项目1-列控系统维护

南京铁道职业技术学院2014-09任课教师：李彬列车运行控制系统(CTCS)维护南京铁道职业技术学院1.基本信息姓名：李彬籍贯：湖南怀化出身年份：1989本科：北京交通大学---自动化硕士：北京交通大学---交通信息工程及控制2.生活爱好3.联系方式手机：[phone]QQ（微信）：1595995375邮箱：[e-mail]办公室：天佑B302列车运行控制系统(CTCS)维护•为何开设？•从中所学？课程性质1.铁道通信信号专业的一门专业核心课程，是集电子技术、计算机控制技术、信号传输技术、通信技术等为一体的综合化学科。2.车载信号控制设备和车站信号控制设备相互联系的基础、信息传输的桥梁。3.列车运行控制系统已成为铁路系统综合化、智能化、信息化建设的重要组成部分，列车运行控制系统的应用为信号设备维修、管理的综合化提供了理论基础。课程目标通过讲授、讨论、演示、实作，使学生能熟悉铁路机车信号、LKJ、列控车载和地面设备的组成、技术参数，理解机车信号、LKJ、列控车载和地面设备的基本原理、技术指标，熟练掌握列车运行控制系统施工、维护、检测、数据下载与分析等关键技术。理论层次技能层次态度层次课程内容安排项目一：CTCS系统认知项目二：机车信号维护项目三：LKJ维护项目四：CTCS系统地面设备维护项目五：CTCS系统车载设备维护教学评价学期总成绩（100%）=平时成绩（60%）+期末考试成绩（40%）平时成绩：课堂提问、学生作业、平时测验、项目评价、技能目标考核。期末考试成绩：综合答辩、素质考核。主要包括基本概念、基本理论、工程绘图、设备的安装、调试、软件下载与分析、故障处理等。课堂纪律1.勿迟到2.勿旷课3.勿喧哗4.勿瞌睡5.要点名内容提要1.列控系统（CTCS）概述2.CTCS系统组成与功能3.CTCS系统基本原理4.CTCS-3系统工作模式列车运行控制系统(CTCS)维护项目一:CTCS系统认知客专/高铁系统工务工程牵引供电通信信号动车组运营调度客运服务维修体系票务系统旅客服务系统市场营销策划客运组织管理路基工程轨道工程桥梁工程站场工程隧道工程运行管理车辆管理供电管理综合维修客运调度运输计划牵引系统制动系统列车网络系统总成车体转向架供电系统变电系统接触网系统远程监控系统电力系统列控系统联锁系统集中监测系统调度集中系统通信系统工务工程、动车组和列控系统是客专/高铁系统的三大核心技术。列控系统是保证高速列车运行安全、有序、高效的关键。1.列控系统概述定义CTCS是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。1.列控系统概述基本功能(1)安全防护在任何情况下防止列车无行车许可运行。防止列车超速运行。防止列车超过进路允许速度。防止列车超过线路结构规定的速度。防止列车超过机车车辆构造速度。防止列车超过临时限速及紧急限速。防止列车超过铁路有关运行设备的限速。防止列车溜逸。测速环节应保证，一定范围内的车轮滑行和空转不影响ATP的功能，并具有轮径修正能力。1.列控系统概述(2)人机界面–能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离。–能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警。–机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按钮和有关数据输入装置。–具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安全控制要求对输入数据进行有效性检查。1.列控系统概述(3)检测功能具有开机自检和动态检查功能。具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口。(4)可靠性和安全性按照信号故障导向安全原则进行系统设计。采用冗余结构。满足电磁兼容性相关标准。1.列控系统概述相关名词：•CTCS-2ChineseTrainControlSystemLevel2中国列车控制系统2级•ATP(AutomaticTrainProtection)列车自动防护•ETCSEuropeanTrainControlSystem欧洲列车控制系统•ATO（AutomaticTrainOperation）列车自动驾驶系统•ATS（AutomaticTrainSupervision）列车自动监控系统•CTC（CentralizedTrafficControl）调度集中•LEU（LinesideElectronicUnit）轨旁电子单元•ATC(AutomaticTrainControl)列车自动控制系统•GSM-R（GSMforRailway）铁路专用全球移动通信系统•LKJ列车运行监控装置一、系统背景——列控系统1.列控系统概述CTCS-0CTCS-1CTCS-2CTCS-3CTCS-4基于无线信息传输，机车乘务员凭车载信号行车。用于300-350km/h线路。基于应答器和轨道电路信息传输，机车乘务员凭车载信号行车。已应用于200-250km/h线路。由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成。面向160Km/h以下既有线。基于无线通信传输平台，取消轨道电路，实现虚拟闭塞或移动闭塞。未来发展方向。由通用机车信号和运行监控记录装置构成。面向120Km/h既有线。CTCS等级1.列控系统概述机车信号1.列控系统概述2002年铁道部确定发展CTCS的战略目标2003年铁道部宣布CTCS的基本架构与分级2004年铁道部CTCS-2的技术规范2005年CTCS-2级工程施工2006年CTCS-2级试验与测试2007年CTCS-2级运营,CTCS-3技术攻关2008年CTCS-3级工程施工2009年CTCS-3级调试、运营中国列车运行控制系统发展历程1.列控系统概述1.列控系统概述1.列控系统概述当前国内现状•秦沈客专•第六次提速•京津城际•合宁、合武、石太、广珠、达成、温福、甬台温、福厦、海南东环、昌九、成灌、武康、武九等•武广、郑西、广深港、沪宁、沪杭、哈大、宁杭、杭甬等•京沪、广深等1.列控系统概述2.1CTCS体系结构按运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层配置。运输管理层网络传输层地面设备层车载设备层2.CTCS系统组成与功能运输管理层运输管理系统是行车指挥中心，以CTCS为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列车运行的控制和管理。网络传输层CTCS网络分布在系统的各个层面，通过有线和无线通信方式实现数据传输。2.1CTCS体系结构地面设备层地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。通过安全逻辑运算，产生控车命令，实现对运行列车的控制。车载设备层主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。2.1CTCS体系结构CTCS-2系统设备结构图2.2CTCS-2系统组成与功能CTC或TDCS站机轨道电路LEU车务终端车站信号楼调度中心地面应答器CTC或TDCS站机轨道电路车务终端车站信号楼CTC或TDCS站机车站列控中心车站联锁ZPW2000轨道电路LEU车务终端车站信号楼调度中心CTCProfibus总线无线接收模块GSM-R天线列车总线列车司机人机界面车轮传感器雷达列车接口单元欧洲安全计算机1或2应答器天线1或2司法记录器诊断记录器车载安全计算机人机界面轨道电路天线2轨道电路处理模块C2车载设备31(1)列控地面子系统•列控中心（TCC)：根据列车占用情况及进路状态计算行车许可及静态列车速度曲线并传送给列车。•地面电子单元（LEU)：•轨道电路（ZPW2000，UM2000）：•应答器（有源、无源应答器）：(2)地面信息传输通道(3)列控车载子系统2.2CTCS-2系统组成与功能连续信息接收模块：完成轨道电路信息的接收与处理。点式信息接收模块：完成点式信息的接收与处理。测速模块：实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。诊断维护记录单元：对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。车载安全计算机：对列车运行控制信息进行综合处理，生成控制速度与目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。人机界面：车载设备与机车乘务员交互的设备。司法记录单元：规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。预留无线通信接口。2.2CTCS-2系统组成与功能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，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，同时具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。固定网络轨道电路应答器计算机联锁GSM-RGSM-R调度中心（CTC）无线闭塞中心（RBC）列控中心LEU应答器天线车载安全计算机人机交互界面轨道电路接收天线测速传感器车载无线终端缩写定义：CTCS：中国列车运行控制系统CTC：调度集中系统RBC：无线闭塞中心TSRs：临时限速服务器TCC：列控中心CBI：计算机联锁系统CSM：信号集中监测LEU：地面电子单元ATP：列车超速防护系统DMI：司机车载设备接口BTM：应答器传输模块TCR：轨道电路信息读取器MT：移动终端（GSM-R）2.3CTCS-3级组成与功能CAU应答器天线DMI-1轨道电路信息接收单元通用加密单元PG通信接口单元安全数字接口测速单元1测速单元2轨道电路信息接收单元PUCPUCPUCPUCDMI-2MVB总线RS-485总线MVB总线动车组雷达PG应答器天线应答器信息接收模块应答器信息接收模块CAU输入接口输出接口列车转换网关记录器车载设备轨道电路接收天线速度传感器紧急制动车载安全计算机车载安全计算机动态监测装置C3控制单元C2控制单元C2控制单元C3控制单元GSM-R电台ProfiBus总线＋无线通信模块车载安全计算机（VC）、GSM-R无线通信模块（RTM）、轨道电路信息接收单元（TCR）、应答器信息接收模块（BTM）、记录器（JRU）、人机界面（DMI）、列车接口单元（TIU）等组成。C3车载设备2.3CTCS-3级组成与功能(1)地面子系统组成a.无线闭塞中心（RBC）使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息。所使用的安全数据通道不能用于话音通信。b.无线通信（GSM-R）地面设备作为系统信息传输平台完成地－车间大容量的信息交换。c.点式设备主要提供列车定位信息。d.轨道电路主要用于列车占用检测及列车完整性检查。(2)车载子系统组成a.无线通信（GSM-R）车载设备：完成车－地间大容量的信息交换。b.点式信息接收模块：完成点式信息的接收与处理c.测速模块：实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。d.维护记录单元：接收信息、系统状态和记录控制动作。e.车载安全计算机：对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。f.人机接口：车载设备与机车乘务员交互的接口。g.运行管理记录单元：规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。2.3CTCS-3级组成与功能列控维护终端操作界面通信接口单元（依次分别是CTC通信、LEU通信、轨道电路通信）列控维护机24V电源，列控机柜冗余供电列控主机控制层（A、B双系）输入输出接口（继电器状态采集和驱动）列控主机层电源开关CF卡CPU板光纤通信扩展板CAN通信扩展板以太网通信板电源板CPU板调试接口列控中心主机（背面）一系输入输出板，驱动继电器和回采集继电器状态二系输入输出板，驱动继电器和回采集继电器状态一系LINE板，与列控主机A系光纤接口板FIO7连接二系LINE板，与列控主机A系光纤接口板FIO7连接列控输入输出ET层列控监测维护终端与CTC通信板与LEU通信板与轨道电路通信板安全数据网终端防火墙A安全数据网终端防火墙B安全数据网终端路由器列控安全数据网终端防火墙列控主机与通信接口层CAN通信与ET架（输入输出单元）、监测终端光纤通信列控主机与通信接口层CAN通信列控中心主机背面配线列控系统构成CTC/TDCS车站分机调度中心CTC车站联锁列控中心轨道电路调度中心下达运行图至车站CTC分机应答器信号机道岔运行图联锁进路命令临时限速信息轨道电路编码进路信息应答器报文控制计算机