第八章 列车运行控制系统 第一节 列控系统概述 第二节 机车信号 第三节 列车运行监控记录装置 第四节 CTCS-2系列系统

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1 第八章 列车运行控制系统 第一节 列控系统概述 第二节 机车信号 第三节 列车运行监控记录装置 第四节 CTCS-2系列系统 第五节 CTCS-3系列系统 第六节 TVM430列车自动控制系统 第七节 站内轨道电路电码化

2 第一节 列控系统概述 一、列控系统分类 二、列控系统的关键技术 三、列车速度的控制模式 四、CTCS列控系统 重点：列控系统的关键技术

3 第一节 列控系统概述 一、列控系统的分类 （1）按照地车信息传输方式分类： ①连续式列控系统， ②点式列控系统， ③点一连式列车运行控制系统
第一节 列控系统概述 一、列控系统的分类 （1）按照地车信息传输方式分类： 　　　①连续式列控系统， 　　　②点式列控系统， 　　　③点一连式列车运行控制系统 （2）控制模式分，分为两种类型： 　　　①阶梯控制方式 　　　 ·出口速度检查方式 ·入口速度检查方式 　　　②速度—距离模式曲线控制方式 　　　 ·速度-距离模式 （3）按照人机关系来分类，分为两种类型： 　　 ①设备优先控制的方式。 　　 ②司机优先控制方式， （4）按照闭塞方式：固定闭塞、移动闭塞 （5）按照功能、人机分工和自动化程度分

4 第一节 列控系统概述 1、列车测速与列车定位 一）、列车测速方法 a、轮轴旋转测速方法 ·测速电机方式 ·脉冲转速传感器方式
二、列控系统的关键技术 1、列车测速与列车定位 一）、列车测速方法 　　　　a、轮轴旋转测速方法 ·测速电机方式 　　 ·脉冲转速传感器方式 脉冲转速传感器安装在轮轴上，轮轴每转动一周，传感器输出一定数目的脉冲，这样脉冲的频率就与轮轴的转速成正比。输出脉冲经过隔离和整形后，直接输入到微处理器进行频率测量并换算成速度和走行距离。轮轴脉冲转速传感器测速基本公式为： 其中：π=3.1416； 　　　　D为车轮直径 　　　　n为车轮转速

5 第一节 列控系统概述 ·雷达测速方式 ·GPS测速定位方式 二）、列车定位方法 轨道电路绝缘节定位方法 计轴器定位方法 查询应答器方法
b.无线测速方式 　　·雷达测速方式 ·GPS测速定位方式 二）、列车定位方法 轨道电路绝缘节定位方法 计轴器定位方法 查询应答器方法 轨道环线定位方法 2、地—车信息传输技术 地面信息传递到车上目前有三种方式，一种是连续式传递信息方式，能连续不断地将地面信息即列车间隔、线路容许的速度等情况及时地向车上反应，使司机随时掌握列车速度，有利于保证行车安全和提高行车效率。另一种为点式传递信息方式。

6 第一节 列控系统概述 三、列车速度控制模式 　　分级控制模式 a、阶梯控制方式

7 第一节 列控系统概述 b、分级曲线控制方式

8 第一节 列控系统概述 c、速度—距离模式曲线控制方式

9 第一节 列控系统概述 1、CTCS列控系统的系统构成 2、CTCS基本功能 在任何情况下防止列车无行车许可运行。 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。 防止列车溜逸。 3、CTCS应用等级

10 第二节 机车信号 一、机车信号的定义和作用 二、机车信号的分类 三、机车信号低频信息定义及分配 四、JT1—CZ200机车信号车载系统 重点：JT1—CZ200机车信号车 载系统

11 第二节 机车信号 一、机车信号的定义及作用 机车信号 ：又称机车自动信号，是用设在机车司机室的机车信号机自动反映运行条件，指示司机运行的信号显示制度。为实现机车信号而装设的整套技术设备称为机车信号设备。 其作用为：能复示地面信号机的显示，改善司机的瞭望条件；在行车密度大列车速度快及载重量大的区段，司机采用机车信号，可较好地避免自然条件的干扰，提高司机接收信号的可靠性，提高行车安全程度，效果十分显著。

12 第二节 机车信号 二、机车信号的分类 按机车接收地面信息的时机分，机车信号可分为： 1、连续式机车信号 2、接近连续式机车信号

13 第二节 机车信号 三、机车信号低频信息定义及分配 1、机车信号信息定义
《机车信号信息定义及分配》定义了半自动闭塞、三显示自动闭塞、四显示自动闭塞区段各种机车信号低频信息定义 2、机车信号信息分配 这是特殊区段机车信号的信息分配，在三级显示和四级显示自动闭塞区段没有L2、L3、LU2、U3、H码，在半自动闭塞区段没有L2、L3、LU2、U2、U2S、U3、H码。

14 第二节 机车信号 四、JT1—CZ200机车信号车载系统 1、主要技术特点 2、系统功能 a、接收功能 b、输出功能 3、系统结构
4、主要部件 a、机车信号主机 b、机车信号机及开关 c、机车信号接收线圈 d、TAX2箱机车信号通信板

15 第三节 列车运行监控记录装置 一、LJK2000型监控装置的特点 二、LJK2000型监控装置的功能 三、监控装置速度控制模式 四、LJK2000型监控装置系统组成 五、信号输入/输出电路 六、机车安全信息综合检测装置 重点：作为了解内容

16 第三节 列车运行监控记录装置 列车运行监控记录装置简称监控装置，是我国铁路研制的以保障列车运行安全为主要目的的列车速度控制装置。下面是一个简略的介绍： 一、LJK2000型监控装置的特点 二、LJK2000型监控装置的功能 三、监控装置速度控制模式 1、速度监控的依据 2、素的监控的基本原理 3、速度监控模式 四、LJK2000型监控装置系统组成 五、信号输入/输出电路 1、信号输入电路 2、信号输出电路 3、系统故障电路 六、机车安全信息综合检测装置

17 第四节 CTCS-2系统 一、概述 二、CTCS-2级地面设备 三、CTCS-2级车载设备 重点：地面设备及车载设备

18 第四节 CTCS-2系统 一、概述 如图下所示客运专线CTCS 2级是基于轨道电路和点式信息设备传输列车运行许可信息并采用目标—距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。该系统面向提速干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。是一种点一连式列车运行控制系统。

19 第四节 CTCS-2系统 CTCS2列控系统由地面系统与车载设备组成，CTCS2系统设备组成见图

20 第四节 CTCS-2系统 二、CTCS-2级地面设备 列控中心系统组成
车站列控中心设置于车站信号楼，列控中心适用于装备计算机联锁/CTC的车站、区间中继站和控制无岔站的中继站(列控中心亦可使用在与CTCS-2级线路相衔接的CTCS-0级的TDCS车站)。列控中心与车站联锁、CTC车站分机、应答器地面电子单元（LEU）、ZPW-2000（UM）系列轨道电路、微机监测等设备的关系

21 第四节 CTCS-2系统 三、CTCS-2级车载设备
主要功能：列控数据采集，静态列车速度曲线计算，动态列车速度曲线的计算，缓解速度的计算，列车定位、速度的计算和表示、运行权限和限速在DMI上的表示。运行权限和限速的监控，在任何情况下防止列车无行车许可运行，防止列车超速运行，防止列车溜逸。列车超速时，车载设备的超速防护具备采取声光报警、切除牵引力、动力制动、空气常用制动、紧急制动等措施。车载设备发生故障时，及时报警提醒机车乘务员并对故障设备进行必要的隔离。司机行为的监控、反向运行防护、CTCS2信息的记录。

22 第四节 CTCS-2系统 列控车载系统组成 EB, SB DMI 155 Niveau 2 STM STBY 50 100 150 200
50 100 150 200 300 250 350 400 安全计算机 BTM 速度传感器 LKJ 列车接口单元 欧洲应答器天线 轨道电路 传感器 继电器接口 STM

23 第四节 CTCS-2系统 完全监控模式： 当车载设备具备列控所需的基本数据(轨道电路信息、应答器信息、列车数据)时，ATP车载设备可工作在完全监控模式。此时由ATP车载设备生成目标距离模式曲线，通过DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，控制列车安全运行。设备制动优先模式见图

24 第五节 CTCS-3系统 一、概述 二、CTCS-3级地面设备 三、CTCS-3级车载设备 四、GSM-R通信网络 重点：地面设备及车载设备

25 第五节 CTCS-3系统 一、概述　　　 CTCS3级列控系统是基于无线传输信息并采用传统方式检查列车占用的列车运行控制系统。面向提速干线、高速新线或特殊线路，基于无线通信的自动闭塞或虚拟自动闭塞，它可以叠加在既有干线信号系统上。CTCS3级适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，司机凭车载信号行车，满足客运专线和高速运输的需求。CTCS3级列控系统采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式。同时具有CTCS2级功能。其运行示意图如图

26 第五节 CTCS-3系统 CTCS3级列控系统示意图

27 第五节 CTCS-3系统 二、CTCS-3级地面设备
CTCS-3级列控系统包括地面设备和车载设备。地面设备由移动闭塞中心（RBC）、列控中心（TCC）、ZPW-2000（UM）系列轨道电路、应答器（含LEU）、GSM-R通信接口设备等组成；车载设备由车载安全计算机（VC）、GSM-R无线通信单元（RTU）、轨道电路信息接收单元（TCR）、应答器信息接收模块（BTM）、记录单元（JRU/DRU）、人机界面（DMI）、列车接口单元（TIU）等组成。

28 第五节 CTCS-3系统 CTCS-3级列控系统总体结构图如图

29 第五节 CTCS-3系统 CTCS-3级地面设备结构示意图

30 第五节 CTCS-3系统 三、CTCS3车载设备
车载设备采用分布式机构。设备包括车载安全计算机（VC）、GSM-R无线通信模块（RTM）、轨道电路信息接收单元（TCR）、应答器信息接收模块（BTM）、记录器（JRU）、人机界面（DMI）、列车接口单元（TIU）等。其总体结构图

31 第五节 CTCS-3系统 车载设备总体结构图

32 第五节 CTCS-3系统 四、GSM-R通信网络
　　　GSM-R由移动交换中心 （MSC）、基站控制器（BSC）、基站（BTS）、光传输设备（OTE）、移动终端（MT）、码型转换和速率适配单元（ TRAU）等组成。 　　　GSM-R核心网包括移动交换子系统、GPRS子系统、智能网子系统，应按照全路核心网建设规划建设，各条客运专线接入相关节点。

33 第五节 CTCS-3系统 　　　网络冗余覆盖技术 GSM-R无线网络采用交织冗余覆盖方案，排序为奇数（1、3、5…）或偶数（2、4、6…）的基站达到的覆盖都分别能够满足系统规定的QoS指标，如下图所示。这种覆盖结构允许在单点（单个基站或单个直放站远端机）故障的情况下仍然能够满足系统规定的QoS指标。其交织冗余覆盖示意图

34 第五节 CTCS-3系统 　　　RBC采用双套冗余设备。当两套设备均故障后，受其控制的列车将中断与RBC之间的通信连接，通信超时（T_NVCONTACT）后，由于列车不能从RBC收到任何消息，将实施制动。列车运行速度降至满足CTCS-2级系统运行所允许的速度时，自动转为CTCS-2级系统继续运行。 在满足需求的情况下，列控系统应该选择速率较低的承载业务，以提高数据传输的抗干扰性和可靠性。 　　　CTCS-3级车载设备与RBC之间使用GSM-R交换信息，为了保证通信安全（对发送端/接收端以及数据完整性的认证），CTCS-3级车载设备与RBC之间需要使用密钥。 　　　在通信开始时，发送端和接收端通过认证（自动识别和认证程序），交换的数据通过使用信息认证码受到保护。 　　　密钥管理中心（KMC）负责密钥的生成和分配。

35 　　1、列控系统的测速定位方法？ 　　2、交通场站设备合理分工的原则有哪些？主要有哪些方法？ 　　3、以铁路系统为例，简要说明技术作业场站运输流程与组织办法？