1、鐵路列車運行自動控制系統維護鐵路列車運行自動控制系統維護組長：高智強組長：高智強目錄第一章第一章. LKJ2000型運行監控維護型運行監控維護第二章第二章.CTCS-2級列車運行控制系統車載設備級列車運行控制系統車載設備第三章第三章.CTCS-2級列車運行控制系統地面設備級列車運行控制系統地面設備第四章第四章.CTCS-3級列車運行控制系統車載設備級列車運行控制系統車載設備第五章第五章.CTCS-3級列車運行控制系統地面設備級列車運行控制系統地面設備第一章第一章. LKJ列車運行監控記錄裝置列車運行監控記錄裝置 一、一、LKJ系統概述：系統概述： 二、二、LKJ系統組成：系統組成：掌握要求 L

2、KJ2000型監控裝置的功能； LKJ2000型監控裝置的組成 它它LKJ是中國列車運行控制系統是中國列車運行控制系統(CTCS Chinese Train Control System)體系的組成部分，是用于防止列車冒進信體系的組成部分，是用于防止列車冒進信號、運行超速和列車溜逸的重要行車設備。它在實現安全速號、運行超速和列車溜逸的重要行車設備。它在實現安全速度控制的同時，可采集記錄與列車安全運行有關的各種機車度控制的同時，可采集記錄與列車安全運行有關的各種機車運行狀態消息，促進了機車運行管理的自動化。運行狀態消息，促進了機車運行管理的自動化。 LKJ是中國列控系統是中國列控系統CTCS-0

3、/1級的重要裝置組成級的重要裝置組成 在我國鐵路既有線第六次提速中采用在我國鐵路既有線第六次提速中采用CTCS-2級列控系統級列控系統中，同時裝設中，同時裝設LKJ。當列車超速防護系統正常工作時由。當列車超速防護系統正常工作時由ATP控車。當地面設備不滿足控車。當地面設備不滿足CTCS-2級條件，或列車超速防護級條件，或列車超速防護故障時，故障時，C2可降低為可降低為CTCS-1級或級或CTCS-0級，由級，由LKJ控車。控車。LKJ列車運行監控記錄裝置列車運行監控記錄裝置一、一、 概述概述 列車運行監控記錄裝置（簡稱監控裝置）列車運行監控記錄裝置（簡稱監控裝置）源于上世紀源于上世紀80年代末

4、，隨著鐵路運輸發展對安年代末，隨著鐵路運輸發展對安全生產的要求，以及更為客觀地判定行車事故全生產的要求，以及更為客觀地判定行車事故責任，構思能否用微機技術實現對列車運行情責任，構思能否用微機技術實現對列車運行情況的記錄，該建議并得到了鐵道部有關部門及況的記錄，該建議并得到了鐵道部有關部門及一些高等院校的重視，于一些高等院校的重視，于1986年研發出樣機年研發出樣機機車運行記錄器（簡稱運記），開始在江機車運行記錄器（簡稱運記），開始在江岸機務段和鄭州機務段的機車上安裝試運行。岸機務段和鄭州機務段的機車上安裝試運行。監控裝置起源監控裝置起源 伴隨著計算機技術的不斷進步、軌道電路實伴隨著計算機技術的

5、不斷進步、軌道電路實現發碼化和在實踐中的不斷摸索完善，終于現發碼化和在實踐中的不斷摸索完善，終于在在19891989年有了成型產品年有了成型產品JKJK型列車運行監型列車運行監控記錄裝置，以后陸續開發了控記錄裝置，以后陸續開發了JKJK型、型、JK-JK-2H2H型、型、LKJ-93LKJ-93型及型及LKJ2000LKJ2000型監控裝置。型監控裝置。監控裝置的發展 伴隨著計算機技術的不斷進步、軌道伴隨著計算機技術的不斷進步、軌道電路實現發碼化和在實踐中的不斷摸電路實現發碼化和在實踐中的不斷摸索完善，終于在索完善，終于在19891989年有了成型產品年有了成型產品JKJK型列車運行監控記錄裝

6、置，以型列車運行監控記錄裝置，以后陸續開發了后陸續開發了JKJK型、型、JK-2HJK-2H型、型、LKJ-93LKJ-93型及型及LKJ2000LKJ2000型監控裝置。型監控裝置。 它們都是利用計算機技術，采用車載數據它們都是利用計算機技術，采用車載數據方式，將線路數據、允許速度及各類信號方式，將線路數據、允許速度及各類信號機、車站坐標預先存儲在監控裝置數據芯機、車站坐標預先存儲在監控裝置數據芯片中。當列車運行中，根據機車實際坐標片中。當列車運行中，根據機車實際坐標位置調用存儲在數據芯片中的數據，同時位置調用存儲在數據芯片中的數據，同時采集列車運行前方信號機顯示狀態，實時采集列車運行前方信

7、號機顯示狀態，實時計算列車制動距離，達到對列車運行安全計算列車制動距離，達到對列車運行安全的監控作用。的監控作用。二、系統成 LKJ2000型監控裝置于型監控裝置于2000年通過部級鑒定，裝年通過部級鑒定，裝置基本組成結構主要由主機箱、顯示器、速度傳置基本組成結構主要由主機箱、顯示器、速度傳感器、壓力傳感器等組成。列車行車命令通過軌感器、壓力傳感器等組成。列車行車命令通過軌道傳送給機車，地面線路數據存儲在監控主機中。道傳送給機車，地面線路數據存儲在監控主機中。主機完成列車運行速度、機車牽引工況、列車管主機完成列車運行速度、機車牽引工況、列車管壓力、機車信號色燈條件及地面線路參數的判斷、壓力、機

8、車信號色燈條件及地面線路參數的判斷、計算，及時發出相關指令，控制列車安全運行。計算，及時發出相關指令，控制列車安全運行。系統結構框圖（車載部分）圖圖1-1車載原理方框圖車載原理方框圖主機箱：控制中心，內部由主機箱：控制中心，內部由A A、B B兩組完全相同的控制單元兩組完全相同的控制單元組成。組成。8 8個插件排列順序依次為：監控記錄、地面信息、通個插件排列順序依次為：監控記錄、地面信息、通信、模擬量輸入信、模擬量輸入/ /出、預留、數字量輸入、數字量輸入出、預留、數字量輸入、數字量輸入/ /出、出、電源。電源。屏幕顯示器：有屏幕顯示器和數碼顯示器，屏幕顯示器以屏幕顯示器：有屏幕顯示器和數碼顯

9、示器，屏幕顯示器以屏幕滾動方式顯示實際運行速度軌跡曲線及模式限制速度屏幕滾動方式顯示實際運行速度軌跡曲線及模式限制速度曲線，以圖形、符號和文字形式顯示地面信號機的位置、曲線，以圖形、符號和文字形式顯示地面信號機的位置、種類以及運行線路的曲線、坡道、橋梁、隧道及道口信息。種類以及運行線路的曲線、坡道、橋梁、隧道及道口信息。列車事故狀態記錄器：在發生事故后可提供詳細、準確的列車事故狀態記錄器：在發生事故后可提供詳細、準確的列車運行狀態數據，事故狀態記錄器具備抗沖擊性能。列車運行狀態數據，事故狀態記錄器具備抗沖擊性能。系統組成系統組成轉儲器：將車載記錄數據轉錄至地面微機系統供分析處轉儲器：將車載記錄

10、數據轉錄至地面微機系統供分析處理，采用理，采用RS232RS232通信方式，能自動識別不同設備類型及通信方式，能自動識別不同設備類型及記錄書記格式。記錄書記格式。速度傳感器：提供速度信息，采用速度傳感器：提供速度信息，采用TQG15TQG15型或型或DF16DF16型光電式速度傳感器，滿足相位防溜功能型光電式速度傳感器，滿足相位防溜功能的需要，無相位防溜功能時，速度信號可分別的需要，無相位防溜功能時，速度信號可分別取自兩個速度傳感器。取自兩個速度傳感器。壓力傳感器：提供壓力信息，采用壓力傳感器：提供壓力信息，采用TQG14TQG14型機型機車壓力變送器，均衡風缸壓力信號用于反饋控車壓力變送器，

11、均衡風缸壓力信號用于反饋控制一制一提高常用制動減壓量控制精度；制動缸壓力信號提高常用制動減壓量控制精度；制動缸壓力信號主要在機車單機運行時作為狀態記錄依據。主要在機車單機運行時作為狀態記錄依據。指針式速度指示：采用指針式速度指示：采用ZLZL型或型或EQG3/8EQG3/8型雙針型雙針速度表，雙針速度表的實際速度與限制速度指速度表，雙針速度表的實際速度與限制速度指針依靠裝置主機驅動。雙針速度表照明電源采針依靠裝置主機驅動。雙針速度表照明電源采用機車照明電源。用機車照明電源。課后思考 1、了解LKJ2000型監控裝置發展概述。 2、掌握系統方框圖的組成？各起什么作用？二：列車運行控制系統二：列車

12、運行控制系統CTCS-2車載設備車載設備學習掌握要求：學習掌握要求： CTCS-2級列控車載設備負責接收地面數據命令信息，生成速度模式曲線，監控列車運行，保證行車安全。 車載設備的主要功能包括：自檢功能；數據的輸入和存儲；界面顯示；信息接收和發送；靜態曲線比較；動態曲線比較；列車定位；速度的測量及顯示；行車許可和限速命令顯示；行車許可和限制速度的監督；司機操作的監督；溜逸防護；信息記錄；自動過分相；站名和公里標顯示；在非CTCS-2級區段運行功能；特殊行車功能；其他防護功能。一.CTCS-2級車載設備的功能級車載設備的功能車載設備構成車載設備構成車載安全計算機車載安全計算機軌道信息接收模塊軌道

13、信息接收模塊 應答器信息接收天線應答器信息接收天線軌道電路信息接收模塊軌道電路信息接收模塊應答器信息接收模塊應答器信息接收模塊速度傳感器速度傳感器人機界面人機界面列車接口單元列車接口單元運行記錄單元運行記錄單元注釋：注釋： 動車組的兩端各安裝一套獨立的動車組的兩端各安裝一套獨立的ATP車載設備；總體結構采用硬件冗余結構，車載設備；總體結構采用硬件冗余結構，關鍵設備均采用雙套，核心設備采用二乘關鍵設備均采用雙套，核心設備采用二乘二取二結構，力求達到高安全性和可用性，二取二結構，力求達到高安全性和可用性，安全等級達到安全等級達到SIL4級。級。二、車載設備的構成：2.2.點式點式信息接收模塊信息接

14、收模塊（BTM)BTM) 負責與地面傳輸點式信息，一般指應答器傳輸模塊。應答器傳輸模塊負責與地面傳輸點式信息，一般指應答器傳輸模塊。應答器傳輸模塊通過應答器天線不斷向地面發送信號，當列車經過地面應答器時，地面通過應答器天線不斷向地面發送信號，當列車經過地面應答器時，地面應答器被激活，并將存儲的報文信息發送給應答器傳輸模塊，應答器被激活，并將存儲的報文信息發送給應答器傳輸模塊，BTM接收接收并解碼得到應答器報文并解碼得到應答器報文.1.1.車載安全計算機（車載安全計算機（VCC)VCC) 車載安全計算機是列控車載設備的核心，從各個模塊獲取信車載安全計算機是列控車載設備的核心，從各個模塊獲取信息，

15、根據列車運行速度、線路坡度、軌道電路的狀態等信息，息，根據列車運行速度、線路坡度、軌道電路的狀態等信息，生成制動模式曲線，與控制速度與目標距離模式曲線進行比較，生成制動模式曲線，與控制速度與目標距離模式曲線進行比較，使列車安全運行使列車安全運行.3.3.連續信息接收模塊連續信息接收模塊 連續信息接收模塊通過連續信息接收模塊通過STMSTM天線感應軌道電路的信息，由軟件解調出信天線感應軌道電路的信息，由軟件解調出信號的載頻和低頻信息，并將這些信息傳輸給安全計算機，從而為生成制動號的載頻和低頻信息，并將這些信息傳輸給安全計算機，從而為生成制動模式曲線提供數據信息，并且將原始信息提供給模式曲線提供數

16、據信息，并且將原始信息提供給LKJLKJ監控裝置。監控裝置。5. 5.人機界面人機界面(DMI)(DMI)DMI為司機提供列車數據為司機提供列車數據顯示。數據主要包括列顯示。數據主要包括列車運行速度，允許速度，車運行速度，允許速度，目標速度，和目標距離目標速度，和目標距離等信息。等信息。 DMI主要由顯示器，鍵主要由顯示器，鍵盤，音響，以及電源板，盤，音響，以及電源板，主板，主板，CPU板組成板組成.4. 4.速度傳感器速度傳感器測速和測距是通過速度傳感器來實現的。安裝在動車測速和測距是通過速度傳感器來實現的。安裝在動車組兩端車頭的第二軸和第三軸上，將各軸的轉速轉換組兩端車頭的第二軸和第三軸上

17、，將各軸的轉速轉換成電信后進行輸出給車載安全計算機。成電信后進行輸出給車載安全計算機。6.列車接口單元（列車接口單元（TIU) 列車接口單元是車載設備與動車組的接口。車載設備通列車接口單元是車載設備與動車組的接口。車載設備通過列車接口單元獲得來自動車組的各種開關量和反饋信息，過列車接口單元獲得來自動車組的各種開關量和反饋信息，并通過它將制動和相關控制命令輸出至動車組。列控系統和并通過它將制動和相關控制命令輸出至動車組。列控系統和車載設備與列車之間有輸入和輸出信號車載設備與列車之間有輸入和輸出信號7.記錄單元記錄單元 記錄單元用來記錄車載設備的工作等級，工作模式，設記錄單元用來記錄車載設備的工作

18、等級，工作模式，設備狀態，司機的操作以及車載設備與地面設備間的全部信息備狀態，司機的操作以及車載設備與地面設備間的全部信息交互等，目的是清楚的了解車載設備的功能及司機駕駛列車交互等，目的是清楚的了解車載設備的功能及司機駕駛列車的過程的過程.課后思考題 了解車載設備的功能都有哪些？ 掌握各單元的功能是什么？第三章：列車運行控制系統第三章：列車運行控制系統CTCS2地面設備地面設備 列控系統地面設備列控系統地面設備車站列控中心車站列控中心室內設備室內設備室外設備室外設備應答器應答器地面設備地面設備軌道電路軌道電路學習要求技術特點技術特點一一.車站列控中心車站列控中心（1）簡介：）簡介： 車站列控中

19、心（簡稱車站列控中心（簡稱TCC）是地面列車運行控制的核心，）是地面列車運行控制的核心，傳輸車站連鎖、列車超速防護系統所需要的全部地面信息，傳輸車站連鎖、列車超速防護系統所需要的全部地面信息，通過驅動接口控制相應的道岔、信號機及軌旁設別。采用通過驅動接口控制相應的道岔、信號機及軌旁設別。采用冗余的硬件結構，適用于裝備計算機連鎖或冗余的硬件結構，適用于裝備計算機連鎖或6502電氣集電氣集中、中、CTC或或TDCS車站。車站。CTCS-2列控系統框圖見圖所示。列控系統框圖見圖所示。車站列控中心根據調度命令、進路狀態、線路參數等產生車站列控中心根據調度命令、進路狀態、線路參數等產生進路及臨時限速等相

20、關控車信息，通過有源應答器及軌旁進路及臨時限速等相關控車信息，通過有源應答器及軌旁 電路傳送給列車。既有線暫按獨立列控方式設置，將電路傳送給列車。既有線暫按獨立列控方式設置，將來可考慮聯鎖、列控、區間一體化設置。車站列控中來可考慮聯鎖、列控、區間一體化設置。車站列控中心從心從CTC或或TDCS獲得統一時鐘，并按統一時鐘進行系獲得統一時鐘，并按統一時鐘進行系統管理和控制。車站列控中心設備影響時間不大于統管理和控制。車站列控中心設備影響時間不大于1S。車站列控中心設備采用統一的標準，具有通用性。在車站列控中心設備采用統一的標準，具有通用性。在CTC或或TDCS的車站車務終端上設有特定的列控中心人的

21、車站車務終端上設有特定的列控中心人機界面，包括輸入、確認等，與既有車站車務終端的機界面，包括輸入、確認等，與既有車站車務終端的相關內容進行統一。相關內容進行統一。（2）主要功能：）主要功能： a：臨時限速功能：臨時限速功能 b：接車進路信息預告功能：接車進路信息預告功能 （3）技術特點：）技術特點： 1）采用時鐘同步比較的）采用時鐘同步比較的2乘乘2取取2安全型計算機系統，分為安全型計算機系統，分為1、2兩系。各系內部為兩系。各系內部為2取取2結構，雙系互為備份。結構，雙系互為備份。 2）以計算機聯鎖系統采用相同的硬件平臺，為今后實現）以計算機聯鎖系統采用相同的硬件平臺，為今后實現 聯絡列控一

22、體化、減少設備投資和維護費用奠定了基礎。聯絡列控一體化、減少設備投資和維護費用奠定了基礎。 3）采用雙套）采用雙套GPS始終系統，與調度中心接受相同的衛星始終系統，與調度中心接受相同的衛星信號，最大可能的保證了列控系統的精確時鐘。信號，最大可能的保證了列控系統的精確時鐘。 4）采用硬件電路實現雙機熱備狀態控制保證在任意時刻只）采用硬件電路實現雙機熱備狀態控制保證在任意時刻只能有一臺處于主用狀態，雙擊切換時間少于能有一臺處于主用狀態，雙擊切換時間少于200ms 5）提供完善的維護系統，能夠記錄列控中心運行的每個狀）提供完善的維護系統，能夠記錄列控中心運行的每個狀態并進行數據回收。態并進行數據回收

23、。 6）采用高速的環形光纖網絡，構成雙擊同步檢測通道。）采用高速的環形光纖網絡，構成雙擊同步檢測通道。 7）與外部重要系統之間均采用交叉連接的通訊方式實現物）與外部重要系統之間均采用交叉連接的通訊方式實現物理連接的冗余。理連接的冗余。 8）模塊化程序結構設計對程序和數據進行固化并實時進行）模塊化程序結構設計對程序和數據進行固化并實時進行檢測保證數據正確性檢測保證數據正確性。（4）系統結構：）系統結構： 1） 列控中心主要由列控中心主機（下圖）和檢測列控中心主要由列控中心主機（下圖）和檢測機組成，主機采用機組成，主機采用2乘乘2取取2可靠性和安全性冗余結構。可靠性和安全性冗余結構。 2)車站列控

24、中心有兩種不同的結構，分別車站列控中心有兩種不同的結構，分別適用于計算機聯鎖和適用于計算機聯鎖和6502電器集中聯鎖。電器集中聯鎖。 它兩不同之處只在于列控中心要通過它兩不同之處只在于列控中心要通過繼電接口采集繼電接口采集6502電氣集中的進路信息并電氣集中的進路信息并控制其限速降級顯示，將對計算機聯鎖系控制其限速降級顯示，將對計算機聯鎖系統的統的RS422通信接口更換為安全智能通信接口更換為安全智能I/O組組合。合。（5）系統接口）系統接口1）與）與CTC/TDCS接口（接口（P口）口） 列控中心與列控中心與CTC/TDCS系統的接口屬于安全通信接口，采系統的接口屬于安全通信接口，采用標準異

25、步用標準異步RS422串行接口，與串行接口，與CTC/TDCS的雙機之間形的雙機之間形成交叉互連的冗余通道。成交叉互連的冗余通道。 列控中心主要功能需求列控中心主要功能需求 從從TDCS、CTC中獲取調度命令，包括接發車信息、臨時中獲取調度命令，包括接發車信息、臨時限速信息（起點里程、長度、速度、車次、起止時間等）、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。運行方向信息等。 臨時限速信息也可由值班員在列控中心人機界面人工傳輸，臨時限速信息也可由值班員在列控中心人機界面人工傳輸，通過通過TDCS、CTC戰機想列控中心傳送。戰機想列控中心傳送。 對于對于TDCS，經車站值

26、班員人工確認后方可執行。，經車站值班員人工確認后方可執行。 應能自動反饋執行結果，出現問題及時報警。應能自動反饋執行結果，出現問題及時報警。 2）與計算機聯鎖系統接口（）與計算機聯鎖系統接口（Q口）口） 從車站連鎖系統獲得得車站記錄和相關實習信息，包括從車站連鎖系統獲得得車站記錄和相關實習信息，包括進路、出站、通過、進路、股道號、信號機開放等。進路、出站、通過、進路、股道號、信號機開放等。 根據需要，輸入進站或進站信號機點黃燈、接近區段軌根據需要，輸入進站或進站信號機點黃燈、接近區段軌道電路發黃碼控制條件，由聯鎖完成控制和驅動。道電路發黃碼控制條件，由聯鎖完成控制和驅動。對于站型簡單、對于站型

27、簡單、6502電氣集中中間站，在保證安全控電氣集中中間站，在保證安全控車的前提下，車的前提下，Q口可考慮簡化處理：對進站能區分進口可考慮簡化處理：對進站能區分進站信號機，正線通過，道岔直向或側向接車，對出戰站信號機，正線通過，道岔直向或側向接車，對出戰能區分是正向還是反向發車。能區分是正向還是反向發車。3）與監測系統連接（）與監測系統連接（R口）口） 列控中心應具有自檢、自診、檢測功能，含列控中心應具有自檢、自診、檢測功能，含LEU及相及相關通道監測，自動向車站微機監測系統傳送監測信息。關通道監測，自動向車站微機監測系統傳送監測信息。 4）與）與LEU接口（接口（S口）口） LEU按照列控中心

28、產生的應答器報文地址，實時選按照列控中心產生的應答器報文地址，實時選擇對應的報文向有源應答器傳送。擇對應的報文向有源應答器傳送。 未辦理進路或未辦理進路或LEU與應答器通信中斷時，應答器應與應答器通信中斷時，應答器應有保證行車安全的缺省報文。有保證行車安全的缺省報文。 二二.地面應答器地面應答器（1）簡介：）簡介： 應答器是一種用于地面向列車信息傳送的電視設備，分為應答器是一種用于地面向列車信息傳送的電視設備，分為無源應答器和有源應答器。主要用途是向列控車載設別提無源應答器和有源應答器。主要用途是向列控車載設別提供可靠的地面固定信息和可變信息，也能像車載子系統發供可靠的地面固定信息和可變信息，

29、也能像車載子系統發送報文信息。送報文信息。（2)傳送信息傳送信息: 1）線路基本參數：如線路坡度、軌道區段等參數；）線路基本參數：如線路坡度、軌道區段等參數； 2）線路速度信息：如線路最大允許速度、列車最大允許）線路速度信息：如線路最大允許速度、列車最大允許速度等；速度等； 3）臨時限速信息：當需要對列車運行速度進行限制時，向列）臨時限速信息：當需要對列車運行速度進行限制時，向列車提供臨時限速信息；車提供臨時限速信息； 車站進路信息：根據車站接發車進路，向列車提供車站進路信息：根據車站接發車進路，向列車提供“線線路坡度路坡度”、“線路速度線路速度”、“軌道區段軌道區段”、等參數；、等參數； 4

30、）道岔信息：給出前方道岔側向允許列車運行的速度；）道岔信息：給出前方道岔側向允許列車運行的速度； 5）特殊定位信息：如升降弓、進出隧道、鳴笛、列車定位）特殊定位信息：如升降弓、進出隧道、鳴笛、列車定位等等; 6）其他信息：固定障礙物信息、列車運行目標數據、鏈接）其他信息：固定障礙物信息、列車運行目標數據、鏈接數據等。數據等。( 3 ) 地面應答器設備組成地面應答器設備組成: 1)無源應答器：傳輸固定信息，主要提無源應答器：傳輸固定信息，主要提供包括線路的坡度、閉塞分區和軌道電供包括線路的坡度、閉塞分區和軌道電路長度、載頻、線路固定限速等信息。路長度、載頻、線路固定限速等信息。 2)有源應答器：

31、傳輸可變信息。接收車有源應答器：傳輸可變信息。接收車站列控中心的信息，并向列車傳送。必站列控中心的信息，并向列車傳送。必須通過專用的應答器電纜與須通過專用的應答器電纜與LEU相連，相連，用于發送來自于用于發送來自于LEU的報文，在既有線的報文，在既有線提速區段，有源應答器設置在車站進站提速區段，有源應答器設置在車站進站端和出站端，主要發送限速信息進路端和出站端，主要發送限速信息進路。1 1）LEULEU的功能：的功能： 存儲幾百條至上千條報文。存儲幾百條至上千條報文。 接收外部發送的應答器報文并連續向應答器轉發。每接收外部發送的應答器報文并連續向應答器轉發。每一臺一臺LEULEU可以同時向可以

32、同時向4 4臺有源應答器發送不同信息臺有源應答器發送不同信息內容的報文。內容的報文。 接收外部發送的控制命令，根據控制命令選擇一接收外部發送的控制命令，根據控制命令選擇一條預先存儲的報文并連續向應答器發送。條預先存儲的報文并連續向應答器發送。 如果如果 LEULEU自身故障或輸入通道故障時，則會自身故障或輸入通道故障時，則會向應答器發送預先存儲的報文信息。向應答器發送預先存儲的報文信息。 當有車載天線經過有源應答器上方時，當有車載天線經過有源應答器上方時，LEULEU不轉換新的報文。不轉換新的報文。 輸出開路與短路信息。輸出開路與短路信息。 設備自檢及事件記錄，并向外部設備上傳設備自檢及事件記

33、錄，并向外部設備上傳 2 2）內部連接結構）內部連接結構 電源板電源板CALECALE：電源板通過插頭連接外部的：電源板通過插頭連接外部的DC24VDC24V電源，將其轉換為電源，將其轉換為LEULEU所需的工作電源所需的工作電源。 數據處理板數據處理板CRTECRTE：數據處理板是：數據處理板是LEULEU的核心處理單元。的核心處理單元。 串行輸入接口板串行輸入接口板SLEBSLEB：將：將RS422RS422接口電平轉換為數字電路接口電平轉換為數字電路電平。電平。 輸出板輸出板SERBSERB： (5)(5)應答器應答器 應答器系統是一種采用電磁感應原理構成的高速點式數據傳應答器系統是一種

34、采用電磁感應原理構成的高速點式數據傳輸設備，用于在輸設備，用于在 特定地點實現地面與列車間的相互通信。特定地點實現地面與列車間的相互通信。 車載天線與應答器之間按電磁耦合的原理進行工作。車載天線與應答器之間按電磁耦合的原理進行工作。 不論是有源應答器還是無源應答器，其工作原理相同：當列不論是有源應答器還是無源應答器，其工作原理相同：當列車經過地面應答器上方時，應答器接收到列控車載設備點式車經過地面應答器上方時，應答器接收到列控車載設備點式 1 1）應答器的工作過程）應答器的工作過程 接收電磁能量；接收電磁能量； 建立工作電源；建立工作電源； 循環發送報文，直至能量消失。循環發送報文，直至能量消

35、失。 2 2）應答器的接口）應答器的接口 A A接口：是應答器與列控車載設備之間的無線傳輸接口，接口：是應答器與列控車載設備之間的無線傳輸接口，有上行數據接口有上行數據接口A1A1、信息接收天線發送的電磁能量后，應答器將能量轉換為工作電信息接收天線發送的電磁能量后，應答器將能量轉換為工作電源，啟動電子電路工作，把預先存儲或源，啟動電子電路工作，把預先存儲或LEULEU傳送的傳輸報文循傳送的傳輸報文循環發送出去，直至能量消失。環發送出去，直至能量消失。供電接口供電接口A4A4、編程接口、編程接口A5A5。 A1A1接口是應答器向列控車載設備傳輸數據報文的接口。接口是應答器向列控車載設備傳輸數據報

36、文的接口。 A4A4接口是列控車載設備向應答器提供工作電源的接接口是列控車載設備向應答器提供工作電源的接口。口。 A5 A5接口用于對應答器進行編程，即寫入報文及生產接口用于對應答器進行編程，即寫入報文及生產制造標識信息。制造標識信息。 C C接口：是接口：是LEULEU與有源應答器之間的數據傳輸接口，與有源應答器之間的數據傳輸接口，具有具有C1C1接口、接口、 C6C6接口、接口、C4C4接口。接口。 C1 C1接口用于接口用于LEULEU向有源應答器傳送報文。向有源應答器傳送報文。 C6C6接口是由接口是由LEULEU給有源應答器接口電路提供電源的接口。給有源應答器接口電路提供電源的接口。

37、 C4C4接口用與有源應答器向接口用與有源應答器向LEULEU發送列車通過信息。發送列車通過信息。3 3）應答器的功能）應答器的功能 接收電能信號：探測、解調遠程能量信號。接收電能信號：探測、解調遠程能量信號。 上行鏈路信號產生，該功能是應答器通過接口上行鏈路信號產生，該功能是應答器通過接口A1A1向車載向車載傳送報文傳送報文。 啟動時的方式選擇是發送自身存儲的報文還是啟動時的方式選擇是發送自身存儲的報文還是發送接口發送接口C C來的報文。來的報文。 傳音防護：對上行鏈路的限制。傳音防護：對上行鏈路的限制。 操作操作/ /編程模式的管理編程模式的管理。 4)4)應答器的安裝應答器的安裝 應答器

38、應按裝在軌枕中央，其表面應低于鋼軌表面應答器應按裝在軌枕中央，其表面應低于鋼軌表面93190mm93190mm 應答器間最小安裝距離應滿足：應答器間最小安裝距離應滿足：s 180km/hs 180km/h時，時，d=2.3md=2.3m 180km/h 180km/hs300km/hs300km/h時，時，d=3.0m;300km/h d=3.0m;300km/h s s 500km/h500km/h時，時，d=5.0md=5.0m 應答器課成組安裝，每組最多應答器課成組安裝，每組最多8 8個，同一組中兩相鄰應答器個，同一組中兩相鄰應答器的間距不得大于的間距不得大于12m12m 應答器應盡量安

39、裝在最小曲線半徑大于應答器應盡量安裝在最小曲線半徑大于300m300m的線路上。的線路上。 應答器的具體安裝位置應綜合其作用、車載天線位置、信應答器的具體安裝位置應綜合其作用、車載天線位置、信號機等因素統籌考慮。號機等因素統籌考慮。 有源應答器地面電子單元（有源應答器地面電子單元（LEULEU）應集中設置在信號樓，）應集中設置在信號樓，LEULEU與有源應答器采用專用應答器電纜連接，電纜最大長度應不與有源應答器采用專用應答器電纜連接，電纜最大長度應不小于小于5km.5km. 車載應答器天線安裝在車載中心線位置，距離軌面車載應答器天線安裝在車載中心線位置，距離軌面156279mm156279mm

40、，兩相鄰天線間距至少應為，兩相鄰天線間距至少應為2m.2m. 5) 5)應答器的命名規則應答器的命名規則 每個應答器的編號由大區編號、分區編號、車站編號和每個應答器的編號由大區編號、分區編號、車站編號和單元編號組成。單元編號組成。 大區編號：由三位十進制表示，編號范圍為大區編號：由三位十進制表示，編號范圍為1 1127.127. 分區編號：由一位十進制表示，編號范圍為分區編號：由一位十進制表示，編號范圍為1 1 7.7. 車站編號：由二位十進制表示，編號范圍為車站編號：由二位十進制表示，編號范圍為1 1 60.60. 單元編號：由三位十進制表示，編號范圍為單元編號：由三位十進制表示，編號范圍為

41、1 1 255.255.(6)(6)級間切換（補充）級間切換（補充） 1 1）CTCS-0CTCS-0級與級與CTCS-2CTCS-2級之間的轉換實際上是控車權的交級之間的轉換實際上是控車權的交換換 2 2）圖中有三個應答器均為無源應答器，分別為：正向預）圖中有三個應答器均為無源應答器，分別為：正向預告點（發送預告信息，提示做好轉換準備）、切換執行點告點（發送預告信息，提示做好轉換準備）、切換執行點（實施切換）、反向預告點（發送預告信息，提示做好轉（實施切換）、反向預告點（發送預告信息，提示做好轉換準備）。換準備）。 3 3）根據列車運行方向，列車經過正向預告點時，預告將在前根據列車運行方向，

42、列車經過正向預告點時，預告將在前方方240m240m處要進行級間轉換，到達切換執行處要進行級間轉換，到達切換執行點時進行切換，點時進行切換，速度降低，控車權由速度降低，控車權由ATPATP轉為轉為LKJLKJ，當，當0 0級向級向2 2級轉換級轉換時，列車經過時，列車經過反向預告點。預告將在前方反向預告點。預告將在前方240m240m處要進行級處要進行級間轉換，到達切換執行點時進行切換，速度提高，控車權由間轉換，到達切換執行點時進行切換，速度提高，控車權由LKJLKJ轉為轉為ATPATP。 4 4）當在轉換的過程中出現問題時，預先制動后轉換。）當在轉換的過程中出現問題時，預先制動后轉換。有源應

43、答器的報文按應答器編碼規則編制，各報文均固化有源應答器的報文按應答器編碼規則編制，各報文均固化在在LEU中，內容包括編碼、連接關系、臨時限速（至限速中，內容包括編碼、連接關系、臨時限速（至限速始點距離、限速區長度、限速速度）、進路長度、電碼化始點距離、限速區長度、限速速度）、進路長度、電碼化及線路載頻、線路固定信息等。及線路載頻、線路固定信息等。5）與）與GPS接口接口 列控中心系統與列控中心系統與GPS授時系統接口采用標準異步授時系統接口采用標準異步RS232串行接口，與兩個串行接口，與兩個GPS系統形成交叉互連的冗余結構系統形成交叉互連的冗余結構。軌道電路軌道電路（1 1）軌道電路的作用：

44、）軌道電路的作用： 完成列車占用檢測及列車完整性檢查。完成列車占用檢測及列車完整性檢查。 提供列車運行前方空閑閉塞分區數量。提供列車運行前方空閑閉塞分區數量。 為為CTCS-2CTCS-2級提供行車許可。級提供行車許可。（2 2）CTCS2CTCS2級列車運行控制系統采用既有的級列車運行控制系統采用既有的ZPW2000ZPW2000系列無絕緣軌道電路。根據系列無絕緣軌道電路。根據機車信號定義及分配機車信號定義及分配，CTCS2CTCS2級列車運行控制系統中軌道電路的基本碼序為：級列車運行控制系統中軌道電路的基本碼序為： 1 1）停車碼序：）停車碼序：L5L5 L4 L3 L2 L LU U H

45、U;L5L5 L4 L3 L2 L LU U HU; 2 2）45km/h45km/h接車進路碼序：接車進路碼序：L5 L5 L4 L3 L2 L L5 L5 L4 L3 L2 L LU U2 UU;LU U2 UU; 3 3）80km/h80km/h接車進路碼序：接車進路碼序：L5 L5 L4 L3 L2 L L5 L5 L4 L3 L2 L LU U2S UUS;LU U2S UUS; 4 4）軌道電路信息中的）軌道電路信息中的HUHU、UUUU、UUSUUS三個信息碼具有明確的三個信息碼具有明確的速度含義，具體為：速度含義，具體為：HU:0km/h;UU:45km/h;UUS:80km/

46、hHU:0km/h;UU:45km/h;UUS:80km/h。課后思考題 1、掌握地面設備的總體組成？ 2、車站列控中心的功能是什么？ 3、LEU的功能是什么？ 4、軌道電路的組成？ 5、軌道電路的作用？車站列控中心 車站列控中心（簡稱車站列控中心（簡稱TCC）是地面列車）是地面列車運行控制系統的核心，傳輸車站連鎖、列車超運行控制系統的核心，傳輸車站連鎖、列車超速防護系統所需要的全部地面信息，通過驅動速防護系統所需要的全部地面信息，通過驅動接口控制相應的道岔、信號機及軌旁設備。采接口控制相應的道岔、信號機及軌旁設備。采用冗余的硬件結構，適用于裝備計算機聯鎖或用冗余的硬件結構，適用于裝備計算機聯

47、鎖或6502電器集中、電器集中、CTC或或TDCS車站。車站列控車站。車站列控中心根據調度命令、進路狀態、線路參數等產中心根據調度命令、進路狀態、線路參數等產生進路及臨時限速等相關控車信息，通過有源生進路及臨時限速等相關控車信息，通過有源應答器及軌道電路傳送給列車。既有線暫按獨應答器及軌道電路傳送給列車。既有線暫按獨立列控方式設置，將來可考慮聯鎖、裂空、區立列控方式設置，將來可考慮聯鎖、裂空、區間一體化設置。間一體化設置。 車站列控中心從車站列控中心從CTC或或TDCS獲得統一時獲得統一時鐘，并按統一時鐘進行系統管理和控制。車站鐘，并按統一時鐘進行系統管理和控制。車站列控中心設備影響時間不大于

48、列控中心設備影響時間不大于1s，車站列控，車站列控中心設備采用統一的標準，具有通用性。在中心設備采用統一的標準，具有通用性。在CTC或或TDCS的車站車務終端上設有特定的列的車站車務終端上設有特定的列控中心人機界面，包括輸入、確認、顯示方式控中心人機界面，包括輸入、確認、顯示方式等，與既有車站車務終端的相關內容進行統一等，與既有車站車務終端的相關內容進行統一。列控中心設備 主要功能：根據其管轄范圍內列車位置、聯主要功能：根據其管轄范圍內列車位置、聯鎖進路以及線路限速狀況等信息，確定各列車運鎖進路以及線路限速狀況等信息，確定各列車運行許可，并通過軌道電路及點式應答器實時傳送行許可，并通過軌道電路

49、及點式應答器實時傳送給相關列車。具體功能如下：給相關列車。具體功能如下： （1）接車進路信息預告功能：在聯鎖系統上辦）接車進路信息預告功能：在聯鎖系統上辦理接車、發車或通過進路，信號開放后，聯鎖系理接車、發車或通過進路，信號開放后，聯鎖系統把接發車進路信息發送給列控中心。統把接發車進路信息發送給列控中心。 （1）臨時限速功能：在）臨時限速功能：在CTC車務終端的臨時限車務終端的臨時限速界面上，調出限速命令窗口，在該窗口內輸入速界面上，調出限速命令窗口，在該窗口內輸入（或選擇）操作員姓名、命令號、限速起點、限（或選擇）操作員姓名、命令號、限速起點、限速長度、速度級別、線路號和預計限速時間長度速長

50、度、速度級別、線路號和預計限速時間長度等相關內容。對輸入（或選擇）內容進行有效性等相關內容。對輸入（或選擇）內容進行有效性檢查，如果輸入內容不合法，則給出提示；如果檢查，如果輸入內容不合法，則給出提示；如果輸入內容合法，則生成限速命令數據包，然后將輸入內容合法，則生成限速命令數據包，然后將其發送至列控中心。其發送至列控中心。 2.地面應答器地面應答器 地面應答器是一種用于地面向列車信息地面應答器是一種用于地面向列車信息傳輸的點式設備，分為無源應答器和有源應傳輸的點式設備，分為無源應答器和有源應答器。答器。 功能功能:主要用途是向列控車載設備提供可主要用途是向列控車載設備提供可靠的地面固定信息和

51、可變信息，也能向車載靠的地面固定信息和可變信息，也能向車載子系統發送報文信息。子系統發送報文信息。地面應答器 無源應答器（組）：主要用于提供包括線無源應答器（組）：主要用于提供包括線路的坡度、閉塞分區或軌道電路長度、載頻、路的坡度、閉塞分區或軌道電路長度、載頻、線路固定限速等信息。線路固定限速等信息。 有源應答器：傳輸可變信息。接收車站列有源應答器：傳輸可變信息。接收車站列控中心的信息，并向列車傳送。必須通過專用控中心的信息，并向列車傳送。必須通過專用的應答器電纜與的應答器電纜與LED設備連接，可以根據設備連接，可以根據LED設備所發送的設備所發送的報文，變化的向列車傳送報文，變化的向列車傳送

52、應答器報應答器報 文信息。向列車傳送應答器報文信息。與文信息。向列車傳送應答器報文信息。與LEDLED（地面電子單元）連接，用于發送來自于（地面電子單元）連接，用于發送來自于LEDLED的的報文，在既有線提速區段，有源應答器設置在車報文，在既有線提速區段，有源應答器設置在車站進站端和出戰段，主要發送進路信息和臨時限站進站端和出戰段，主要發送進路信息和臨時限速信息。速信息。 地面電子單元地面電子單元LEULEU屬于地面應答器的一部分，屬于地面應答器的一部分，用來實現車地信息傳輸。地面電子單元主要功能：用來實現車地信息傳輸。地面電子單元主要功能：接收外部發送的應答器報文并連續向應答器轉發。接收外部

53、發送的應答器報文并連續向應答器轉發。根據控制命令選擇一條預先存儲的報文并連續向根據控制命令選擇一條預先存儲的報文并連續向應答器發送。應答器發送。地面電子單元及應答器 地面電子單元結構與原理：應答器地面電子地面電子單元結構與原理：應答器地面電子單元是通過鐵道部開展的重要技術裝備的技術引單元是通過鐵道部開展的重要技術裝備的技術引進和國產化工作，進和國產化工作，LEU設備安裝與車站列控中心設備安裝與車站列控中心機柜中，占用一層。主要用于實時接受列控中心機柜中，占用一層。主要用于實時接受列控中心傳送的報文數據并將其發送給有源應答器，實現傳送的報文數據并將其發送給有源應答器，實現數據的安全傳輸。數據的安

54、全傳輸。 LEU與有源應答器連接，周期性地接受來自與有源應答器連接，周期性地接受來自于車站列控中心的報文，并連續不斷的向有源應于車站列控中心的報文，并連續不斷的向有源應答器發送可變信息的報文。答器發送可變信息的報文。 既有線提速區段采用了歐標點式應答器，有阿爾斯通和CSEE兩家公司的LEU。兩種LEU外形和實現的方式不同，但基本功能相同，以下分別描述。LEU的功能 LEU是故障-安全設備，是信號系統與應答器之間提供接口主要有以下功能： 存儲幾百條之上千條報文。 接收外部發送的應答器報文并連續向應答器轉發。一臺LEU可以同時向4臺有源應答器發送不同信息內容的報文。 接收外部發送的控制命令，根據控

55、制命令選擇一條預先存儲的報文并連續向應答器發送。 當輸入通道故障或LEU內部有故障時，向應答器發送預先存儲的默認報文。 當輸入通道故障或LEU內部有故障時，向應答器發送預先存儲的默認報文。 當有車載天線經過有源應答器上方時，LEU不轉換新的報文。 輸出開路與短路監測信息。 設備自檢及事件記錄，并向外部設備上傳。LEU工作原理 1）報文接收：微處理器通過通信接口周期性的從車站列控中心接收報文，并把報文傳送到邏輯控制單元，有邏輯控制單元把周期性的報文輸入變為連續的報文輸出。 2）邏輯控制：微處理器收到報文后，把報文轉出在邏輯控制單元中，邏輯控制單元相當于發送緩沖器，以564.48kbit/s的速率

56、把這個1023位的報文循環地輸出。軌道電路 軌道電路完成列車占用檢測及列車完整性軌道電路完成列車占用檢測及列車完整性檢查，連續向列車傳送控制信息。車站與檢查，連續向列車傳送控制信息。車站與區間采用同制式的軌道電路。區間采用同制式的軌道電路。 CTCS-2級列車運行控制系統采用既有的級列車運行控制系統采用既有的ZPW-2000系列無絕緣軌道電路。系列無絕緣軌道電路。思考題 1、掌握地面設備的總體組成？ 2、車站列控中心的功能是什么？ 3、LEU的功能是什么？CTCS-3級列控系統的結構總體結構地面設備車載設備GSM-R無線通信網絡信號數據傳輸網絡車載安全計算機GSM-R無線通信單元軌道電路信息接

57、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RBCTCCZPW-2000系列軌道電路應答器GSM-R通信接口設備四四.列車運行控制系統列車運行控制系統 CTCS-3車載設備車載設備學習目標 1、掌握車載設備的組成； 2、掌握車載控制模式有幾種，其名稱？CTCS-3級列車運行控制系統車載設備 系統功能：超速運行防護：線路允許速度，近路系統功能：超速運行防護：線路允許速度，近路允許速度，臨時限速和緊急限速。生成目標距離模式允許速度，臨時限速和緊急限速。生成目標距離模式曲線，根據來自曲線，根據來自STMSTM的軌道電路信息、來自的軌道電路信息、來自BTMBTM的線路的線路描述數據以及列車的特

58、性，描述數據以及列車的特性，ATPATP車載設備生成一次制動車載設備生成一次制動的連續控制曲線。的連續控制曲線。CTCS-3級列控系統車載設備車載設備車載設備記錄單元記錄單元 (JRU)車載安全計算（車載安全計算（VC）列車接口單元列車接口單元(TIU)應答器信息接收模塊應答器信息接收模塊(BTM)測速測距單元（測速測距單元（SDU）人機界面人機界面(DMI)軌道電路信息接收單元軌道電路信息接收單元(TCR)GSM-R無線通信單元無線通信單元(RTU)CTCS-3級列車運行控制系統車載設備主要組成 車載安全計算機：對列車運行控制信息進行綜合處理，車載安全計算機：對列車運行控制信息進行綜合處理，

59、生成目標距離曲線，控制列車按命令運行。生成目標距離曲線，控制列車按命令運行。 無線通信無線通信(GSM-R)車載設備車載設備作為系統信息傳輸平作為系統信息傳輸平臺完成車臺完成車-地間大容量的信息交換。地間大容量的信息交換。 軌道電路信息接收單元（軌道電路信息接收單元（TCRTCR）：用于接收軌道電）：用于接收軌道電路信息，并將其傳給主機。路信息，并將其傳給主機。 應答器信息接收模塊（應答器信息接收模塊（BTMBTM）：獲取前方進路信息，）：獲取前方進路信息，確定列車位置，確定列車的運行方向，獲得進路信息，獲得確定列車位置，確定列車的運行方向，獲得進路信息，獲得臨時限速信息。臨時限速信息。 記錄

60、單元（記錄單元（JRU/DRUJRU/DRU）：用于記錄列車運行中，車）：用于記錄列車運行中，車載設備采集的原始信息和車載設備輸出的控制信息載設備采集的原始信息和車載設備輸出的控制信息. . 人機界面（人機界面（DMIDMI）: :顯示列車當前速度、最大限速、顯示列車當前速度、最大限速、目標速度、等駕駛信息。目標速度、等駕駛信息。 列車接口單元列車接口單元(TIU(TIU）：用于連接車載其他模塊的接）：用于連接車載其他模塊的接口口。CTCS-3級列車運行控制系統車載設備監控模式 CTCS-3CTCS-3級列控車載監控模式有九種主要工級列控車載監控模式有九種主要工作模式。作模式。 其中通用的模式