动车组机师培训信号系统ppt(章)

动车组信号系统第三章列车超速防护系统随着铁路向高速度、高密度发展，各国铁路以防止列车冒进信号、超速行驶为中心，积极研究和发展各种制式的列车超速防护(ATP)系统。

1动车组信号系统突出铁路信号对列车直接、闭环控制特点的ATP系统，伴随着铁路提速和高速铁路建设得到迅速的发展，技术日益先进，设备愈加完善，效果越来越明显，使列车运行安全更有保证。

2动车组信号系统第一节从列车自动停车到列车超速防护

1980年后，我国铁路推广机车信号、列车自动停车和无线列调三项设备，其中列车自动停车装置从ZTL—1型发展到ZTL—3型，在我国铁路迅速普及。3动车组信号系统

机车三项设备的普及，对列车运行安全起到一定的作用。列车自动停车装置功能简单，和机车信号配合使用，一旦机车信号出现降级或HU显示，则自动报警提醒司机注意驾驶，同时自动停车装置发挥作用。一旦司机(在22s内每隔7s按压1次)按压警惕按钮，则解除了自动停车功能。

4动车组信号系统由于自动停车装置与列车实际运行速度没有联系，可以人为经常解除自动停车功能，在红灯前不能连续地起作用，仍然存在着冒进信号的可能。为了有效地控制列车运行，减少列车冒进、超速行驶引起的事故，必须加速研制列车超速防护系统。

5动车组信号系统为此，在京广线郑武电气化改造工程中，引进了U—T系统，其中TVM300就是与UM71配套使用的列车超速防护系统。TVM300采用滞后的大台阶速度分级控制模式，地面自动闭塞必须设置双红灯防护区段，列车超速防护的制动方式只有一个接口(在法国TGV采用最大常用制动，在我国采用紧急制动方式)。6动车组信号系统经实践检验，TVM300系统用在我国站间距小、客货混运的繁忙干线区段，再加上国内工程配套存在的种种问题，在运用中出现了较多问题。7动车组信号系统

在广深准高速工程中，采用了具有UM71与移频制式兼容功能的ZLSK型准高速客车速度分级控制系统。系统由铁科院通号所研发，基本原理与TVM300超速防护系统相同，但在制动模式上进行了一定改进。

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它依据闭塞分区的长短、平直坡道，通过不同的低频信息将列车监控速度进行分级，如准高速列车速度分为160km/h、145km/h、120km/h、90km/h、0km/h五级，一般客车分为120km/h、90km/h、0km/h三级，货物列车分为80km/h、60km/h、0km/h三级。

9动车组信号系统当列车进入到某一闭塞分区时，车载设备通过接收到的轨道低频信息给出出口速度显示，要求列车到出口处将速度降至低于规定的出口速度。10动车组信号系统

下一区段的入口速度就是本区段的出口速度，并通过对下一区段的入口速度的监督，实现对本区段出口速度的监督。当列车离开本区段的速度高于设备给出的出口速度时，将因超速而自动制动。系统为双机热备，常用制动和紧急制动分用。

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LCF超速防护系统是“八五”国家重点科技攻关项目。系统采用多微机结构，其超速防护的原理是通过对国产移频轨道电路叠加数字化点式信息，提供闭塞分区内的线路信息，采用速度—距离模式曲线方式控制列车运行。12动车组信号系统在制动方式上采用常用制动为主，在常用制动失效时才采用紧急制动，无须设置重复防护区段。它在防止“两冒一超”方面具有较强功能。曾在京九线商阜段试验。

13动车组信号系统在川黔线还进行过引进的瑞典ABB公司的查询应答式ATP试验。

2003年在秦沈客运专线上采用基于数字轨道电路的TVM430列车运行控制系统，由UM2000数字轨道电路提供地面信息，包含闭塞分区长度、曲线坡度、监控速度等信息，实现速度—距离模式曲线方式控制列车运行。

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目前，研制或引进已投入运营或进行试验的超速防护系统有：①京广线郑武段投入运营的TVM300系统；②广深线投入运营的ZLSK和LSK系统；

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③京九线商阜段试验的LCF系统；④通过北京环行铁道试验线试验的为秦沈客运专线研发的点连式LSK—2000和LCF—200系统；⑤在秦沈客运专线投入运营的TVM430系统。

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列车超速防护系统是当今世界各国普遍采用的安全技术设备。我国已具备发展列车运行控制系统(CTCS)的基础，在铁路跨越式发展的进程中，应结合既有线提速、客运专线和高速铁路建设，进行总体规划，系统设计，分步实施，积极发展，逐步建成集DMIS(调度指挥管理信息系统)、CTC(调度集中)、CTCS为一体的列车运行控制中心，对列车进行安全控制，实现行车指挥的综合现代化。

17动车组信号系统铁道部组织全路有代表性的信号控制专家组成专家组，参照ETCS欧洲列控标准，研究制定了我国的CTCS发展装备暂行技术标准，即《CTCS技术规范总则》(暂行)。CTCS就是中国列车运行控制系统的英文字头(ChineseTrainControlSystem)。18动车组信号系统

CTCS分为5级：0级为既有线现状，由通用机车信号+运行监控记录装置组成的系统；1级为主体化机车信号+加强型运行监控记录装置组成的系统；2级为基于轨道电路(模拟或数字轨道电路)传输信息的列车运行控制系统；19动车组信号系统

3级是基于无线传输信息(GSM—R)并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统；4级是完全基于无线传输信息(GSM—R)的列车运行控制系统。

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当前，面临的紧迫任务是尽快制订和完善与其相对应的技术条件，确定高速铁路、客运专线、提速区段等不同线路级别技术设备的配置标准，形成适应我国运输特点的列车运行控制系统。21动车组信号系统特别要突破在高、中、低速列车混跑，跨越不同速度区段以及地面设备配置不同等情况下，如何有效地在CTCS各级中相互兼容、实施列车超速防护这一重大技术关键问题，这是当前需要研究解决的最重要、最迫切的课题。22动车组信号系统由于我国目前缺乏成熟产品及系统建设经验，因此，必须采用引进和研发相结合的方式，加快推进我国CTCS的发展。

23动车组信号系统第二节ATP概述

1．ATP的基本概念

ATP(AutomaticTrainProtection)，即列车运行超速防护系统。众所周知列车制动距离与其运行速度成正比。当列车速度提高到140kn/h时，紧急制动距离为1100m；提高到160km/h时，紧急制动距离为1400m；而提高到200km/h时，紧急制动距离为2000m。24动车组信号系统当人的视距小于列车制动距离和操作所需的时间(司机视觉能力对信号做出判断的最少时间为3～5s)时，传统的信号控制系统以及以人为主的保证行车安全的控制方式，已不能适应列车运行安全的需要。25动车组信号系统因此，随着列车速度的提高和密度的加大，必须装备列车超速防护系统，来保证行车安全。

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ATP的核心是铁路信号速度化，要求信号信息具备明确的速度含义，并根据这些信息对列车运行速度实时连续监控。27动车组信号系统地面列控信息主要根据进路、线路条件以及前后列车的运行位置，在分级速度控制时，产生不同的出口速度信息；在采用速度—距离模式曲线控制时，产生目标距离、目标速度等信息。

28动车组信号系统

ATP车载设备依据接收到的信息，根据列车构造速度、制动性能计算出控制曲线，对列车是否遵守信号(速度)指令进行实际运行速度的监控。29动车组信号系统当列车在允许速度控制曲线以下运行时，ATP车载设备相当于“机车信号”，只不过信号显示已不仅是灯光颜色，而是允许速度值的量化显示；30动车组信号系统当列车的实际运行速度接近、超过允许速度曲线时，ATP车载设备就报警、卸载、制动，起到防止“两冒一超”的安全作用。也就是说，只要ATP设备正常工作，列车就不会发生“两冒一超”方面的行车事故。31动车组信号系统

ATP系统是由地面信号设备(含列车占用检查、运行位置定位、信息传输等)和车载信号设备共同构成的系统。在列车占用检查和运行位置定位上，一般采用轨道电路或计轴器等信号设备；在信息传输上，一般采用模拟轨道电路、数字轨道电路、轨道环线、应答器以及无线通信设备。

32动车组信号系统车载设备早期往往采用模拟或数字集成电路等纯硬件构成，当今主要采用车载安全型计算机以软硬件为核心、多系冗余构成。33动车组信号系统从世界各国的国家铁路来看，ATP系统主要用于提速和高速铁路，驾驶操作包括列车加速等仍由司机完成，而防止“两冒一超”的安全性操作则由系统自动完成。这样就大大提高了提速和高速列车的安全保证等级。

34动车组信号系统

我国铁路列车提速后，列车制动距离增加，信号显示距离不足，现行信号显示制式和列车速度控制方式难以满足行车安全的要求。列车运行速度超过160km／h时，司机难以辨认地面信号，以司机为主的列车控制系统难以保证列车的安全运行，必须发展ATP系统。35动车组信号系统

2．ATP的功能

ATP的功能主要有：停车点防护、超速防护、列车间隔控制(移动闭塞时)、测速测距、车门控制。

3．点式和连续式ATPATP按地面信息的传输方式分为点式和连续式两种。36动车组信号系统

(1)点式ATP

系统由车上设备和地面设备组成。车上设备接收信号点或标志点的应答器信息，还接收列车速度和制动压力信息，输出控制命令和向司机显示。37动车组信号系统地面应答器向列车传送每一信号点的允许速度、目标速度、目标距离、线路坡度、信号机号码等信息。应答器本身无源，接收查询器(车载天线)发射的能量，供内部电路与回答发送用。38动车组信号系统

点式ATP在运用中表现出的最大问题是信息不实时、不连续，难以胜任列车密度大的情况，如后续列车驶过地面应答器时，因前方区段有车，它算出的速度曲线是一条制动停车曲线。39动车组信号系统当前行列车驶离，后续列车因得不到新的信息只能减速运行，直到抵达运行前方的地面应答器，才能接收到新的信息，进而决定如何运行。40动车组信号系统所以各国在实际运用中，往往采取其他的补充技术手段，弥补其实时性方面的不足。例如保留地面信号机、增设环线(Euroloop)或非连续式无线通信等。41动车组信号系统

(2)连续式ATP

连续式ATP包括轨道电路、轨间电缆和无线通信等传输方式。42动车组信号系统

①轨道电路方式采用轨道电路传输列车控制信息是最普遍的方式。此时轨道电路既作为检测列车(占用、完整性、定位)的设备，又发送列车控制信息。43动车组信号系统例如法国的TGV铁路采用UM71无绝缘移频轨道电路，日本新干线ATC采用单边带调制音频轨道电路。44动车组信号系统

利用轨道电路传输信息时，由于受到道床环境的严重制约，存在邻线干扰和外界干扰问题使得传输性能不理想，集肤效应非常明显，且传输距离也受到限制。45动车组信号系统

②轨间电缆方式利用轨间铺设的电缆传输信息。控制中心储存线路的固定数据：区间线路坡度、弯道、缓行区段的位置及长度等。经联锁设备，将沿线的信号显示、道岔位置等信息传送至控制中心。

46动车组信号系统列车将其数据：如载重量、车长、制动率、所在位置、实际速度经电缆传给控制中心。控制中心的计算机根据这些数据计算出该时刻的列车允许速度。47动车组信号系统

此速度值经电缆传送给运行在线路上的相应列车。列车获得此速度值，一方面显示出来，一方面对列车速度进行监控。

48动车组信号系统

这种方式统一指挥全部列车运行，遇有发生行车晚点或其他障碍，可极迅速地将行车命令传给列车。但控制中心一旦发生故障则全线瘫痪。因此采用另一种控制方式，控制中心将有关信息(线路坡度、缓行区段位置、目标距离或目标速度等)通过电缆送至机车，由车载计算机计算其允许速度。

49动车组信号系统德国铁路的LZB系统就采用轨道电缆，既用于传输信息，又用于列车定位。1978年在汉堡—不来梅区段正式投入运用，每天控制200km/h的特快列车达74次。50动车组信号系统轨道电缆及其铺设方法与机械化养路作业存在着矛盾，以及造价和维修费用高等原因，未得到推广。以后又研制用微波代替轨道电缆进行传输。51动车组信号系统

③无线方式利用无线通信的方式传输信息。地面编码器生成编码信息，通过轨道天线向车上发送。信号显示控制接口负责检测要发送的信号显示，并从已编程的数据中选出有用数据送编码器，同时选出与限制速度、坡度、距离等有关的轨道数据。

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编码器用高安全度的代码将这些数据编码，经过载波调制，馈送至轨道天线向机车发送。车上接收设备接收限制速度、坡度、距离后，由车载计算机计算出目标速度，对机车进行监控。53动车组信号系统

美国自1984年以来，利用全球定位系统(GPS)对列车进行跟踪、定位和测速，定位误差为20～50m，测速误差为±1．6km/h。用静止卫星定位，精度可达2～7m，因此在卫星定位的基础上开发无线列车控制系统。54动车组信号系统

4．分级制动和一级制动列车制动控制模式分为分级制动模式和一级制动模式。55动车组信号系统(1)分级制动分级制动是以闭塞分区为单元，根据与前行列车的运行距离来调整列车速度，各闭塞分区依据进路条件、前后列车位置，采用不同的低频频率调制，指示不同的速度等级，在此基础上确定限速值。分级制动模式又分为阶梯型和曲线型。56动车组信号系统

阶梯型分级制动模式俗称大台阶型。它将一个列车全制动距离划分为3～4个闭塞分区，每一闭塞分区根据与前行列车的距离来确定限速值。如法国TGV速度控制即采用该方式，速度等级分为270km/h、220km/h、160km/h、0km/h四个速度等级。

57动车组信号系统对270km/h和220km/h，检查值高于标定值15km/h；对于160km/h，检查值高于标定值10km/h；对于0km/h，留有35km/h开口。

58动车组信号系统当列车速度高于检查值时，列车自动制动。其为滞后监督方式，即在闭塞分区出口才监督是否超速，所以为确保安全，必须设有“保护区段”。阶梯型分级制模式的速度曲线如图3.1所示。59动车组信号系统图3.1阶梯型分级制动曲线图

60动车组信号系统阶梯型分级速度控制方法虽然构成较为简单，但具有较多缺点：

①不能区分制动性能不同的列车，一律按制动性能差的列车布点，影响高性能列车的效能；61动车组信号系统

②段段考虑设备应变时间，影响通过能力；

③保护区段在进站口影响运输能力。62动车组信号系统

所以，日本和法国在其新建高速铁路的ATP系统中，改为速度—距离模式曲线控制方式。模式曲线是根据该闭塞分区提供的允许速度值以及列车参数和线路常数由车载计算机计算出来的(或将各种制动模式曲线储存调用)。63动车组信号系统

(2)一级制动一级制动是按目标距离制动的。根据距前行列车的距离或距运行前方停车点的距离，由控制中心根据目标距离、列车参数和线路参数计算出列车制动模式曲线，或由车载计算机予以计算，按制动模式曲线控制列车运行。

64动车组信号系统信息传输有数字编码轨道电路传输和无线传输两种方式。无论何种方式，传输的信息必须包括线路允许速度、目标速度、目标距离。一级制动方式最能合理地控制列车运行速度，是列车自动控制技术的发展方向。65动车组信号系统

5．测速和测距

(1)测速列车运行速度的测量非常重要，列车实际运行速度是速度控制的依据。该速度值的准确和精度直接影响调速效果。66动车组信号系统测速有车载设备自测和系统测量两种方法。车载设备自测有测速发电机、路程脉冲发生器、光电式传感器和霍尔式脉冲转速传感器等方法。系统测量有卫星测速和雷达测速等方法。67动车组信号系统

①测速发电机早期采用测速发电机测速。测速发电机安装在车轮轴头上，它发出的电压与车速成正比，该电压经处理后产生模拟量和数字量两个输出，分别用来驱动速度表和进入车上主机用于速度比较。测速发电机简单，但在低速范围内精度较差，可靠性也不高。68动车组信号系统

②路程脉冲发生器其核心部件是一个16极的凸轮，随着车轮的转动，发生一系列脉冲，车速越快，脉冲数越多，只要在一定时间内记录下脉冲的数目，即能换算成列车的实际速度。69动车组信号系统

③光电式传感器随着车轮的转动，光线不断地通过和被阻挡，使光电式传感器产生电脉冲，记录脉冲数目来测量车速。70动车组信号系统

④霍尔式脉冲转速传感器车轮转动时，使霍尔式传感器产生的频率正比于车轮转速的信号来进行测速。需采用两路测速，以对机车车轮空转、蠕滑、死抱等引起的误差进行修正。71动车组信号系统

(2)测距如何测量距停车点的精确距离是列车运行超速防护系统的重要任务。测距是通过测速与轮径完成的。必须不断地对轮径进行修正。72动车组信号系统

6．紧急制动和常用制动紧急制动是将压缩空气全部排入大气，使副风缸内压缩空气很快推动活塞，施行制动，使列车很快停下来。73动车组信号系统法国的TVM300车载设备利用紧急放风阀控制列车制动。紧急制动时，列车冲击大，中途不能缓解，充风时间长，不能使列车安全平稳地运行。74动车组信号系统常用制动是直接控制列车主管压力使机车制动与缓解，不影响原有列车制动系统的功能。它缩短了制动空走时间，大大减小了制动时的纵向冲击加速度，使列车运行更安全、舒适。在常有制动失效后，可施行紧急制动。75动车组信号系统第三节TVM300系统

1．TVM300系统的原理在京广线郑武电气化工程中引进了法国的TVM300系统。它以地面UM71无绝缘轨道电路为基础，具有机车信号(含速度值和颜色显示)和超速防护功能。76动车组信号系统机车上安装的TVM300系统为单套设备，可以接收地面发送的4种载频、14种低频调制的连续式移频信息和地面点式环线设备发送的5种点式单频信息。77动车组信号系统

TVM300系统采用阶梯制动模式，在一个闭塞分区内只监控一个速度等级—该闭塞分区的入口速度。它所给出的速度显示是列车应遵循的出口速度，要求列车在本闭塞分区的出口端调到低于该速度值。78动车组信号系统当列车实际运行速度超过给定的限制速度时，系统将使列车自动施行紧急制动。79动车组信号系统

这种滞后型的速度控制方式，要求地面闭塞分区必须设有“保护区段”，在速度监督的作用下，保证使超速越过第一个禁止信号的列车能在“保护区段”内停车，一般情况下追踪列车均不会发生追尾事故。80动车组信号系统

TVM300系统主要包括连续式机车信号、点式接收器、测速单元、记录器。连续式机车信号用来接收连续式移频信息，由载频信号接收及处理电路、低频信息处理电路、继电器电路、速度控制电路、电源变换器组成。点式接收器用来接收点式信号，为单频信号，有14个有效信息。

81动车组信号系统测速单元为速度控制电路提供列车实际走行速度信息，测速误差为1km/h，包括速度传感器、线性处理器和电源变换器。为提高可靠性和“故障一安全”的需要，设两个独立的测速链，由安全比较器对两路测速链进行检测。

82动车组信号系统

速度监督的核心是具有“故障一安全”保障的速度比较器。它将实际运行速度与目标速度进行比较。当实际运行速度超过目标速度规定值时，将使超速继电器失磁，引起列车制动。83动车组信号系统

2．TVM300系统在我国铁路的应用在郑武线电气化工程中，根据当时我国的实际情况，将列车运行速度定为客车120km/h、货车80km/h。84动车组信号系统车上设备可处理18种连续信息(实用14种)，5种点式信息。采用阶梯型速度控制曲线，对列车进行速度控制，列车超速时，实行紧急制动。85动车组信号系统地面区间设置保护区，进站信号机前方380m处以及站内股道中心点设置点式环线，用于点式速度检查、控制等以保证行车安全。

86动车组信号系统

列车进入侧线，在没有实行侧线进路电码化情况下，采取储存45km/h速度信息方式，以保持站内侧线行车速度超速防护的连续性。

87动车组信号系统

ATP的核心是铁路信号速度化，要求信号信息具备明确的速度含义，并根据这些信息对列车运行速度实时连续监控，站内调车考虑了45km/h的限速控制。

88动车组信号系统

区间正向运行时，列车运行速度分级为：客车120km/h、100km/h、85km/h、0km/h，货车80km/h、70km/h、55km/h、0km/h。

89动车组信号系统

速度控制曲线的速度检查值按如下方式确定：标定速度在50km/h以下，检查值高于标定值5km/h；50km/h以上时，检查值高于标定值10km/h。防护区入口速度检查值为25km/h。区间正向运行的速度检查如图3.2所示。90动车组信号系统图3.2区间正向运行速度检查图91动车组信号系统

郑武段坡道较多，闭塞分区长度按上坡道、正向运行考虑。反向运行时，相应区段运行速度等级有所降低，划分为：客车120km/h、90km/h、70km/h、0km/h，货车80km/h、65km/h、50km/h、0km/h。92动车组信号系统

TVM300系统在运用中存在一些问题，即其采用阶梯型制动模式，在一个闭塞分区的只监控一个速度等级——该闭塞分区的入口速度，这种滞后型的速度控制方式，不仅影响通过能力，而且降低了红灯的严肃性。93动车组信号系统一“撞墙”就施行紧急制动，而且中途不能缓解，影响了行车效率，且运行不平稳。留有25km/h的开口也不安全，另外机器体积过大。94动车组信号系统第四节TVM430型超速防护系统

TVM430是基于TVM300发展起来的，在最新的TGV线路上应用的系统。TVM430型系统采用的固定闭塞分区约1500m。因为闭塞分区比列车制动距离(约6000m)短，所以一个制动过程通常要占用4个闭塞分区。

95动车组信号系统

短闭塞分区允许列车以较短的运行间隔运行，这样，可以在不对列车制动性能提出更高要求的前提下，提高线路的运营能力。

96动车组信号系统在使用TVM300型系统的法国东南线上，最小的运行间隔为5min。在大西洋线上为4min。而在采用TVM430型系统的北方线上，最小运行间隔仅为3min。97动车组信号系统

TVM300型系统允许列车最高运行速度为300km/h，最多可以产生18个连续信息或14个点式信息，并且只传送当前闭塞分区的限制速度。98动车组信号系统而TVM430可传送更多的信息，例如：本闭塞分区的限制速度、下一闭塞分区的限制速度、距离、线路的坡度等。99动车组信号系统

对于占用闭塞分区的列车来说，每个闭塞分区有一定的特征参数，其中不变的特征参数有闭塞分区长度、线路的平纵断面特性(坡道或弯道)，以及相应的最高安全速度(通常是300km/h)；

100动车组信号系统可变的特征参数一般要视前方列车的有无及其他障碍物而定，包括本闭塞分区末端的目标速度、下一闭塞分区末端的目标速度等(目标速度是指列车离开本闭塞分区进入下一闭塞分区的速度)。101动车组信号系统

2．TVM430型系统的组成

TVM430型系统分为车载和地面两部分。车载设备包括：信号接收、处理、显示单元，车速检测单元，数据记录单元以及电源等，图3.3为系统的车载设备组成框图。102动车组信号系统图3.3TVM430型系统的车载设备组成框图103动车组信号系统地面设备可以根据系统实现的原理，分为两部分。

(1)地面电子设备，其主要功能包括在上、下行两个方向实现同一功能，及在地面设备与轨道之间(最远可达7km)提供远程供电。104动车组信号系统

(2)采用NS1技术，实现由“标准”信号设备控制的数据传输。地面部分与控制中心相连，地面信息被编码后以交流信号形式在轨道上传输。TVM使用4种不同的载频，它们在线路上成对地在两个方向轨道上交替使用。

105动车组信号系统

在TVM430型系统中有27个不同的音频信号，在同一时间可以任意组合，并以FM(频率调制)的形式被调制在这些载频上。106动车组信号系统

这与TVM300型系统使用18个独立的频率，同一时间只能有一个频率以FSK(移频键控)的形式被调制在载频上不同。

107动车组信号系统每个轨道电路的一端连接一个信号发送器，发送器的相反端有一个接收器。当接收不到轨道电路信号(由于被列车的轮轨短路或其他故障)时，则认为轨道被列车占用。108动车组信号系统

3．TVM430的数据格式轨道上传送的信号被TGV列车前端的天线(感应器)接收，转发到车上两套冗余的数字信号处理器，经过滤波、条件化、解码等处理后，由车载显示器显示给司机。

109动车组信号系统经过解码后的TVM430信号是一个27bit的数据字，字中的每一位对应于轨道电路中调制在载频上的一个频率，这一数据字又分为5个码，组成TVM430信号的数据格式。110动车组信号系统

(1)速度码(占8bit，频率为0．88～4．08Hz)。包括本闭塞分区最高安全速度、本闭塞分区末端的目标速度及下一闭塞分区末端的目标速度。

111动车组信号系统其代表的速度值有5个，在高速线路上分别表示为：300km/h，270km/h，230km/h，170km/h和0km/h。

112动车组信号系统

(2)坡度码(占4bit，频率为4．72～6．64H2)。坡度信息由整个闭塞分区情况平均而得。列车在进行速度计算时要考虑到这一因素。113动车组信号系统

(3)闭塞分区长度码(占6bit，频率为7．28～10．48H2)。闭塞分区长度可能有多种，对于计算速度十分重要。

114动车组信号系统例如，在平坦的高速线路上，一个闭塞分区可以长达1500m，而在海峡隧道闭塞分区的末端部分，闭塞分区长度只有这个数字的十分之一。115动车组信号系统

(4)路网码(占3bit，频率为11．12～15．60Hz)。路网码决定列车如何理解速度码。

116动车组信号系统

例如，在最高允许速度为300km/h的高速线路上所用的路网码，与在速度限制为160km/h的海峡隧道中所用的路网码不同。117动车组信号系统

(5)纠错码(占6bit，频率为16．24～17．52Hz)。当信号误读时，纠错码不但能检查出错误，在某些情况下还能纠正错误。纠错码采用6位循环冗余校验码(CRC)。

118动车组信号系统

采用上述27bit的数据字传递信息，将给司机的控车带来很大便利。在TVM300型系统中，地面设备发送的列车目标速度码仅在每个闭塞分区边界处更新，相应地就仅提供司机离散的阶梯状的速度曲线，此曲线无法反映列车的连续速度变化。

119动车组信号系统

TVM430型系统则根据一次实时接收的闭塞分区长度码及其他码字信息，可以产生连续的速度变化模式曲线，从而提供给司机更实际的速度变化信息。图3.4描绘了该模式曲线。120动车组信号系统图3.4连续的速度变化模式曲线图121动车组信号系统

4．TVM430型系统在秦沈客运专线上的应用秦沈客运专线采用列控系统和计算机联锁一体化的方案，采用的是法国CSEE公司的SEI/TVM430设备，可以节省大量联锁系统的硬件和联锁系统与列控系统的接口。122动车组信号系统

秦沈客运专线因设有列车运行控制系统，区间不设通过信号机，车载信号设备为主体信号设备。SEI/TVM430系统的地面设备结构示意图如图3.5所示。由3种机柜组成，分别为应用机柜、外围接口柜和轨道接口柜。123动车组信号系统图3.5SEI系统结构示意图124动车组信号系统应用机柜也称主机柜，一个机柜包括3个应用组匣PAP1～PAP3，含有3个CPU，3块通信板，2个比较器。采用三取二冗余结构，构成容错系统。即最多容许1个CPU、1块通信板和1个比较器故障；此时不影响系统正常工作。125动车组信号系统

外围接口柜包括最多6个外围接口组匣PIPl—PIP6，控制并行输入和输出、安全和非安全接口。126动车组信号系统

轨道接口柜完成轨道电路和连续传输信息的功能。每个柜包括最多6个轨道接口组匣PIV。每个PIV可实现两个闭塞分区的CDV接口。一个CDV接口为1个轨道电路用，包括轨道电路发送器(CEC)和接收器(CRR)。127动车组信号系统

列车上均安装TVM430车载设备，车载设备采用数字信号处理技术，接收地面设备经轨道电路传输的信息，产生列车速度控制曲线，用以监督或控制列车安全运行。128动车组信号系统

列车控制模式采用人控为主、设备为辅的方式。司机按每个轨道电路地面信息给出的速度值运行时，速度监督设备不干预司机的正常操作。当司机违章操作或列车速度超过规定的允许速度时，速度监督设备则自动实施制动。129动车组信号系统

TVM430型系统采用UM2000型数字编码轨道电路。该轨道电路除提供用于控制列车间隔的速度等级等信息外，还可提供线路坡度、闭塞分区长度等线路数据，使设备得以采用分级连续模式曲线控制方式。

130动车组信号系统

用于秦沈客运专线的正常追踪速度分级为200km/h、180km/h、160km/h、140km/h、0km/h。131动车组信号系统第五节200km/hEMU超速防护系统

1．轨道电路根据CTCS有关技术规范，不同级别的线路其制式有所不同，主要有以下制式：132动车组信号系统

⑴CTCS-0级：国产4信息、8信息和18信息移频；⑵CTCS-1级：UM-71、ZPW-2000；⑶CTCS-2级：UM-71、ZPW-2000；133动车组信号系统

2．车载设备ATP主机柜设置在驾驶室后方的机械室内。另外，ＤＭＩ设置在驾驶台上，ＳＴＭ天线、ＢＴＭ天线、速度发电机设置在车体下方。ＡＴＰ的制动由ＡＴＰ装置中的继电器逻辑单元输出，并连接到车体方的设备—综合配电盘上，再通过该装置与制动装置连接。134动车组信号系统当列控车载设备运行于CTCS-0级和CTCS-1级线路时，只作为机车信号功能使用。列车在CTCS-2级线路上运行时，间隔7个闭塞分区追踪运行。135动车组信号系统

3．车载列控显示装置（DMI）车载列控显示装置（DMI）在驾驶室的位置见下图3.6。136动车组信号系统图3.6车载列控显示装置（DMI）在驾驶室的位置137动车组信号系统

1.主界面显示区域DMI的主界面分为如图3.7所示的六个区域。138动车组信号系统图3.7DMI主界面139动车组信号系统

⑴主界面细分功能图在每一个主显示区中又细分为不同的内容显示区域，具体划分如图3.8所示（其中红色区域为保留区域）。140图3.8DMI主界面功能细分图141动车组信号系统

A区警示信息A区显示的信息内容包括：A1区：ATP设备触发制动之前的预警时间；A2区：目标距离；142动车组信号系统

A1区的大小为54*54（像素）。DMI在该区域中心以灰色矩形图标的方式表示制动预警时间。该图标应根据制动预警时间的不同而显示出大小不同的矩形图标。图标大小共分为5个等级，分别是最大图标（54*54像素）的10％，25％，50％，75％，100％。143动车组信号系统当列车处于CSM区时，如果ATP制动预警时间大于8秒时，DMI在A1区不显示任何图标；如果ATP制动预警时间小于或等于8秒时，DMI应当在A1区按相应比例显示制动预警图标。144动车组信号系统当列车处于TSM区时，如果ATP制动预警时间大于8秒，DMI在A1区显示最小的制动预警图标（最大图标的10％），如果制动预警时间小于或等于8秒时，DMI应当在A1区按相应比例显示制动预警图标。145动车组信号系统

A2区的大小为54*222（像素）。该区域使用两种表示方法同时表示目标距离：柱状光带表示法以及数字表示法。柱状光带位于该区域的下部，光带正上方为数字表示区。

146动车组信号系统柱状光带的左侧为坐标系，该坐标系采用对数坐标，最大的显示范围是1000米。当目标距离大于1000米时，柱状光带的高度保持不变，只用数字标出实际目标距离，数字表示法可表示的最远距离为8000米。A2区的显示如图3.9所示。147动车组信号系统图3.9A2区显示示意图148动车组信号系统

A2区仅当列车处于TSM区时才有相应的显示，在CSM区时并不显示。149动车组信号系统

B区速度信息列车当前速度以数字的方式显示在B1区，同时，速度表的指针也指示了列车的当前速度（并以不同的颜色和表圈以不同的形状来表示紧急程度）。B区中的细分区域的大小（像素）及显示内容如下：150动车组信号系统

B1：50*50

以数字方式显示列车当前速度；B2：36*36

以速度表盘的方式表示各种速度；B3：36*36（保留）B4：36*36（保留）151动车组信号系统B5：36*36（保留）B6：36*36（保留）

B7：36*36以文字图标的方式ATP设备所处的控制模式。152动车组信号系统列车实际运行速度采用双显示备份表示。一种表示方式是采用速度表的表示方法，速度表的指针指向刻度盘的当前速度。表盘的刻度为0～400km/h；另一种表示方式是数字表示的方法，在速度表的中间区（B1区）以数字的形式表示出当前速度值。

153动车组信号系统根据不同的情况，在速度表盘上以不同颜色的光带显示目标速度、允许速度、SBI速度和EBI速度。具体表示方式如图3.10和图3.11所示。154动车组信号系统图3.10图3.11155动车组信号系统

a.在列车未超速情况下，显示器以不同颜色的光带在速度表的表圈上显示目标速度和允许速度。在允许速度处，光带的宽度是正常光带宽度的两倍，形成“钩”状光带。156动车组信号系统

b.在CSM区，列车未超速情况下，目标速度以深灰色（DarkGrey）显示；允许速度以灰色(Grey)显示。157动车组信号系统

c.在TSM区，列车未超速情况下，允许速度以黄色（Yellow）显示。158动车组信号系统

d.列车速度超过允许速度、但未超过SBI情况下，开始以光带方式显示SBI速度，从允许速度到SBI之间光带的宽度为正常光带宽度的两倍，显示颜色为橙色（Orange）。同时速度表指针指向列车当前速度。159动车组信号系统

e.列车速度超过SBI速度、但未超过EBI情况下，以光带方式显示EBI速度，从允许速度到EBI之间光带的宽度为正常光带宽度的两倍，显示颜色为红色（Red）。同时速度表指针指向列车当前速度。160动车组信号系统

f.列车速度超过EBI速度后，以光带方式显示EBI速度，从允许速度到EBI之间光带的宽度为正常光带宽度的两倍，显示颜色为红色（Red），超出EBI部分不显示光带，同时速度表指针指向列车当前速度。161动车组信号系统在不同状态下速度表的显示方式如表3.1所示（略）：162动车组信号系统

C区设备状态C1～C7区保留。C8区：该区域以文字的方式显示ATP设备所处的CTCS等级。CTCS等级与显示文字对应的关系如表3.2所示。163动车组信号系统表3.2CTCS等级与显示文字对应关系序号文本等级1CTCS0CTCS0级2CTCS1CTCS1级3CTCS2CTCS2级164动车组信号系统

C9区：以图标的方式显示制动状态。DMI根据ATP设备的制动状态显示图标。如果ATP处于非制动非允许缓解状态，则该区域不显示任何图标。制动图标与制动状态对应关系如表3.3所示。165动车组信号系统表3.3图标与制动等级对应关系表序号图标含义1紧急制动2常用制动（1、4、7级）3允许缓解166动车组信号系统

D区距离信息在CTCS2级时，D1区用于显示距离坐标。坐标系的原点位于D1区的左下角，它始终以列车当前所在位置为参考原点，即列车始终位于坐标系的原点。167动车组信号系统

该坐标系的横坐标为距离（单位：米），采用对数坐标，最远显示前方8000米内的相关信息。坐标系的纵坐标为速度（单位：公里/小时），它表示线路的最大允许运行速度。168动车组信号系统

D6区以白色短实线标识出MRSP的变化点，所谓的MRSP的变化点是指相邻的两个不同的MRSP的位置坐标的交接点。169动车组信号系统

D7区显示列车前方8000米范围内的MRSP，为清楚起见，以数字的方式显示速度坐标。170动车组信号系统

D9区以黄色实线表示列车前方的第一个起模点（CSM区与TSM区的交接点）。同时，将起模点的指示线向下延长到坐标显示区，以便于司机可以清楚地了解到起模点的具体坐标位置。同时，为了给司机作出明显的提示，从起模点到下一个MRSP以斜线相连接，表示一个降速过程，便于司机驾驶。171动车组信号系统

D区的显示示意如图3.12所示。172图3.12D区显示示意图173动车组信号系统

当列车运行于CTCS0/1级时，D区用于显示机车信号。机车信号的显示标准符合TB/T3060的相应规定，显示方式如图3.13所示。174动车组信号系统图3.13机车信号175动车组信号系统机车信号定义与显示图标的对应关系如表3.4所示（略）。176动车组信号系统E区报警信息E区用来显示机控/人控优先、文本信息、车次号、时间等信息。177动车组信号系统车载ATP设备在运行过程中存在机控/人控优先不同控制状态，这两种优先状态可以通过ATP机柜内部的跳线来实现初始化设置，也可以由车载ATP设备在运行过程中根据具体情况进行实时的切换。178动车组信号系统

E5区以图标方式表示机控优先和人控优先。在机控优先情况下，显示图标“机控”，当车载ATP设备提示司机介入时，E5区的图标更换为“人控”。人控/机控优先图标如图3.14所示。179动车组信号系统图3.14人控/机控表示图标180动车组信号系统

E19、E20、E21、E22、E23区用于显示各种文本信息。文本信息采用滚动方式显示，最后收到的信息总是以高亮的方式显示于E19区，之前的信息依次下移

。司机可以通过可扩展功能键中的上、下翻页键查询之前的所有信息。181动车组信号系统E16a区显示当前的列车车次号。E17区显示当前时间。

182动车组信号系统F区可扩展功能键信息可扩展功能键信息用于指示当前状况下功能键F1～F8的具体含义，每个功能键显示区域的大小为：62*60（像素），共8个功能键显示区。183功能键层次定义拓展图如图3.15所示。184动车组信号系统

⑵显示界面的布置显示界面总体上分为三个显示层：基本显示层、数据输入层和信息查询显示层。基本显示层主要用于列车运行过程中向乘务员提供列车、车载设备的状态信息和控制命令，以及来自地面设备的信息。185动车组信号系统数据输入层向乘务员提供了有关列车数据的输入界面；信息查询显示层根据乘务员的要求，用来向乘务员提供查询信息。186动车组信号系统

①基本显示层基本显示层总体上分为七个显示区域，分别是制动警示信息显示、距离信息显示区、速度信息显示区、设备状态显示区、报警信息显示区、距离信息显示区和功能键区。基本显示如图3.16所示。187图3.16基本显示层188动车组信号系统

②数据输入层当用户输入数据时，D区变为数据输入区，其它区域保持不变。③信息查询显示层信息查询显示层将根据具体需要提供的查询数据进行定义。189动车组信号系统

2．显示内容车载设备显示界面主要显示速度距离信息、地面状态、车载设备情况、和日期时间等内容：190动车组信号系统（1）速度距离信息：数据名称数据类型值域更新频率来源当前速度浮点0-400100msATP限制速度浮点0-400100msATP缓解速度浮点0-400100msATP目标速度浮点0-400100msATP目标距离浮点0-8000100msATP191动车组信号系统（2）地面状态数据名称数据类型值域更新频率来源轨道电路制式枚举移频、ZPW2000100msATP轨道电路信息枚举参见《3060》100msATP运行等级枚举CTCS2、CTCS1、CTCS0100msATP固定限速整数0～300随机ATP（应答器）临时限速整数0～300随机ATP（应答器）特殊限速整数0～300随机ATP（应答器）192动车组信号系统（3）车载设备情况数据名称数据类型值域更新频率来源控车模式枚举完全监控、部分监控、调车、目视行车、隔离等100msATP机车信号色灯枚举绿、黄、双黄、红黄、绿黄、黄2、红、白、灭灯100msATP运行状态枚举EB、SB1、SB2、SB3、RELEASE100msATP193动车组信号系统（4）其他信息数据名称数据类型值域更新频率来源日期100msATP时间100msATP车次号字符100msATP/DMI司机号字符100msATP/DMI194动车组信号系统

3．司机命令DMI接收和处理的司机的输入命令包括以下内容：195动车组信号系统

命令名称备注１备注２上下行选择用于载频锁定以按键方式运行等级用于选择CTCS0/1/2级以按键方式模式切换用于模式切换以按键方式数据输入切换到数据输入界面以按键方式数据查询以按键方式司机响应用于提示司机保持“警惕”以按键方式制动缓解设备提示允许缓解后，人工缓解制动以按键方式启动启动ATP设备转入正常工作状态以按键方式196动车组信号系统（1）输入数据DMI输入的主要包括下表描述的信息：197动车组信号系统

数据名称数据类型值域备注１备注２司机号字符串待定车次号字符串待定198动车组信号系统

车次号编码方式：按铁道部相关标准编码。司机号编码方式：16位2进制数据。其中：0＝未知；1～65534为司机号；65535＝未知。199动车组信号系统（2）查询数据DMI设备允许乘务员查询列车的有关状态数据，DMI可以向司机提供以下数据：200动车组信号系统数据名称数据类型值域备注１备注２司机号字符串待定车次号字符串待定201动车组信号系统按键功能及用法调车键当ATP设备处于非调车模式时，司机按下“调车”键，如果满足转换条件，ATP设备就进入调车模式，产生限制速度为45km/h的速度模式，列车一旦超过该限制速度，ATP设备就将触发制动。202动车组信号系统进入调车模式后无论地面上有无信号，设备都按调车模式控车。当ATP设备处于调车模式时，司机按下“调车”键，如果满足转换条件，ATP设备就将退出调车模式而进入待机模式。203动车组信号系统目视键如果ATP车载装置接收到了禁止信号（HU码或无信号）状态，司机在列车停车后，根据运行管理方法，按下“目视”功能键后，ATP就进入目视行车模式，产生限制速度为20km/h的速度模式，列车速度一旦超过该限制速度，ATP就自动触发制动。204动车组信号系统

ATP设备接收到HU以外的信号码时，自动解除本运行状态。在车载设备处于目视行车模式下，司机应当每隔一定时间长度（如60秒）按压该键，以表明司机了解当前车载设备处于目视行车模式下。205动车组信号系统允许缓解键在人控优先的状态下，如果列车触发了常用制动，当列车运行速度低于允许缓解速度后，ATP设备将允许司机缓解制动。当DMI上给出允许缓解的提示后，司机按下“允许缓解”键，ATP设备将结束制动。206动车组信号系统

在机控或人控优先的状态下，如果列车触发了紧急制动，当列车停车后，ATP设备将允许司机缓解制动。当DMI上给出允许缓解的提示后，司机按下“允许缓解”键，ATP设备将结束制动。207动车组信号系统载频键用于选择列车上下行。等级键允许司机切换列车运行的CTCS等级。数字键数字按键包括0到9共十个数字，用于输入数字。208动车组信号系统字母键用于切换数字键输入数字或字母。删除键在输入时，用于清除输入内容。启动键用于开车时从待机状态转入正常运行状态。209动车组信号系统取消键用于输入过程中退出参数或操作命令输入状态，放弃已输入数据或已选择的操作命令。确定键用于对输入及提示进行确认。返回键返回上级界面。210动车组信号系统警惕键如果车载ATP设备处于目视行车模式下，司机需每隔一定时间或距离（如60秒或者200米）按压【警惕】