高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試信號技術(shù)基礎(chǔ)理論介紹演示稿PPT通用PPT課件

1、高速鐵路信號技術(shù)基礎(chǔ)理論簡介2013年5月高速鐵路信號技術(shù)簡介一 調(diào)度集中(CTC 二 列車運行控制系統(tǒng)(CTCS)高速鐵路信號系統(tǒng)組成及控制流程CTC車站分機調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖列控中心軌道電路應(yīng)答器信號機道岔列車運行階段計劃聯(lián)鎖進路命令臨時限速信息軌道電路編碼進路信息應(yīng)答器報文控制列車調(diào)度指揮系統(tǒng)車站聯(lián)鎖系統(tǒng)列車運行控制系統(tǒng)地面設(shè)備列車運行控制系統(tǒng)車載設(shè)備一CTC系統(tǒng)3.1調(diào)度集中(CTC) 系統(tǒng)概述3.2 分散自律調(diào)度集中的功能3.3 分散自律調(diào)度集中的組成3.4 CTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.5 CTC實現(xiàn)進路控制的原理 3.6 調(diào)度集中的控制模式3.7 CTC與列控系統(tǒng)的結(jié)合調(diào)度集中（CTC）

2、是鐵路局調(diào)度中心（調(diào)度員）對某一區(qū)段內(nèi)的信號設(shè)備進行集中控制、對列車運行直接指揮、管理的技術(shù)裝備。 分散自律調(diào)度集中是在TDCS系統(tǒng)基礎(chǔ)上，綜合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，采用智能化分散自律設(shè)計原則，以列車運行調(diào)整計劃控制為中心，兼顧列車與調(diào)車作業(yè)的高度自動化的調(diào)度指揮系統(tǒng)。1.1 調(diào)度集中（CTC）概述階段計劃與調(diào)度命令功能無線調(diào)度命令功能列車、調(diào)車作業(yè)控制功能接車進路預(yù)告功能1.2 分散自律調(diào)度集中的功能調(diào)度中心子系統(tǒng)車站子系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)1.3 分散自律調(diào)度集中的組成1.4 CTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.5 CTC實現(xiàn)進路控制的原理車站CTC分機調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖調(diào)度中心下達列車

3、運行調(diào)整計劃至車站CTC分機形成聯(lián)鎖進路指令信號機道岔列車運行計劃聯(lián)鎖進路命令控 制列車調(diào)度員編輯列車運行計劃車站自律機根據(jù)站細等相關(guān)規(guī)定適時向聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送進路控制命令車站聯(lián)鎖系統(tǒng)根據(jù)CTC發(fā)送的進路控制命令按照聯(lián)鎖關(guān)系控制現(xiàn)場道岔轉(zhuǎn)換、開放信號分散自律模式非常站控模式1.6 調(diào)度集中的控制模式1.7 CTC與列控系統(tǒng)的結(jié)合CTC與列控系統(tǒng)結(jié)合共同完成臨時限速命令的擬定(取消)、校驗、確認(簽收)、執(zhí)行、存儲以及執(zhí)行結(jié)果和限速狀態(tài)監(jiān)視。通過列控系統(tǒng)直接控制動車組按臨時限速命令行車。二 列車運行控制系統(tǒng)(CTCS)1 列車運行控制系統(tǒng)概述 CTCS-2級列控系統(tǒng) CTCS-2級列控系統(tǒng)特點 CT

4、CS-2列控數(shù)據(jù) CTCS-3級列控系統(tǒng)1列車運行控制系統(tǒng)概述1.1我國列控系統(tǒng)技術(shù)體系和目標(biāo)1.2CTCS列控系統(tǒng)分級1.3 列控系統(tǒng)的控車模式演變1.4CTCS-0級列控系統(tǒng)1.5 CTCS-1級列控系統(tǒng)1.6 CTCS-2級列控系統(tǒng) CTCS是中國列車運行控制系統(tǒng)（Chinese Train Control System）的英文縮寫。 我國列控系統(tǒng)技術(shù)體系：借鑒歐洲列控系統(tǒng)成熟技術(shù)、國際先進經(jīng)驗，結(jié)合我國鐵路運輸作業(yè)需求、技術(shù)政策和信號設(shè)備狀況，以保證技術(shù)進步、可持續(xù)發(fā)展為前提，確定了我國列控系統(tǒng)（CTCS）技術(shù)體系，并將其分為CTCS-0、1、2、3、4級。 1.1 我國列控系統(tǒng)技術(shù)體

5、系和目標(biāo) 列控系統(tǒng)總體技術(shù)目標(biāo)：適應(yīng)我國鐵路列車不同速度、高密度、混合運輸作業(yè)要求，采用先進的控車技術(shù)和模式監(jiān)控列車安全運行，滿足既有線、提速線路、客運專線跨線運營，實現(xiàn)跨局、跨線、不同系統(tǒng)和設(shè)備的互聯(lián)互通?；跓o線通信傳輸平臺，機車乘務(wù)員憑車載信號行車 。應(yīng)用于300-350km/h線路。CTCS-3CTCS-2基于應(yīng)答器和軌道電路信息傳輸，機車乘務(wù)員憑車載信號行車。應(yīng)用于200-250km/h線路。CTCS-0由通用機車信號和運行監(jiān)控記錄裝置(LKJ)構(gòu)成。既有線現(xiàn)狀 ，列車最高運行速度為160Km/h。CTCS-4基于無線通信傳輸平臺，取消軌道電路，實現(xiàn)虛擬閉塞或移動閉塞。未來發(fā)展方向。

6、1.2 CTCS列控系統(tǒng)分級由主體機車信號和安全型運行監(jiān)控記錄裝置組成。CTCS-1分 級一次連續(xù)分級連 續(xù)1.3 列控系統(tǒng)的控車模式演變CTCS-0級列控系統(tǒng)是我國鐵路傳統(tǒng)的控車模式（既有線現(xiàn)狀）地面設(shè)備為自動閉塞或半自動閉塞車載設(shè)備由列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）和通用機車信號組成LKJ設(shè)備通過車載存儲線路數(shù)據(jù)通過IC卡由司機輸入臨時限速和其他信息通過機車信號信息提供行車許可LKJ自動生成監(jiān)控曲線1.4 CTCS-0級列控系統(tǒng)CTCS-1級列控系統(tǒng)未在我國鐵路推廣應(yīng)用地面設(shè)備為自動閉塞或半自動閉塞，并安設(shè)應(yīng)答器車載設(shè)備由安全型列車運行監(jiān)控記錄裝置和主體機車信號組成點式信息作為連續(xù)信息的補充，可

7、實現(xiàn)點連式超速防護功能1.5 CTCS-1級列控系統(tǒng)1.6 CTCS-2級列控系統(tǒng)CTCS-2級列控系統(tǒng)是基于軌道電路和點式應(yīng)答器傳輸列車行車許可信息并采用目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式監(jiān)控列車安全運行的列車運行控制系統(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:列控中心、軌道電路、 應(yīng)答器、車載設(shè)備等2CTCS-2級列控系統(tǒng)2.1CTCS-2列控系統(tǒng)構(gòu)成2.2CTCS-2列控車載設(shè)備2.3CTCS-2區(qū)段列車模擬運行2.4 CTCS-2列控系統(tǒng)功能2.5 CTCS-2級生成行車許可工作原理2.6 CTCS-2級的運行許可工作原理2.7 CTCS-2區(qū)段追蹤運行模擬2.8

8、CTCS-2級臨時限速設(shè)置流程2.9 CTCS-2區(qū)段和CTCS-0區(qū)段的切換2.10 基本控制模式2.1 CTCS-2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

9、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 2.2 CTCS-2列控車載設(shè)備2.3 CTCS-2區(qū)段列車模擬運行2.4 CTCS-2列控系統(tǒng)功能實現(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2.5 CTCS-2級生成行車許可工作原理碼序L5L4L3L2LLUUHU空閑分區(qū)

10、數(shù)量76543210=1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 = 9250m應(yīng)答器提供閉塞分區(qū)長度和線路允許速度。速度曲線 空閑數(shù)量：目標(biāo)距離：當(dāng)前碼序：-m-9250m7L5軌道電路以碼序形式提供空閑閉塞分區(qū)數(shù)量。車載設(shè)備綜合計算出目標(biāo)距離，生成速度曲線。1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 2.6 CTCS-2級的運行許可工作原理 9200 空閑區(qū)段：7 7950 空閑區(qū)段：6 6650 空閑區(qū)段：5 5300 空閑區(qū)段：4 4000 空閑區(qū)段：3 2650 空閑區(qū)段：2 1350 空閑區(qū)段：1速度曲

11、線 0 空閑區(qū)段：0目標(biāo)距離:2.7 CTCS-2區(qū)段追蹤運行模擬 速度限制曲線時速(km/h)目標(biāo)停車點2.8 CTCS-2級臨時限速設(shè)置流程調(diào)度中心車站列控中心ZPW2000軌道電路有源應(yīng)答器有源應(yīng)答器限速范圍限制速度調(diào)度中心向車站下達臨時限速調(diào)度命令1車站值班員簽認調(diào)度命令2向車站列控中心傳送臨時限速3列控中心生成限速報文向應(yīng)答器傳送并向調(diào)度中心回執(zhí)4CTC(TDCS)車站分機ATP2.9 CTCS-2區(qū)段和CTCS-0區(qū)段的切換正向預(yù)告點切換執(zhí)行點反向預(yù)告點CTCS-2區(qū)域CTCS車載控車CTCS-0區(qū)域LKJ控車應(yīng)答器應(yīng)答器ZPW-2000軌道電路ZPW-2000軌道電路列控車載設(shè)備

12、基本工作模式完全監(jiān)控模式 (FS)部分監(jiān)控模式(PS) 目視行車模式(OS)調(diào)車模式(SH) 隔離模式(IS)待機模式(SB)2.10 基本控制模式是列車的正常運行模式，車載設(shè)備根據(jù)控車數(shù)據(jù)自動生成目標(biāo)距離模式曲線列控車載設(shè)備接收到軌道電路允許行車信息，而缺少應(yīng)答器提供的線路數(shù)據(jù)或限速數(shù)據(jù)時使用的模式司機控車的固定限速模式，限速值為20Km/h進行調(diào)車作業(yè)的固定限速模式，限速值40Km/h是列控車載設(shè)備控制功能停用的模式是列控車載設(shè)備上電后的默認模式。在待機模式下，車載設(shè)備能正常接收軌道電路及應(yīng)答器信息，同時無條件輸出制動3CTCS-2級列控系統(tǒng)特點特點一 信息傳輸媒介采用軌道電路+應(yīng)答器的方

13、式特點二 采用“目標(biāo)-距離”方式的控制模式特點三 采用“設(shè)備制動優(yōu)先”的駕駛模式特點四 研發(fā)并應(yīng)用的車站列控中心特點五 滿足客貨混合運輸以及互聯(lián)互通的需求 特點一 信息傳輸媒介采用軌道電路+應(yīng)答器的方式。軌道電路提供運行許可，應(yīng)答器補充線路數(shù)據(jù)和臨時限速信息。（1）采用統(tǒng)一制式的軌道電路是中國與ERTMS(European Rail Traffic Management System，歐洲鐵路交通管理系統(tǒng))的主要區(qū)別。充分利用既有軌道電路信息降低了提速工作量和成本。（2）采用應(yīng)答器提供線路數(shù)據(jù)和臨時限速信息能夠滿足機車和動車組跨線運行的需求。中國的機車和動車組運行交路較長，且交路不固定，日本A

14、TC（Auto Train Control，列車運行自動控制）系統(tǒng)采用的車載設(shè)備存儲線路數(shù)據(jù)方式不適用，采用應(yīng)答器可以充分利用成熟設(shè)備和規(guī)范。特點二 采用“目標(biāo)距離”方式的控制模式（1）既有干線的信號布點設(shè)計是按照速差方式進行的。CTCS-2級采用目標(biāo)距離方式可以避免對信號布點的調(diào)整。（2）目標(biāo)距離模式符合國際列控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。特點三 采用“設(shè)備制動優(yōu)先”的駕駛模式（1）歐洲采用司機制動優(yōu)先，日本采用設(shè)備制動優(yōu)先模式。（2）CTCS-2級ATP車載設(shè)備采用設(shè)備制動優(yōu)先模式。ATP車載設(shè)備的常用制動，分強、中、弱三級。在確保列車運行安全、滿足旅客舒適度的前提下，由ATP車載設(shè)備自動控制列車減速

15、和緩解。該模式受到司機的普遍歡迎。距離速度緊急強常用弱常用制動緊急制動曲線強常用制動級弱常用制動級列車運行曲線設(shè)備制動優(yōu)先模式ATP動作設(shè)備自動緩解特點四 研發(fā)并應(yīng)用的車站列控中心（1）車站列控中心由自動閉塞系統(tǒng)獲得各列車位置信息，由聯(lián)鎖系統(tǒng)獲得進路信息，由CTC系統(tǒng)獲得臨時限速等信息。車站列控中心生成運行許可后，通過軌道電路+點式應(yīng)答器等軌旁設(shè)備實時傳送給車載設(shè)備。（2）由于LEU的存儲量不足，有源應(yīng)答器報文存儲在車站列控中心。每個車站列控中心存儲了超過10萬條應(yīng)答器報文。（3）列控中心的數(shù)據(jù)通過專用工具生成和校驗。工具包括數(shù)據(jù)準備工具、校驗工具和應(yīng)答器信息讀寫工具。（4）車站列控中心采用2

16、2取2的硬件結(jié)構(gòu)，列控中心的運用穩(wěn)定。特點五 滿足客貨混合運輸以及互聯(lián)互通的需求（1）裝備了CTCS-0級車載設(shè)備的貨車和低速客車可在CTCS-2級線路上按照CTCS-0級運行。（2）裝備了CTCS-2級車載設(shè)備的動車組可以在CTCS-0級線路上按照CTCS-0級模式運行。4CTCS-2列控數(shù)據(jù)4.1列控系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)4.2列控數(shù)據(jù)基本要求4.3列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提報流程4.4列控數(shù)據(jù)編制流程列控系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：工務(wù)類：車站、區(qū)間線路、股道、道岔內(nèi)的線路速度、線路坡道、線路里程斷鏈、橋隧信息、跨線橋、線路起止里程，C0與C2 接口區(qū)段相關(guān)數(shù)據(jù)供電類：分相信息運輸類：車站進路電務(wù)類：信號設(shè)備平面布置圖

17、（車站、區(qū)間）、信號機及軌道電路分布、車站軌道區(qū)段長度及進路長度（動車進路）車輛類：安裝列控系統(tǒng)速度傳感器的動車組車輪輪徑尺寸4.1 列控系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)列控系統(tǒng)設(shè)備為車站聯(lián)鎖設(shè)備之一。列控系統(tǒng)設(shè)備開通運用后，需對列控中心更新軟件和數(shù)據(jù)報文時，按鐵道部、鐵路局計算機聯(lián)鎖軟件管理相關(guān)規(guī)定執(zhí)行列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料應(yīng)在列控系統(tǒng)開通前30 天公布，各列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料提供單位和部門須于列控系統(tǒng)開通前35 天將資料報送總工室新線建設(shè)涉及列控系統(tǒng)建設(shè)時，或基本建設(shè)、更新改造、大修等工程引起列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變更時，列控系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)由建設(shè)單位（或大修、更新改造的實施單位）委托施工單位或其他相關(guān)單位勘測、采集、核對、復(fù)核后，

18、由工程建設(shè)單位審核并以正式函件報路局總工室4.2 列控數(shù)據(jù)基本要求相關(guān)站段配合施工單位進行列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)勘測、采集、核對相關(guān)站段復(fù)核列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工程建設(shè)單位審核列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工程建設(shè)單位上報列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)路局總工室公布列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)4.3 列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提報流程列控工程數(shù)據(jù)開行電務(wù)試驗車進行數(shù)據(jù)采集按標(biāo)準格式編制列控系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)表鐵路局最終審核，列控報文編制依據(jù)聯(lián)鎖表信號平面布置圖信號設(shè)備設(shè)置位置、距離、類型情況車站進路信息、作業(yè)性質(zhì)車站、設(shè)備編號和編碼線路數(shù)據(jù)線路和站場平縱斷面圖線路運營里程線路允許速度圖表列控報文編制，應(yīng)答器現(xiàn)場寫入聯(lián)調(diào)聯(lián)試、動態(tài)驗證列控報文數(shù)據(jù)精調(diào)列控報文4.4 列控數(shù)據(jù)編制流程所有數(shù)據(jù)納入列控數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)列控數(shù)據(jù)施行檔案化管理模式各相關(guān)專業(yè)建立數(shù)據(jù)聯(lián)動機制列控數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)5CTCS-3級列控系統(tǒng)5.1CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.2C3級列控與C2級列控的比較5.3CTCS-3級列控各部分功能5.4 CTCS-3級列控系統(tǒng)控車原理5.5 CTCS-3區(qū)段追蹤運行模擬5.1 CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) CTCS-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（Radio Block Center，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，并具備CTCS-2級功能的列車運行控制系統(tǒng)。包括