高速列车运行控制系统课件.ppt

列车运行控制系统列车运行控制系统招招 标标v车辆车辆vATPATP铁道部提出铁道部提出“自主创新体系自主创新体系”原始创新集成创新引进消化，吸收创新 动车组动车组是由是由动力车动力车(M)(M)和和拖车拖车（T)T)组成，自组成，自带动力、带动力、可两端可两端驾驶驾驶、固定编组固定编组的旅客列车，的旅客列车，并并在日常的运营和维护中不解编在日常的运营和维护中不解编发发展展 趋趋势势 u头部流线型设计头部流线型设计u车体轻量化车体轻量化动力集中式动力集中式动力完全分散式动力完全分散式动力相对分散式动力相对分散式动车组制造情况表 项目阶段项目阶段 制造企业制造企业批 次整车进口散件组装国内制造四方股份/川崎重工第一批第一批3 3列列6 6列列5151列列第二批第二批0 00 06060列列BSP/庞巴迪第一批第一批0 00 02020列列第二批第二批0 00 02020列列长客股份/阿尔斯通第一批第一批3 3列列6 6列列5151列列唐山工厂/西门子第二批第二批3 3列列0 05757列列高速列车特点v舒适度强舒适度强v速度快速度快如何保证如何保证安全性？安全性？高速列车运行控制系统高速列车运行控制系统(ATC-CTCS)Automatic Train Control Chinese Train Control System高速铁路安全运行管理系统高速铁路安全运行管理系统高速铁路的神经中枢高速铁路的神经中枢 列车运行控制系统是根据列车在铁路线路列车运行控制系统是根据列车在铁路线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整的技术装备整的技术装备。

列车运行控制系统ATC（Automatic Train Control）列控中心是地面设备的核心，根据行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，实现对运行列车的控制电子单元LEU）引导语v我国是否有单位配备了这么一流的列控系统？v铁道部对发展我国列控系统的指导思想？ATO不配ATP+LKJ2000（机车运行监控装置）TDCSCTC取代ATS车站：联锁系统和列控中心（TCC)与列控系统结合与列控系统结合列控中心根据调度命令、进路状态、线列控中心根据调度命令、进路状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息，通过应答器和轨道电路传送给车信息，通过应答器和轨道电路传送给列车TCC自律机向列控中心发送临时限速自律机向列控中心发送临时限速信息，包括起点里程、长度、速度、起信息，包括起点里程、长度、速度、起止车次和时间等止车次和时间等ATC包括三个子系统：v列车自动监控ATS（Automatic Train Supervision）v列车自动防护ATP（Automatic Train Protection）v列车自动运行ATO（Automatic Train Operation）ATPATP子系统主要功能子系统主要功能 通过车载通过车载ATP系统和地面设备间的信息传输，来实现列系统和地面设备间的信息传输，来实现列车的安全间隔控制、超速防护及车门控制车的安全间隔控制、超速防护及车门控制,保证行车安全保证行车安全。

ATPATP的工作原理的工作原理 将信息（包括来自联锁设备和操作层面上的信将信息（包括来自联锁设备和操作层面上的信息、地形信息、前方目标信息和允许速度信息等）息、地形信息、前方目标信息和允许速度信息等）不断从地面传至车上，从而得到列车当前允许的不断从地面传至车上，从而得到列车当前允许的安全速度，依此对列车实现速度监督管理安全速度，依此对列车实现速度监督管理信号信号显示显示-允许速度值的量化）允许速度值的量化）ATOATO的子系统的功能的子系统的功能 控制列车在允许速度下运行，并自动调整列车速度，列车在区间或站外停车后，一旦信号开放可以，即可自动启动，系统控制列车到达站台的最佳制动点，使列车停止与预定目标点，停站结束后，保证车门关闭，列车能自动启动：当列车到达折返站时，自动准备折返ATSATS子系统的功能子系统的功能 主要功能是监控列车运行状态主要功能是监控列车运行状态,采用软采用软件方法实现联网、通信及列车运行管理自件方法实现联网、通信及列车运行管理自动化自动显示车次、运行位置和信号设备工作状态，自动或人工办理进路；编制管理列车运行图，自动调整运行计划，自动描绘或复制列车运行实迹，列车运行模拟仿真；对运行数据自动统计和制表等）。

列控系统的作用 (1)保障行车安全 (2)提高运行效率 列车运行自动控制系统（简称列控系统）是保证列车按照空间间隔制运行的技术方法，它是靠控制列车运行速度的方式来实现的列控如何实现其作用？列控如何实现其作用？u 采用技术方法，对运行列车进行间隔控 制（时间或空间）;u 追踪运行：满足安全制动距离的前提下，尽可能缩短追踪间隔;u 采取的技术：闭塞与防护时间间隔法：列车按照事先规定好的时间从车站发车，使前行列车和追踪列车间必须保持一定时间的行车方法已淘汰）空间间隔法：把线路划为若干分区，在每分区的同一时间内只允许一列车车运行，而使前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离的行车方式闭塞与防护闭塞与防护闭塞技术分类：站间闭塞 自动闭塞（国内外大量使用闭塞方法，三显或四显）装备列控系统的自动闭塞 固定闭塞 准移动闭塞 虚拟闭塞 移动闭塞利用信号机把区间划分为若干个装设轨道电路的闭塞分区，通过轨道电路将列车和通过信号机的显示联系起来，使信号机的显示随着列车运行位置而自动变换的一种闭塞方式1固定闭塞v 对应固定闭塞方式，列控系统采取分级速度防护模式v 我国铁路车载防护设备为“机车运行监控记录装置”LKJ-2000。

图1-1 固定闭塞示意图 线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区，一个分区只能被一列车占用，闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速、最不利制动率等最不利条件设计；固定闭塞的追踪目标点为前行列车所占用闭塞分区的始端，后行列车从最高速开始制动的计算点为要求开始减速的闭塞分区的始端，这两个点都是固定的，空间间隔的长度也是固定的，所以称为固定闭塞2准移动闭塞 准移动闭塞方式的列控系统采取目标距离防护模式，列车的控制一般采用一次抛物线制动曲线的方式准移动闭塞示意图 追踪目标点固定：追踪目标点固定：前行列车所占用前行列车所占用闭塞分区的始端，当然会留有一定的安闭塞分区的始端，当然会留有一定的安全距离全距离 开始制动点不固定开始制动点不固定：后行列车从最：后行列车从最高速度开始制动的计算点是根据目标距高速度开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决离、目标速度及列车本身的性能计算决定的空间间隔的长度是不固定空间间隔的长度是不固定3.移动闭塞 追踪列车的目标点是前行列车的尾部，空间间隔的长度是不固定的，所以称为移动闭塞无轨道电路、无闭塞分区，采用无线通信和无线定位技术来实现）移动闭塞示意图4、虚拟闭塞图1-3 虚拟闭塞示意图 虚拟闭塞的闭塞分区和轨旁信号机都是虚拟的、逻辑的。

无轨道电路，有闭塞分区)青藏铁路，由美国GE所做中国铁路列车运行控制系统中国铁路列车运行控制系统CTCS CTCS（Chinese Train Control SystemChinese Train Control System）v参照欧洲铁路ETCS，欧洲铁路综合移动通信系统GSM-R,根据中国铁路特点;v中国铁路CTCS体系的构建原则是以地面设备为基础，采用车载车载与地面设备地面设备统一设计CTCS应用等级vCTCS列控系统划分为了5个应用等级，即04级，其中:vCTCS系统对既有线的兼容能力是通过0级和1级来反映的v2级、3级、4级则是对现代列控系统技术的展现vCTCS各级均可通过技术装备实现向下兼容CTCS 列控技术体系形成过程列控技术体系形成过程2002年铁道部确定发展年铁道部确定发展CTCS的战略目标的战略目标2003年北京年北京UIC年会，铁道部宣布年会，铁道部宣布CTCS的基本架构和分级的基本架构和分级2004年铁道部制定年铁道部制定CTCS-2级技术规范级技术规范2005年初开始年初开始CTCS-2级工程实施级工程实施2006年年CTCS-2级试验和测试级试验和测试2007年年CTCS-2级级1-3月试运行，月试运行，4月商业运营月商业运营2007年年8月启动月启动CTCS-3级技术攻关级技术攻关CTCS系统基本功能系统基本功能(1)(1)安全防护安全防护l在任何情况下防止列车无行车许可运行。

在任何情况下防止列车无行车许可运行l防止列车超速运行防止列车超速运行防止列车超过进路允许速度防止列车超过进路允许速度防止列车超过线路结构规定的速度防止列车超过线路结构规定的速度防止列车超过机车车辆构造速度防止列车超过机车车辆构造速度防止列车超过临时限速及紧急限速防止列车超过临时限速及紧急限速防止列车超过铁路有关运行设备的限速防止列车超过铁路有关运行设备的限速l防止列车溜逸防止列车溜逸2)(2)人机界面人机界面 能够以字符、数字及图形等方式显示列车运能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离行速度、允许速度、目标速度和目标距离能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警表示以及设备故障状态的报警机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按钮和有关数据输入装置钮和有关数据输入装置具有标准的列车数据输入界面，可根据运营具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安全控制要求对输入数据进行有效性检查和安全控制要求对输入数据进行有效性检查3)3)检测功能检测功能l具有开机自检和动态检查功能。

具有开机自检和动态检查功能l具有关键数据和关键动作的记录功能及监测具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口4)(4)可靠性和安全性可靠性和安全性l按照信号故障导向安全原则进行系统设计按照信号故障导向安全原则进行系统设计l采用冗余结构采用冗余结构l满足电磁兼容性相关标准满足电磁兼容性相关标准CTCS简介简介CTCS系统结构图 铁路运输管理系统是行车指挥中心，以CTCS为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列车运行的控制和管理CTCS网络分布在系统的各个层面，通过有线和无线通信方式实现数据传输l列控中心（TCC）l轨道电路（ZPW2000）l点式设备（有源或无源应答器）l无线闭塞中心(RBC)车载安全计算机(EVC)连续信息接收模块（BTM）点式信息接收模块（STM）无线通信模块测速模块人机界面（DMI）记录单元等列车运行控制系统地面设备框图地面系统主要功能地面系统主要功能：(1)检查列车在区间的位置，(2)形成速度信号，(3)向列车传送允许速度、线路参数等信息列车速度列车速度VMAX列车制动距离列车制动距离闭塞分区闭塞分区先行列车先行列车相邻地面控制中心相邻地面控制中心地面控制中心地面控制中心轨道电路轨道电路信号机信号机相邻地面控制中心相邻地面控制中心 列车控制系统组成列车控制系统组成-地面系统地面系统列车运行控制系统在道旁设有控制中心，间隔约1520公里。

车载设备车载设备 主要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机控制台显示器、速度传感器等组成车载设备根据接收到的地面信息、列车特性，计算列车制动模式曲线，控制列车运行状态列车运行控制系统车载设备框图列车控制系统组成列车控制系统组成-车载设备车载设备司机显示器司机显示器信号接收机信号接收机制动控制单元制动控制单元天线天线速度传感器速度传感器CTCS系统构成图 行车指令由地面无线闭塞中心(RBC)通过GSMR无线网络发送给列车，列车按接收到的移动授权运行（线路参数、运行许可、临时限速等信息均通过RB。