CRH6A型動車組維護(hù)說明書-第13章 行車安全保護(hù)系統(tǒng)

1、時速200公里城際動車組(統(tǒng)型)維護(hù)檢修手冊 GSYE1100-000-00000SC1第13章行車安全保護(hù)系統(tǒng)目 錄13.1200H 和利時ATP系統(tǒng)413.1.1 200H 和利時ATP系統(tǒng)介紹413.1.2與車輛之間接口413.2LKJ系統(tǒng)錯誤！未定義書簽。13.2.1 系統(tǒng)概述錯誤！未定義書簽。13.2.2 系統(tǒng)組成錯誤！未定義書簽。13.2.3 LKJ系統(tǒng)原理錯誤！未定義書簽。13.3DMS系統(tǒng)錯誤！未定義書簽。13.3.1DMS概述錯誤！未定義書簽。13.3.2 DMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)錯誤！未定義書簽。13.3.3 DMS系統(tǒng)接口錯誤！未定義書簽。修訂記錄序號修改標(biāo)題修改內(nèi)容編制審核日期備

2、注1初版發(fā)行王天宇孫寧2017.0423目前在CRH6-200公里城際動車組安裝的行車安全保護(hù)系統(tǒng)包含：CTCS2級200H和利時自動列車保護(hù)ATP系統(tǒng)、LKJ系統(tǒng)、DMS系統(tǒng)。本章節(jié)是200H 和利時ATP系統(tǒng)、LKJ系統(tǒng)以及DMS系統(tǒng)的設(shè)備組成、基本功能以及與車輛之間接口等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹。車載設(shè)備本身功能及涉及到使用維護(hù)方面內(nèi)容，僅供參考，具體以車載設(shè)備廠家提供給電務(wù)部門的使用維護(hù)文件為準(zhǔn)。13.1 、200H 和利時ATP系統(tǒng)13.1.1 200H 和利時ATP系統(tǒng)介紹200H和利時ATP系統(tǒng)主要由主機(jī)柜、顯示器(DMI)、車下Bblise天線、STM天線、速度傳感器等設(shè)備組成，其AT

3、P系統(tǒng)原理圖如下： 圖13-1 200H和利時ATP系統(tǒng)原理圖13.1.2 與車輛之間接口200H ATP系統(tǒng)與車輛之間存在如下接口：1）供電接口車輛向ATP提供電源、接地以及設(shè)備的防護(hù)性接地。車輛向ATP提供車輛電源電壓波動范圍以及電源品質(zhì)，ATP保證能夠正常工作。車輛依據(jù)現(xiàn)車結(jié)構(gòu)以及ATP回流接地、防護(hù)接地的要求設(shè)置接點(diǎn)端子臺或者接地開關(guān)盤給ATP系統(tǒng)用。2）車輛向ATP提供ATP所需的車輛信息ATP進(jìn)行控車，需要車輛提供ATP所需的車輛信息如下：u 前向信號DFR,當(dāng)方向手柄處于前向位置時，DFR繼電器得電，常開點(diǎn)閉合，車輛向ATP提供高電平信號。u 后向信號DRR,當(dāng)方向手柄處于后向位

4、置時，DRR繼電器得電，常開點(diǎn)閉合，車輛向ATP提供高電平信號。u 制動-B1FR,，當(dāng)制動手柄處于制動位置時，B1FR繼電器得電，常開點(diǎn)閉合，車輛向ATP提供高電平信號。u 牽引RCAR，當(dāng)車輛狀態(tài)滿足牽引條件，且牽引手柄處于牽引檔位時，RCAR繼電器得電，常開點(diǎn)閉合，車輛向ATP提供高電平信號。u 零位為組合信號（MCCOR常開點(diǎn)、B0FR常開點(diǎn)、B1FR常閉點(diǎn)串聯(lián)組合），當(dāng)牽引手柄處于關(guān)位、制動手柄處于運(yùn)行位時，車輛提供高電平的組合零位信號給ATP。3）ATP向車輛輸出的控車信號u 1級制動-KBA1R，ATP輸出1級制動，高電平有效（DC100V）；u 4級制動-KBA4R，ATP輸出

5、4級制動，高電平有效（DC100V）；同時制動輸出向下兼容，同時1級制動。u 最大常用制動NBR，ATP輸出7級制動，失電有效；同時制動輸出向下兼容，同時4、1級制動。u 緊急制動EBR，ATP輸出緊急制動，失電有效；同時制動輸出向下兼容，同時7、4、1級制動。u 牽引切除PCOR，高電平有效（DC100V），高電平表示ATP輸出切除牽引的信號；u ATP隔離信號ATPCOR，失電有效（DC100V），低電平表示ATP處于隔離狀態(tài)；4）ATP設(shè)備的設(shè)備安裝布置司機(jī)室操縱臺：將ATP 系統(tǒng)的DMI顯示器安裝在操縱臺司機(jī)易操作位置。司機(jī)室ATP機(jī)柜：將ATP主機(jī)安裝在ATP機(jī)柜內(nèi)。車下：ATP系統(tǒng)

6、的STM天線（左、右）、STM接線盒、Balise天線，依據(jù)設(shè)備的安裝要求，車輛在車下進(jìn)行設(shè)備的布置、安裝。轉(zhuǎn)向架：ATP系統(tǒng)的速度傳感器安裝在轉(zhuǎn)向架的軸端。13.2 LKJ系統(tǒng)13.2.1 系統(tǒng)概述LKJ是中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)體系的組成部分，是用于防止列車冒進(jìn)信號、運(yùn)行超速事故和輔助機(jī)車司機(jī)（含動車組司機(jī)）提高操縱列車運(yùn)行安全能力的重要行車設(shè)備。LKJ是機(jī)車、動車組的組成部分。LKJ系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）車載存儲線路參數(shù) 列車運(yùn)行全部線路設(shè)施資料預(yù)先存儲于主機(jī)中，不用在地面增設(shè)附加設(shè)備，節(jié)省了設(shè)備投資和維護(hù)管理費(fèi)用。 大量線路資料載于車上，不需要復(fù)雜的地面至車上的傳輸環(huán)節(jié)，穩(wěn)定可靠。 對于地點(diǎn)特征

7、、特殊要求信息，LKJ設(shè)計(jì)了接收傳輸?shù)孛嫘畔⒌慕涌凇?）采用連續(xù)平滑速度模式曲線控制將線路設(shè)施固定限速、閉塞指令限速等各種控制要求的限速值沿運(yùn)行里程形成連續(xù)平滑速度模式曲線，最大限度地適應(yīng)司機(jī)正常人工操縱和運(yùn)行效率的提高，提高了控制精度。3) 實(shí)時計(jì)算取得速度控制值采用了先進(jìn)的32位CPU作為系統(tǒng)主機(jī)，比前代監(jiān)控裝置具有更高的運(yùn)行速度、控制精度和更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。4）控制過程全部采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)做到了全國鐵路采用統(tǒng)一的硬件和統(tǒng)一的基本控制軟件，對各運(yùn)行區(qū)域的不同線路條件和不同的行車要求，通過寫入不同的線路資料和控制參數(shù)予以適應(yīng)，因此適應(yīng)性強(qiáng)，便于規(guī)范管理。5）提高可靠性設(shè)計(jì) LKJ2000采用

8、模塊級主從熱備冗余。 采用CAN作為系統(tǒng)內(nèi)部通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，具有高強(qiáng)的檢錯和糾錯能力，傳輸可靠性大為提高。 系統(tǒng)除滿足機(jī)車振動、溫度等環(huán)境的國家標(biāo)準(zhǔn)要求外，其電磁兼容性滿足IEC61000標(biāo)準(zhǔn)的三級要求6）提高安全性設(shè)計(jì)LKJ2000的故障安全措施較前代作了很大加強(qiáng)。在雙機(jī)數(shù)據(jù)處理方面，在速度信號故障、軌道絕緣節(jié)識別故障、通信故障等的監(jiān)測、判斷和處理方面均進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)。7）采用圖形化屏幕顯示器LKJ2000型采用10英寸TFT高亮度彩色液晶顯示器，以動態(tài)圖形方式預(yù)示運(yùn)行前方線路的彎度、坡道、橋梁、隧道、道岔以及信號機(jī)布置情況，隨列車運(yùn)行滾動顯示控制模式限速曲線。13.2.2 系統(tǒng)組成城

9、際列車LKJ系統(tǒng)包含如下設(shè)備：LKJ2000主機(jī)、TAX07主機(jī)、TSC2主機(jī)、TPB15型速度信號隔離裝置、監(jiān)控屏、TAL93接線盒、車載通話器、總線擴(kuò)展盒、GPS信息接收主機(jī)、合路器、機(jī)車電子標(biāo)簽、光電速度傳感器（2個）、三合一天線。裝設(shè)于動車組上的機(jī)車安全信息綜合監(jiān)測裝置（TAX）、機(jī)車語音記錄裝置、列車運(yùn)行狀態(tài)信息系統(tǒng)車載設(shè)備（LAIS車載設(shè)備，包括TSC1主機(jī)、TAL93接線盒、合路器、車載通話器和三合一天線）、鐵路車號自動識別系統(tǒng)(ATIS) 機(jī)車車號識別設(shè)備為LKJ相關(guān)設(shè)備，LKJ與LKJ相關(guān)設(shè)備整體組成列車運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)。其系統(tǒng)組成及電氣連接示意圖如圖13.2-1所示。圖13

10、.2-1 LKJ系統(tǒng)設(shè)備組成及電氣連接示意圖13.2.3 LKJ系統(tǒng)原理LKJ系統(tǒng)的設(shè)備原理以及與車輛、ATP系統(tǒng)之間的接口原理如13.2-2所示。LKJ通過車輛提供的DC110V電源進(jìn)行啟動，并通過WLAN/GPRS、GPS、速度傳感器、列車控制與管理系統(tǒng)（TCMS）以及與ATP系統(tǒng)的STM接口通訊等方式獲取信息，同時結(jié)合預(yù)先存入的線路信息進(jìn)行控車及信息顯示，LKJ的輸出通過ATP系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，車輛執(zhí)行。13.2.4 LKJ系統(tǒng)與車輛之間的接口1）、供電接口車輛向LKJ系統(tǒng)提供電源、接地以及設(shè)備的防護(hù)性接地。車輛向LKJ提供車輛電源電壓波動范圍以及電源品質(zhì)，LKJ保證能夠正常工作。車輛依據(jù)現(xiàn)車

11、結(jié)構(gòu)以及LKJ回流接地、防護(hù)接地的要求設(shè)置接點(diǎn)端子臺或者接地開關(guān)盤給LKJ系統(tǒng)用。2）、車輛向LKJ提供LKJ所需的車輛信息LKJ進(jìn)行控車，需要車輛提供LKJ所需的車輛信息如下：u 前向信號DFR,當(dāng)方向手柄處于前向位置時，DFR繼電器得電，常開點(diǎn)閉合， 圖13.2-2 LKJ系統(tǒng)電氣原理圖u 車輛向LKJ提供高電平信號。u 后向信號DRR,當(dāng)方向手柄處于后向位置時，DRR繼電器得電，常開點(diǎn)閉合，車輛向LKJ提供高電平信號。u 制動-B1FR,，當(dāng)制動手柄處于制動位置時，B1FR繼電器得電，常開點(diǎn)閉合，車輛向LKJ提供高電平信號。u 牽引RCAR，當(dāng)車輛狀態(tài)滿足牽引條件，且牽引手柄處于牽引檔位

12、時，RCAR繼電器得電，常開點(diǎn)閉合，車輛向LKJ提供高電平信號。u 零位為組合信號（MCCOR常開點(diǎn)、B0FR常開點(diǎn)、B1FR常閉點(diǎn)串聯(lián)組合），當(dāng)牽引手柄處于關(guān)位、制動手柄處于運(yùn)行位時，車輛提供高電平的組合零位信號給LKJ。u 主控信號MCR，當(dāng)車輛司機(jī)室制動手柄處于非拔取位時，此端司機(jī)室處于主控激活狀態(tài)，MCR繼電器得電，MCR常開點(diǎn)閉合, 車輛提供高電平的主控信號給LKJ。3）、LKJ向車輛輸出的控車信號u 制動指令LKJ依據(jù)具體需要，可以輸出緊急制動、最大常用7級制動、1級制動、4級制動；緊急制動、最大常用7級制動采用失電制動，1、4級制動采用得電制動。u 牽引切除指令牽引切除采用得電切

13、除牽引。u LKJ隔離信號LKJCOR，失電有效（DC110V），低電平表示LKJ處于隔離狀態(tài)；4）、LKJ設(shè)備的設(shè)備安裝及檢查u 司機(jī)室操縱臺：將LKJ系統(tǒng)的顯示器安裝在操縱臺司機(jī)易操作位置。圖13.2-3 LKJ系統(tǒng)顯示器位置圖u 司機(jī)室LKJ機(jī)柜：將LKJ主機(jī)安裝在ATP機(jī)柜內(nèi)，ATP設(shè)備頂部。圖13.2-4 LKJ系統(tǒng)主要設(shè)備位置圖應(yīng)檢查信號系統(tǒng)機(jī)柜內(nèi)LKJ各設(shè)備有無變形，LKJ各設(shè)備的安裝和緊固螺栓是否松緩，LKJ各設(shè)備內(nèi)部模塊以及各個連接器有無松動。u 車下：TIMS天線，依據(jù)設(shè)備的安裝要求，安裝在頭車車下枕外位置。檢查TCR本體有無變形、損傷，安裝和緊固螺栓是否松緩。u 轉(zhuǎn)向架：

14、LKJ系統(tǒng)的光電式速度傳感器安裝在1、8車轉(zhuǎn)向架的1、7位軸端。速度傳感器感應(yīng)頭非常脆弱，應(yīng)注意重點(diǎn)保護(hù)，嚴(yán)禁與其它硬物碰擦。檢查時，應(yīng)注意速度傳感器安裝和緊固螺栓是否松緩，感應(yīng)頭有無機(jī)械損傷。 圖13.2-3 LKJ系統(tǒng)速度傳感器位置圖u 車頂： LKJ系統(tǒng)三合一天線安裝在兩頭車車頂。檢查LKJ系統(tǒng)天線本體有無損傷，安裝和緊固螺栓是否松緩。圖13.2-3 LKJ系統(tǒng)車頂天線位置圖13.3 DMS系統(tǒng)13.3.1 DMS概述列控設(shè)備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（The Dynamic Monitoring System）包括列控設(shè)備動態(tài)監(jiān)測裝置（DMS）、地面數(shù)據(jù)中心及列控設(shè)備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)瀏覽端軟件(簡稱DM

15、S查詢終端)三個部分。安裝在動車組相應(yīng)機(jī)柜內(nèi)，在列車運(yùn)行中完成ATP列控系統(tǒng)運(yùn)用狀態(tài)、應(yīng)答器位置及報文、軌道電路傳輸特性等信息的采集，其數(shù)據(jù)通過GPRS /GSM-R傳回地面數(shù)據(jù)中心（TDMS或列控數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)列控設(shè)備和地面設(shè)備的檢測、分析，總體做到列控設(shè)備日檢測，達(dá)到利用車載動態(tài)設(shè)備檢測地面靜態(tài)設(shè)備的目的。13.3.2 DMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：圖13.3-1 DMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖13.3.3 DMS系統(tǒng)接口（1）系統(tǒng)功能a. 與列控車載設(shè)備接口，接收列控數(shù)據(jù)狀態(tài)信息及應(yīng)答器數(shù)據(jù)信息；b. 與車載無線通信綜合平臺接口，接收列車位置、速度及GPS 信息。c. 采用高阻方式并接STM 天

16、線，接收軌道電路信息； d. 具有實(shí)時監(jiān)測接口，供實(shí)時監(jiān)測使用； e. 具有數(shù)據(jù)輸出接口，供數(shù)據(jù)下載使用。（2）主要技術(shù)參數(shù)a. 系統(tǒng)適應(yīng)范圍 l 供電電源：DC 110V10% l 電源功率：50W l 環(huán)境溫度：車內(nèi)設(shè)備-25+70 車外設(shè)備-40-+55l 相對濕度：當(dāng)溫度為 25時，相對濕度不大于 90%。 l 大氣壓力：86 106kpa (海拔 2500m 以下) l 絕緣電阻：10 M b. GPS 搜索時間: 20ms c. GPS 定位精度: 400Km/h f. 模擬量測試精度：2% g. 頻率測量范圍：4003000Hz h. 實(shí)時測試周期：90%（3）DMS設(shè)備組成及接

17、口圖13.3-2 DMS設(shè)備組成及接口圖a. GPRS插件：GPRS插件負(fù)責(zé)和地面數(shù)據(jù)中心進(jìn)行通信，將DMS設(shè)備的監(jiān)測信息實(shí)時通過移動GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心；同時可以實(shí)時接收數(shù)據(jù)中心發(fā)送的信息，通過底板總線傳送至CPU插件內(nèi)核心處理器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心與DMS設(shè)備雙向通信； b. GPS 插件：GPS插件負(fù)責(zé)接收GPS衛(wèi)星信號，通過內(nèi)置高速GPS模塊對信號進(jìn)行差分譯碼，解析GPS定位信息；GPS插件內(nèi)部處理器把解析的GPS定位信息通過底板總線發(fā)送給CPU插件；c. CPU 插件：CPU插件負(fù)責(zé)管理底板總線上的設(shè)備，管理設(shè)備的注冊，統(tǒng)計(jì)總線上各設(shè)備類型、工作狀態(tài)；接收底板總線上各設(shè)備發(fā)送的各

18、類數(shù)據(jù)，對不同的數(shù)據(jù)調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序；將不同的數(shù)據(jù)按照規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行打包，發(fā)送至GPRS插件和GSM-R插件通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心，供用戶終端查看；CPU插板將不同設(shè)備的數(shù)據(jù)按類型進(jìn)行分類，保存到存儲單元； d. CIR插件：CIR插件負(fù)責(zé)與CIR設(shè)備進(jìn)行通信,通信接口為RS422。主要接收CIR設(shè)備內(nèi)的車次號、正副司機(jī)編號等信息；同時定時向CIR設(shè)備發(fā)送速度和里程標(biāo)等信息。另外在CIR插件上擴(kuò)展有RS485總線，由該插件負(fù)責(zé)實(shí)時向RS485總線廣播列車速度、信號機(jī)類型、里程標(biāo)等信息，方便DMS功能擴(kuò)展時其它插件獲取此類信息；e. TCR 插件:TCR插件主要功能是采集、分析

19、機(jī)車感應(yīng)信號信息。TCR插板從ATP-TCR接口接收原始的機(jī)車感應(yīng)信號信息，將信號通過匹配、隔離電路進(jìn)入到DMS內(nèi)部模擬信號處理部分；模擬信號處理部分主要完成機(jī)車感應(yīng)信號的硬件濾波，再由高速DSP處理器進(jìn)行采集、處理，最終得到載頻、低頻、有效值等數(shù)據(jù)；計(jì)算結(jié)果通過底板總線控制器發(fā)送給CPU插板，做進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理； f. GSM-R 插件：GSM-R插件負(fù)責(zé)和地面數(shù)據(jù)中心進(jìn)行通信，將DMS設(shè)備的監(jiān)測信息實(shí)時通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至地面數(shù)據(jù)中心；同時可以實(shí)時接收數(shù)據(jù)中心發(fā)送的信息，通過底板總線傳送至CPU插件內(nèi)核心處理器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心與DMS設(shè)備雙向通信； g. ATP-C插件：TP-C插件負(fù)責(zé)與200C類型的ATP設(shè)備通信，接收ATP設(shè)備發(fā)送的列車運(yùn)行數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)、解析、處理，并將處理后的數(shù)據(jù)通過底板總線發(fā)送給CPU插件；h. POWER插件：DMS設(shè)備的整機(jī)功率小于50W,工作電源使用動車組DC110V電源。DC110V由POWER插件前面板的Vin接口接入DMS設(shè)備，經(jīng)過開關(guān)、保險、保護(hù)電路進(jìn)入DC/DC電源模塊，進(jìn)行DC110V到設(shè)備工作電壓的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換效率大于85%。（4）DMS設(shè)備狀態(tài)說明DMS各插板設(shè)置有工作狀態(tài)指示燈，表13.3-1是設(shè)備正常時的指示燈狀態(tài)。表1