。

一般ATP系統(tǒng)不包含列車的自動加速和自動減速。

作用:超速防護。ATP又稱為列車超速防護系統(tǒng)。2、ATC(鐵路列車運行自動控制系統(tǒng)):根據(jù)行車指揮命令、線路參數(shù)、列車參數(shù)等實時監(jiān)督列車運行速度,通過控制列車多級常用制動,自動降低列車運行速度,保證行車安全,可替代部分司機操作。

ATC比ATP高一級的列車自動控制系統(tǒng)。(二)按照優(yōu)先等級劃分1、設(shè)備優(yōu)先的列控系統(tǒng)(日本新干線ATC系統(tǒng))特點:1.減輕司機勞動強度

2.對列車自身的制動系統(tǒng)的自動化系統(tǒng)以及制動性能要求非常高

3.縮短列車運行間隔2、人控優(yōu)先的列控系統(tǒng)(法國高速鐵路TVM300/TVM430)

1.增強司機的責任感

(三)按控制模式分:速度碼階梯控制方式、速度-距離模式曲線控制方式1、速度碼階梯控制方式在一個閉塞分區(qū)內(nèi)只控制一個速度等級,列車在一個閉塞分區(qū)運行的過程中只按照一種速度判斷列車是否超速。階梯式分級速度控制又分為出口檢查方式和入口檢查方式。一個閉塞分區(qū)的進入速度稱為入口速度,駛離速度稱為出口速度。

(1)出口檢查方式(滯后式控制)

出口速度控制方式,給出列車的出口速度值,控制列車不超過出口速度。

(2)入口檢查方式(提前式控制)

入口速度控制方式,給出列車的入口速度值,監(jiān)控列車在本閉塞分區(qū)不超過給定的入口速度值,采取人控優(yōu)先的的方法,控制列車不超過下一閉塞分區(qū)入口速度。2、速度-距離模式曲線控制方式(1)分段速度-距離模式曲線控制2、速度-距離模式曲線控制方式(1)分段速度-距離模式曲線控制(2)一次速度-距離模式曲線控制

更適用于高中速混跑的線路

分級分級連續(xù)控制模式的發(fā)展一次連續(xù)350km/h(四)按照地-車信息傳輸方式分:點式列控系統(tǒng)、連續(xù)式列控系統(tǒng)、點連式列控系統(tǒng)1、點式列控系統(tǒng):采用高信息容量的地面應(yīng)答器和地面軌道環(huán)線或其他感應(yīng)設(shè)備進行地面對車載設(shè)備的信息傳輸。歐洲軌道交通中應(yīng)用比較廣泛。功能:實現(xiàn)列車超速防護,又稱點式超速防護(點式ATP)2、連續(xù)式列控系統(tǒng):采用軌間交叉環(huán)線、音頻軌道電路、GSM-R、泄露交叉環(huán)線、無線或波導(dǎo)管等方式作為信息傳輸通道,實現(xiàn)信息的連續(xù)傳遞。適用于高速干線和高密度的地鐵、輕軌其技術(shù)基礎(chǔ)為飛速發(fā)展的信息傳輸技術(shù)3、點連式列控系統(tǒng)

我國的鐵路采用點連式列控系統(tǒng),以點式應(yīng)答器作為線路數(shù)據(jù)輸入,連續(xù)式軌道電路作為傳輸媒介。

CTCS定義:CTCS(ChineseTrainControlSystem,中國列車運行控制系統(tǒng))是為了保證列車安全運行,并以分級形式滿足不同線路運輸需求的列車運行控制系統(tǒng)。列車運行控制系統(tǒng)包括地面設(shè)備和車載設(shè)備,根據(jù)系統(tǒng)配置按功能劃分為5級CTCS-0級是既有線現(xiàn)狀,地面為自動閉塞或半自動閉塞,車載設(shè)備由列車運行監(jiān)控記錄裝置和通用式機車信號組成。

CTCS-1級由主體機車信號+加強型運行監(jiān)控記錄裝置組成。面向160km/h以下的區(qū)段,在既有設(shè)備基礎(chǔ)上強化改造,達到機車信號主體化要求。增加點式設(shè)備,完善列車運行安全監(jiān)控功能。利用軌道電路完成列車占用檢測及完整性檢查,連續(xù)向列車傳送控制信息。CTCS-2級是基于軌道傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng)。CTCS-2級面向提速干線和高速新線(200~250km/h),采用車-地一體化設(shè)計。CTCS-2級地面可不設(shè)通過信號機。CTCS-3級是基于無線傳輸信息并采用軌道電路等方式檢查列車占用的列車運行控制系統(tǒng)。面向提速干線和高速新線或特殊干線(300~350km/h)點式設(shè)備提供輔助信息。CTCS-3級地面可不設(shè)通過信號機。CTCS-4級是基于無線傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng)。CTCS-4級由RBC和車載驗證系統(tǒng)共同完成列車定位和列車完整性檢查。CTCS-4級地面不設(shè)通過信號機

應(yīng)用于200-250km/h線路CTCS-2級用于300-350km/h線路CTCS-3級面向未來的列控系統(tǒng)CTCS-4級既有線現(xiàn)狀,面向120km/h以下區(qū)段CTCS-0級既有線改造,面向160km/h以下區(qū)段CTCS-1級列控系統(tǒng)構(gòu)成CTC/TDCS車站分機調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖列控中心軌道電路調(diào)度中心下達運行圖至車站CTC分機應(yīng)答器信號機道岔運行圖聯(lián)鎖進路命令臨時限速信息軌道電路編碼進路信息應(yīng)答器報文控制計算機聯(lián)鎖按照CTC下達進路的命令,控制道岔、信號機,排列進路。CTC分機實時:向車站聯(lián)鎖聯(lián)鎖下發(fā)進路命令向列控中心下達臨時限速信息車站聯(lián)鎖采集軌道電路的列車占用信息、道岔位置并進行處理。計算機聯(lián)鎖將進路信息發(fā)送給列控中心列控中心根據(jù)進路信息和臨時限速信息:生成軌道電路編碼和臨時限速報文軌道電路編碼發(fā)送給軌道電路;臨時限速報文發(fā)送給應(yīng)答器。車載設(shè)備接收到軌道電路碼序和應(yīng)答器報文信息后,計算生成控制模式曲線,監(jiān)控列車安全運行。速度曲線

車載系統(tǒng)列車模擬運行CTCS-2級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)CTCS-2級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距離連續(xù)速度控制模式監(jiān)控列車安全運行的列控系統(tǒng)。列控中心車站聯(lián)鎖調(diào)度中心CTC軌道電路應(yīng)答器道岔信號機車載設(shè)備包括:軌道電路、應(yīng)答器列控中心、車載設(shè)備等

CTCS-2級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)列車占用檢查軌道電路功能:線路允許速度和閉塞分區(qū)長度等提供臨時限速和進路信息應(yīng)答器功能:提供行車許可及閉塞分區(qū)數(shù)量綜合軌道電路、應(yīng)答器信息和動車組參數(shù),自動生成連續(xù)速度控制模式曲線,實時監(jiān)控列車安全運行車載設(shè)備功能:軌道電路為CTCS-2提供連續(xù)的行車許可速度曲線252025/2/23CTCS-2級列控系統(tǒng)—車載設(shè)備車載設(shè)備包括:車載安全計算機(VC)應(yīng)答器接收模塊(BTM)及天線軌道電路信息接收單元(TCR)及天線人機界面(DMI)測速設(shè)備262025/2/23CTCS-3級列控系統(tǒng)是基于GSM-R無線通信實現(xiàn)車地信息雙向傳輸,無線閉塞中心(RBC)生成行車許可,軌道電路實現(xiàn)列車占用檢查,應(yīng)答器實現(xiàn)列車定位,同時具備CTCS-2級功能的列車運行控制系統(tǒng)。列控系統(tǒng)地面設(shè)備列控系統(tǒng)車載設(shè)備CTCS-3級列控系統(tǒng)—系統(tǒng)定義272025/2/23無線閉塞中心RBCGSM-R室內(nèi)設(shè)備地面設(shè)備增加無線閉塞中心RBC、GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)。車載設(shè)備增加GSM-R無線通信單元及天線。RBC向列車提供行車許可。車地實現(xiàn)連續(xù)、雙向、大容量信息傳輸。調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖軌道電路列控中心應(yīng)答器道岔信號機RBC為CTCS-3提供行車許可速度曲線GSM-R無線通信模塊及天線車載設(shè)備CTCS-3級列控系統(tǒng)—C3與C2的比較282025/2/23根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進路等信息生成行車許可無線閉塞中心RBC應(yīng)答器通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時限速傳輸給CTCS-3級車載設(shè)備通過GSM-R無線通信系統(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)備傳輸定位和等級轉(zhuǎn)換信息向車載設(shè)備傳送線路參數(shù)和臨時限速等信息,滿足后備系統(tǒng)的需要用于實現(xiàn)車載設(shè)備與地面設(shè)備之間連續(xù)、雙向、大容量信息傳輸GSM-R網(wǎng)絡(luò)根據(jù)地面設(shè)備提供的行車許可、線路參數(shù)、臨時限速等信息和列車參數(shù),按照目標距離連續(xù)速度控制模式生成動態(tài)速度曲線,監(jiān)控列車的安全運行車載設(shè)備軌道電路實現(xiàn)列車占用檢查發(fā)送閉塞分區(qū)空閑信息,滿足后備系統(tǒng)的需要。CTCS-3級列控系統(tǒng)—各部分功能292025/2/23調(diào)度集中顯示投影車站聯(lián)鎖無線閉塞中心(RBC)行調(diào)指揮中心(CTC)限速信息列車位置信號授權(quán)軌道電路占用信息行車許可速度曲線軌道電路GSM-RCTCS-3級列控系統(tǒng)—工作原理302025/2/23(1)基于GSM-R實現(xiàn)大容量的連續(xù)信息傳輸,可以提供最遠32km的目標距離、線路允許速度等信息;(2)CTCS-3級列控系統(tǒng)滿足跨線運行的運營要求。(3)C3系統(tǒng)通過在應(yīng)答器里集成C2報文,滿足200~250km,C2同時作為C3的后備系統(tǒng)。(4)車地雙向信息傳輸,地面可以實時掌握列車速度、位置和工作狀態(tài)等信息,并可在CTC系統(tǒng)上實時顯示。CTCS-3級列控系統(tǒng)—系統(tǒng)主要特點

分析CTCS的應(yīng)用等級劃分,發(fā)現(xiàn)有以下兩個特點:

①各應(yīng)用等級均采用目標距離控制模式,采取連續(xù)一次制動方式。

這是由于我國的列控系統(tǒng)的應(yīng)用起步晚,起點高,因此一步就瞄準了比較先進的控制模式。在我國階梯式和曲線式分級速度控制都用過,取得了經(jīng)驗,好在并未形成規(guī)模,CTCS推薦采用目標距離控制模式是適宜的,符合國際列控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。由于列控系統(tǒng)的控制模式是其主要特征和性能之一,控制模式?jīng)Q定了閉塞方式和列車運行間隔,從而決定了運輸能力,所以說除移動閉塞外,各應(yīng)用等級的主要功能幾乎是一樣的。

②各應(yīng)用等級是根據(jù)設(shè)備配置來劃分的,其主要差別在于地對車信息傳輸?shù)姆绞胶途€路數(shù)據(jù)的來源。

CTCS級間關(guān)系CTCS車載設(shè)備向下兼容,通過系統(tǒng)設(shè)計,系統(tǒng)級間切換可以自動完成,級間切換不影響列車正常運行,如既有線提速區(qū)段,配置CTCS2級車載設(shè)備的列車可以在運行過程中自動完成CTCS1/0級至CTCS2級或CTCS2級至CTCS1/0級的切換。CTCS級間關(guān)系原則符合CTCS規(guī)范的列車超速防護系統(tǒng)應(yīng)能滿足一套車載設(shè)備全程控制的運用要求。系統(tǒng)車載設(shè)備向下兼容。系統(tǒng)級間轉(zhuǎn)換應(yīng)自動完成。系統(tǒng)地面、車載配置如具備條件,在系統(tǒng)故障條件下應(yīng)允許降級使用。系統(tǒng)級間轉(zhuǎn)換應(yīng)不影響列車正常運行。系統(tǒng)各級狀態(tài)應(yīng)有清晰的表示。常用名詞術(shù)語允許速度:列車運行過程中允許達到的最高安全速度。目標速度:列車運行前方目標點允許的最高速度。目標距離:列車前端至運行前方目標點的距離。目標距離模式曲線:以目標速度、目標距離、線路條件、列車特性為基礎(chǔ)生成的保證列車安全運行的一次制動模式曲線。固定限速:由線路結(jié)構(gòu)及道岔位置決定的最高運行速度。臨時限速:由行車人員臨時給出的列車限速。過走防護區(qū)段:為保證行車安全在禁止信號內(nèi)方設(shè)置的防護區(qū)段。冒進防護:列車越過禁止信號立即觸發(fā)緊急制動。車尾限速保持:為了防止列車尾部在限速區(qū)段超速,在相關(guān)區(qū)段采取的限速措施??s寫語

ATP(AutomaticTrainProtection),列車超速防護。CTC(CentralizedTrafficControl),調(diào)度集中。CTCS(ChineseTrainControlSystem),中國列車運行控制系統(tǒng)。DMIS(DispatchManagementInformationSystem),列車運行調(diào)度管理信息系統(tǒng)。EMC(ElectroMagneticCompatibility),電磁兼容性。ETCS(EuropeanTrainControlSystem),歐洲列車運行控制系統(tǒng)。ETML(EuropeanTrafficManagementLayer),歐洲鐵路運輸管理層。ERTMS(EuropeanRailwayTrafficManagementSystem),歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)。FRS(FunctionalRequirementsSpecifi

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