CRH动车组技术培训教材ATP运行控制PPT课件

1、CRH 380动车组技术培训动车组技术培训运行控制系统运行控制系统二零一零年十月第1页/共37页声明： 本文件为培训资料，内容仅供参考，当与动车组实际结构不符时，应以实际结构为准。第2页/共37页 运行控制系统基本工作原理是车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关动车组的数据，生成控制速度和目标距离模式曲线，控制列车运行。是动车组在线路上安全运行必不可少的安全控制系统。国内外高速动车组均安装了相关设备，并制订了相关标准(ETCS)。 概述第3页/共37页ETCS1 级级2 级级3 级级自动列车防护自动列车防护防止冒进及超速防止冒进及超速防止冒进及超速防止冒进及超

2、速防止冒进及超速防止冒进及超速闭塞闭塞固定闭塞固定闭塞固定闭塞固定闭塞固定固定/移动闭塞移动闭塞已有信号设备已有信号设备继续使用继续使用继续使用继续使用可不用可不用司机室显示司机室显示提供行车许可和相提供行车许可和相关信息关信息提供行车许可和相提供行车许可和相关信息关信息提供行车许可和相关提供行车许可和相关信息信息地车通信方式地车通信方式查询应答器查询应答器GSM-RGSM-R列车位置检测列车位置检测传统方式（轨道电传统方式（轨道电路或计轴）路或计轴）传统方式（轨道电传统方式（轨道电路或计轴）路或计轴）列车完整性检查及列列车完整性检查及列车定位方式车定位方式其他其他可用欧洲环线可用欧洲环线（

3、Euroloop)补补充数据充数据 第4页/共37页国内动车组安装情况 CRH3运行控制系统由ATP（ETCS）、TCR（轨道电路）、GFX-3A（自动过分相）、CIR（无线电通讯）四个子系统组成。ATP子系统主要包括： 一台ATP主机柜（内含两台车载安全计算机）；一个安装在操纵台的DMI；两个安装在转向架上的欧式应答天线；两个雷达；两个安装在拖车上的速度传感器。TCR、GFX-3A、CIR系统均为国产系统，作为ATP系统功能的补充，同时满足适应中国铁路的要求。其中TCR与ATP集成安装在ATP主机柜中， GFX-3A、CIR独立于ATP系统各自实现自身的功能。整个系统体积相对较小且关键部件均

4、为冗余配置，可靠性高。可对系统进行升级，增加其他功能。 第5页/共37页国内动车组安装情况 CRH2型动车组运行控制系统由ATP（CTCS）、LKJ2000、铁路综合移动通信系统GSM-R三个子系统组成。ATP子系统主要由车载安全计算机、DMI、欧洲应答器天线、速度传感器、轨道电路传感器组成，由于2型车运行控制系统信号传输主要通过硬线传输，所以还增加了列车接口单元提供继电器接口。LKJ系统作为ATP的补充主要用于既有线的安全运行，GSM-R用于列车与地面调度进行通讯。由于采用继电器接口设备体积较大，但便于故障分析和检修。 第6页/共37页国内动车组安装情况 CRH5型动车组运行控制系统由ATP

5、（CTCS）、LKJ2000、CIR三个子系统组成。ATP子系统主要由车载安全计算机、DMI、欧洲应答器天线、速度传感器、轨道电路传感器组成，由于2型车运行控制系统信号传输主要通过硬线传输，所以还增加了列车接口单元提供继电器接口。LKJ系统作为ATP的补充主要用于既有线的安全运行，CIR用于同地面通讯及数据传输。 第7页/共37页国内动车组安装情况 CRH1型动车组运行控制系统由ATP（CTCS）、LKJ2000、CIR三个子系统组成。其系统组成及功能基本与5型车相同。 第8页/共37页总结 通过对以上动车组的对比可得出，各型动车组运行控制系统的核心设备ATP系统构成基本相同。均由车载安全计算

6、机、轨道电路信息接收单元（STM）、应答器信息接收单元（BTM）、制动接口、记录单元（JRU）、人机界面（DMI）、速度传感器、应答器天线（BTM天线）、轨道电路天线（STM天线）等组成。 第9页/共37页 车载设备通过BTM天线接收地面点式应答器发出的信息传送的BTM单元中处理后传给车载计算机；STM天线接收轨道电路中包含的信息传送给STM单元处理后提供给车载计算机。车载计算机根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关动车组数据，生成控制速度和目标距离模式曲线，控制列车运行，通过制动接口输出制动保证行车安全。同时记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息进行实时动态记录。

7、DMI对速度信息、制动信息、距离信息等进行实时显示，并对故障信息进行报警提示。 第10页/共37页一运行控制系统组成二主要部件三设备安装位置四通信结构五ATP系统六TCR系统七GFX-3A系统八CIR系统第11页/共37页一运行控制系统组成ATP 自动列车保护系统TCR 轨道电路读取器 系统 GFX-3A 自动过分相系统CIR 车载无线电系统第12页/共37页二主要部件ATP系统主机柜用于司机室信号传输和控制的显示与控制装置 DMI（司机人机接口） 用于指示当前速度的模拟仪表 数据记录器（DRU 数据记录装置）TCR系统主机GFX-3A系统主机 CIR系统主机第13页/共37页ATP系统主机柜

8、第14页/共37页DMI（司机人机接口）第15页/共37页用于指示当前速度的模拟仪表TCR系统主机GFX-3A系统主机CIR系统主机第16页/共37页三设备安装位置ATP、TCR、CIR、GFX-3A 设备分布第17页/共37页三设备安装位置ATP、TCR、GFX-3A 底架设备分布第18页/共37页四通信结构人机接口设备结构图地面应答器STM天线BTM天线记录器制动接口BTMSTM车载计算机CTC或TDCS站机车站列控中心车站联锁轨道电路LEU车务终端信号楼动车组第19页/共37页四通信结构列车数据输入 ： 通过DMI输入列车数据，并将数据记录在DRU中。司机室信号传输和指示 ： 司机室信号

9、通过DMI传输显示，如果 DMI 失效，则驾驶车辆所必需 的信息会以等效图形的方式显示在左侧司机人机界面中，以供司机查 看。 声音信号由DMI 内置的扬声器发出。 列车实际速度显示在 DMI 上，同时也显示在单独模拟显示器 上。 第20页/共37页数据记录 ： 信号、运行状态和司机操作均记录在数据记录装置 (DRU) 中 。 数据记录器通过 MVB 连接至车载 ATP主机。 车载 ATP 主机将已记录数据和指令发送至数据记录器和TCR主机。 当前速度和自动车辆定位设备 ： 列车的速度和位置由 ATP自带的两个位置编码器、两个雷达装置以及两根应答器天线提供。 这些传感器直接连接至车载 ATP主机

10、。 第21页/共37页轨道信息 ： ATP系统通过欧式应答器传输。 TCR系统通过TCR接收线圈和ATP主机传输。 GFX-3A系统通过感应接收器传输。 连接至列车的接口 ： ATP系统通过两个触点在紧急制动回路中实施干涉 。 通过MVB与CCU（中央控制单元）通信。GFX-3A 与制动无通信。 通过 SIBAS Klip 和 MVB 与车辆控制系统通信。第22页/共37页五ATP系统1. 系统组成ATP、TCR、CIR、GFX-3A 设备分布第23页/共37页BTM模块欧式应答器天线DMI雷达装置第24页/共37页2. 系统功能l 加载当前路径信息（前进许可、临时限速）l 确定车辆位置和速度

11、 l 司机室显示 l 连续速度监控 l 违反容许速度和信号（停车信号）后，会发出警告信息并开展紧急制动 第25页/共37页l MVB 数据交换 ATP 单元必须了解与列车相关的数据，以便对列车起到保护作用。 列车数据必须通过 DMI 进行输入。 只有当车辆处于静止状态时才能开展此项操作。 如果 ATP 单元仍未具有任何数据，则所有数据必须由司机输入。如果已经在 ATP 单元中输入了列车数据，则该单元会将这些数据提供给列车司机，司机可直接确认或者根据需要予以修改。 l 故障隔离 为了在出现故障时防止意外紧急制动，可使用控制开关 “ ”隔离 ATP系统。如其中一系故障，可使用冗余开关 “ ”进行切

12、换 该故障开关位于故障开关控制台上。 第26页/共37页l 过分相功能 有关控制主断路器的指令由轨道旁设备报告给 ATP 单元，并及时传送至车辆。 为达成此目的，ATP单元在传递指令时会考虑车辆的特性数据。 现有列车速度（分相段末端处）至少达到 70 km/h，由此可确保在列车驶过分相段时电压电平保持稳定状态。 第27页/共37页六TCR系统1. 系统组成ATP、TCR、CIR、GFX-3A 设备分布第28页/共37页TCR主机TCR接收线圈第29页/共37页2. 系统功能l 读取轨道信息 TCR 接收ZPW2000A 轨道电路信息，并根据轨道电路状态 输出控制信息。 TCR 区分上下行线路，

13、开关在上行位时接收2000/2600Hz 轨道电路信息，开关在下行位时接收1700/2300Hz 轨道电路信息。l 故障隔离 由于受CTCS控制，TCR系统在ATP系统隔离时随之被隔离。第30页/共37页七GFX-3A系统1. 系统组成ATP、TCR、CIR、GFX-3A 设备分布第31页/共37页GFX-3A系统主机信号指示灯感应接收器第32页/共37页2. 系统功能l 自动过分相 通过感应接收器接收地面固定信号，处理后传送至CCU实现自动过分相功能。l 故障隔离 为了在出现故障时防止列车主断断开，可使用控制开关 “ ”隔离 GFX-3A系统。 该故障开关位于故障开关控制台上。 第33页/共37页八CIR系统1. 系统组成ATP、TCR、CIR、GF