列车运行自动控制系统..

铁路列车运行自动控制系统维护组长：高智强目录第一章.LKJ2000型运行监控维护第二章.CTCS-2级列车运行控制系统车载设备第三章.CTCS-2级列车运行控制系统地面设备第四章.CTCS-3级列车运行控制系统车载设备第五章.CTCS-3级列车运行控制系统地面设备第一章.LKJ列车运行监控记录装置一、LKJ系统概述：二、LKJ系统组成：掌握要求LKJ2000型监控装置的功能；LKJ2000型监控装置的组成它LKJ是中国列车运行控制系统(CTCSChineseTrainControlSystem)体系的组成部分，是用于防止列车冒进信号、运行超速和列车溜逸的重要行车设备。它在实现安全速度控制的同时，可采集记录与列车安全运行有关的各种机车运行状态消息，促进了机车运行管理的自动化。LKJ是中国列控系统CTCS-0/1级的重要装置组成在我国铁路既有线第六次提速中采用CTCS-2级列控系统中，同时装设LKJ。当列车超速防护系统正常工作时由ATP控车。当地面设备不满足CTCS-2级条件，或列车超速防护故障时，C2可降低为CTCS-1级或CTCS-0级，由LKJ控车。LKJ列车运行监控记录装置一、概述列车运行监控记录装置（简称监控装置）源于上世纪80年代末，随着铁路运输发展对安全生产的要求，以及更为客观地判定行车事故责任，构思能否用微机技术实现对列车运行情况的记录，该建议并得到了铁道部有关部门及一些高等院校的重视，于1986年研发出样机――机车运行记录器（简称运记），开始在江岸机务段和郑州机务段的机车上安装试运行。监控装置起源伴随着计算机技术的不断进步、轨道电路实现发码化和在实践中的不断摸索完善，终于在1989年有了成型产品JK－Ⅰ型列车运行监控记录装置，以后陆续开发了JK－Ⅱ型、JK-2H型、LKJ-93型及LKJ2000型监控装置。监控装置的发展伴随着计算机技术的不断进步、轨道电路实现发码化和在实践中的不断摸索完善，终于在1989年有了成型产品JK－Ⅰ型列车运行监控记录装置，以后陆续开发了JK－Ⅱ型、JK-2H型、LKJ-93型及LKJ2000型监控装置。它们都是利用计算机技术，采用车载数据方式，将线路数据、允许速度及各类信号机、车站坐标预先存储在监控装置数据芯片中。当列车运行中，根据机车实际坐标位置调用存储在数据芯片中的数据，同时采集列车运行前方信号机显示状态，实时计算列车制动距离，达到对列车运行安全的监控作用。二、系统成LKJ2000型监控装置于2000年通过部级鉴定，装置基本组成结构主要由主机箱、显示器、速度传感器、压力传感器等组成。列车行车命令通过轨道传送给机车，地面线路数据存储在监控主机中。主机完成列车运行速度、机车牵引工况、列车管压力、机车信号色灯条件及地面线路参数的判断、计算，及时发出相关指令，控制列车安全运行。LKJ2000主机箱控制输出通用式机车信号Ⅱ端显示器列车总线机车工况输入Ⅰ端显示器速度信号（2路）压力传感器1压力传感器2事故状态记录器Ⅰ端双针表Ⅱ端双针表压力传感器3系统结构框图（车载部分）图1-1车载原理方框图①主机箱：控制中心，内部由A、B两组完全相同的控制单元组成。8个插件排列顺序依次为：监控记录、地面信息、通信、模拟量输入/出、预留、数字量输入、数字量输入/出、电源。②屏幕显示器：有屏幕显示器和数码显示器，屏幕显示器以屏幕滚动方式显示实际运行速度轨迹曲线及模式限制速度曲线，以图形、符号和文字形式显示地面信号机的位置、种类以及运行线路的曲线、坡道、桥梁、隧道及道口信息。③列车事故状态记录器：在发生事故后可提供详细、准确的列车运行状态数据，事故状态记录器具备抗冲击性能。系统组成④转储器：将车载记录数据转录至地面微机系统供分析处理，采用RS232通信方式，能自动识别不同设备类型及记录书记格式。⑤速度传感器：提供速度信息，采用TQG15型或DF16型光电式速度传感器，满足相位防溜功能的需要，无相位防溜功能时，速度信号可分别取自两个速度传感器。⑥压力传感器：提供压力信息，采用TQG14型机车压力变送器，均衡风缸压力信号用于反馈控制一提高常用制动减压量控制精度；制动缸压力信号主要在机车单机运行时作为状态记录依据。⑦指针式速度指示：采用ZL型或EQG3/8型双针速度表，双针速度表的实际速度与限制速度指针依靠装置主机驱动。双针速度表照明电源采用机车照明电源。课后思考1、了解LKJ2000型监控装置发展概述。2、掌握系统方框图的组成？各起什么作用？二：列车运行控制系统———CTCS-2车载设备一、CTCS-2级车载设备的功能；二、CTCS-2级车载设备构成；学习掌握要求：CTCS-2级列控车载设备负责接收地面数据命令信息，生成速度模式曲线，监控列车运行，保证行车安全。车载设备的主要功能包括：自检功能；数据的输入和存储；界面显示；信息接收和发送；静态曲线比较；动态曲线比较；列车定位；速度的测量及显示；行车许可和限速命令显示；行车许可和限制速度的监督；司机操作的监督；溜逸防护；信息记录；自动过分相；站名和公里标显示；在非CTCS-2级区段运行功能；特殊行车功能；其他防护功能。一.CTCS-2级车载设备的功能车载设备构成车载安全计算机轨道信息接收模块应答器信息接收天线轨道电路信息接收模块应答器信息接收模块速度传感器人机界面列车接口单元运行记录单元注释：动车组的两端各安装一套独立的ATP车载设备；总体结构采用硬件冗余结构，关键设备均采用双套，核心设备采用二乘二取二结构，力求达到高安全性和可用性，安全等级达到SIL4级。二、车载设备的构成：2.点式信息接收模块（BTM)负责与地面传输点式信息，一般指应答器传输模块。应答器传输模块通过应答器天线不断向地面发送信号，当列车经过地面应答器时，地面应答器被激活，并将存储的报文信息发送给应答器传输模块，BTM接收并解码得到应答器报文.1.车载安全计算机（VCC)车载安全计算机是列控车载设备的核心，从各个模块获取信息，根据列车运行速度、线路坡度、轨道电路的状态等信息，生成制动模式曲线，与控制速度与目标距离模式曲线进行比较，使列车安全运行.3.连续信息接收模块连续信息接收模块通过STM天线感应轨道电路的信息，由软件解调出信号的载频和低频信息，并将这些信息传输给安全计算机，从而为生成制动模式曲线提供数据信息，并且将原始信息提供给LKJ监控装置。5.人机界面(DMI)DMI为司机提供列车数据显示。数据主要包括列车运行速度，允许速度，目标速度，和目标距离等信息。DMI主要由显示器，键盘，音响，以及电源板，主板，CPU板组成.4.速度传感器测速和测距是通过速度传感器来实现的。安装在动车组两端车头的第二轴和第三轴上，将各轴的转速转换成电信后进行输出给车载安全计算机。6.列车接口单元（TIU)列车接口单元是车载设备与动车组的接口。车载设备通过列车接口单元获得来自动车组的各种开关量和反馈信息，并通过它将制动和相关控制命令输出至动车组。列控系统和车载设备与列车之间有输入和输出信号7.记录单元记录单元用来记录车载设备的工作等级，工作模式，设备状态，司机的操作以及车载设备与地面设备间的全部信息交互等，目的是清楚的了解车载设备的功能及司机驾驶列车的过程.课后思考题了解车载设备的功能都有哪些？掌握各单元的功能是什么？第三章：列车运行控制系统——CTCS2地面设备列控系统地面设备车站列控中心室内设备室外设备应答器地面设备轨道电路学习要求一、车站列控中心技术特点二、应答器工作原理三、级间切换一.车站列控中心（1）简介：车站列控中心（简称TCC）是地面列车运行控制的核心，传输车站连锁、列车超速防护系统所需要的全部地面信息，通过驱动接口控制相应的道岔、信号机及轨旁设别。采用冗余的硬件结构，适用于装备计算机连锁或6502电气集中、CTC或TDCS车站。CTCS-2列控系统框图见图所示。车站列控中心根据调度命令、进路状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息，通过有源应答器及轨旁电路传送给列车。既有线暂按独立列控方式设置，将来可考虑联锁、列控、区间一体化设置。车站列控中心从CTC或TDCS获得统一时钟，并按统一时钟进行系统管理和控制。车站列控中心设备影响时间不大于1S。车站列控中心设备采用统一的标准，具有通用性。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，包括输入、确认等，与既有车站车务终端的相关内容进行统一。（2）主要功能：a：临时限速功能b：接车进路信息预告功能（3）技术特点：1）采用时钟同步比较的2乘2取2安全型计算机系统，分为1、2两系。各系内部为2取2结构，双系互为备份。2）以计算机联锁系统采用相同的硬件平台，为今后实现联络列控一体化、减少设备投资和维护费用奠定了基础。3）采用双套GPS始终系统，与调度中心接受相同的卫星信号，最大可能的保证了列控系统的精确时钟。4）采用硬件电路实现双机热备状态控制保证在任意时刻只能有一台处于主用状态，双击切换时间少于200ms5）提供完善的维护系统，能够记录列控中心运行的每个状态并进行数据回收。6）采用高速的环形光纤网络，构成双击同步检测通道。7）与外部重要系统之间均采用交叉连接的通讯方式实现物理连接的冗余。8）模块化程序结构设计对程序和数据进行固化并实时进行检测保证数据正确性。（4）系统结构：1）列控中心主要由列控中心主机（下图）和检测机组成，主机采用2乘2取2可靠性和安全性冗余结构。2)车站列控中心有两种不同的结构，分别适用于计算机联锁和6502电器集中联锁。它两不同之处只在于列控中心要通过继电接口采集6502电气集中的进路信息并控制其限速降级显示，将对计算机联锁系统的RS422通信接口更换为安全智能I/O组合。（5）系统接口1）与CTC/TDCS接口（P口）列控中心与CTC/TDCS系统的接口属于安全通信接口，采用标准异步RS422串行接口，与CTC/TDCS的双机之间形成交叉互连的冗余通道。列控中心主要功能需求①从TDCS、CTC中获取调度命令，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。②临时限速信息也可由值班员在列控中心人机界面人工传输，通过TDCS、CTC战机想列控中心传送。③对于TDCS，经车站值班员人工确认后方可执行。④应能自动反馈执行结果，出现问题及时报警。2）与计算机联锁系统接口（Q口）①从车站连锁系统获得得车站记录和相关实习信息，包括进路、出站、通过、进路、股道号、信号机开放等。②根据需要，输入进站或进站信号机点黄灯、接近区段轨道电路发黄码控制条件，由联锁完成控制和驱动。③对于站型简单、6502电气集中中间站，在保证安全控车的前提下，Q口可考虑简化处理：对进站能区分进站信号机，正线通过，道岔直向或侧向接车，对出战能区分是正向还是反向发车。3）与监测系统连接（R口）列控中心应具有自检、自诊、检测功能，含LEU及相关通道监测，自动向车站微机监测系统传送监测信息。4）与LEU接口（S口）①LEU按照列控中心产生的应答器报文地址，实时选择对应的报文向有源应答器传送。②未办理进路或LEU与应答器通信中断时，应答器应有保证行车安全的缺省报文。二.地面应答器（1）简介：应答器是一种用于地面向列车信息传送的电视设备，分为无源应答器和有源应答器。主要用途是向列控车载设别提供可靠的地面固定信息和可变信息，也能像车载子系统发送报文信息。（2)传送信息:1）线路基本参数：如线路坡度、轨道区段等参数；2）线路速度信息：如线路最大允许速度、列车最大允许速度等；3）临时限速信息：当需要对列车运行速度进行限制时，向列车提供临时限速信息；车站进路信息：根据车站接发车进路，向列车提供“线路坡度”、“线路速度”、“轨道区段”、等参数；4）道岔信息：给出前方道岔侧向允许列车运行的速度；5）特殊定位信息：如升降弓、进出隧道、鸣笛、列车定位等;6）其他信息：固定障碍物信息、列车运行目标数据、链接数据等。(3)地面应答器设备组成:1)无源应答器：传输固定信息，主要提供包括线路的坡度、闭塞分区和轨道电