列控车载设备讲解课件

列控车载设备原理与组成列控车载设备原理与组成一、列控车载设备基本组成机车乘务员人机界面模块输入输出模块列车列车接口模块点式信息通信模块测速测距模块连续信息接收模块无线通信模块GSM-R设备维护记录单元运行管理记录单元车载安全计算机一、列控车载设备基本组成机车乘务员人机界面模块输入输出模块列1.车载安全计算机列控车载设备的控制核心，负责从其它模块及相关地面设备获取信息，根据列车参数、线路参数、行车许可、临时限速信息生成动态速度监控曲线，将列车运行速度与动态监控曲线相比较，确保列车安全运行。2.无线通信模块包括通用加密单元和通用接口单元，通用加密单元实现加密解密以及非安全数据传输功能；通信接口单元实现与安全计算机的安全传输接口功能，无线通信单元通过车载电台与RBC建立地面设备与车载设备之间的信息双向传输通道，完成车载侧数据的加密和解密，实现信息安全通信。1.车载安全计算机3.轨道电路信息读取器轨道电路信息的解码器，具有接收多个载频，解调相关低频信息的功能。通过轨道电路接收天线读取轨道电路信号，经处理后的信息传输给车载安全计算机处理，与其他地面信息一起作为速度监控的依据。4.点式信息通信单元负责与地面设备传输点式信息，一般指应答器传输模块。应答器传输模块（BTM）通过应答器天线不断向地面发送信号，当列车经过地面应答器时，地面应答器被激活，并将存储的报文信息发送给应答器传输模块，BTM接收并解码得到应答器报文。3.轨道电路信息读取器5.列车接口单元列车接口单元（TIU）是车载设备与动车组的接口。车载设备通过列车接口单元获得来自动车组的各种开关量和反馈信息，并通过它将制动和相关控制命令输出至动车组。列控系统和车载设备与列车之间有输入信号和输出信号。目前列控车载设备与动车组之间主要有继电器接口和MVB总线接口两种方式。6.测速测距单元通过处理速度传感器和雷达信号获得列车的运行速度和走行距离。5.列车接口单元7.人机界面司机与车载设备的交互接口，司机可通过人机界面输入司机号、车次号、列车长度等信息，并以图形、文本及语音等方式向司机提供列车运行速度、允许速度、工作等级和模式、车载设备状态和警告信息。8.记录单元用于记录车载设备的工作等级、工作模式、设备状态、司机的操作以及车载设备与地面设备间的全部信息交互等，目的是清楚的了解车载设备的功能及司机驾驶列车的过程。7.人机界面部分功能模块说明部分功能模块说明二、列控车载设备原理及功能列控车载设备最主要的功能就是速度防护控制。在列车运行过程中，车载设备通过车载输入或调用存储信息获取列车制动特性，包括各种知道减速度、制动建立时间等，从地面设备获得线路长度、坡度及各种限速值信息，以及接收到运行许可命令，实时计算速度监控曲线以生成当前限制速度，实时监控列车运行速度，并通过人机界面给出司机相应的指示。列车实际速度接近当前限制速度，车载设备将发出报警指示，提醒司机降速，若当前限制速度超过当前限制速度，车载设备将输出制动命令，自动控制列车监督或停车。二、列控车载设备原理及功能列控车载设备最主要的功能就是速度基本功能在任何情况下防止列车无行车许可地运行，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。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、运行权限和限速的监控以及在MMI上的表示。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、CTCS信息的记录。基本功能在任何情况下防止列车无行车许可地运行，防止列车超速运1.超速防护列控车载设备的超速防护功能监控列车允许的速度，包括：动车组构造速度、线路允许速度、进路允许速度、临时限速和紧急限速。如果列车速度与允许速度之间的差距超过报警门限，列控车载设备提供相应报警信息。如果列车速度与允许速度之间的差距超过常用制动门限，列控车载设备会产生常用制动。如果列车速度与允许速度之间的差距超过紧急制动门限，列控车载设备会产生紧急制动，直到列车停车。1.超速防护2.生成目标距离控制模式曲线根据来自轨道电路信息接收模块（STM）的轨道电路信息、来自应答器信息接收模块（BTM）的线路描述数据以及列车的特性，列控车载设备生成一次制动的连续控制模式曲线。3.机车信号功能列控车载设备具备机车信号功能，并向列车运行监控记录装置输出机车信号信息。2.生成目标距离控制模式曲线4.监测速度、距离及防滑防空转实时监测列车运行速度并计算列车走行距离，校正空转或滑行对测速测距的影响。根据应答器信息进行位置校正，两个应答器的位置校正通过检测轨道电路的边界（绝缘节）实现。5.与乘务员进行信息交互通过人机界面（DMI）设备，可以接受机车乘务员的信息输入，部分非安全信息也可通过运行监控记录装置（LKJ）提供，并向乘务员提供以下信息：列车实际速度、目标速度、限制速度、目标距离、机车信号等。显示和声音提示也可由DMI实现。4.监测速度、距离及防滑防空转6.与动态监测设备接口设有用于进行动态监测的通信接口。通过监测接口能够实时监测列控车载设备的运行情况，能提供接收的轨道电路信息、应答器信息、工作模式、模式速度、车体输入状态、对车体输出状态、设备工作状态等。7.与动车组（EMU）接口接收EMU输入的牵引位置、制动位置、零位位置、向前位置、向后位置等信息，向EMU输出紧急制动、常用制动、切除牵引等指令。6.与动态监测设备接口三、列控车载设备工作模式列控车载设备9种主要工作模式完全监控模式(FS)睡眠模式(SL)C3专有目视行车模式(OS)调车模式(SH)引导模式(CO)

隔离模式(IS)待机模式(SB)部分监控模式(PS)C2专有机车信号模式(CS)C2专有三、列控车载设备工作模式列控车载设备完全监控模式(FS)睡完全监控模式(FS)当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息，监控列车安全运行。适用于C3车载和C2车载完全监控模式(FS)当车载设备具备列控所需的全部基本数据（休眠模式

(SL)该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录等级转换及RBC切换信息等功能。列车立即折返，非本务端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。适用于C3车载休眠模式该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载目视行车模式(OS)当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，列车每运行一定距离（300米）或一定时间（60秒）司机需确认一次。适用于C3车载和C2车载目视行车模式(OS)当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信调车模式

(SH)

当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制速度40km/h（顶棚）监控车列前进或折返运行。当工作在CTCS-3级时，经RBC同意，列控车载设备转入调车模式（SH）后与RBC断开连接，退出调车模式（SH）后再重新与RBC连接。适用于C3车载和C2车载调车模式当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固隔离模式(IS)

当列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。适用于C3车载和C2车载适用于C3车载和C2车载待机模式(SB)

当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的DMI投入正常工作。

隔离模式当列控车载设备停用时，需在停车情况下，引导模式(CO)当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远（大于250米）发车时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，C2时车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。适用于C3车载和C2车载引导模式当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信部分监控模式(PS)

该模式仅用于CTCS-2级控车。在C2等级时，当车载设备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车运行。

仅适用于C2车载部分监控模式该模式仅用于CTCS-2级控车。在C机车信号模式(CS)该模式仅用于CTCS-2级控车。当列车运行到地面设备配置未装备CTCS-3/CTCS-2级列控系统的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度（最高限速80km/h）监控列车运行，并显示机车信号。当列车越过禁止信号时触发紧急制动。仅适用于C2车载机车信号模式该模式仅用于CTCS-2级控车。当列车运行到地四、概述GSM-R无线网络地面应答器轨道电路LEU地面应答器轨道电路LEU地面应答器列控中心车站联锁ZPW2000轨道电路LEU无线闭塞中心RBC调度中心CTC

在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加RBC设备，车载设备增加GSM-R无线电台和信息接收模块，实现基于GSM-R无线网络的双向信息传输，构成CTCS-3级列控系统。四、概述GSM-R地面应答器轨道电路LEU地面应答器轨道电路列控车载设备实物图片-车载主机柜列控车载设备实物图片-车载主机柜车轮速度传感器每套车载设备两个雷达速度传感器每套车载设备两个车轮速度传感器雷达速度传感器应答器传输模块（BTM）+紧凑型天线装置（CAU）应答器传输模块（BTM）+紧凑型天线装置（CAU）

DMI人机显示界面

DMI人机显示界面

冗余开关和隔离开关冗余开关和隔离开关CTCS-3级列控系统满足运营速度350km/h、最小追踪间隔3分钟的要求。CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行的要求。CTCS-3级列控系统满足互联互通的运营要求。CTCS-3级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。无线闭塞中心或无线通信故障时，CTCS-2级列控系统控制列车运行。CTCS-3列控系统主要技术原则CTCS-3级列控系统满足运营速度350km/h、最小追踪间全线无线闭塞中心（RBC）设备集中设置。GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。动车段及联络线采用CTCS-2级列控系统。CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定为超速2km/h报警、超速5km/h触发常用制动、速度在250km/h以上时超速15km/h触发紧急制动、速度在250km/h及以下时超速10km/h触发紧急制动。采用应答器实现自动过分相。CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足相关标准的要求，关键设备冗余配置。全线无线闭塞中心（RBC）设备集中设置。在我国300km/h及以上客运专线上选用CTCS-3(CTCS-3/CTCS-2)列控系统作为全路统一技术平台体系，其中CTCS-3列控系统保证高速动车组的运行安全，CTCS-2列控系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为CTCS-3列控系统的后备系统；CTCS-3级列控系统属于基于通信的列控系统（CBTC）范畴。CTCS-3级的最高允许速度可以达到350km/h及以上，目前实现过的最高速度为实验线时达到过400km/h以上。在我国300km/h及以上客运专线上选用CTCS-3(CTC列控车载设备原理与组成列控车载设备原理与组成一、列控车载设备基本组成机车乘务员人机界面模块输入输出模块列车列车接口模块点式信息通信模块测速测距模块连续信息接收模块无线通信模块GSM-R设备维护记录单元运行管理记录单元车载安全计算机一、列控车载设备基本组成机车乘务员人机界面模块输入输出模块列1.车载安全计算机列控车载设备的控制核心，负责从其它模块及相关地面设备获取信息，根据列车参数、线路参数、行车许可、临时限速信息生成动态速度监控曲线，将列车运行速度与动态监控曲线相比较，确保列车安全运行。2.无线通信模块包括通用加密单元和通用接口单元，通用加密单元实现加密解密以及非安全数据传输功能；通信接口单元实现与安全计算机的安全传输接口功能，无线通信单元通过车载电台与RBC建立地面设备与车载设备之间的信息双向传输通道，完成车载侧数据的加密和解密，实现信息安全通信。1.车载安全计算机3.轨道电路信息读取器轨道电路信息的解码器，具有接收多个载频，解调相关低频信息的功能。通过轨道电路接收天线读取轨道电路信号，经处理后的信息传输给车载安全计算机处理，与其他地面信息一起作为速度监控的依据。4.点式信息通信单元负责与地面设备传输点式信息，一般指应答器传输模块。应答器传输模块（BTM）通过应答器天线不断向地面发送信号，当列车经过地面应答器时，地面应答器被激活，并将存储的报文信息发送给应答器传输模块，BTM接收并解码得到应答器报文。3.轨道电路信息读取器5.列车接口单元列车接口单元（TIU）是车载设备与动车组的接口。车载设备通过列车接口单元获得来自动车组的各种开关量和反馈信息，并通过它将制动和相关控制命令输出至动车组。列控系统和车载设备与列车之间有输入信号和输出信号。目前列控车载设备与动车组之间主要有继电器接口和MVB总线接口两种方式。6.测速测距单元通过处理速度传感器和雷达信号获得列车的运行速度和走行距离。5.列车接口单元7.人机界面司机与车载设备的交互接口，司机可通过人机界面输入司机号、车次号、列车长度等信息，并以图形、文本及语音等方式向司机提供列车运行速度、允许速度、工作等级和模式、车载设备状态和警告信息。8.记录单元用于记录车载设备的工作等级、工作模式、设备状态、司机的操作以及车载设备与地面设备间的全部信息交互等，目的是清楚的了解车载设备的功能及司机驾驶列车的过程。7.人机界面部分功能模块说明部分功能模块说明二、列控车载设备原理及功能列控车载设备最主要的功能就是速度防护控制。在列车运行过程中，车载设备通过车载输入或调用存储信息获取列车制动特性，包括各种知道减速度、制动建立时间等，从地面设备获得线路长度、坡度及各种限速值信息，以及接收到运行许可命令，实时计算速度监控曲线以生成当前限制速度，实时监控列车运行速度，并通过人机界面给出司机相应的指示。列车实际速度接近当前限制速度，车载设备将发出报警指示，提醒司机降速，若当前限制速度超过当前限制速度，车载设备将输出制动命令，自动控制列车监督或停车。二、列控车载设备原理及功能列控车载设备最主要的功能就是速度基本功能在任何情况下防止列车无行车许可地运行，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。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、运行权限和限速的监控以及在MMI上的表示。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、CTCS信息的记录。基本功能在任何情况下防止列车无行车许可地运行，防止列车超速运1.超速防护列控车载设备的超速防护功能监控列车允许的速度，包括：动车组构造速度、线路允许速度、进路允许速度、临时限速和紧急限速。如果列车速度与允许速度之间的差距超过报警门限，列控车载设备提供相应报警信息。如果列车速度与允许速度之间的差距超过常用制动门限，列控车载设备会产生常用制动。如果列车速度与允许速度之间的差距超过紧急制动门限，列控车载设备会产生紧急制动，直到列车停车。1.超速防护2.生成目标距离控制模式曲线根据来自轨道电路信息接收模块（STM）的轨道电路信息、来自应答器信息接收模块（BTM）的线路描述数据以及列车的特性，列控车载设备生成一次制动的连续控制模式曲线。3.机车信号功能列控车载设备具备机车信号功能，并向列车运行监控记录装置输出机车信号信息。2.生成目标距离控制模式曲线4.监测速度、距离及防滑防空转实时监测列车运行速度并计算列车走行距离，校正空转或滑行对测速测距的影响。根据应答器信息进行位置校正，两个应答器的位置校正通过检测轨道电路的边界（绝缘节）实现。5.与乘务员进行信息交互通过人机界面（DMI）设备，可以接受机车乘务员的信息输入，部分非安全信息也可通过运行监控记录装置（LKJ）提供，并向乘务员提供以下信息：列车实际速度、目标速度、限制速度、目标距离、机车信号等。显示和声音提示也可由DMI实现。4.监测速度、距离及防滑防空转6.与动态监测设备接口设有用于进行动态监测的通信接口。通过监测接口能够实时监测列控车载设备的运行情况，能提供接收的轨道电路信息、应答器信息、工作模式、模式速度、车体输入状态、对车体输出状态、设备工作状态等。7.与动车组（EMU）接口接收EMU输入的牵引位置、制动位置、零位位置、向前位置、向后位置等信息，向EMU输出紧急制动、常用制动、切除牵引等指令。6.与动态监测设备接口三、列控车载设备工作模式列控车载设备9种主要工作模式完全监控模式(FS)睡眠模式(SL)C3专有目视行车模式(OS)调车模式(SH)引导模式(CO)

隔离模式(IS)待机模式(SB)部分监控模式(PS)C2专有机车信号模式(CS)C2专有三、列控车载设备工作模式列控车载设备完全监控模式(FS)睡完全监控模式(FS)当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息，监控列车安全运行。适用于C3车载和C2车载完全监控模式(FS)当车载设备具备列控所需的全部基本数据（休眠模式

(SL)该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录等级转换及RBC切换信息等功能。列车立即折返，非本务端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。适用于C3车载休眠模式该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载目视行车模式(OS)当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，列车每运行一定距离（300米）或一定时间（60秒）司机需确认一次。适用于C3车载和C2车载目视行车模式(OS)当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信调车模式

(SH)

当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制速度40km/h（顶棚）监控车列前进或折返运行。当工作在CTCS-3级时，经RBC同意，列控车载设备转入调车模式（SH）后与RBC断开连接，退出调车模式（SH）后再重新与RBC连接。适用于C3车载和C2车载调车模式当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固隔离模式(IS)

当列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。适用于C3车载和C2车载适用于C3车载和C2车载待机模式(SB)

当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的DMI投入正常工作。

隔离模式当列控车载设备停用时，需在停车情况下，引导模式(CO)当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远（大于250米）发车时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，C2时车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。适用于C3车载和C2车载引导模式当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信部分监控模式(PS)

该模式仅用于CTCS-2级控车。在C2等级时，当车载设备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车运行。

仅适用于C2车载部分监控模式该模式仅用于CTCS-2级控车。在C机车信号模式(CS)该模式仅用于CTCS-2级控车。当列车运行到地面设备配置未装备CTCS-3/CTCS-2级列控系统的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度（最高限速80km/h）监控列车运行，并显示机车信号。当列车越过禁止信号时触发紧急制动。仅适用于C2车载机车信号模式该模式仅用于CTCS-2级控车。当列车运行到地四、概述GSM-R无线网络地面应答器轨道电路LEU地面应答器轨道电路LEU地面应答器列控中心车站联锁ZPW2000轨道电路LEU无线闭塞中心RBC调度中心CTC

在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加RBC设备，车载设备增加GSM-R无线电台和信息接收模