第5章信號與通信技術(shù)55高鐵ctcs列控系統(tǒng)

第五章電子信息工程學院鄭偉教授5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎設備5.7其他交通運輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運輸信號與通信技術(shù)

5.4鐵路信號系統(tǒng)5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)列車運行控制系統(tǒng)定義和作用：是軌道交通行車系統(tǒng)的“中樞與神經(jīng)”，旨在利用各種先進的技術(shù)和設備，保證列車以最小安全間隔距離運行，以達到最大的運輸能力。72列控系統(tǒng)功能：間隔控制速度防護安全防護保證行車安全保證安全制動距離下，縮短運行間隔，提高運營效率速度300km/hCTCS-0級：由通用機車信號+列車運行監(jiān)控記錄裝置組成，適用既有線列車速度為160km/h以下的區(qū)段CTCS-1級：由主體機車信號+安全型列車運行監(jiān)控記錄裝置組成，點式信息作為連續(xù)信息的補充，可實現(xiàn)點連式超速防護功能。適用列車速度為160km/h以下的區(qū)段CTCS-2級：基于軌道電路+點式應答器傳輸控車信息，并采用車地一體化設計的列車運行控制系統(tǒng)，地面可不設通過信號機。適用列車速度為200km/h-250km/h的區(qū)段5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)CTCS應用等級:73CTCS-3級：基于無線傳輸信息，并采用軌道電路檢查列車占用的列車運行控制系統(tǒng)，點式設備主要用于傳送定位信息。我國CTCS-3級列控系統(tǒng)包含了CTCS-2級列控系統(tǒng)上。適用列車速度為300km/h-350km/h的區(qū)段

CTCS-4級：完全基于無線傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng)。地面取消軌道電路，由無線閉塞中心和列控車載設備共同完成列車定位和完整性檢查，實現(xiàn)虛擬閉塞或移動閉塞。

下一代列控。5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)

CTCS應用等級:74基于軌道電路和點式信息設備傳輸列車運行許可信息，采用速度-距離模式監(jiān)控列車安全運行5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)

CTCS-2級列控系統(tǒng)定義:75速度速度-距離模式曲線控制方式距離5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)

CTCS-2級列控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu):76分為車載設備和地面設備兩部分。車載設備地面設備應答器STM天線BTM天線信號樓8車載安全計算機（VC）應答器信息接收模塊（BTM）連續(xù)信息接收模塊（STM）司機操作界面（DMI）列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）LKJDMI軌道電路傳感器5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)CTCS-2級列控系統(tǒng)車載設備構(gòu)成:DMILKJ速度傳感器BTMSTMVCBTM應答器天線軌道電路傳感器9CTCS-2級列控系統(tǒng)車載設備主要功能:采集列控數(shù)據(jù)，計算靜態(tài)列車速度曲線和動態(tài)列車速度曲線，計算和表示列車位置速度，在DMI上表示運行權(quán)限和限速運行權(quán)限和限速的監(jiān)控，在任何情況下防止列車無行車許可運行，防止列車超速運行，防止列車溜逸列車超速時，車載設備的超速防護具備采取聲光報警、切除牽引力、動力制動、緊急制動等措施5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)79軌道電路：占用檢查及向列車連續(xù)傳輸列控信息CTCS-2級列控系統(tǒng)地面設備構(gòu)成:應答器：包括有源應答器和無源應答器，向車載系統(tǒng)提供的信息包括：線路參數(shù)、臨時限速、行車許可、級間切換、線路里程等。應答器實物圖安裝在線路上的應答器軌道電路、應答器、地面電子單元，車站列控中心。5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)80地面電子單元LEU：地面電子單元（簡稱LEU）是一種數(shù)據(jù)處理單元，當有數(shù)據(jù)變化時，LEU依據(jù)變化后的數(shù)據(jù)形成報文并送給有源應答器進行發(fā)送車站列控中心：車站列控中心分別與車站聯(lián)鎖、調(diào)度系統(tǒng)等設備進行信息交換，獲得列車進路、列車運行狀態(tài)和設備狀態(tài)，通過安全邏輯運算，產(chǎn)生控車命令，通過有源應答器及軌道電路傳送給列車，實現(xiàn)對運行列車的控制12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備功能：軌道電路為CTCS-2提供連續(xù)的行車許可速度曲線5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)13碼序L5L4L3L2LLUUHU空閑分區(qū)數(shù)量76543210=1250+1300+1350+1300+1350+1300+1350=9200m應答器提供閉塞分區(qū)長度和線路允許速度。速度曲線

空閑數(shù)量：目標距離：當前碼序：----m--------9200m7L5軌道電路以碼序形式提供空閑閉塞分區(qū)數(shù)量。車載設備綜合計算出目標距離，生成速度曲線。5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)141250+1300+1350+1300+1350+1300+13509200空閑區(qū)段：77950空閑區(qū)段：66650空閑區(qū)段：55300空閑區(qū)段：44000空閑區(qū)段：32650空閑區(qū)段：21350空閑區(qū)段：1速度曲線0空閑區(qū)段：0目標距離:5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)CTCS-2級列控系統(tǒng)運行原理：5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)15CTCS-3級系統(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（RBC）生成行車許可，軌道電路實現(xiàn)列車占用檢查，應答器實現(xiàn)列車定位，并具備CTCS-2級功能的列車運行控制系統(tǒng)。調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖道岔信號機軌道電路列控中心應答器車載設備無線閉塞中心RBCGSM-R室內(nèi)設備16無線閉塞中心、應答器、地面電子單元、軌道電路、列控中心、GSM-R接口設備。5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)CTCS-3級列控系統(tǒng)地面設備構(gòu)成:17車載安全計算機、GSM-R無線通信單元、軌道電路信息接收單元、應答器信息接收模塊、記錄單元、人機界面、列車接口單元等。CTCS-3級列控系統(tǒng)車載設備構(gòu)成:5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)185.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進路等信息生成行車許可無線閉塞中心應答器通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時限速傳輸給CTCS-3級車載設備通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接受車載設備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息向車載設備傳輸定位和等級轉(zhuǎn)換信息向車載設備傳送線路參數(shù)和臨時限速等信息，滿足后備系統(tǒng)的需要用于實現(xiàn)車載設備與地面設備的雙向通信GSM-R核心網(wǎng)包括移動交換子系統(tǒng)、GPRS子系統(tǒng)、智能網(wǎng)接口GSM-R網(wǎng)絡采用冗余交叉覆蓋的方式進行布置，提高了車地通信的可靠性根據(jù)地面設備提供的行車許可、線路參數(shù)、臨時限速等信息和列車參數(shù)，按照目標距離連續(xù)速度控制模式生成動態(tài)速度曲線，監(jiān)控列車的安全運行車載安全計算機軌道電路實現(xiàn)列車占用檢查發(fā)送行車許可信息，滿足后備系統(tǒng)的需要5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)19無線閉塞中心RBCGSM-R室內(nèi)設備地面設備增加無線閉塞中心RBC、GSM-R無線通信網(wǎng)絡車載設備增加GSM-R無線通信單元及天線車載設備根據(jù)RBC的行車許可，生成連續(xù)速度控制模式曲線，實時監(jiān)控列車安全運行。調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖軌道電路列控中心應答器道岔信號機RBC為CTCS-3提供行車許可速度曲線GSM-R無線通信模塊及天線車載設備20調(diào)度集中顯示投影車站聯(lián)鎖無線閉塞中心（RBC）行調(diào)指揮中心（CTC）列車位置、速度信息限速信息進路信息軌道電路占用信息行車許可速度