CTCS2-200H型ATP系統(tǒng)介紹課件

CTCS2-200H型ATP系統(tǒng)介紹2010年11月ATP系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)介紹ATP系統(tǒng)各單元模塊功能ATP系統(tǒng)主要工作模式ATP相關(guān)處理邏輯異常情況應(yīng)急處理CTCS2-200H技術(shù)參數(shù)培訓提綱2024/4/161ATP：AutomaticTrainProtection中文：列車超速防護

ATP車載設(shè)備以接收到的地面信息為基礎(chǔ)，由車載設(shè)備生成速度控制曲線，并實時與實際速度相比較，如果實際速度超過了速度控制曲線，車載設(shè)備就自動實施制動。一、ATP系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)介紹2024/4/162車載安全計算機（VC）：VitalComputer軌道信息接收單元（STM）：SpecificTransmissionModule應(yīng)答器信息接收單元（BTM）：BaliseTransmissionModue繼電器邏輯單元（RLU）：RelayLogicUnit記錄單元（DRU）：DataRecordUnit人機界面（DMI）：Driver-MachineInterface速度傳感器（AG43E）：SpeedSensor軌道信息接收天線：STMAntennal應(yīng)答器信息接收天線：BTMAntennalCTCS2－200H車載列控系統(tǒng)單元2024/4/163列控系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖人機接口地面應(yīng)答器STM天線BTM天線記錄器制動接口BTMSTM車載計算機CTC或TDCS站機車站列控中心車站聯(lián)鎖軌道電路LEU車務(wù)終端信號樓動車組信號機2024/4/164CTCS2-200H列控車載系統(tǒng)（ATP）設(shè)備根據(jù)開放式計算機體系結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，主要包括安全計算機（VC）、軌道電路信息接收模塊（STM）、應(yīng)答器信息接收模塊（BTM）、繼電器邏輯單元（RLU）、運行記錄單元（DRU）、人機界面（DMI）等。二、ATP系統(tǒng)各單元模塊功能結(jié)構(gòu)介紹2024/4/165CTCS2-200H車載列控系統(tǒng)主體裝置（前）2024/4/166CTCS2-200H車載列控系統(tǒng)主體裝置（后）2024/4/167連接器序號種類連接端用途CN1GTC連接器連接速度傳感器，速度信號輸入CN2連接車體NFB盤，連接電源，MCR信號輸入，給ATP供電CN3QE連接器連接司機操作盤，牽引/制動/零位/向前/向后指令輸入CN4連接車體制動控制配電盤，制動指令輸出CN5連接LKJ，制動指令和通信信號輸入、輸出CN6連接DMI，通信信號輸入、輸出，向DMI供電CN7連接制動控制單元BCU與監(jiān)視器MON（CRH1留用），速度信號輸出CN8GSM-R通信（預(yù)留）CN9STM天線信號輸入CN10航空插座STM天線測試信號輸出CN11BTM天線測試信號的輸入輸出CN12與LKJ相連的連接器2024/4/168CTCS2－200H車載列控系統(tǒng)主要功能·軌道電路信息接收·應(yīng)答器信息接收·速度、距離計算·列車位置校正·模式曲線的生成·制動指令輸出·防止列車溜逸·控制顯示·異常檢測·動作、狀態(tài)記錄·與LKJ的接口功能·與EMU的接口功能2024/4/169

ATP裝置的核心部分，負責從ATP各個模塊搜集信息，生成制動模式曲線，必要時通過故障安全電路向列車輸出制動信息，控制列車安全運行。安全計算機為2×2取2結(jié)構(gòu)，以保證列車控制的安全性和設(shè)備的冗余性。安全計算機的核心安全邏輯由FS-LSI（故障安全LSI）實現(xiàn)。FS-LSI對兩個CPU的運算結(jié)果（制動指令條件等）輸出進行校核，如果校核不一致就立即進行故障檢測，確保故障-安全。安全計算機(VC)2024/4/1610SW1：車種設(shè)定SW2：機控/人控優(yōu)先設(shè)定SW3：CTCS0/2啟機設(shè)定車輪徑設(shè)定VC外觀圖2024/4/1611序號PCB名稱板卡功能１O(jiān)PE8-6A

執(zhí)行速度核查模式曲線和來自速度信號的速度核查演算將勵磁制動指令（EB,BR7）輸出到AMP基板將制動指令（BR4，BR1，PCUT）輸出給RLU

和STM通信輸入速度信號輸入BTM的CD檢測信號２FSC-6A

生成速度核查模式曲線解析Balise報文和BTM，DMI，DRU通信３AMP8-6A

在故障－安全（FailSafe）輸出電路中將生成的制動指令（EB，BR7）輸出給RLU。同時將故障信號輸出給RLU４BUF8-4A

搭載有控制車輛運轉(zhuǎn)條件的輸入DI電路輸入RLU的繼電器接點向RLU輸出繼電器線圈勵磁信號５QXC8-4A在箱體外部組裝上連接用的連接器CNV1連接器：速度分配盤，連接到RLU上CNV2連接器：BTM(CD檢測)，連接到RLU上６QXC8-3A在箱體外部組裝上連接用的連接器CNV5連接器：接到STM，BTM，DMI，DRU上７QXC8-2A在箱體外部組裝上連接用的連接器CNV3連接器：連接到RLU上CNV4連接器：連接到RLU上８EUR-E060BCN

印刷板用電源輸入：DC110V輸出：5V，24V2024/4/1612

該模塊記錄ATP裝置的動作、狀態(tài)、司機的操作等信息，采用PCMCIA卡作為存儲介質(zhì)，通過讀卡器可將數(shù)據(jù)下載至地面分析管理微機，進行設(shè)備運行狀況分析。數(shù)據(jù)記錄單元(DRU)2024/4/1613DRU外觀圖2024/4/1614序號PCB名稱板卡功能1PCR8-1A

在PC卡上記錄ATP控制設(shè)備的動作狀態(tài)，故障信息2FSC8-6A

編輯記錄在PC卡上的ATP控制設(shè)備的動作狀態(tài)，故障信息和BTM，LKJ，VC1，VC2通信3BUF8-4B

輸入RLU的繼電器接點輸入風扇故障信號4QXC8-1A在箱體外部組裝上連接用的連接器CND1連接器：連接到風扇上承接風扇故障信號CND2連接器：連接到RLU上5QXC8-3A在箱體外部組裝上連接用的連接器CND7連接器：接到BTM，LKJ，VC1，VC2上6QXC8-2A在箱體外部組裝上連接用的連接器CND3連接器：連接到RLU上輸入風扇故障信號CND4連接器：連接到RLU上7EUR-E060BCN

印刷板用電源輸入:DC110V輸出:5V,24V2024/4/1615

這是主要由繼電器組成的邏輯單元，實現(xiàn)輸入與輸出接口功能。它的作用是核對車載安全計算機各系統(tǒng)輸出的制動指令，對兩套車載安全計算機輸出的制動指令進行“或”操作后，作為系統(tǒng)的最終輸出。雙系統(tǒng)中單系統(tǒng)故障時，該系統(tǒng)的常用、緊急輸出短路，列車接口單元不再核對雙系統(tǒng)的輸出。此時，正常系統(tǒng)的制動指令輸出將作為系統(tǒng)的最終輸出。兩系統(tǒng)均故障時，則認為ATP系統(tǒng)故障，最終輸出緊急制動。繼電器邏輯單元(RLU)2024/4/1616RLU外觀圖2024/4/1617序號PCB名稱板卡功能1RLY8-15A

安裝車載設(shè)備制動指令（EB、BR7）的最終輸出繼電器2RLY8-17A

安裝輸入車體的DC110V所用的繼電器3RLY8-18A

安裝監(jiān)測系統(tǒng)故障繼電器4RLY8-19A安裝備用繼電器、定時器電路5RLY8-20A安裝車載設(shè)備制動指令（BR4、BR1、PCUT）的最終輸出繼電器6RLY8-21A安裝LKJ的接口繼電器2024/4/1618STM又稱為軌道信息接收模塊，該模塊通過STM天線(感應(yīng)器)接收軌道電路信號，解調(diào)軌道電路上傳的信號信息，并將解調(diào)的信息傳遞給安全計算機，為安全計算機生成制動模式曲線提供依據(jù)。STM可以接收最多16種載頻，包括國產(chǎn)移頻以及ZPW-2000、UM71系列軌道電路信息。

STM可根據(jù)應(yīng)答器信息、軌道電路載頻鎖定信息、司機操作鎖定可接收的載頻，以防止鄰線干擾。為提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，STM采用2×2取2結(jié)構(gòu)，即STM由功能完全相同的2個系統(tǒng)，每個STM系統(tǒng)與一個安全計算機配合，組成一系控制系統(tǒng)。兩系STM完全獨立工作。軌道電路信息接收模塊(STM)2024/4/1619STM外觀圖2024/4/1620STM天線感應(yīng)鋼軌中的軌道電路信號，傳輸至STM模塊進行解碼處理。STM軌道電路感應(yīng)器是由感應(yīng)線圈、固定支架和線纜組成，如圖所示，它是STM的前端信號感應(yīng)部件，安裝于機車前部，感應(yīng)線圈的底部距離鋼軌面135±5mm（8列編組）。STM天線外觀圖2024/4/1621STM軌道電路感應(yīng)器的最底部是帶有保護外殼的感應(yīng)線圈，它可以通過線纜將感應(yīng)的軌道信號輸出。在感應(yīng)線圈的上面是兩個固定固定支架，用于將STM軌道電路感應(yīng)器固定在機車上，根據(jù)現(xiàn)場安裝的需要，固定支架可以進行并更。STM物理連接圖2024/4/1622

通過BTM天線，接收符合應(yīng)答器信息定義標準的信息，經(jīng)過校核后，將正確的信息傳輸至安全計算機，為安全計算機生成制動曲線提供數(shù)據(jù)。應(yīng)答器信息包括線路參數(shù)信息、進路信息、臨時限速信息以及級間切換等信息。在列車運行的整個期間，應(yīng)答器信息接收模塊（BTM）通過車載天線不斷向地面發(fā)送27.095MHz的激活信號。當列車經(jīng)過地面應(yīng)答器時，地面應(yīng)答器被激活并將存儲在其內(nèi)的報文信息發(fā)送給BTM主機。BTM主機接收到報文以后進行解碼，并將解碼后的數(shù)據(jù)傳輸給VC主機和DRU。應(yīng)答器信息接收模塊(BTM)2024/4/1623BTM外觀圖2024/4/16241項目規(guī)格2受電方式電磁感性式、點式信號調(diào)制方式FSK（FrequencyShiftKeying）接收頻率載波頻率4.234MHz+/-200kHz移頻282.24kHz速率564.48kpbs3功率載頻27.095MHz+/-5kHz4邏輯層符號方式BCH代號檢定方式85bits循環(huán)冗余同步方式利用Blockcontrolheader電文位數(shù)1023bits利用電文位數(shù)830bits5冗余性單一系統(tǒng)濕度范圍（天線）動作保證-40℃～70℃保存-55℃～85℃2024/4/1625BTM天線接收來自地面應(yīng)答器的信號，傳輸至BTM模塊進行信息解調(diào)處理。2024/4/1626

通過聲音、圖象等方式將ATP車載裝置的狀態(tài)通知司機。司機可以通過DMI上的按鍵來切換ATP裝置的運行模式或是輸入必要的信息。人機界面(DMI)DMI外觀圖2024/4/1627CTCS2－200H型車載列控系統(tǒng)的DMI（人機界面）由下列部分組成：◆顯示屏，用于顯示各種圖形信息；◆鍵盤，供司機向車載設(shè)備進行各種操作和輸入數(shù)據(jù)；◆揚聲器，用于向司機輸出語音或聲音提示信息；

DMI提供車載子系統(tǒng)與司機之間的接口，通過聲音、圖象等方式向司機提供列車各種信息以及ATP的狀態(tài)，提示駕駛員進行相應(yīng)的操作。具體來說，人機接口的主要功能包括以下幾個方面：（1）向司機顯示下列信息：◆列車實際速度；◆最大允許速度；◆目標速度；◆目標距離；◆車載工作方式等（2）接受司機的數(shù)據(jù)2024/4/1628DMI顯示界面2024/4/1629速度傳感器

安裝在頭車的第2軸和第3軸軸箱上，通過車輪的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生脈沖信號，并輸入至安全計算機，用于測量列車運行速度。速度傳感器外形2024/4/1630隔離開關(guān)

隔離開關(guān)是有兩個位置的凸輪式開關(guān)，兩個位置分別是“正?！焙汀案綦x”，具有14個獨立的接點。將開關(guān)打到“隔離”位置時，可通過切斷ATP的制動輸出，停止列控車載設(shè)備控車。隔離開關(guān)外形2024/4/1631動車組(EMU)接口

ATP車載裝置的控制對象。向ATP提供包括前進、后退、零位、制動、牽引在內(nèi)的司機操作狀態(tài)，同時接收ATP發(fā)出的制動、切除牽引等信息。CTCS2－200H車載列控系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備運行監(jiān)控記錄裝置(LKJ)

在CTCS0/1級或ATP某些故障的情況下，由LKJ控車。當LKJ控車時，ATP負責向LKJ提供軌道電路信息(機車信號)。另外，ATP與LKJ之間還存在一些列車控制、狀態(tài)信息的交互，用于運行管理。2024/4/1632

系統(tǒng)外部連接電纜與ATP車載設(shè)備主機連接:CN1外接速度傳感器CN2外接110V電源CN3外接手柄位CN4外接制動單元CN5外接LKJ-2000CN6外接DMICN7外接制動顯示單元和車輛監(jiān)視器CN8外接GSM-R（暫不使用）CTCS2－200H主機外部電纜2024/4/1633待機模式(SB)ATP車載設(shè)備在電源接通后的初始狀態(tài)。ATP完全監(jiān)控模式(FS)ATP車載設(shè)備接收到地面應(yīng)答器信息并確定位置后，即轉(zhuǎn)為本模式。（RO）ATP部分監(jiān)控模式(PS)

無線路數(shù)據(jù)；側(cè)線發(fā)車；線路數(shù)據(jù)丟失（BF）引導(dǎo)模式(CO)

適用于車站設(shè)備故障時，引導(dǎo)接車進站的模式目視行車模式(OS)ATP生成固定限速，司機負全部責任走行調(diào)車監(jiān)控模式(SH)

適用于調(diào)車作業(yè)時的模式LKJ模式（CS）

LKJ控車模式三、CTCS2－200H車載設(shè)備主要工作模式2024/4/1634機控優(yōu)先機控優(yōu)先的系統(tǒng)當要求列車減速時，根據(jù)實際情況,輸出不同級別的制動，低于允許速度后自動緩解。當列車速度超過緊急制動曲線時，則實施緊急制動，使列車停車。制動完全由列車運行控制系統(tǒng)自動完成，不必司機人工介入，其最大優(yōu)點是能夠減少司機的勞動強度，提高列車運行服務(wù)質(zhì)量。也可適當縮短列車運行間隔時間。但為滿足旅客乘坐舒適性，制動系統(tǒng)的自動化程度及制動性能要求非常高。人控優(yōu)先和機控優(yōu)先2024/4/1635人控優(yōu)先

人控優(yōu)先的系統(tǒng)列車運行速度一般由司機控制，只有列車超過允許速度，設(shè)備才自動介入實施制動。司機制動優(yōu)先的系統(tǒng)優(yōu)點是便于發(fā)揮司機的責任感，充分發(fā)揮人的技術(shù)能力，減少設(shè)備對司機操縱的干擾。

值得注意：無論是那種制動優(yōu)先，緊急制動后只有停車后，才可緩解。2024/4/16362024/4/1637B7EB緩解制動2024/4/1638三、ATP相關(guān)處理邏輯限速處理

如果預(yù)先應(yīng)答器傳輸靜態(tài)限速位置和臨時限速，ATP車載裝置產(chǎn)生到指定限速起點前可減速的速度模式曲線。另外，對此模式也考慮坡度影響后作出。2024/4/1639應(yīng)答器鏈接

使用如果應(yīng)答器中的數(shù)據(jù)包含ETCS-5信息包，ATP車載設(shè)備根據(jù)測距情況，判斷在恰當位置的測距窗口中是否找到下一個應(yīng)答器。如果下一個應(yīng)答器被找到，ATP車載設(shè)備根據(jù)正常情況進行控制。如果在恰當位置的測距窗口中沒有找到下一個應(yīng)答器，ATP車載設(shè)備根據(jù)從前一個應(yīng)答器接收到的ETCS-5信息包中Q_LINKREACTION的定義進行處理。2024/4/1640ETCS-5為應(yīng)答器鏈接信息包，其中變量Q_LINKREACTION為2位，當應(yīng)答器鏈接失敗時，根據(jù)此變量的值A(chǔ)TP采取的措施如下：

00=緊急制動，01=常用制動，10=無反應(yīng)，11=備用既有線車站及區(qū)間，應(yīng)答器組鏈接失敗時，變量Q_LINKREACTION=10，ATP“無反應(yīng)”。特殊車站及區(qū)間應(yīng)答器丟失后，ATP控車可能存在不安全因素時，修改變量值為00或01。但是，不管Q_LINKREACTION的值是什么，如果應(yīng)答器丟失，ATP車載設(shè)備都將進行報警并記錄。2024/4/1641鎖載頻處理

列車開始走行TC11軌道電路后，只能檢出在TC11使用的載頻，對于軌道電路長Ls11，從TC11起點的Ls11-X跟前，TC13軌道電路內(nèi)的Ls11＋X的區(qū)間有可能檢出TC11使用的載頻和TC13使用的載頻這兩個頻率。之后，Ls11+X以后用TC13所指定的頻率固定。以后，反復(fù)實施本處理。在這里在區(qū)間X=100m，在站內(nèi)X=50m2024/4/1642注：此為37版，52版以后改為大滑行判斷參數(shù)：空轉(zhuǎn)：加速度a=5.5km/h

抱死：減速度b=6km/h滑行、空轉(zhuǎn)時的處理2024/4/1643單系故障

DMI出現(xiàn)以下文本信息：

與安全計算機1系通信故障與安全計算機2系通信故障安全計算機1系故障安全計算機2系故障STM1系故障STM2系故障四、異常情況應(yīng)急處理2024/4/1644

說明：在DMI報告上述文本信息時，表示ATP的其中一系發(fā)生異常，但另一系仍在正常工作。不具備處理異常條件下，列車可在ATP監(jiān)控下，正常行車。

在該種情況下，司機應(yīng)按照如下步驟進行操作：（1）使ATP斷電30秒后，重新啟動ATP。（2）ATP在重新啟動后，如仍有此類故障文本提示，司機應(yīng)立即報告列車調(diào)度員或車站值班員。2024/4/1645雙系故障

DMI出現(xiàn)以下文本信息：測速系統(tǒng)異常安全計算機雙系故障與安全計算機雙系通信故障STM雙系故障ATP設(shè)備故障BTM故障其他故障DMI雙系全部不工作速度傳感器斷線檢測2024/4/1646

說明：ATP雙系故障，ATP在VC以及該系的STM正常，并且DRU正常的情況下可以向LKJ傳輸機車信號。此時，可以由LKJ控車。

LKJ設(shè)備的操作方法，參考LKJ司機操作手冊

在該種情況下，司機應(yīng)按照如下步驟進行操作：（1）使ATP斷電30秒后，重新啟動ATP。（2）ATP在重新啟動后，如仍有此類故障文本提示，司機應(yīng)立即報告列車調(diào)度員或車站值班員。（3）將列控車載設(shè)備（ATP）隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換到“隔離”位置，運行等級將自動切換到CTCS0級，按調(diào)度命令行車。2024/4/1647DMI顯示異常

DMI出現(xiàn)以下文本信息：顯示器故障（按鍵粘連）DMI顯示不正?；驘o顯示

在該種情況下，司機應(yīng)按照如下步驟進行操作：（1）使ATP斷電30秒后，重新啟動ATP。（2）ATP在重新啟動后，如仍有此類故障文本提示，司機應(yīng)立即報告列車調(diào)度員或車站值班員。（3）對于單顯示DMI，將列控車載設(shè)備（ATP）隔離開關(guān)轉(zhuǎn)換到“隔離”位置，運行等級將自動切換到CTCS0級，按調(diào)度命令行車。（4）對于雙顯示DMI，司機按壓DMI切換開關(guān)，將DMI顯示功能切換到輔顯示屏顯示。2024/4/1648其他非ATP原因

地面列控中心、地面LEU、地面應(yīng)答器故障，引發(fā)列車無法高速運行時，司機應(yīng)立即報告列車調(diào)度員或車站值班員，按調(diào)度命令行車。說明：紅光帶等選擇【目視】行車模式時，需停車2分鐘后，手動切換可生效。緊急制動后，停車信號開放后，制動可手動緩解。2024/4/1649五、CTCS2-200H技術(shù)參數(shù)最大工作電壓：DC110Ｖ＊1.25最低工作電壓：DC110V＊0.7