200kmh动车组列控系统车载设备ATP介绍

200kmh动车组列控系统车载设备ATP介绍第一页，共45页。设备介绍9/13/20222第二页，共45页。EMU司机DMILKJRLU车载主机VC测速测距模块STM模块ATP车载设备GSM-R车载电台BTM轨道电路应答器车站联锁调度集中系统（CTC）车站列控中心DRU编码设备LEU系统构成框图9/13/20223第三页，共45页。1.ATP主体装置系统构成·安全计算机(VC)

ATP装置的核心部分，负责从ATP各个模块收集信息，生成制动模式曲线，同时通过故障安全电路（LSI）向列车输出制动信息，控制列车安全运行。安全计算机为2×2取2的结构，以保证列车控制的安全性和设备的冗余性。ATP9/13/20224第四页，共45页。·特殊信息传输模块(STM)

通过STM天线接收轨道上的电气信号，在确定载频以后，解调出其中的低频信号(VLF)，并将解调后的信息传递给VC。STM可以接收最多16种载频，包括国产移频以及ZPW-2000轨道电路。STM还可根据VC的制令锁定可接收的载频信息。系统构成ATP1.ATP主体装置9/13/20225第五页，共45页。·应答器信息传输模块(BTM)

通过BTM天线，接收符合应答器信息定义标准的信息，经过校核后，将正确的信息传输至VC模块。应答器信息包括线路参数信息、进路信息、临时限速信息以及级间切换等信息。系统构成ATP1.ATP主体装置9/13/20226第六页，共45页。·记录单元(DRU)

该模块记录ATP装置的动作、状态、司机的操作等信息，采用PCMCIA卡作为存储介质，通过读卡器可将数据下载至普通PC，进行数据分析。·继电器逻辑单元(RLU)

这是主要由继电器最成的单元，可进行逻辑的输入与输出。系统构成ATP1.ATP主体装置9/13/20227第七页，共45页。2.ATP外围设备·人机界面(DMI)通过声音、图象等方式将ATP车载装置的状态通知司机。司机可以通过DMI上的按键来切换ATP装置的运行模式或是输入相应的列车信息。·STM天线

感应来自的钢轨上的电气信息，并传输至STM模块进行相应的处理。系统构成ATP9/13/20228第八页，共45页。2.ATP外围设备·BTM天线感应来自应答器的电气信息，并传输至BTM模块进行相应的处理。·速度传感器

安装在车辆2、3轴上，通过车轮的转动产生脉冲信号，并输入至VC模块，计算出相应的列车速度。系统构成ATP9/13/20229第九页，共45页。3.ATP相关设备·动车组(EMU)

ATP车载装置的控制对象，向ATP提供包括前进、后退、零位、制动、牵引在内的列车信息，同时接收ATP发出的制动、缓解等信息。·运行监控记录装置(LKJ)在CTCS0/1级或ATP某些故障的情况下，由LKJ控车。当LKJ控车时，ATP负责向LKJ提供轨道电路低频信息。另外，ATP与LKJ之间还存在一些列车控制、状态信息的交互。系统构成ATP9/13/202210第十页，共45页。主要功能系统主要功能：·轨道电路信息接收·应答器信息接收·速度、距离计算·列车位置校正·模式曲线的生成·制动指令输出·防止列车溜逸·控制显示·异常检测·动作、状态记录·与LKJ的接口功能·与EMU的接口功能9/13/202211第十一页，共45页。系统主要控制方案主要控制模式9/13/202212第十二页，共45页。主要控制模式1.待机模式(SB)2.完全监控模式(FS)3.部分监控模式(PS)4.目视行车模式(OS)5.调车模式(SH)6.引导模式(CO)7.反向运行模式(FS)8.应答器故障模式(PS)9.隔离模式(FS)9/13/202213第十三页，共45页。主要控制模式1.待机模式(SB)

在本模式下，ATP车载装置可接收轨道电路及应答器信息，但不进行速度的比较，同时无条件输出制动2.完全监控模式(FS)

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车载设备生成目标距离模式曲线，并能通过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。

9/13/202214第十四页，共45页。3.部分监控模式(PS)

若ATP车载设备接收到轨道电路允许行车信息，但线路数据缺损时，ATP车载设备产生固定限制速度，控制列车运行。

主要控制模式4.目视行车模式(OS)

在ATP车载设备显示禁止信号时，列车停车后，根据行车管理办法（含调度命令），司机经特殊操作（如按压专用按钮），ATP生成固定限制速度（20km/h），列车在ATP监控下运行，司机对安全负责。9/13/202215第十五页，共45页。5.调车模式(SH)

车列进行调车作业时，司机经特殊操作（调车键）后，转为调车模式，ATP生成调车限制速度，控制车列运行。牵引运行时，限制速度45km/h

6.引导模式(CO)引导接车，ATP车载设备收到接近区段的轨道电路信息（HB码），形成并保持固定限制速度（20km/h），控制列车运行。

主要控制模式9/13/202216第十六页，共45页。7.反向运行模式(RO)

上行列车运行在下行线或下行列车运行在上行线时的ATP工作模式。出站口的有源应答器向列车发送反向运行的信息，列车进入该信息制定模式后，ATP进入该模式。

8.应答器故障模式(BF)在FS模式时，一旦不能正确接收来自应答器的线路数据，从没有前方线路数据的点开始，ATP进入本模式。此时列车按最不利的线路数据条件进行控车。主要控制模式9/13/202217第十七页，共45页。主要控制模式9.隔离模式(IS)

ATP车载设备故障，触发制动停车后，根据故障提示，司机经特殊操作，ATP车载设备控制功能停用，在该模式下司机按调度命令行车。若仅BTM失效，ATP车载设备提供机车信号，可人工转换为LKJ控制列车。

9/13/202218第十八页，共45页。系统主要控制方案级间转换的处理9/13/202219第十九页，共45页。级间转换CTCS2级－CTCS0/1级：地面条件：地面设有2个用于级间切换的应答器，分别为预告应答器和切换应答器。切换点之后的轨道电路（CTCS0/1级区段）应为UM71或ZPW2000，其距离最短应是从160km/h到停车的制动距离。9/13/202220第二十页，共45页。160km/h200km/hCTCS0区間CTCS2区間△切換点△预告点FSKUM71orZPW2000切換（ATP→LKJ）△无源应答器ETCS-41LKJR警報切换时序图：级间转换9/13/202221第二十一页，共45页。正常时的切换：在预告点，警报开始鸣响，然后在切换点，将制动输出从ATP装置切换为LKJ装置，该切换成功后，当司机按下确认按键，报警将停止，否则报警将一直持续。级间转换9/13/202222第二十二页，共45页。异常时的切换：在通过切换点时，如果ATP装置已经输出制动，在制动结束后，ATP将自动切换为LKJ控车。如果由于BTM的故障等原因没有获得切换信息，列车停车后，且ATP并未输出制动时，由司机按下级间切换按键切换为LKJ控车。

注：列车只要收到预告信息就将进行报警级间转换9/13/202223第二十三页，共45页。CTCS0/1级－CTCS2级：地面条件：地面设有2个用于级间切换的应答器，分别为预告应答器和切换应答器。在出站口设置有源应答器传输临时限速信息。切换点之后的轨道电路（CTCS0/1级区段）应为UM71或ZPW2000，其距离最短应是从160km/h到停车的制动距离。级间转换9/13/202224第二十四页，共45页。切换时序图：ATP起模200km/hCTCS0区間CTCS2区間△预告点予告点△转换点切換点FSKUM71orZPW2000切換（LKJ→ATP）LKJR警報160km/h△有源応答器ETCS-65時間軸级间转换9/13/202225第二十五页，共45页。正常时的切换：在预告点，警报开始鸣响，然后在切换点，将制动输出从LKJ装置切换为ATP装置，该切换成功后，当司机按下确认按键，报警将停止，否则报警将一直持续ATP在CTCS0级区段接收UM71或ZPW2000信息码，并生成切换点之后的控制模式曲线。在切换点之前，为了能够正常的产生控制模式曲线，应当设有有源应答器提供临时限速信息。级间转换9/13/202226第二十六页，共45页。异常时的切换：在通过切换点时，如果LKJ装置已经输出制动，在制动结束后，LKJ将自动切换为ATP控车。如果由于BTM的故障等原因没有获得切换信息，列车停车后，且LKJ并未输出制动时，由司机按下级间切换按键切换为ATP控车。

注：列车只要收到预告信息就将进行报警级间转换9/13/202227第二十七页，共45页。系统主要控制方案故障状态运行模式9/13/202228第二十八页，共45页。区间运行时 轨道电路发生故障时，变为无信号，ATP装置迅速输出常用制动或紧急制动停车。司机凭调度命令转为目视行车模式。当列车运行到轨道电路无故障部分时，接收到正常的轨道电路信息，则自动转为完全监控模式。轨道电路故障2.车站正线接车 如果是站外轨道电路信息故障，则与区间处理方式相同；如果是站内轨道电路信息故障，则由站内发出调度命令转为目视行车模式进站。9/13/202229第二十九页，共45页。3.车站正线发车 与区间运行处理方式相同。凭调度命令行车，将模式切换为模式行车。发车后，如果STM从轨道电路接收到正常信号后，ATP设备自动转入完全监控模式。4.车站侧线接车 侧线接车时，进站信号机之后的轨道电路本来就是无码，因此，越过进站信号机后，按默认股道HU码处理。轨道电路故障9/13/202230第三十页，共45页。5.车站侧线发车 侧线发车时，如果出站信号机轨道电路故障，ATP输出紧急制动，列车不能发车，此时应凭调度命令行车。出站后接收到轨道电路信息后转为完全监控模式。轨道电路故障6.反向运行 在区间运行时，如果ATP接收不到任何轨道电路信息，则ATP输出常用制动停车。在接近区段将发送正常的码序，如果此时轨道电路信息出现故障，列车输出常用制动或紧急制动停车。此后凭调度命令行车。9/13/202231第三十一页，共45页。应答器故障一个无源应答器丢失 由于线路信息采用冗余覆盖，因此当一个无源应答器丢失时，车载设备仍拥有完整的线路数据，可正常行车，但此时应向司机报警。2.两个无源应答器丢失 由于移动授权终点(LMA)在已知线路信息的最远处，因此不会存在安全问题。通过司机的相应操作，将ATP转入应答器故障模式，可继续行车。9/13/202232第三十二页，共45页。应答器故障3.级间切换应答器丢失 从CTCS2级进入CTCS0级，ATP只能控制ZPW2000轨道电路的区间，在该区间的终点限制速度为0km/h，这将会导致列车停车，因此不存在安全问题。停车后，由司机按下级间按键即可进行级间切换。

4.出站有源应答器丢失 由于出站有源应答器主要发送至下一车站进站信号机之前的整个区间的临时限速信息。该信息丢失后，ATP装置只能将区间限速设为45km/h，将一直保持运行到下一车站。

9/13/202233第三十三页，共45页。应答器故障5.进站有源应答器丢失 正线通过或停车时，ATP可以通过之前的应答器得到线路数据，只是没有临时限速，因此，只能按限速45km/h处理；如果出站时收到出站口的有源应答器信息即恢复正常运行。 侧线接车时，如果没有收到有源应答器的信息则输出常用制动停车后转入目视行车模式运行。

9/13/202234第三十四页，共45页。系统主要控制方案设备故障处理9/13/202235第三十五页，共45页。1.BTM故障当BTM故障时，ATP车载设备无法接收线路数据，应在已有线路数据基础上进行计算，并在适当位置触发常用制动，并转入BF模式运行。另一种处理方法是由司机操作将ATP设备转为隔离模式。设备故障处理2.STM故障当STM故障后，应该在已有的行车许可范围内适当的位置触发常用制动或紧急制动，确保列车在行车许可范围的末端前停车，由司机操作将ATP设备转为隔离模式。司机将根据调度命令行车，由司机保证安全。9/13/202236第三十六页，共45页。3.DMI故障当DMI出现故障时，此时无法通过ATP装置进行运行，应由司机操作将ATP转入隔离模式。4.测速故障如果一组速度传感器发生故障，不影响列车运行。如果两组速度传感器均发生故障，ATP将一直保持制动状态。司机凭调度命令行车。设备故障处理9/13/202237第三十七页，共45页。5.ATP整机故障ATP整机故障后，ATP应放弃对与LKJ之间的控车接口切换电路的控制权，使LKJ可以根据需要控制列车。