現(xiàn)代鐵路信號控制系統(tǒng)設(shè)計

.PAGE.《現(xiàn)代鐵路信號控制系統(tǒng)》學(xué)習(xí)資料鐵路通信信號系統(tǒng)是鐵路運輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施,是實現(xiàn)鐵路統(tǒng)一指揮調(diào)度,保證列車運行安全、提高運輸效率和質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備,也是鐵路信息化技術(shù)的重要技術(shù)領(lǐng)域?，F(xiàn)代信息類技術(shù)的迅速發(fā)展。對鐵路信號、通信產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)生了重要影響。鐵路通信和信號技術(shù),以及現(xiàn)代鐵路信息化系統(tǒng)之間的關(guān)系和作用變得密不可分。車站、區(qū)間和列車控制的一體化,鐵路通信信號技術(shù)的相互融合,以及行車調(diào)度指揮自動化等技術(shù),沖破了功能單一、控制分散、通信信號相對獨立的傳統(tǒng)技術(shù)理念,推動了鐵路通信信號技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化的方向發(fā)展。在列車運行控制技術(shù)方面,計算機、通信、控制技術(shù)與信號技術(shù)集成為一個自動化水平很高的列車運行自動控制系統(tǒng)〔簡稱列控系統(tǒng)。列控系統(tǒng)不僅在行車安全方面提供了根本保障,而且在行車自動化控制、運營效率的提高及管理自動化等方面,提供了完善的功能,并向著運輸綜合自動化的方向發(fā)展。列控系統(tǒng)技術(shù)是現(xiàn)代化鐵路的重要標(biāo)志之一。隨著列車速度的提高,列車的運行安全除了以進(jìn)路保證外,還必須以專用的安全設(shè)備,監(jiān)督、強迫列車<司機>執(zhí)行。這些安全設(shè)備從初級的列車自動停車裝置、自動告警裝置、列車速度自動監(jiān)督系統(tǒng)<或列車速度自動檢查裝置>發(fā)展到列車速度自動控制系統(tǒng)。列車自動控制系統(tǒng)<ATC>—般指系統(tǒng)設(shè)備〔包括地面設(shè)備和車載設(shè)備,同時也是一種閉塞方式,主要包括：1．以調(diào)度集中系統(tǒng)CTC為核心,綜合集成為調(diào)度指揮控制中心。2．以車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)為核心,綜合集成為車站控制中心。3．以列車速度防護與控制為核心,綜合集成為列車〔車載運行控制系統(tǒng)。4、以移動通信〔例如GSM-R平臺,構(gòu)建通信信號一體化的總成系統(tǒng)〔例如CTCS。列車自動控制系統(tǒng)<ATC>的主要功能有四項：·檢查列車在線路上的位置<列車檢測>?！ば纬伤俣刃盘?lt;調(diào)整列車間隔>?！は蛄熊嚢l(fā)送速度信號或目標(biāo)距離信號<信號傳輸>?！ぐ此俣然蚰繕?biāo)距離信號控制列車制動<制動控制>。上述一至三項功能由地面沒備完成,第四項功能由車載設(shè)備完成。本章主要內(nèi)容為200km/h動車組司機駕駛所需要的列控ATP技術(shù)和GSM-R系統(tǒng)中的無線列調(diào)功能。第一節(jié)列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理一．列控ATP系統(tǒng)的組成與功能列控ATP是列車超速防護和機車信號系統(tǒng)的一體化系統(tǒng),列控ATP系統(tǒng)主要由車載設(shè)備及地面設(shè)備兩大部分組成,地面設(shè)備與車載設(shè)備一起才能完成列車運行控制的功能。圖1.1.1圖1.1.1地面控制中心通過電纜與鐵路線上的軌道電路、信號機、應(yīng)答器等設(shè)備相連。主要完成列車位置檢測、形成速度信號及目的距離等信號,并將此信號傳遞給列車,車載設(shè)備將按照速度信號控制列車制動。列控ATP系統(tǒng)車載設(shè)備原理框圖見圖1.1.2圖1.1.2車載設(shè)備主要由天線、信號接收單元、制動控制單元、司機顯示器、速度傳感器等組成。機車頭部的天線接收到地面的速度命令及目的距離等信號,經(jīng)過信號接收單元放大、濾波、解調(diào)后,將此命令的數(shù)據(jù)送到司機顯示器和制動控制單元。制動控制單元收到速度傳感器傳送的信號,測量出列車的實際速度,將實際速度與信號命令比較,如果判斷列車需要制動,則產(chǎn)生制動信號,直接控制列車制動系統(tǒng)。列車就會自動減速或停車。列控ATP系統(tǒng)主要功能是：1．防止列車冒進(jìn)關(guān)閉的信號機；2．防止列車錯誤出發(fā)；3．防止列車退行；4．防止列車超速通過道岔；5．防止列車超過線路允許的最大速度；6．監(jiān)督列車通過臨時限速區(qū)段；7．在出入庫無信號區(qū)段限制列車速度。為保證列車運行控制系統(tǒng)不間斷地工作和加強設(shè)備的維修與管理,在列車運行控制系統(tǒng)的地面和車上都安裝有監(jiān)視設(shè)備。地面監(jiān)視系統(tǒng)可以檢測信號機、軌道電路、地面控制中心的接收和發(fā)送設(shè)備等。檢測結(jié)果可以在維修工區(qū)顯示及儲存,也可以通過通信網(wǎng)送往維修基地和調(diào)度中心。設(shè)備異常前數(shù)小時內(nèi)信號設(shè)備動作情況可以保存下來,供故障分析用。車上監(jiān)視設(shè)備可以將列車運行過程中速度信號、制動裝置動作以及列車實際速度和司機操作等狀態(tài)保存下來。一般可保存12～72h有關(guān)運行安全的資料。二．列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理國外鐵路采用的列控系統(tǒng)主要有：日本新干線ATC系統(tǒng),法國TGV鐵路和韓國高速鐵路的TVM300及TVM430系統(tǒng),德國及西班牙鐵路采用的LZB系統(tǒng),及瑞典鐵路的EBICA900系統(tǒng)等。各國的列車自動控制系統(tǒng)都具有自己的特點,有不同的技術(shù)條件和適應(yīng)范圍。1．列控ATP系統(tǒng)技術(shù)的分類〔1按照地面向機車傳送信號的連續(xù)性來分類,分為兩種類型：①連續(xù)式列控系統(tǒng),如：德國LZB系統(tǒng)、法國TVM系統(tǒng)、日本數(shù)字ATC系統(tǒng)。連續(xù)式列控系統(tǒng)的車載設(shè)備可連續(xù)接收到地面列控設(shè)備的車-地通信信息,是列控技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展的主流。采用連續(xù)式列車速度控制的日本新干線列車追蹤間隔為5min,法國TGV北部線區(qū)間能力甚至達(dá)到3min。連續(xù)式列控系統(tǒng)可細(xì)分為階梯速度控制方式和曲線速度控制方式。②點式列控系統(tǒng),如：瑞典EBICAB系統(tǒng)。點式列控系統(tǒng)接收地面信息不連續(xù),但對列車運行與司機操縱的監(jiān)督并不間斷,因此也有很好的安全防護效能?！?按照列車速度防護方式,分為兩種類型：①階梯控制方式出口速度檢查方式,如：法國TVM300系統(tǒng)入口速度檢查方式,如：日本新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)②曲線控制方式分級曲線模式,如：法國TVM430系統(tǒng)、速度-距離模式,如：德國LZB系統(tǒng),日本新干線數(shù)字ATC系統(tǒng)〔3按照人機關(guān)系來分類,分為兩種類型：①設(shè)備優(yōu)先控制的方式。如：日本新干線ATC系統(tǒng)。②司機優(yōu)先控制方式,如：法國TVM300／430系統(tǒng)、德國LZB系統(tǒng)2．階梯控制方式技術(shù)原理每個閉塞分區(qū)設(shè)計為一個目標(biāo)速度。在一個閉塞分區(qū)中無論列車在何處都只按照固定的速度判定列車是否超速。階梯控制方式可不需要距離信息,只要在停車信號與最高速度間增加若干中間速度信號,即可實現(xiàn)階梯控制方式。因此軌道信息量較少,設(shè)備相對比較簡單,這種傳統(tǒng)的控制方式是目前高速鐵路最普遍采用的控制方式。階梯控制又分為出口速度檢查和人口速度檢查兩種方式?！?出口速度檢查控制方式法國TGV300系統(tǒng)采用了這種方式,該方式要求列車在閉塞分區(qū)內(nèi)將列車速度降低到目標(biāo)速度,設(shè)備在閉塞分區(qū)出口進(jìn)行檢查。如果列車實際速度未達(dá)到目標(biāo)速度以下則設(shè)備自動進(jìn)行制動。階梯控制出口速度檢查方式示意圖見圖1-1-3圖1-1-3TVM300系統(tǒng)是其早期產(chǎn)品,系統(tǒng)構(gòu)成簡單,由于受當(dāng)時技術(shù)條件限制,地對車信息傳輸容量僅有18個,因此它的速度監(jiān)控是階梯式的<見圖4—1>,它只檢查列車進(jìn)入軌道區(qū)段的人口速度,不檢查出口速度,因此為保證安全,它需要有一個保護區(qū)段,這對線路的通過能力有一定的影響,同時這種階梯監(jiān)控分段制動的方式也不符合一般列車的連續(xù)制動模式。TVM300系統(tǒng)的速度監(jiān)督模式曲線如圖7-1-4所示。圖1-1-4TVM300車載設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-1-5圖1-1-5TVMTVM300車載設(shè)備主要包括連續(xù)式信號傳感器及接收機、點式信息傳感器及接收機、速度傳感器及處理單元及速度顯示器、音響報警器、制動閥轉(zhuǎn)換開關(guān)、輔助表示燈等。連續(xù)式機車信號接收機接收地面連續(xù)信息,通過處理給出目標(biāo)速度和監(jiān)督速度,同時把來自測速單元的列車實際速度和監(jiān)督速度進(jìn)行比較,如果列車實際速度超過監(jiān)督速度,則控制列車實施制動。連續(xù)式機車信號是車載設(shè)備的核心,采用了主備方式的雙重結(jié)構(gòu)。連續(xù)式機車信號的接收其主備兩套設(shè)備完全相同,從感應(yīng)器、接收機到顯示器都是分開的,兩套同時工作接收地面信息。兩套設(shè)備正常工作時,主備兩機的速度控制繼電器以并聯(lián)方式控制制動繼電器使之得電,主顯示器和主機接通工作,各顯示器備機電路斷開備用,報警電路只接入主機,當(dāng)主機或備機發(fā)生故障時,不會導(dǎo)致制動繼電器失電而自動停車。但這種概率很小,當(dāng)主機發(fā)生故障時,通過自動轉(zhuǎn)換電路,把備顯示器接人備機,報警電路也由主機轉(zhuǎn)到備機；如果備機故障,主機原來的工作狀態(tài),主備機均有故障報警；僅主顯示器故障時,自動轉(zhuǎn)換電路還在工作,由司機用轉(zhuǎn)換開關(guān)手動接通輔助顯示器。測速設(shè)備由測速電機和測速單元組成,只采用一個測速電機,但是測速單元為兩路,只選擇一路輸出至機車信號接收器。設(shè)有兩路檢查工作情況的電路,如果測速電路故障,兩路速度相差很大,則發(fā)出燈光報警,司機通過開關(guān)選擇速度較高一路作為安全輸出。法國TGV地面信號傳輸設(shè)備為UM71<或UM2000>型軌道電路。地面不設(shè)信號機,只在閉塞分區(qū)分界點處設(shè)停車標(biāo)。司機駕駛列車完全根據(jù)機車信號的速度顯示,視機車信號為主體信號。TVM300每一個閉塞分區(qū)內(nèi)只按照一個允許速度進(jìn)行控制。列車的允許速度為本區(qū)段的人口速度,即上一區(qū)段的目標(biāo)速度。機車信號顯示器給出的是目標(biāo)速度,要求列車在區(qū)段的出口處必須保持或降低到此速度。如果司機按照機車顯示給出的目標(biāo)速度運行,速度監(jiān)督設(shè)備不于預(yù)司機操作。當(dāng)列車速度超過規(guī)定的允許速度時,速度監(jiān)督設(shè)備則自動實施制動。TVM300型設(shè)備包括連續(xù)式機車信號、點式信息接收設(shè)備以及列車速度監(jiān)督設(shè)備。速度監(jiān)督設(shè)備分為兩部分,一部分是測速單元,另一部分為列車制動控制電路。TVM300型車上設(shè)備與UM71軌道電路、地面點式環(huán)線系統(tǒng)構(gòu)成完整的列車運行間隔調(diào)整系統(tǒng),對高速列車運行進(jìn)行安全防護。地面發(fā)送設(shè)備具有18個低頻信號<TBF>。法國TGV實際只使用了14個TBF信號。此外地面還配有環(huán)線點式發(fā)送設(shè)備,具有14個單頻信號,向機車傳遞"列車進(jìn)入上行線"、"列車進(jìn)入下行線"、"絕對停車"、"駛出TVM300控制區(qū)段"等信息。為發(fā)揮乘務(wù)員責(zé)任感及駕駛技巧,法國鐵路采用了人控為主,設(shè)備起監(jiān)督作用的控制方式。出口速度檢查方式由于要在列車到達(dá)停車信號處<目標(biāo)速度為零>才檢查列車速度是否為零,如果列車速度不是零,設(shè)備才進(jìn)行制動。由于制動后列車要走行一段距離才能停車,因此停車信號后方要有一段安全防護區(qū)。〔2入口速度檢查控制方式日本新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)采用這種方式,新干線采用速度分級,人口制動,自動緩解的控制方式。該方式要求列車在閉塞分區(qū)人口處接收到目標(biāo)速度信號后立即以此速度進(jìn)行檢查,一旦列車超速,則進(jìn)行制動使列車速度降低到目標(biāo)速度以下。新干線ATC列車檢測采用了有絕緣音頻軌道電路。新干線ATC車載設(shè)備與我國普通機車信號不同,它不向司機預(yù)告前方地面信號的燈光顯示而是給出列車所在區(qū)間列車的目標(biāo)速度。采用ATC設(shè)備后,司機按照機車上的ATC速度信號行車,普通自動閉塞采用的地面信機就不設(shè)了。列車經(jīng)過的正線、到發(fā)線、咽喉區(qū)都發(fā)送相應(yīng)的速度信號。司機按照機車上的速度信號進(jìn)出車站。階梯控制入口速度檢查方式示意圖見圖1-1-圖1-1-列車的允許速度為本區(qū)段的人口速度,即上一區(qū)段的目標(biāo)速度。機車信號顯示器給出的是目標(biāo)速度,要求列車在區(qū)段的出口處必須保持或降低到此速度。如果司機按照機車顯示給出的目標(biāo)速度運行,速度監(jiān)督設(shè)備不于預(yù)司機操作。當(dāng)列車速度超過規(guī)定的允許速度時,速度監(jiān)督設(shè)備則自動實施制動。日本新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)階梯控制入口速度檢查方式原理示意圖見圖1〔a新干線區(qū)間速度控制方式〔b新干線進(jìn)站停車速度控制方式圖1-1-這種方式在遇上前方停車信號時,列車在閉塞分區(qū)人口處立即制動,對許多列車來說會過早地停車,為防止列車冒進(jìn)信號,ATC系統(tǒng)除靠軌道電路連續(xù)傳送速度信號外還設(shè)有一些輔助信號,日本新干線采用了停車信號前再裝P點的方式,軌道電路發(fā)送30信號,只在列車收到30信號且又經(jīng)過P點時車上才會形成停車信號。當(dāng)軌道電路發(fā)送30信號時,經(jīng)過P點后變?yōu)?1停車信號。在車站到發(fā)線停止標(biāo)志和警沖標(biāo)之間設(shè)有環(huán)線可以發(fā)送03停車信號,列車收到03信號后非常制動。在新干線03區(qū)段內(nèi)又加裝了點式冒進(jìn)檢測裝置,當(dāng)列車冒進(jìn)后關(guān)閉全站信號,軌道電路發(fā)送02E信號使列車制動以防止發(fā)生側(cè)面沖突重大事故。分級速度制動方式存在以下主要問題：·制動距離的確定。由于線路上運行的各種列車制動性能各異,為了確保安全,系統(tǒng)只能按制動性能最差的列車性能來確定制動距離,這對于制動性能好的列車來說是個損失,影響進(jìn)—步提高運行密度。·ATP制動控制只進(jìn)行制動和緩解兩種操作,不調(diào)整制動力大小,因此列車減速度變化大,旅行舒適度差?！げ捎枚喽沃苿臃绞綍r,每個閉塞分區(qū)都要考慮列車從人口速度降低到出口速度減速制動距離,列車實際的減速過程要包括列車在信號設(shè)備動作時間及制動空走時間中走行的距離,此外還要在防護點之前留有一定安全距離。如果列車從200km／h分三段降到速度0,則存在3個空走距離和3個安全距離。如果只用一次制動的話,則只需要一個空走距離和一個安全距離。分段制動方式增加了列車追蹤間隔。分段制動方式和一次制動方式示意圖見圖1圖1-1-3．曲線控制方式〔1分級曲線控制方式法國TVM430系統(tǒng)采用了這種方式,該方式要求每個閉塞分區(qū)人口速度<上一個閉塞分區(qū)的目標(biāo)速度>和出口速度<本閉塞分區(qū)目標(biāo)速度>用曲線連接起來,形成一段連續(xù)的控制曲線,曲線控制方式和階梯控制方式一樣,每一個閉塞分區(qū)只給定一個目標(biāo)速度。控制曲線把閉塞分區(qū)允許速度的變化連續(xù)起來。地面設(shè)備傳送給車載設(shè)備的信息是下一個閉塞分區(qū)的速度、距離和線路條件數(shù)據(jù),沒有提供至目標(biāo)點的全部數(shù)據(jù),所以系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)是分級連續(xù)制動模式曲線<即以分級小曲線的變換點連成的準(zhǔn)一次制動模式曲線>。TVM430是TVM300的換代產(chǎn)品,地面采用UM2000型軌道電路TVM430每一個閉塞分區(qū)給定一個目標(biāo)速度,但用曲線代替原來的階梯控制線。列車速度超過限速曲線時,列控設(shè)備實施制動。為防止冒進(jìn)信號發(fā)生追尾,仍設(shè)有保護區(qū)段。TVM430的允許速度不是固定為該區(qū)段的人口速度<上一區(qū)段的出口速度>,而是隨著列車的移動而變化,在出口處達(dá)到目標(biāo)速度。因此超速制動的時機要早一些,有利于縮短列車追蹤間隔。此外,TVM430還增加了下一個閉塞分區(qū)的速度預(yù)告,如果下一個閉塞分區(qū)要求減速則速度顯示閃動,提醒司機注意。如果速度顯示穩(wěn)定則表示下一個閉塞分區(qū)不減速。法國TVM430速度曲線控制方式見圖1-1-圖1-1-在曲線控制方式下,列車在一個閉塞分區(qū)中運行時,列控設(shè)備判定列車超速的目標(biāo)速度不再是一個常數(shù),而是隨著列車行駛不斷變化,即是距離的函數(shù)。因此列控設(shè)備除了需要接收目標(biāo)速度信息外,還要接收到閉塞分區(qū)長度及換算坡度的信息。TVM430系統(tǒng)的軌道電路可以傳遞27bit信息,其中目標(biāo)速度信息6bit,距離信息8bit,坡度信息4bit。法國TGV區(qū)段允許雙線雙方向運行,反向運行按單線自動閉塞方式處理。TGV區(qū)段每隔25—30km設(shè)有區(qū)間渡線,用于特殊情況下組織反方向運行。圖1-1-10是渡線道岔反位時允許列車以低于圖1-1-法國TGV線與普通線連接處設(shè)有地面信號機和TGV標(biāo)志牌,過分界的速度為160km／h。圖7-1-11圖1-1-圖1-1-圖1-1-法國TVM列控系統(tǒng)與日本新干線ATC系統(tǒng)比較有下面幾個特點：①采用電氣諧振式無絕緣軌道電路代替使用機械絕緣的軌道電路,既有利于無縫線路的敷設(shè)又有利于牽引電流平衡回流。②采用1．7～2．6kHz載頻,FSK或FM調(diào)制方式。用增大發(fā)送功率和提高接收端電平的方法改善抗干擾能力。③TVM300有18種TBF,可以有18種速度信號,實際使用14種。TVM430使用了報文方式,共有21血,其中速度編碼為8位,共有256種速度信號。日本新干線采用雙頻組合方式,理論上可組成36種速度信號,實際上使用了8種。④法國采用"人控優(yōu)先"的控制原則。列車正常運行由司機駕駛,只有在司機失誤并可能出現(xiàn)危險的情況下列控設(shè)備才強迫列車制動。法國鐵路認(rèn)為這種人機關(guān)系有利于發(fā)揮司機的技術(shù)能力,加強其責(zé)任感。日本新干線ATC系統(tǒng)采用"設(shè)備優(yōu)先"的控制原則。列車減速一般由設(shè)備完成,當(dāng)列車速度減到30km／h以下需要在車站停車時才由司機操縱以保證列車停在正確位置。⑤法國列控設(shè)備制動后,當(dāng)列車速度低于目標(biāo)速度后只給出允許緩解的表示,由司機進(jìn)行緩解操作。日本新干線ATC當(dāng)列車速度低于目標(biāo)速度后自動緩解,這種方式要求列車制動系統(tǒng)連續(xù)多次制動后制動力不衰竭。⑥法國TGV線站間距長,每隔25～30km設(shè)置了區(qū)間渡線。法國列控系統(tǒng)具有完善的區(qū)間渡線安全防護功能,在特殊情況下允許列車像單線自動閉塞那樣組織反向行車。⑦法國TGV列控系統(tǒng)利用軌道內(nèi)敷設(shè)的環(huán)線發(fā)送點式信號。TVM300系統(tǒng)采用模擬環(huán)線信號共有14個點式信息。TVM430系統(tǒng)采用PSK<相移鍵控>數(shù)字環(huán)線信號。日本新干線點式信號為變頻方式,信息量較少。⑧法國高速鐵路采用"人控優(yōu)先"的設(shè)計原則,系統(tǒng)采用雙重冗余方式,比日本新干線的三重冗余所用設(shè)備少,造價也較低?！?速度-距離模式曲線控制方式速度-距離模式曲線控制實現(xiàn)了—次制動方式,ATC系統(tǒng)的車載設(shè)備為智能型設(shè)備,它根據(jù)目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路條件、列車性能生成的目標(biāo)-距離模式曲線進(jìn)行連續(xù)制動,縮短了運行間隔,提高了運輸效率,增加了旅行舒適度。為了實現(xiàn)這一方式,地面設(shè)備必須向列車發(fā)送前方列車的位置、限速條件等動態(tài)數(shù)據(jù),以及線路條件等固定數(shù)據(jù),數(shù)字ATC的地面設(shè)備以數(shù)據(jù)編碼向列車傳送信息,信息量明顯增加,可靠性高。德國LZB系統(tǒng)和日本數(shù)字ATC系統(tǒng)采用這種控制方式,速度-距離模式曲線控制不再對每一個閉塞分區(qū)規(guī)定一個目標(biāo)速度,而是向列車傳送目標(biāo)速度、列車距目標(biāo)的距離<和TVM430不一樣,它可以包括多個閉塞分區(qū)的長度>的信息。列車實行一次制動控制方式。列車追蹤間隔可以根據(jù)列車制動性能、車速、線路條件調(diào)整,可以提高混跑線路的通過能力。這種方式稱為目標(biāo)速度——目標(biāo)距離方式<DISTANCETOGO>,是一種更理想的運行控制模式。德國連續(xù)式列車自動控制系統(tǒng)LZB是由軌旁設(shè)備LZBL72和車載設(shè)備LZB80構(gòu)成。所有固定數(shù)據(jù)如線路地理參數(shù)、局部的固定限速等都貯存在LZB中心。聯(lián)鎖系統(tǒng)向控制中心傳送信息顯示、道岔設(shè)置及其他數(shù)據(jù)的同時,系統(tǒng)范圍內(nèi)的列車也向控制中心傳送它們的特殊數(shù)據(jù),如列車長度、列車位置、實際速度等等。區(qū)間列車占用情況檢查是通過區(qū)間軌道電路或計軸設(shè)備等完成的。根據(jù)上述數(shù)據(jù),控制中心確定每列列車的最大標(biāo)稱速度>指揮列車運行,德國LZB系統(tǒng)列車速度—距離方式示意圖見圖1-1-1圖1-1-1在LZB系統(tǒng)中,地面和車上的信息是通過感應(yīng)環(huán)線相互傳送的。每個LZB地面控制中心最長可以控制12．7km的環(huán)線,每個短回線發(fā)送接收單元的環(huán)線長度為左右各300m,環(huán)線,每100m交叉換位一次,以對電氣進(jìn)行補償,同時也用于確定列車的實際位置。地面設(shè)備由控制中心和環(huán)線系統(tǒng)構(gòu)成?？刂浦行呐c調(diào)度中心、微機聯(lián)鎖、相鄰控制中心交換數(shù)據(jù),并通過環(huán)線和列車交換數(shù)據(jù),控制每一列車運行。LZB地面設(shè)備配置如圖1-1-1圖1-1-1日本新干線ATC系統(tǒng)已投入使用30多年,系統(tǒng)基本控制方式幾乎沒有變化。近年來為進(jìn)一步提高高速列車速度和行車密度,采用最新計算機技術(shù)和數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)行的ATC系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),增加了車-地通信數(shù)據(jù),到1993年3月,山陽新干線<新神戶至博多>全線都更換成為這種新的數(shù)字ATC系統(tǒng)。其制動曲線如圖1-1-1圖1-1-1根據(jù)增加的數(shù)據(jù)和車上線路數(shù)據(jù)結(jié)合起來,列車就可以知道自己現(xiàn)在處于什么位置、據(jù)前方停車點<或限速點>還有多少距離,列車根據(jù)這些數(shù)據(jù),結(jié)合本身的牽引及制動性能,計算出最高允許速度,控制列車在允許速度以下運行。這種方式只是再增加數(shù)字信息發(fā)送設(shè)備,地面接收設(shè)備和原有車上設(shè)備可保持不變,新的車上設(shè)備可以接收數(shù)字信息,實現(xiàn)高速運行。日本數(shù)字ATC系統(tǒng)采用這種方式有以下優(yōu)點：①由于根據(jù)數(shù)字信息可以知道距停車點的距離,所以,可以實現(xiàn)車上智能化,不同性能的列車可以根據(jù)自己的制動性能進(jìn)行控制,實現(xiàn)不同速度、不同性能的列車混跑；②列車能夠?qū)崿F(xiàn)一次模式曲線制動控制,常用制動分為最大常用制動和一般常用制動,提高了乘坐舒適度,縮短運行間隔。4．點式列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理點式列控系統(tǒng)從原理上可實現(xiàn)階梯控制和曲線控制,這里只介紹速度曲線控制類型。點式列控系統(tǒng)造價低、維修工作少。瑞典鐵路采用的列車速度控制系統(tǒng)是ABB公司生產(chǎn)的點式列車自動防護系統(tǒng)。根據(jù)運營要求形成EBICAB700、800和900系列。EBICAB900系統(tǒng)是適用于高速鐵路的ATP系統(tǒng)。它可以監(jiān)督列車運行情況和司機的操作,向司機提供有關(guān)的信號信息,幫助司機以最安全、最有效的方式駕駛列車。EBICAB900系統(tǒng)對目標(biāo)速度監(jiān)督采用模式曲線方式。系統(tǒng)考慮距離、速度、制動能力和坡道參數(shù),通過計算在距離速度坐標(biāo)平面得到一組檢查曲線,該組曲線匯集到給定的目標(biāo)點上。目標(biāo)速度監(jiān)督方式如圖1-1-1圖1-1-1從圖7-1-13可以看出檢查曲線組把速度距離平面分成若干個區(qū)域,記為A～F。A區(qū)在通過應(yīng)答器開始,在顯示器上顯示目標(biāo)速度并鳴笛0．5s。B區(qū)在ATP制動曲線之前8s開始,進(jìn)入此區(qū)顯示器閃光<120次／min>并鳴笛。C區(qū)在ATP制動前3s開始,如果司機仍未制動則鳴笛2次。D區(qū)在ATP制動曲線處開始,此時系統(tǒng)進(jìn)行制動,"ATP制動"燈點亮。E區(qū)在常用全制動曲線處開始,在此區(qū)將進(jìn)行最大常用制動。F區(qū)在緊急制動曲線處開始,在此區(qū)將進(jìn)行緊急制動。這種制式不需要像人口階梯控制那樣要在停車信號前設(shè)置P點,也可以不設(shè)置出口階梯控制所必需的保護區(qū)段。點式系統(tǒng)的主要弱點是信號追蹤性不佳。它只能在指定的信號點接收信息,如果列車經(jīng)過某信號點之后,先行列車位置移動,地面信號發(fā)生了變化,車上控制系統(tǒng)不能立即知道,而必須等列車到達(dá)下一個信號點才能接收到。因此,點式列控系統(tǒng)限制了列車追蹤間隔的進(jìn)一步減少。5．優(yōu)先控制方式〔1設(shè)備優(yōu)先控制方式設(shè)備優(yōu)先的列控ATP系統(tǒng)在列車速度高于目標(biāo)速度后立即進(jìn)行制動控制,當(dāng)列車速度低于目標(biāo)速度后自動緩解,不必司機參子。其優(yōu)點是能最大限度減輕司機負(fù)擔(dān),有利于縮短列車追蹤間隔。這種控制方式對設(shè)備本身的自動化程度及列車的制動緩解性能要求較高。〔2人控優(yōu)先方式人控優(yōu)先的方式只有在列車速度超過安全運行所允許的速度,設(shè)備才進(jìn)行懲罰性的強迫制動。列車正常運行時設(shè)備不干預(yù)司機操作。人控優(yōu)先的系統(tǒng)有助于加強司機的責(zé)任感,發(fā)揮其駕駛技巧。三．秦沈客運專線列控ATP系統(tǒng)實例秦沈客運專線引進(jìn)了法國的U／T系統(tǒng)。法國高速鐵路TGV區(qū)段均采用帶速度監(jiān)督的TVM300型或TVM430型機車信號,地面信息傳輸采用UM系列無絕緣軌道電路。簡稱U／T系統(tǒng)。機車信號帶有列車速度監(jiān)督是法國U／T系統(tǒng)的一個特點,它是保證行車安全、防止列車超速運行的有效手段。U／T系統(tǒng)對速度的控制是采用分段<每個軌道區(qū)段>制動的列控模式,司機按照每一個軌道電路地面信息給出的速度值運行時,速度監(jiān)督設(shè)備將不干預(yù)司機正常操作,當(dāng)司機違章操作或列車速度超過規(guī)定的允許速度時,速度監(jiān)督設(shè)備就將自動實施制動。法國第三條北方線高速鐵路,列車運行速度已達(dá)320km／h,為此法國有關(guān)公司對原由模擬電路構(gòu)成的U／T系統(tǒng)進(jìn)行了全數(shù)字化的改造,現(xiàn)已投入使用的有TVM400系列產(chǎn)品,其中TVM430系統(tǒng)是我國最熟悉的。TVM400系列采用了數(shù)字電路技術(shù)使設(shè)備結(jié)構(gòu)小型化、模塊化,采用數(shù)字通信技術(shù)使車地間的信息傳輸數(shù)字編碼化,從而使車地間的信息傳輸量有較大增加,這些信息除原有用于列車間隔的速度等級外,還可滿足線路坡道、距離等不同線路數(shù)據(jù)的要求,因此其速度監(jiān)督由過去的階梯控制方式改為分級連續(xù)模式曲線控制方式,原TVM300系統(tǒng)的保護區(qū)段可以取消,其線路通過能力有所提高,同時,其控制曲線已接近連續(xù)控制模式。由于TVM430仍然是按速度等級分段制動,其列車追蹤間隔主要與閉塞分區(qū)的劃分和車速有關(guān),而一般閉塞分區(qū)長度的確定是以線路上最壞性能的列車為依據(jù),因此它一般適用于像法國高速線路上運行的列車性能基本一致的情況,而對于實行列車性能差別較大的高中速混合運行的線路,采用這種模式能力是要受到較大影響的。TVM430系統(tǒng)通常與SEI列控聯(lián)鎖一體化地面系統(tǒng)配套應(yīng)用,在法國地中海線、海峽-倫敦線,我國的秦沈客運專線采用了此系統(tǒng)。1．SEI／TVM430系統(tǒng)主要功能<1>SEI為TVM430系統(tǒng)的車站區(qū)間一體化設(shè)備,即區(qū)間地面設(shè)備與車站聯(lián)鎖集成為一體化。SEI可根據(jù)列車運行的位置,前后列車之間的運行間隔、固定限速和臨時限速等條件,產(chǎn)生列控車載系統(tǒng)所需要的全部地面信息,包括列車的目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路的長度和坡度等,應(yīng)能實現(xiàn)設(shè)置和向車載設(shè)備提供全區(qū)間限速和臨時限速功能,并將這些信息通過軌道電路發(fā)送給車載設(shè)備。<2>TVM430系統(tǒng)車載設(shè)備接收地面?zhèn)鬏攣淼男畔?根據(jù)預(yù)先輸入的列車參數(shù)<牽引總重、牽引輛數(shù)、制動率、列車換長等>實時計算列車當(dāng)前運行的允許速度,生成分級連續(xù)速度一距離控制曲線,同時列控車載設(shè)備實時檢測列車當(dāng)前運行速度,司機可根據(jù)顯示器上的允許速度、目標(biāo)距離和實際速度駕駛列車運行。當(dāng)列車的實際速度超過允許速度,列控車載設(shè)備自動控制制動裝置,使列車制動減速,保證列車在停車點前停車,或在限速點前速度降低到限速值以下。與列車牽引和制動系統(tǒng)結(jié)合,實現(xiàn)對列車減速的自動控制和緩解的人工控制,,2．SEI系統(tǒng)設(shè)備<1>SEI系統(tǒng)主要特點①軌道電路數(shù)字化。SEI系統(tǒng)采用UM2000軌道電路,實現(xiàn)了27ht數(shù)字編碼,可以滿足基于軌道電路進(jìn)行大量安全信息連續(xù)傳輸?shù)囊?。②列控?lián)鎖一體化。SEI設(shè)備將車站聯(lián)鎖設(shè)備與區(qū)間的列控設(shè)備合二為一,列控、聯(lián)鎖接口由內(nèi)部通信實現(xiàn),二者結(jié)合緊密,信息傳輸延遲小,提高了系統(tǒng)設(shè)備的可用性和可靠性,符合信號系統(tǒng)發(fā)展方向。③站內(nèi)、區(qū)間軌道電路同一制式。SEI系統(tǒng)站內(nèi)及區(qū)間均采用UM2000軌道電路,即站內(nèi)、區(qū)間一體化,真正實現(xiàn)了站內(nèi)列控信息無盲區(qū),且易于實現(xiàn)站內(nèi)發(fā)送、接收設(shè)備的轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)反方向追蹤運行。④建立基于光纖安全信息傳輸?shù)牧锌刂行?實現(xiàn)設(shè)備集中控制。SEI設(shè)備引入列控中心概念,中心計算機完成包含軌道電路、點式環(huán)線等列控地面設(shè)備的集中控制、信息編碼和列車占用檢查等功能。車站與車站、車站與區(qū)間中繼站之間的安全信息交換通過設(shè)于線路兩側(cè)的光纜中獨立光芯方式傳輸。<2>SEI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)SEI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-1-1圖1-1-1<3>UM2000軌道電路特性UM2000軌道電路共傳遞27幀t連續(xù)信息,其中有效信息21bit,實際使用19bit。3．TVM430系統(tǒng)車載設(shè)備TVM430系統(tǒng)車載設(shè)備是實現(xiàn)列車自動追蹤和超速防護的關(guān)鍵設(shè)備,除接收地面軌道電路發(fā)送的連續(xù)數(shù)字編碼信息外,還可與數(shù)字點式環(huán)線BSP和模擬點式環(huán)線EMBO結(jié)合,獲取地面點式信息。<1>TVM430系統(tǒng)車載設(shè)備的結(jié)構(gòu)TVM430系統(tǒng)車載設(shè)備由ATC處理單元、人機接口單元及顯示DMI、連續(xù)信息接收天線和點式信息接收天線等組成,以該系統(tǒng)在我國秦沈線應(yīng)用為例,車載設(shè)備之間的關(guān)系如圖7-1-18圖1-1-1TVM430超防處理單元為二乘二取二的安全計算機結(jié)構(gòu),測速單元為三取二結(jié)構(gòu),整個TVM430形成兩大A、B處理鏈,實現(xiàn)了高可靠性、高安全性控制結(jié)構(gòu)。TVM430系統(tǒng)采用數(shù)字通信技術(shù)使車地間的信息傳輸量有較大增加,傳輸?shù)男畔⒏煽?、更安?這些信息除原有用于列車間隔的速度等級外,還可滿足線路坡道、距離等不同線路數(shù)據(jù)的要求,因此其速度監(jiān)督由TVM300的階梯控制方式改為分級連續(xù)模式曲線控制方式<見圖1-1-9><2>TVM430系統(tǒng)主要特點①接收和處理地面有關(guān)列控的多種信息<目標(biāo)距離、線路坡度、線路允許速度及目標(biāo)速度等>,結(jié)合列車的性能<制動、車長、車重等>進(jìn)行綜合計算,構(gòu)成目標(biāo)-距離的速度控制模式。②列車實施常用制動后不能自動緩解,只有在列車速度低于允許速度后,司機根據(jù)線路情況,在保證行車安全條件下,可人工進(jìn)行緩解。列車執(zhí)行緊急制動時,必須在停車后,方可緩解。③車載測速單元測量和計算列車走行速度和列車位置,測速精度小于或等于2％,測距精度小于或等于1％；④車載的人機接口DMI設(shè)備如圖1-1-19圖1-1-19DMI·可輸人列車的制動性能、長度、重量等參數(shù)。·可顯示列車實際速度、允許速度、目標(biāo)速度、目標(biāo)距離?！ぞ徑獾劝粹o?！こ?、制動、緩解、故障等表示?！ぞS護、檢測、機車工況等顯示。第二節(jié)CTCS2列控系統(tǒng)原理一．CTCS概述CTCS是ChineseTrainControlSystem的縮寫,即中國列車運行控制系統(tǒng),它以分級的形式滿足不同線路運輸需求,在不干擾機車乘務(wù)員正常駕駛的前提下有效地保證列車運行的安全。CTCS包括鐵路運輸管理層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、地面設(shè)備層和車載設(shè)備層。運輸管理層是行車指揮中心,其通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對列車運行的控制；網(wǎng)絡(luò)傳輸層以無線和有線的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。地面設(shè)備層包括列控中心、點式設(shè)備、軌道電路等；車載設(shè)備層包括車載安全計算機、連續(xù)信息接收模塊、點式信息接收模塊、無線通信模塊等。CTCS具有的基本功能：1．系統(tǒng)按照故障-安全原則、采用冗余結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計,在任何情況下防止列車無行車許可證運行c2．防止列車超速運行,包括列車超過進(jìn)路允許速度、線路結(jié)構(gòu)規(guī)定的速度、機車車輛構(gòu)造速度、臨時限速和緊急限速、鐵路有關(guān)運行設(shè)備的限速；能夠以字符、數(shù)字及圖形等方式顯示列車運行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離；能夠?qū)崟r給出列車超速、制動、允許緩解等表示以及設(shè)備故障狀態(tài)的報警。3．防止列車溜逸。針對中國鐵路不同的線路、不同的傳輸信息方式和閉塞技術(shù),CTCS劃分為5個等級,依次為CTCS0—CTCS4級,以滿足不同線路速度需求。CTCS0級為既有線的現(xiàn)狀,即由目前使用的通用式機車信號和運行監(jiān)控記錄裝置構(gòu)成。CTCS1級為面向160km／h以下的區(qū)段,由主體機車信號和加強型運行監(jiān)控記錄裝置組成。它需在既有沒備的基礎(chǔ)上強化改造,達(dá)到機車信號主體化的要求,增加點式設(shè)備,實現(xiàn)列車運行安全監(jiān)控。CTCS2級為面向提速干線和高速新線,采用車地一體化設(shè)計,基于軌道電路傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng)。適用于各種限速區(qū)段,地面可不設(shè)通過信號機,機車乘務(wù)員憑車載信號行車。CTCS3級為面向提速干線、高速新線或特殊線路,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)。適用于各種限速區(qū)段,地面可不設(shè)通過信號機,機車乘務(wù)員憑車載信號行車。CTCS4級為面向高速新線或特殊線路,基于無線傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng)。地面不設(shè)通過信號機,機車乘務(wù)員憑車載信號行車。列車定位和完整性檢查由無線閉塞中心和車載驗證系統(tǒng)共同完成。二．CTCS2系統(tǒng)技術(shù)原理1．CTCS2系統(tǒng)的組成200km／h線路區(qū)段CTCS系統(tǒng)建設(shè)要達(dá)到CTCS2級。200km/h線路分為既有線提速200km/h區(qū)段和客運專線200km/h區(qū)段,要求200km/h動車組列車能下線運行在CTCS1和CTCS0線路區(qū)段。CTCS2列控技術(shù)條件見表1表1-2-1CTC級別地面設(shè)備車載設(shè)備閉塞方式設(shè)備名稱作用設(shè)備名稱作用CTCS2基于軌道電路的固定閉塞軌道電路列車占用檢測和列車完整性查、連續(xù)向列車傳送控制信息連續(xù)信息接收模塊完成軌道電路信息的接收與理點式信息設(shè)備用于向車載設(shè)備傳輸定位信息、進(jìn)路參數(shù)、線路參數(shù)、限速和停車信等點式信息接收模塊測速模塊完成點式信息的接收與處理實時檢測列車運行速度并計算走行距離CTCS2列控是基于點式應(yīng)答器、軌道電路傳輸列車運行控制信息的點連式系統(tǒng)。CTCS2系統(tǒng)設(shè)備組成見圖1-2-1圖1-2-1地面設(shè)備由軌道電路、車站電碼化傳輸連續(xù)列控信息,由點式應(yīng)答器、車站列控中心傳輸點式列控信息。動車組車載設(shè)備根據(jù)地面設(shè)備提供的信號動態(tài)信息、線路靜態(tài)參數(shù)、臨時限速信息及有關(guān)動車組數(shù)據(jù),生成控制速度和目標(biāo)距離模式曲線,控制列車運行。同時,記錄單元對列控系統(tǒng)有關(guān)數(shù)據(jù)及操作狀態(tài)信息實時動態(tài)記錄。車載設(shè)備由車載安全計算機、軌道信息接收單元<STM>、應(yīng)答器信息接收單元<BTM>、制動接口單元、記錄單元、人機界面<DMI>、速度傳感器、BTM天線、STM天線等組成。地面設(shè)備由車站列控中心,地面電子單元<LEU>、點式應(yīng)答器、ZPW—2000A<UM>系列軌道電路、車站閉環(huán)電碼化、車站計算機聯(lián)鎖等組成。2．CTCS2車站列控中心系統(tǒng)技術(shù)原理〔1CTCS2列控中心系統(tǒng)的組成車站列控中心設(shè)置于車站信號樓,是CTCS2地面設(shè)備的核心。以ZPW—2000系列軌道電路、應(yīng)答器配合安全可靠的車載設(shè)備,構(gòu)成點-連式的列車運行控制系統(tǒng),成為目前鐵路列控主要制式進(jìn)行建設(shè)和應(yīng)用。圖1-2-2P口：調(diào)度命令、臨時限速接收；TDCS或CTC調(diào)度中心執(zhí)行情況信息反饋TDCS或CTC調(diào)度中心Q口：聯(lián)鎖信息接收；進(jìn)站信號機控制輸出車務(wù)終端TDCS或CTC車站分機R口：微機監(jiān)測信息車務(wù)終端TDCS或CTC車站分機S口：LEU控制〔2套P功能仿真測試端口車站列控中心計算機聯(lián)鎖上位機功能仿真測試端口車站列控中心計算機聯(lián)鎖上位機QS進(jìn)站信號機點燈接近區(qū)段發(fā)碼進(jìn)站信號機點燈接近區(qū)段發(fā)碼LEU車載ATPBTMSTM車載ATPBTMSTM微機監(jiān)測應(yīng)答器微機監(jiān)測應(yīng)答器圖1-2-2車站列控中心分別與車站信號聯(lián)鎖、CTC或FDCS、微機監(jiān)測、地面電子單元<LEU>等設(shè)備進(jìn)行信息交換,獲得行車命令、列車進(jìn)路、列車運行狀況和設(shè)備狀態(tài),通過安全邏輯運算,產(chǎn)生控車命令,通過有源應(yīng)答器及軌道電路傳送給列車,實現(xiàn)對運行列車的控制〔2TDCS或CTC行車指揮設(shè)備CTCS2級適應(yīng)于裝備TDCS或CTC行車指揮設(shè)備的線路。車站列控中心與CTC或TDCS實現(xiàn)信息交換,按統(tǒng)一時鐘進(jìn)行系統(tǒng)管理和控制?？梢垣@得調(diào)度命令,包括接發(fā)車信息、臨時限速信息<起點里程、長度、速度、車次、起止時間等>、運行方向信息等,傳送給車載沒備。在CTC或TDCS的車站車務(wù)終端上設(shè)有特定的列控中心人機界面,采用統(tǒng)一的格式,包括輸入、確認(rèn)、顯示方式等。CTC或TDCS的車站分機與車站列控中心由通信接口設(shè)備連接,且接口及通道有冗余配置。臨時限速調(diào)度命令,在調(diào)度中心以表格形式體現(xiàn)<包括界面、輸入、回執(zhí)>,通過計算機網(wǎng)絡(luò)發(fā)往TDCS或CTC車站分機,并在車站車務(wù)終端以與調(diào)度中心基本相同的形式顯示。由車站分機將臨時限速傳至車站列控中心,適時發(fā)往通過列車。〔3車站信號聯(lián)鎖設(shè)備CTCS2級適應(yīng)于裝備計算機聯(lián)鎖的車站：,CTCS2由列控中心接收聯(lián)鎖設(shè)備提供的車站進(jìn)路和相關(guān)信息,包括接車進(jìn)路、發(fā)車進(jìn)路、通過進(jìn)路、運行方向、股道號等。在辦理通過進(jìn)路且離去區(qū)段有臨時限速時,CTCS2車站列控中心根據(jù)牽引計算及動車組制動需要,輸出進(jìn)站或進(jìn)路信號機點黃燈,對應(yīng)接近區(qū)段軌道電路發(fā)黃碼控制條件,由聯(lián)鎖系統(tǒng)完成聯(lián)鎖、控制及驅(qū)動。計算機聯(lián)鎖與車站列控中心采用計算機通信接口設(shè)備連接,通信接口及通道有冗余配置?！?車站微機監(jiān)測系統(tǒng)車站列控中心與車站微機監(jiān)測系統(tǒng)接口,向車站微機監(jiān)測系統(tǒng)傳送列控中心的相關(guān)監(jiān)測信息,包括應(yīng)答器的監(jiān)測、通道監(jiān)測、值班員操作過程實時記錄等相關(guān)信息?！?地面電子單元〔LEULEU接收車站列控中心實際報文,并實時向有源應(yīng)答器傳送。LEU應(yīng)具有自檢測、監(jiān)測與有源應(yīng)答器間通信狀態(tài)等功能,應(yīng)將檢測數(shù)據(jù)實時傳送給車站列控中心?！?應(yīng)答器應(yīng)答器依據(jù)在系統(tǒng)中的作用,其安裝的位置不同,分別設(shè)在進(jìn)站口、出站口及區(qū)間。圖7-2-3為應(yīng)答器布置示意圖圖1-2-3進(jìn)站信號機處設(shè)置有源應(yīng)答器,以提供接車進(jìn)路參數(shù)及臨時限速信息。接車進(jìn)路建立后,進(jìn)站應(yīng)答器發(fā)送相應(yīng)的接車進(jìn)路信息,具有直股發(fā)車進(jìn)路的股道,同時提供直股發(fā)車進(jìn)路及前方一定距離內(nèi)的線路參數(shù)和臨時限速信息。各有源應(yīng)答器具有缺省報文,缺省值按照該進(jìn)站口所有接車進(jìn)路范圍內(nèi)的最低道岔限速和最短進(jìn)路長度等最不利條件設(shè)置。當(dāng)列車通過車站時,進(jìn)站信號機處的應(yīng)答器提供發(fā)車進(jìn)路及前方一定距離<離去區(qū)段>內(nèi)的線路參數(shù)和臨時限速信息。其中還包括該進(jìn)站口所有接車進(jìn)路范圍內(nèi)的最低道岔限速和最短進(jìn)路長度等最不利條件設(shè)置。車站出站口處設(shè)置無源應(yīng)答器和有源應(yīng)答器。無源應(yīng)答器提供前方一定距離內(nèi)的線路參數(shù)等信息；有源應(yīng)答器提供前方一定距離內(nèi)的臨時限速等信息。出站信號機處〔含股道原則上不設(shè)置應(yīng)答器。區(qū)間間隔3～5km成對設(shè)置的應(yīng)答器分別提供列車運行前方〔正向或反向—定距離內(nèi)的線路參數(shù)及定位信息,車載設(shè)備可通過成對的應(yīng)答器識別運行方向。除進(jìn)出站口外,區(qū)間可不設(shè)置專用于反向運行的應(yīng)答器。根據(jù)需要可設(shè)置特殊用途的無源應(yīng)答器<如CTCS級間轉(zhuǎn)換等>。應(yīng)答器的正線線路參數(shù)交叉覆蓋,實現(xiàn)信息冗余?！?車站電碼化CTCS2級區(qū)段,ATP車載設(shè)備的鎖頻功能通過應(yīng)答器信息實現(xiàn),若應(yīng)答器信息丟失,由機車乘務(wù)員按現(xiàn)行規(guī)則手動切換軌道電路載頻。車站正線電碼化,接車進(jìn)路和發(fā)車進(jìn)路應(yīng)采用不同的載頻〔以下行正線正方向為例,若接車進(jìn)路為1700Hz,則發(fā)車進(jìn)路應(yīng)為2300Hz；進(jìn)站信號機前方軌道電路和接車進(jìn)路電碼化采用不同的載頻。3．CTCS2列控系統(tǒng)的車-地通信技術(shù)原理各國列控系統(tǒng)車-地通信的技術(shù)手段有：軌道電路、軌道環(huán)線、漏泄電纜、應(yīng)答器和無線通信等。CTCS2列控系統(tǒng)的車-地通信方式采用兩種：點式應(yīng)答器,軌道電路〔1點式應(yīng)答器技術(shù)原理點式信息發(fā)送設(shè)備用于為機車信號提供下列信息：改變列車運行方向；列車速度監(jiān)控；進(jìn)出ZPW-2000A〔UM區(qū)域發(fā)送開、斷TVM300信息。另外,點式設(shè)備還產(chǎn)生對點式環(huán)線完整與否的檢查信息。點式信息發(fā)送設(shè)備有3種類型：DF型,發(fā)監(jiān)控碼和轉(zhuǎn)線碼,用于進(jìn)站處。如DF1-DF4。SK型,發(fā)臨控碼,用于站內(nèi)股道。如SKl-SK4。DK型,發(fā)轉(zhuǎn)線碼和切斷碼,用于進(jìn)、出ZPW-2000A〔UM區(qū)段。如DK1、DK2。點式信息發(fā)送設(shè)備的使用原理見圖1-2-4圖1-2-4點式信息發(fā)送設(shè)備的標(biāo)志設(shè)于點式環(huán)線外軌中間位置。DF型或SK型為三角形<黃色>,DK型為梭形。點式信息發(fā)送設(shè)備的標(biāo)志見圖1-2-5圖1-2-5點式信息發(fā)送設(shè)備的原理框圖見圖1-2-6EMBO點式發(fā)送器；TAD·BP點式匹配盒。圖1-2-6根據(jù)點式信息發(fā)送設(shè)備的安裝位置,使用相應(yīng)的點式發(fā)送器。圖1-2-6中編碼接點為進(jìn)站或出站信號開放繼電器接點和方向繼電器接點,經(jīng)編碼接點可接通發(fā)送器EMBO中監(jiān)控、轉(zhuǎn)線、開、斷等頻率信號,經(jīng)放大,通過電纜進(jìn)入現(xiàn)場的匹配單元TAD·BP,提供環(huán)線上2A點式應(yīng)答器有5種單頻信息,頻率意義為：3571Hz——監(jiān)控頻率40／30km／h〔客車速度/貨車速度。3430Hz——接通下行線3290Hz——接通上行線3008Hz——切斷車載設(shè)備進(jìn)入非ZPW-2000A〔UM區(qū)段2445Hz——檢查點式設(shè)備進(jìn)站紅燈時,點式環(huán)線斷線,利用點式繼電器接點的落下,使預(yù)告信號機轉(zhuǎn)移紅燈。這時,預(yù)告信號機顯示紅燈?！?ZPW-2000A移頻軌道電路UM71無絕緣軌道電路是從法國引進(jìn)的軌道電路制式,UM71的U為通用,M為調(diào)制,71為1971年研制成功。以UM71軌道電路構(gòu)成的自動閉塞稱為UM71自動閉塞。UM71自動閉塞設(shè)備與TVM300機車信號及超速防護設(shè)備組成的多信息區(qū)間列車間隔自動調(diào)整系統(tǒng)簡稱為U—T系統(tǒng)。U—T系統(tǒng)可以在交流電氣化區(qū)段或非電氣化區(qū)段使用。在我國鐵路鄭武線、京鄭線、廣深線、沈山線等線路上使用著U—T系統(tǒng)<機車信號有采用TVM300的,也有采用其他機車信號和自動停車裝置的>。ZPW-2000A無絕緣移頻自動閉塞是在法國UM71無絕緣軌道電路技術(shù)引進(jìn)、國產(chǎn)化基礎(chǔ)上,結(jié)合國情,進(jìn)行提高系統(tǒng)安全性、系統(tǒng)傳輸性能及系統(tǒng)可靠性的技術(shù)再開發(fā)。ZPW-2000A無絕緣移頻軌道電路充分肯定、保持了UM71無絕緣軌道電路整體結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,并在傳輸安全性、傳輸長度、系統(tǒng)可靠性以及結(jié)合國情提高技術(shù)性能價格比、降低工程造價上,都有了提高,一般表示為ZPW2000A〔UM。ZPW-2000A〔UM移頻自動閉塞是以移頻軌道電路為基礎(chǔ)的自動閉塞,它選用頻率參數(shù)作為控制信息,采用頻率調(diào)制的方法,把低頻信息<Fc>調(diào)制到較高頻率<載頻f0>上,以形成振幅不變、頻率隨低頻信息的幅度作周期性變化的調(diào)制信號。將此信號用兩根鋼軌作為傳輸通道來控制通過信號機的顯示,達(dá)到自動指揮列車運行的目的。在CTCS2區(qū)段,ZPW-2000A〔UM采用四顯示自動閉塞,這是一種新型自動閉塞制式,它增加了—種綠黃顯示,通過信號機顯示燈位自上而下為綠、紅、黃。除了顯示綠、黃、紅燈外,增加了綠黃燈顯示。能預(yù)告列車運行前方至少三個閉塞分區(qū)的空閑狀態(tài),列車從最高速度到停車的制動距離為兩個<或多個>閉塞分區(qū),這樣既可適當(dāng)縮短閉塞分區(qū)的長度,從而縮短了列車追蹤的間隔,增加了區(qū)間通過列車的對數(shù),又能滿足列車制動距離的要求。因此采用四顯示自動閉塞對提高區(qū)間通過能力、提高運行速度、保證行車安全都是十分有利的。ZPW-2000A〔UM發(fā)送器產(chǎn)生的移頻信號載頻頻率為：下行：1700Hz、2300Hz上行：2000Hz、2600Hz載頻布置示意圖見圖1圖1-2-7ZPW-2000A〔3低頻信息意義ZPW-2000A〔UM發(fā)送器發(fā)出的低頻信息都具有速度的含義。列車速度是分級控制的。連續(xù)式機車信號接收設(shè)備,接收地面ZPW-2000A〔UM信息,以提供列車允許行駛的速度值。機車上裝有測速設(shè)備,可以測出列車實際行駛速度。列車實際行駛速度若比列車允許行駛速度高7km／h時,則無論在哪個速度等級運行,都將產(chǎn)生緊急制動。①此前定義的主體化機車信號〔小于或等于200km/h的14個低頻信息ZPW—2000A〔UM系統(tǒng)具共有18個低頻信息,此前定義了14個信息使用標(biāo)準(zhǔn),即：10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、14.7Hz、15.8Hz、16.9Hz、18Hz、19.1Hz、20.2Hz、22.4Hz、24.6Hz、26.8Hz、29Hz。余4個未作定義：21.3Hz、23.5Hz、25.7Hz、27.9Hz。此前定義的主體化機車信號的14個低頻信息〔小于或等于200km/h見表表1-2-2序號1234567信息名稱L3碼L2碼L碼LU碼LU2碼U碼U2S碼機車信號顯示L綠L綠L綠LU綠黃U黃U黃U2S黃閃頻率Hz10.312.511.413.615.816.920.2地面信號顯示LLLLLLULU或U序號891011121314信息名稱U2碼U3碼UUS碼UU碼HB碼HU碼H碼機車信號顯示U2黃2U黃UUS雙黃閃UU雙黃HUS紅黃閃HU紅黃H紅頻率Hz14.722.419.118.024.626.829.0地面信號顯示LU或UUUUUUH注：1．U2S碼和U2碼在采用雙紅燈防護的自動閉塞區(qū)段,地面顯示U燈。主體化機車信號的14個低頻信息意義如下：L3碼：準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度運行,表示運行前方5個及以上閉塞分區(qū)空閑,機車信號機顯示一個綠色燈。L2碼：準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度運行,表示運行前方4個及以上閉塞分區(qū)空閑,機車信號機顯示一個綠色燈光。L碼：準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度運行,機車信號機顯示一個綠色燈光。LU碼：準(zhǔn)許列車按規(guī)定速度注意運行,機車信號機顯示一個半綠半黃燈光。LU2碼：要求列車減速到規(guī)定的速度等級越過接近的地面信號機,并預(yù)告次一架地面信號機顯示一個黃色燈光,機車信號機顯示一個黃色燈光。U碼：要求列車減速到規(guī)定的速度等級越過接近的地面信號機,機車信號機顯示一個黃色燈光。U2S碼：要求列車減速到規(guī)定的速度籌級越過接近的地面信號機,并預(yù)告次一架地面信號機顯示一個黃色閃光和——個黃色燈光,機車信號機顯示一個帶"2”U2碼：要求列車減速到規(guī)定的速度等級越過接近的地面信號機,并預(yù)告次一架地面信號機顯示兩個黃色燈光,機車信號機顯示一個帶"2”U3碼：要求列車減速到規(guī)定的速度等級越過接近的地面信號機,表示接近的地面信號機顯示一個黃色燈光,并預(yù)告次一架信號機為進(jìn)站或出站信號機且顯示——個紅色燈光,機車信號機顯示一卟黃色燈光<僅適用于雙紅燈防護的自動閉塞區(qū)段>。UUS碼：要求列車限速運行,表示列車接近的地面信號機開放經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路,且次一架信號機開放經(jīng)道岔的直向或18號及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路；或表示列車接近設(shè)有分歧道岔線路所的地面信號機開放經(jīng)18號及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路,機車信號機顯示一個雙半蘋色閃光燈光。UU碼：要求列車限速運行,表示列車接近的地面信號機開放經(jīng)道岔側(cè)向位置進(jìn)路,機車信號機顯示一個雙半黃色燈光。HB碼：表示列車接近的進(jìn)站或接車進(jìn)路信號機開放引導(dǎo)信號或通過信號機顯示容許信號,機車信號機顯示一個半紅半黃色閃光燈光。HU碼：要求及時采取停車措施,機車信號機顯示一個半紅半黃色燈光。H碼：要求立即采取緊急停車措施,機車信號顯示一個紅色燈光。列車在既有線特殊區(qū)段〔小于或等于200km/h追蹤運行時,信號顯示示意圖見圖1-地面信號地面信號L3L3L2LLUUHU電碼低頻Hz機車信號10.310.312.511.413.616.926.8LLLLLUUHU圖1-2-8列車在既有線特殊區(qū)段〔小于或等于200km/h②200km/h動車組在既有線CTCS2級區(qū)段運行時的低頻信息定義鐵道部對200km/h動車組在CTCS2區(qū)段運行時的低頻信息作了初充定義：200km/h動車組在既有線CTCS2級區(qū)段運行時,修訂了2個低頻信息定義,即：UU碼〔18.0Hz：表示進(jìn)路開通道岔側(cè)向,默認(rèn)道岔允許速度45km/h。UUS碼〔19.1Hz：表示進(jìn)路開通道岔側(cè)向,默認(rèn)道岔允許速度80km/h。信息修訂以后,低頻信息意義見表1-2-3,可看出表1-2-3與表1-2-2中的信息名稱、信號顯示及使用頻率都沒有變化,表1-2-3200km/h動車組在既有線CTCS2級區(qū)段運行時信號的14個低頻信息定義序號1234567信息名稱L3碼L2碼L碼LU碼LU2碼U碼U2S碼機車信號顯示L綠L綠L綠LU綠黃U黃U黃U2S黃閃頻率Hz10.312.511.413.615.816.920.2地面信號顯示LLLLLLULU或U序號891011121314信息名稱U2碼U3碼UUS碼UU碼HB碼HU碼H碼機車信號顯示U2黃2U黃UUS雙黃閃UU雙黃HUS紅黃閃HU紅黃H紅頻率Hz14.722.419.118.024.626.829.0地面信號顯示LU或UUUUUUH注：1．U2S碼和U2碼在采用雙紅燈防護的自動閉塞區(qū)段,地面顯示U燈。2．UU碼〔18.0Hz：表示進(jìn)路開通道岔側(cè)向,默認(rèn)道岔允許速度45km/h。3．UUS碼〔19.1Hz：表示進(jìn)路開通道岔側(cè)向,默認(rèn)道岔允許速度80km/h。列車在既有線200km/h區(qū)段CTCS2區(qū)間追蹤運行時信號顯示示意圖見圖1-2-9地面信號地面信號L3L3L2LLUUHU電碼低頻Hz機車信號10.310.312.511.413.616.926.8LLLLLUUHU圖7-2-9列車在既有線200km/h區(qū)段CTCS2區(qū)間追蹤運行時信號顯示示意圖③200km/h動車組在客運專線CTCS2級區(qū)段運行時的低頻信息定義鐵道部對200km/h動車組在客運專線運行時,規(guī)定了3個軌道電路低頻信息定義,即：L3碼：10.3Hz,L4碼：23.5Hz,L5碼：21.3Hz,200km/h動車組在客運專線CTCS2級區(qū)段運行低頻信息定義見表1表1-2-4200km/h動車組在客運專線CTCS2級區(qū)段運行低頻信息定義序號123456信息名稱L5碼L4碼L3碼L2碼L碼LU碼LU2碼U碼機車信號顯示L綠L綠L綠L綠L綠LU綠黃U黃U黃頻率Hz21.323.510.312.511.413.615.816.9地面信號顯示LLLLLLLLU序號7891011121314信息名稱U2S碼U2碼U3碼UUS碼UU碼HB碼HU碼H碼機車信號顯示U2S黃閃U2黃2U黃UUS雙黃閃UU雙黃HUS紅黃閃HU紅黃H紅頻率Hz20.214.722.419.118.024.626.829.0地面信號顯示LU或ULU或UUUUUUH注：1．U2S碼和U2碼在采用雙紅燈防護的自動閉塞區(qū)段,地面顯示U燈。2．10.3Hz〔L3表示前方5個或至少5個閉塞分區(qū)空閑。3．23.5Hz〔L4表示前方6個閉塞分區(qū)空閑。4．21.3Hz〔L5表示前方至少7個閉塞分區(qū)空閑。從表1-2-4可看出,在200km/h客運專線,增加了2個低頻信息：L4和L5,更有利于追蹤列車的正常運行列車在客運專線200km/m區(qū)段區(qū)間追蹤運行時的信號顯示示意圖見圖1-2-10LLLLLLLUUHLLLLLLLUUHL5L4L3L2LLUUHU電碼低頻Hz機車信號21.323.510.312.511.413.616.926.8LLLLLLUUHU圖1-2-10列車在客運專線200km/m區(qū)段區(qū)間追蹤運行時的三．CTCS2車載列控系統(tǒng)組成原理1．200km/h動車組車載列控系統(tǒng)的組成200km/h動車組車載列控系統(tǒng),同時裝備ATP車載設(shè)備和列車運行監(jiān)控裝置LKJ-2000。200km／h動車組ATP系統(tǒng)由地面和車載設(shè)備構(gòu)成,ATP的控制中心在地面。它以地面控制中心的信息作為列車運行指令的信息源,通過軌道電路和應(yīng)答器設(shè)備獲取前方運行區(qū)段的運行線路參數(shù)信息,以應(yīng)答器等設(shè)備自動校核列車走行位置,實現(xiàn)對列車運行速度的安全監(jiān)控和列車運行實際參數(shù)的采集、記錄,車載ATP本身具有主體機車信號、通用式機車信號功能。ATP地面控制中心可與CTC或TDCS聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)運輸指揮中心對列車的直接控制,達(dá)到了車地一體化的列車控制能力。因此,ATP是列控系統(tǒng)的重要組成部分。在CTCS2級區(qū)段,由ATP車載設(shè)備控車。在CTC0、CTCS1級區(qū)段或在CTCS2級區(qū)段ATP車載設(shè)備特定故障下,LKJ結(jié)合ATP車載沒備提供的機車信號或主體機車信號功能,控制列車運行,最高速度不超過160km／h。兩種控車模式的轉(zhuǎn)換通過車載ATP設(shè)備實現(xiàn)。兩種控車模式下,LKJ通過ATP車載設(shè)備接收或記錄有關(guān)列控狀態(tài)數(shù)據(jù)<含進(jìn)路參數(shù)、列車位置等>及其對應(yīng)的操作狀態(tài)信息。正常情況下,兩種控車模式通過特殊應(yīng)答器在無需停車條件下自動轉(zhuǎn)換。故障情況下,兩種控車模式須停車進(jìn)行手動轉(zhuǎn)換。ATP車載設(shè)備具備設(shè)備制動優(yōu)先〔機控優(yōu)先與司機制動優(yōu)先〔人控優(yōu)先兩種模式,通過ATP車載設(shè)備內(nèi)部設(shè)置選擇其中一種模式。2．200km／h動車組ATP車載設(shè)備的工作模式ATP車載設(shè)備主要工作模式有完全監(jiān)控、部分監(jiān)控、目視行車、調(diào)車監(jiān)控、隔離模式等。〔1完全監(jiān)控模式當(dāng)車載設(shè)備具備列控所需的基本數(shù)據(jù)<軌道電路信息、應(yīng)答器信息、列車數(shù)據(jù)>時,ATP車載設(shè)備可工作在完全監(jiān)控模式。此時由ATP車載設(shè)備生成目標(biāo)距離模式曲線,通過DMI顯示列車運行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等,控制列車安全運行。設(shè)備制動優(yōu)先模式見圖1圖1-2-〔2部分監(jiān)控模式當(dāng)ATP車載設(shè)備接收到軌道電路允許列車信息,但線路數(shù)據(jù)缺損時,ATP車載設(shè)備工作于部分監(jiān)控模式,其產(chǎn)生固定限速,監(jiān)控列車運行。連續(xù)兩組及以上應(yīng)答器的線路數(shù)據(jù)丟失,列車在ATP車載設(shè)備已查詢到的線路數(shù)據(jù)末端前觸發(fā)常用制動,當(dāng)列車運行速度低于120km/h后,提供允許緩解提示,司機緩解后,ATP車載設(shè)備根據(jù)線路最不利條件,產(chǎn)生監(jiān)控速度曲線〔最高限制速度120km/h,控制列車運行。側(cè)線發(fā)車時,ATP車載設(shè)備根據(jù)股道軌道電路信息〔根據(jù)道岔限速發(fā)送UU碼或UUS碼,形成并保持固定限制速度〔至出站口,控制列車運行。引導(dǎo)接車時,ATP車載設(shè)備收到接近區(qū)段的軌道電路信息〔HB碼,形成并保持固定限制速度〔20km/h,控制列車運行。〔3目視行車模式當(dāng)ATP車載設(shè)備顯示禁止信號時,ATP處于目視行車模式。此時列車停車后,根據(jù)行車管理辦法<含調(diào)度命令>,ATP生成固定限制速度<20km／h>,列車在ATP監(jiān)控下運行,司機對安全負(fù)責(zé)。司機制動優(yōu)先模式見圖1-2-12,1圖1-2-圖1-2-〔4調(diào)車監(jiān)控模式當(dāng)車列進(jìn)行調(diào)車作業(yè)時,司機經(jīng)過特殊操作后,轉(zhuǎn)為調(diào)車模式,ATP生成調(diào)車限制速度,控制列車運行。牽引運行時,限制速度40km/h；推進(jìn)運行時,限制速度30km/h?！?隔離模式當(dāng)ATP車載設(shè)備故障,觸發(fā)制動停車后,根據(jù)故障提示,司機經(jīng)特殊操作,ATP車載控制功能停用,在該模式下司機按調(diào)度命令行車。若僅BTM失效,ATP車載設(shè)備提供機車信號,可人工轉(zhuǎn)換為LKJ控制列車。既有提速線反向運行時,按照自動站間閉塞運行。客運專線反向運行時,ATP可反向追蹤運行,ATP車載設(shè)備的控制方式與正向相同,采用完全監(jiān)控模式。3.ATP車載設(shè)備操作方式〔1初始化ATP車載設(shè)備上電后,設(shè)備經(jīng)初始化進(jìn)入默認(rèn)模式,默認(rèn)模式根據(jù)運營要求選擇?！?停車在車站股道兩端的適當(dāng)位置設(shè)置動車組停車位置標(biāo)。經(jīng)道岔側(cè)向接車時,ATP車載設(shè)備根據(jù)軌道電路信息和進(jìn)站有源應(yīng)答器提供的相應(yīng)進(jìn)路信息,形成接車進(jìn)路終端處速度為0km/h的監(jiān)控速度曲線。進(jìn)站信號機外方停車或經(jīng)道岔直向接車時,ATP車載設(shè)備根據(jù)軌道電路信息和已收到的無源應(yīng)答器提供的線路信息,形成出口速度為0km/h的監(jiān)控速度曲線。手信號引導(dǎo)接車時,根據(jù)行車管理辦法〔含調(diào)度命令,轉(zhuǎn)為目視行車模式。區(qū)間停車時,ATP車載設(shè)備根據(jù)軌道電路信息和已收到的線路參數(shù),形成出口速度為0km/h的監(jiān)控速度曲線。停車后,若地面設(shè)備為故障狀態(tài),可轉(zhuǎn)為目視行車模式?！?發(fā)車經(jīng)道岔側(cè)向發(fā)車時,ATP車載設(shè)備按照部分監(jiān)控模式運行,在列車進(jìn)入?yún)^(qū)間并接收到軌道電路信息和應(yīng)答器信息后,轉(zhuǎn)入完全監(jiān)控模式。經(jīng)道岔直向發(fā)車時,ATP車載設(shè)備按照完全監(jiān)控模式運行?！?列控ATP與LKJ-2000的信息交互動車組在非提速區(qū)段運行的速度防護,司機按地面信號顯示運行,列車運行監(jiān)控記錄裝置監(jiān)控列車安全；ATP車載設(shè)備提供機車信號或主體機車信號功能,向列車運行監(jiān)控記錄裝置輸出機車信號信息。列車運行監(jiān)控記錄裝置根據(jù)機車信號給出的燈位信息及車上儲存的線路信息生成距離模式曲線,監(jiān)控列車運行?！?列控系統(tǒng)故障處理方式ATP車載設(shè)備特定故障下,LKJ結(jié)合ATP車載沒備提供的機車信號或主體機車信號功能,控制列車運行,最高速度不超過160km／h。如果列控中心故障,受到直接影響的是臨時限速。ATP車載設(shè)備默認(rèn)無臨時限速。在無臨時限速的情況下,正線直向接車不受影響；側(cè)線接車時,按最不利接車進(jìn)路參數(shù)控車。有臨時限速時,通過調(diào)度命令實施,司機憑調(diào)度命令按原有方式行車。地面有源應(yīng)答器發(fā)送環(huán)節(jié)能實時監(jiān)測與應(yīng)答器間的通信通道的狀態(tài)和信息的正確性,一旦監(jiān)測到通信通道中斷或發(fā)送數(shù)據(jù)有誤,將報警,并使設(shè)備導(dǎo)向安全控制。地面列控設(shè)備故障時,CTCS2系統(tǒng)具有安全防護措施。列控中心采用二乘二取二安全冗余結(jié)構(gòu),外部通信接口及通道也進(jìn)行冗余配置,因此具有高可靠性和高可用性。四．臨時限速1．臨時限速調(diào)度命令傳送臨時限速由調(diào)度中心集中管理,通過CTC或TDCS向臨時限速管轄車站及鄰站下達(dá)調(diào)度命令。兩站一區(qū)間范圍內(nèi)只允許設(shè)置一處區(qū)間或站內(nèi)臨時限速；若遇兩處及以上限速,調(diào)度中心應(yīng)將其視為一處連續(xù)的限速,并按最低限速值下達(dá)調(diào)度命令。為提高臨時限速調(diào)度命令傳輸?shù)臏?zhǔn)確性,便于車站列控中心從調(diào)度命令中自動獲取控制信息,臨時限速調(diào)度命令在調(diào)度中心以統(tǒng)一的"窗口方式"輸入、顯示、確認(rèn)及回執(zhí)。臨時限速設(shè)置情況在運行圖終端和站場顯示終端上有明確顯示。在CTC或TDCS的車站車務(wù)終端上增加了列控中心人機界面。在CTC或TDCS調(diào)度中心與車站失去聯(lián)系或需對臨時限速命令進(jìn)行修正時,車站車務(wù)終端進(jìn)行人工輸入,其輸入方式采用與調(diào)度中心基本相同的"窗口方式"。臨時限速設(shè)置情況顯示在車務(wù)終端上。臨時限速調(diào)度命令須經(jīng)車站值班員簽收后,方可由CTC或TDCS車站設(shè)備傳至列控中心。車站值班員簽收時確認(rèn)限速起點里程、速度、長度、車次、執(zhí)行時間等；對于CTC無人職守車站,按規(guī)定在車站綜合維修終端進(jìn)行簽收。對于站內(nèi)正線臨時限速,系統(tǒng)須前方站簽收后,本站方可簽收；若前方站為無人職守車站,本站簽收后,由CTC中心設(shè)備向前方站下達(dá)臨時限速調(diào)度命令并直接向列控中心發(fā)送。臨時限速調(diào)度命令通過無線調(diào)度命令系統(tǒng)向列車發(fā)送時維持既有方式。2．臨時限速設(shè)置精度動車組限速區(qū)起點精度100m、限速區(qū)長度8檔〔100、300、500、800、1000、1200、1500、2000m、限速速度5檔〔45、60、80、120、160km/h。限速區(qū)長度超過2000m時,可按區(qū)間限速處理。若遇限速速度小于45km/h的特殊情況,由司機按調(diào)度命令控車。3．應(yīng)答器臨時限速管轄范圍及關(guān)系站內(nèi)正線有臨時限速時,前方站出站口應(yīng)答器、本站進(jìn)站口應(yīng)答器分別發(fā)送相應(yīng)臨時限速報文。辦理正線通過且離去區(qū)段有臨時限速時,進(jìn)站口、出站口應(yīng)答器分別發(fā)送相應(yīng)臨時限速報文。CTCS級間轉(zhuǎn)換處,應(yīng)答器臨時限速管轄范圍應(yīng)向外延伸,延伸長度為線路允許速度到45km/h的制動距離。在區(qū)間其余地點有臨時限速時,出站口應(yīng)答器發(fā)送相應(yīng)臨時限速報文,進(jìn)站口應(yīng)答器的報文中有限速預(yù)告信息。同一臨時限速由不同的應(yīng)答器發(fā)送報文時,其報文含義具有一致性。各應(yīng)答器報文的限速區(qū)速度、長度完全一致,限速區(qū)起點之間有固定的數(shù)學(xué)關(guān)系式,應(yīng)答器報文的選擇建立對應(yīng)邏輯關(guān)系。有源應(yīng)答器的報文存儲在列控中心。4．車站臨時限速控制范圍建立車站臨時限速控制范圍內(nèi)線路里程、線路長度與臨時限速區(qū)起點的對應(yīng)關(guān)系,按臨時限速調(diào)度命令確定所設(shè)限速區(qū)起點與對應(yīng)應(yīng)答器之間的距離。車站值班員臨時限速管轄范圍示意圖見圖1圖1-2-根據(jù)限速區(qū)起點與對應(yīng)應(yīng)答器之間的距離、限速區(qū)長度、限速區(qū)速度、進(jìn)路及信號機狀態(tài)等信息,選擇存在列控中心中的報文。根據(jù)臨時限速調(diào)度命令中的執(zhí)行時間、進(jìn)路辦理情況等信息,經(jīng)計算確定應(yīng)答器報文的發(fā)送時機,實時將所選的報文向?qū)?yīng)的LEU傳送；特殊情況下,由車站值班員在車務(wù)終端上確定發(fā)送時機。進(jìn)站口應(yīng)答器,在進(jìn)站信號機開放時控制LEU向應(yīng)答器發(fā)送報文,直至列車完全越過進(jìn)站信號機。出站口應(yīng)答器,在其有效時段內(nèi)連續(xù)控制LEU向應(yīng)答器發(fā)送報文。LEU實時接收列控中心傳送的數(shù)據(jù)報文并發(fā)送給對應(yīng)有源應(yīng)答器,實時更新有源應(yīng)答器的數(shù)據(jù),實現(xiàn)應(yīng)答器對變化數(shù)據(jù)的發(fā)送。相鄰兩個車站之間一個運行方向僅考慮一個臨時限速區(qū)。通過有源應(yīng)答器向ATP車載設(shè)備提供臨時限速信息,臨時限速信息納入軌道電路發(fā)碼條件。臨時限速區(qū)前方的地面信號顯示應(yīng)根據(jù)不同的臨時限速等級進(jìn)行相應(yīng)降級顯示〔如LU、U等,并根據(jù)需要可重復(fù)顯示。臨時限速應(yīng)答器控制范圍示意圖見圖1-2-圖1-2-15圖1-2-15裝備CTC系統(tǒng)區(qū)段,臨時限速可在調(diào)度中心由調(diào)度員設(shè)置,向車站列控中心傳輸,也可由車站值班員直接通過車站列控中心設(shè)置。未裝備CTC系統(tǒng)的區(qū)段,臨時限速應(yīng)由車站值班員通過車站列控中心設(shè)置。原則上車站值班員負(fù)責(zé)設(shè)置本站站內(nèi)及本站出站口至接車站進(jìn)站信號機〔含反向范圍內(nèi)的臨時限速。車站站內(nèi)、經(jīng)道岔側(cè)向發(fā)車時車站1離去區(qū)段等特殊區(qū)段的臨時限速應(yīng)通過調(diào)度命令實施。在通過進(jìn)路建立且離去區(qū)段有臨時限速時,根據(jù)制動需要,進(jìn)站信號機顯示黃燈,對應(yīng)接近區(qū)段軌道電路發(fā)U碼；其他區(qū)段的臨時限速不納入軌道電路發(fā)碼條件。裝備TDCS系統(tǒng)的區(qū)段,臨時限速可在調(diào)度中心由調(diào)度員設(shè)置,向車站列控中心傳輸,車站值班員需對臨時限速的設(shè)置和撤銷進(jìn)行確認(rèn)；臨時限速也可由車站值班員直接通過車站列控中心設(shè)置。為提高臨時限速的設(shè)置精度,應(yīng)答器信息報文采用列控中心儲存或動態(tài)組幀方式。車站正線接車進(jìn)路臨時限速時,可通過進(jìn)站信號機外方設(shè)置相應(yīng)的臨時限速確保安全。5.應(yīng)答器與臨時限速邏輯關(guān)系〔1臨時限速目標(biāo)距離計算參數(shù)的取值按下列取值,根據(jù)牽引計算,確定動車組從規(guī)定速度制動到限速速度的目標(biāo)距離〔L目：規(guī)定速度：200km/h；制動量：制動特性最差動車組的常用制動；制動系數(shù)：0.8；坡度：既有線提速200km/h區(qū)段,包括新建客貨共線200km/h鐵路,線路設(shè)計主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的限坡一般不大于6‰,坡度取6‰下坡；當(dāng)大于6‰時,取實際坡道計算；安全余量：5％?！?辦理正線通過且離去區(qū)段有臨時限速時,為保證進(jìn)站口應(yīng)答器與出站口應(yīng)答器臨時限速報文的一致性,必須滿足：L進(jìn)=L出+L站,限速區(qū)速度及長度完全一致。正線通過時臨時限速區(qū)段邏輯關(guān)系見圖1-2-16運行方向運行方向限速區(qū)出站口進(jìn)站口限速區(qū)出站口進(jìn)站口L站L站L區(qū)L區(qū)L出LL出L進(jìn)圖1-2-16正線通過時臨時限速區(qū)段邏輯關(guān)系在L區(qū)＞L目條件下,離去區(qū)段臨時限速邏輯關(guān)系如下：當(dāng)L出≤0時,按站內(nèi)臨時限速邏輯執(zhí)行；當(dāng)L出＞0、L進(jìn)≤L目時,進(jìn)站口及出站口應(yīng)答器同時發(fā)送臨時限速報文,控制進(jìn)站信號機顯示黃燈；當(dāng)L出≤L目、L進(jìn)＞L目時,進(jìn)站口及出站口應(yīng)答器同時發(fā)送臨時限速報文,進(jìn)站信號機正常顯示；當(dāng)L出＞L目時,按區(qū)間臨時限速邏輯執(zhí)行,出站口應(yīng)答器發(fā)送臨時限速報文,進(jìn)站口應(yīng)答器的報文中應(yīng)有預(yù)告信息?！?站內(nèi)正線臨時限速邏輯關(guān)系辦理正線接車及通過且站內(nèi)正線有臨時限速時,前方站出站口應(yīng)答器、本站進(jìn)站口應(yīng)答器配合完成臨時限速設(shè)置,必須滿足：L前出=L進(jìn)+L區(qū),限速區(qū)速度及長度完全一致。站內(nèi)正線臨時限速邏輯關(guān)系見圖1-2-17運行方向運行方向出站口限速區(qū)進(jìn)站口出站口出站口限速區(qū)進(jìn)站口出站口L發(fā)L接L區(qū)L發(fā)L接L區(qū)L進(jìn)L進(jìn)L前出L前出圖1-2-17站內(nèi)正線臨時限速邏輯關(guān)系見在L區(qū)＞L目條件下,站內(nèi)正線臨時限速邏輯關(guān)系如下：當(dāng)L進(jìn)≤0時,按區(qū)間臨時限速邏輯執(zhí)行；當(dāng)0＜L進(jìn)＜L接時,前方出站口及本站進(jìn)站口應(yīng)答器同時發(fā)送臨時限速報文；當(dāng)L接≤L進(jìn)＜L接+L發(fā)時,進(jìn)站口應(yīng)答器發(fā)送臨時限速報文,進(jìn)站信號機顯示黃燈；當(dāng)L進(jìn)≥L接+L發(fā)時,按離去區(qū)段臨時限速邏輯執(zhí)行。注：兩站一區(qū)間范圍內(nèi)只允許設(shè)置一處站內(nèi)或區(qū)間臨時限速。反向運行時限速區(qū)起點取其終點里程。在L區(qū)＜L目、甚至L站+L區(qū)＜L目情況下,臨時限速設(shè)置應(yīng)再向前方應(yīng)答器前移,或采取特殊措施。五．200km/h動車組ATP車載設(shè)備人機交互界面1.ATP車載設(shè)備人機交互界面技術(shù)條件ATP車載設(shè)備人機交互界面按照鐵道部確定的界面和司機操作規(guī)程進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計。DMI顯示界面能夠以字符、數(shù)字及圖形等方式同時顯示列車運行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離,確?，F(xiàn)行的動車組和列控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)。顯示界面適應(yīng)我國的鐵路行車組織體系及司機操縱習(xí)慣。ATP車載設(shè)備人機交互界面具備獨立的輸入手段,全部信息可通過ATP車載設(shè)備輸入,由ATP車載設(shè)備對輸入信息進(jìn)行合理性判斷,并由ATP車載設(shè)備將司機輸入的有關(guān)信息傳輸給列車運行監(jiān)控記錄裝置,為避免司機對不同車載設(shè)備重復(fù)輸入相同信息,非安全信息由LKJ提供?！?DMI顯示界面的內(nèi)容車載設(shè)備顯示界面包含以下顯示內(nèi)容：列車當(dāng)前速度、列車限制速度、前方目標(biāo)速度、前方目標(biāo)距離、控車模式和運行等級等?？剀嚹Ｊ街杠囕d列控系統(tǒng)當(dāng)前所處的"完全監(jiān)控"、"部分監(jiān)控"、"調(diào)車"、"目視行車"、"隔離"等狀態(tài)；運行等級指車載系統(tǒng)當(dāng)前處于"CTCS2級"、"CTCS0級"等情況。ATP制動顯示ATP系統(tǒng)正在進(jìn)行"常用制動"、"緊急制動"、"緩解或允許緩解"。報警信息顯示、機車信號顯示〔完全監(jiān)控模式除外、時間顯示〔2輸入信息機車乘務(wù)員應(yīng)當(dāng)通過人機交互界面提供的數(shù)據(jù)輸入接口,輸入以下內(nèi)容的數(shù)據(jù)：列車長度、司機號、車次號及其它信息?！?DMI顯示界面顯示界面總體上分為兩個顯示層：基本顯示層和數(shù)據(jù)輸入層。基本顯示層主要用于列車運行過程中向乘務(wù)員提供列車、車載設(shè)備的狀態(tài)信息和控制命令,以及來自地面設(shè)備的信息；數(shù)據(jù)輸入層向乘務(wù)員提供了有關(guān)列車數(shù)據(jù)的輸入界面。2．DMI基本顯示界面〔1基本顯示界面的布置基本顯示層總體上分為八個顯示區(qū)域,分別是制動信息顯示、線路參數(shù)信息顯示區(qū)〔地理信息、速度信息顯示區(qū)、運行等級顯示區(qū)、控制模式顯示區(qū)、其他信息顯示區(qū)、報警信息顯示區(qū)、機車信號顯示區(qū)〔與線路參數(shù)顯示區(qū)相互切換和按鈕區(qū)?；撅@示界面的布置如圖1-2-18。圖1-2-18基本顯示界面的布置〔2數(shù)據(jù)輸入界面的布置數(shù)據(jù)輸入層用于幫助乘務(wù)員輸入與控制有關(guān)的列車數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)輸入層包括已完成及待完成數(shù)據(jù)區(qū)、當(dāng)前輸入?yún)^(qū)、幫助區(qū)、軟鍵盤區(qū)和按鈕區(qū)。如圖1-2-19所示。圖1-2-19數(shù)據(jù)輸入顯示界面的布置〔3距離信息的顯示距離信息顯示包括兩個方面的內(nèi)容："目標(biāo)距離"和"ATP動作之前的預(yù)警時間"。"目標(biāo)距離"以縱向條形方式顯示在A2區(qū)；