城市轨道交通列车自动控制系统维护 课件 项目二 中心列车自动控制系统认知与维护

列车运行控制系统维护SYSTEMMAINTENANCEMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM2.1车载ATP系统认知列车自动控制系统初识列车自动运行系统（ATO）列车自动防护系统(ATP)车载外设（应答器、速传）车载人机设备（HMI）ATCATP自动防护系统车载ATP车载ATO轨旁ATP轨旁ATOATO自动驾驶系统ATS自动监视系统以下所学内容列车自动防护系统（ATP）ATP系统的在其他系统的配合下完成对列车运行的自动防护。ATP和ATO分为车载设备和轨旁设备。列车自动防护系统（ATP）事发后，事故调查小组建议整个英国的铁路系统都需要安装自动列车保护系统。多年来，英国人经历了大量的铁路事故。而在1988年发生的最致命的一次事故是在伦敦南部靠近克拉彭禄口的撞车事件。由于发生在运输繁忙时段，两辆相撞的列车中搭载了近1300人，事故发生后造成35人死亡。车载ATC车辆设备车载ATOHMI车载ATP车载通信单元测速定位系统速度传感器语言通信PLSCCTVBTM控制信息监控与服务信息列车自动防护系统（ATP）ATC车载设备分别安装在列车的两端，两端设备间通过通信线缆连接。ATC车载设备主要由列车超速防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）、车载人机（HMI）、车载通信系统、测速定位系统、车辆外设组成。ATP是什么？速度曲线轨道电路为ATC提供连续的行车许可将信号不断从轨道传至列车上，车载ATP计算得到列车当前容许的最大安全速度，依次对列车实现监督及管理。测速与测距防护曲线的生成和应用常用制动和紧急制动车门允许驾驶模式转换ATP是什么？实现的功能主要包括地面信息的接收、注册注销管理、列车位置报告、列车超速防护、车门防护、零速检测、退行防护、无意识移动防护、列车状态监控和制动确认等。车载ATP子系统是根据地面信息和列车自身参数实现列车运行防护，是保证列车行车安全的自动控制系统。ATP是什么？车载列控设备接口电路牵引系统

牵引指令制动指令速度输入速度传感器地面信号速度控制车轴制动系统列车自动防护系统（ATP）组成ATP系统组成设于控制站的轨旁单元（应答器、轨道电路、计轴等）车载ATP设备；（ATP主机、车载外设、人机）地面ATP设备。（区域控制器ZC）列车自动防护系统（ATP）组成列车模拟运行ATP的主要功能ATP系统应具有下列主要功能检测列车位置、停车点防护、超速防护、列车间隔控制（移动闭塞时）、临时限速、测速测距、车门允许、记录司机操作。轨旁功能传输功能车载功能ATP的主要功能速度曲线轨道电路为列车提供连续的行车许可轨道电路功能实现列车占用检查提供行车许可及闭塞分区数量应答器功能提供临时限速和进路信息线路允许速度和闭塞分区长度等车载设备功能综合轨道电路、应答器信息和动车组参数，自动生成连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行（具体监督功能见下页）报文生成功能02完成整理数据、准备和格式化要传送到ATP车载设备的报文，并决定传输方向。.ATP的主要功能负责列车安全间隔和生成报文，完成对列车安全运行授权许可的发布和报文的准备ATP轨旁功能（ZC）列车安全间隔功能01保持列车之间的最小安全距离，发出运行授权。在进路已经排列，联锁功能中才发出列车运行授权.ATP的主要功能监督功能速度监督功能方向监督功能车门监督功能紧急制动监督功能后退监督报文监督功能设备监督功能ATP车载功能ATP的主要功能ATP功能连线游戏距离测量1实际速度测量2速度监督3列车追踪间隔4紧急停车5车门控制6列车自动折返控制7车载日志（车辆故障信息和紧急制动的记录）8a，测速与测距b，防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）c，常用制动和紧急制动d，车门允许e，驾驶模式转换f，设备的监督ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5确定车辆速度和位置是车载设备关键功能。车载ATP设备具备速度测量功能，并根据测速脉冲的相位，对车头走行方向进行判定。车载ATP应能检测出车轮的空转打滑，并使用通过相应设备自动补偿由于车轮空转、打滑所引起的测速测距误差。测速1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。测距2在目标距离模式中，列车位置对于安全性至关重要。如果列车无法掌握它在线路中的准确位置，那么它就无法保证在抵达障碍物或限制区之前停下或减速。测距通过测速与轮径计算得出，系统通过记录车轮旋转的次数N，结合列车运行方向和车轮直径D，计算得出列车走行距离S。（写出公式）ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5车载ATP子系统考虑设备及线路特性，根据最严格的限速和防护点，按照安全制动模型，并考虑司机的可操作性、系统的可用性和列车运行效率，生成ATP防护曲线。ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5最严格限速曲线道岔通过速度：联锁向ZC提供进路编号，ZC获得进路后通知车载ATP进路信息，车载设备通过电子地图存储的道岔区域的限速进行防护。01站台通过速度：根据车载设备中预存的电子地图，确定线路中每个车站的站台永久限速。02线路永久限速：固定限速是在设计阶段设置完成的。在车载ATP和ATO设备中固定储存的整条线路的固定限速区信息。03线路临时限速：限制速度在某些条件下（施工现场、临时危险点）可以被降低。临时速度限制区段的范围通常限制在一个或多个区段。车载ATP根据ZC设备实时动态提供的临时限速信息（包括临时限速区域位置和临时限速值）、并结合车载设备中预存的电子地图，实时动态确定线路中临时限速区域位置及限速值。04车辆限制速度：由车辆构造和牵引制动系统所限定的速度，由车辆方提供。05车载ATP设备具有常用制动和紧急制动两级防护控制的能力。在常用制动失效后，可施行紧急制动。ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5ATP牵引控制台驾驶室常规制动紧急制动ATOATPATOATS地面部分车载部分速度反馈ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5常用制动一般在到站停车时使用，其施加的制动力是制动控制单元根据车辆的减速度与载重计算而得。常用制动对车辆制动冲击率具有一定限制，可确保乘客的舒适性能。紧急制动是利用空气制动模式，通过紧急制动安全回路直接控制，在紧急制动安全回线失电时，列车自动施加紧急制动。车载ATP只有在紧急情况下，例如车载系统丢失自身定位或检测到发生故障等情况发生，才会施加紧急制动，紧急制动对列车施加最大制动力，使列车以最大减速度减速直至停车，使列车很快停下。打开屏蔽门授权打开屏蔽门请求打开车门确认列车在车窗列车禁止移动禁止移动打开车门开门准备屏蔽门联锁车载ATP/ATO列车ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5在通常的情况下，在站台停车窗口区以外停车时，车载ATP不允许车门开启。即使通过ATO自动驾驶列车时，未获得车载ATP的门允许时，车载ATO也不能打开或关闭车门。左右车门选择由车门开启命令来执行，此命令通过地面ZC子系统获得。车载ATP根据列车运行级别将列车驾驶模式由高到低分为ATP的主要功能测速与测距1防护曲线的生成和应用（速度监督，间隔防护）2常用制动和紧急制动3车门允许4驾驶模式转换5列车运行模式连续通信控制下ATP/ATO的运行（简称CTC级别）：CTC级别下，系统通过连续通信设备，例如感应环线、漏泄电缆等获得移动授权，控制列车在CM/AM下运行；1点式通信控制下ATP/ATO的运行（简称ITC级别）：通过应答器设备获得移动授权，控制列车在CM/AM下运行；2联锁级下的运行（简称ILC级别）：ILC级别下，系统不监督移动授权，只能运行在RM下。3列车自动驾驶模式--AM模式；1列车自动防护下的人工驾驶模式--CM模式；2限制人工驾驶模式--RM模式；3车载ATP根据列车运行级别将列车驾驶模式由高到低分为ATP的主要功能驾驶模式列车运行模式连续通信控制下ATP/ATO的运行（简称CTC级别）：CTC级别下，系统通过连续通信设备，例如感应环线、漏泄电缆等获得移动授权，控制列车在CM/AM下运行；1联锁级下的运行（简称ILC级别）：ILC级别下，系统不监督移动授权，只能运行在RM下。2列车自动驾驶模式--AM模式；1列车自动防护下的人工驾驶模式--CM模式；2限制人工驾驶模式--RM模式；301列车自动驾驶模式--AM模式；02列车自动防护下的人工驾驶模式--CM模式；03限制人工驾驶模式--RM模式；车载ATP对外接口在CBTC系统中，每列列车上的车载设备需要发送当前列车的位置报告给ZC；ZC需要反馈给车载设备移动授权终点和前方线路区段的动态描述信息。（1）车载设备与ZC之间：（2）车载设备与列车自动监控系统（ATS）之间：ATS系统在列车运行过程中需要将主动列车识别信息、发车时间、下一站到达时间等信息发送到列车车载设备。车载设备需要将列车状态报告（列车识别号、列车驾驶模式等）反馈给ATS系统。车载ATP对外接口（3）车载设备与计算机联锁（CI）之间的通信。在列车快要行驶到站台时，CI要将安全门关闭的信息传送给车载设备；列车在驶出站台时车载设备需要将列车车门关闭的信息传送给CI。（4）车载设备与车载ATO之间的通信。车载设备与车载ATO之间的通信。车载ATP为车载ATO提供自动驾驶所需的列车状态信息、车辆控制信息，车载ATO设备根据地面中心（ATS）、列车自动防护（ATP）系统和司机的控制命令完成列车的自动驾驶，根据运营的需求完成列车的精确停车、自动折返等。车载ATO对屏蔽（安全）门给出控制指令，只有获得ATP确认后才能送出控制指令。车载ATP对外接口车载ATP的对外接口通常还包括HMI、BTM、车辆、测速设备，若为感应环线系统还包括TWC设备另一端设备无线设备交换机HMITWC(环线)ATO车辆接口雷达测速传感器BTM车载ATPIO/CANCANIO/CANIO485/脉冲脉冲CANCAN以太网感谢观看！SYSTEMMAINTENANCETHANKSFORWATCHING!2.1车载ATP系统认知列车运行控制系统维护SYSTEMMAINTENANCEMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM2.2车载ATP系统维护维修车载ATP设备故障诊断检修车载ATP子系统主机通常由电源板、主控板、输入板、输出板、通信板和记录板组成。车载ATP设备故障诊断检修1电源板采用双电源冗余模块，任意一块均能满足系统运行供电需求。每块电源板设置一个“输入”表示灯位，表明外部电源接入状态，该灯点亮，表明外部供电正常，否则表明没有外部供电。2主控板负责ATP子系统的逻辑运算，其面板指示灯具有表明运行和通信状态的功能，并能够在故障状态表明故障类型。3输入板为系统运行提供外部输入信号检测的功能以及输出板的反馈，主要为电平输入量。4输出板实现输出驱动功能。5通信板在正常运行时，通信状态指示灯表明是否与外部进行了数据交互，如果通信板从外部接收或者向外部发送数据，则相应指示灯闪烁。车载ATP设备故障诊断检修板卡故障类型板卡故障源单侧主控板故障双侧主控板故障故障表现单侧主控板不能正常启动，主控板运行灯A灯、B灯灭，HMI显示双侧主控板不能正常启动，双侧主控板运行灯A灯、B灯灭，HMI显示建议处理措施更换更换注1:当双侧输入I板、双侧输入II板、双侧通信板以及双侧输出板故障时也会出现需根据具体情况区分。注2:当hmMI与ATP主机通信故障时也显示此图标，需根据主控板灯闪烁进行区分。板卡板卡单侧输入I/Ⅱ故障双侧输入I/Ⅱ故障单侧不能启动，输入板运行A灯、B灯灭或主控板对应的SBP灯不闪烁双单侧不能启动，输入板运行A灯、B灯灭或主控板对应的SBP灯不闪烁更换更换车载ATP设备故障诊断检修接口故障类型接口故障源与HMI通信故障与ATO通信故障故障表现ATP主机正常，而HMI显示无ATP;建议处理措施检查车载机柜中的X6与J6连接是否良好;若X6和J6连接良好，拆除HMI,检查HMI背部的通信接头J1连接是否良好。HMI显示无ATO故障；检查车载机柜中的X5与J5连接是否良好;若x5和J5连接良好，检查ATO主机是否正常;车载ATP设备故障诊断检修输入故障故障类型故障源列车外部紧急制动信号异常故障表现外部紧急制动信号为高电平，而输入I板没有采集到，输入I板的7灯,8灯灭。建议处理措施检查10配线，步骤如下:1)ATC断电;2)检查重载连接器J16和X16是否接触良好;若存在虛接、脱针等问题，则对其采用紧固等措施进行处理,然后上电检查故障是否恢复。否则转下一步;3)检查柜内C14连接器与ATC接口层10输入板是否接触良好;若存在虚接等问题,则对其采用紧固等措施进行处理，然后上电检查故障是否恢复。否则转下一-步;4)万用表检查X16的4管脚与C14连接器的226管脚是否导通,X16的11管脚与C14连接器的B28管脚是否导通。若不导通,则对X16及C14连接器检查是否存在缩针等故障。否则转下一步;5)万用表检查J16的4管脚和11管脚对应的列车接线端子的连通性(需查看车辆方电路图中与信号系统接口部分图纸);若不导通，则对J16及车辆侧万可端子进行检查。否则，联系车辆方查找原因。车载ATP设备故障诊断检修输入故障故障类型故障源常用制动输出失败故障表现车载ATC给出常用制动输出板的3灯灭，但车辆未执行常用制动。建议处理措施检查10配线，步骤如下:1)检查车载ATC与车辆接口边界的万科端子排XT1左侧的空开是否处于闭合状态,若未闭合则需要闭合。若空开为闭合状态，则转下一步;2)用万用表测量万科端子排XT1端子42和43是否有110V,若无110V,则联系车辆方查找原因;若有110V,则转下一步;3)ATC断电;4)检查ATC接口层10输出板是否与母板接触良好;若存在虚接等问题,则对其采用紧固等措施进行处理,然后上电检查故障是否恢复。否则转下--步;5)检查重载连接器J17和柜内X17连接器是否良好接.触;若存在虚接、脱针等问题，则对其采用紧固等措施进行处理,然后上电检查故障是否恢复。否则转下--步;6)检查柜内C15连接器是否与ATP接口层10输出板端子良好接触;若存在虚接等问题,则对其采用紧固等措施进行处理,然后上电检查故障是否恢复。否则转下一步;车载ATP设备故障诊断检修今天是十六号线车载VOBC设备月检时间，假如你是十六号线通信信号设备维护人员，请按照以下《十六号线VOBC设备月检维护指引》，对车载ATP设备进行维护，并按照要求填写《设备月检维护记录表》。任务1.1车载ATP设备月检维护1.切断电源:依次断开司机室背屏的“HMI显示器电源”、“ATO电源”、“ATP电源”、“DCS电源”、“应答器BTM电源”↓“信号控制电源”，然后再断开“车载信号设备电源”(ATC总电源)，以切断所有VOBC设备的工作电源。2.机柜内、外部设备除尘:用毛刷和防静电吸尘器对机柜内、外部进行除尘清扫，确保机柜内、外部清洁无尘土。3.-电源板卡除尘:佩戴防静电手环,将电源板卡逐一拆除对各电源板卡进行逐一除尘清扫;任务实施一、设备清扫除尘。车载ATP设备故障诊断检修1.目视检查各插箱、各板卡的外观，确认车载ATP设备各插箱及其板卡外观良好，无磕碰、无缺损、无污垢情况。2.目视检查车载ATP设备线缆及其连接器，确认车载ATP设备各线缆及其连接器没有破损情况。3.目视检查并确认车载ATP各插箱前面板处连接线缆没有严重弯曲扭结现象;线缆连接器连接紧固，连接器固定螺丝安装

紧固，防松标记清晰可见，螺丝位置与防松标记匹配。4.目视检查并确认车载ATP板卡安装牢固，固定螺丝齐全:且安装紧固，各插箱螺丝的防松标记清晰可见，螺丝位置与防

松标记匹配。5.目视检查并确认车载ATP各插头及接线端子外观良好，安装牢固，相关线缆无破损情况。6.目视检查车载ATP机柜内部继电器及其配线外观良好，安装牢固，相关线缆无破损情况。任务实施二、车载ATP设备及线缆的外观和安装检查:车载ATP设备故障诊断检修当车载ATP设备完成启动后，按照《板卡工作状态检查工作指引》检查设备各板卡LED指示灯状态，确认设备工作状态正常任务实施三、检查车载ATP设备工作状态电路板指示灯位置正常状态备注通信板A1慢闪通常状态快闪连接正在工作的后级设备BA常亮通常状态快闪收到报文A2慢闪通常状态B2常亮通常状态快闪收到报文表3-1板卡工作状态检查对照表示例车载ATP设备故障诊断检修请您按照以上步骤完成设备清扫除尘、线缆连接、外观检查以及设备I作状态检查,并填写下列设备月检维护记录表。任务实施三、检查车载ATP设备工作状态表3-1设备月检维护记录表工单编号日期外观检查线缆连接设备除尘设备工作状态维护人备注感谢观看！SYSTEMMAINTENANCETHANKSFORWATCHING!2.2车载ATP系统维护维修列车运行控制系统维护SYSTEMMAINTENANCEMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM2.7车载速度传感器维护检修车载速度传感器维护检修目录1列车自动运行系统（ATO）2列车自动防护系统(ATP)3车载外设（速传与应答器）4车载人机设备（HMI）车载速度传感器维护检修速度传感器是地铁车辆的重要组成部分，地铁车辆的牵引制动系统都需要根据速度传感器检测到的速度大小给予不同的牵引制动力矩。一旦速度传感器出现故障，会使得牵引制动系统不能正常工作，直接影响地铁车辆的正常运行。里程计速度传感器检查到的里程数据也用于地铁车辆的运营里程记录。所以速度传感器在地铁车辆的安全运营起到十分重要的作用。不同地铁公司使用的速度传感器类型不同，我国地铁公司主要采用由霍尔式和光电式两大类速度传感器。速度传感器是一种将非电量的变化转变为电量变化的原件，该非电量可以是压力、速度、温度等，根据转换的非电量不同可分为压力传感器、速度传感器、温度传感器等，在城市轨道交通中，列车通过测速传感器来进行速度、距离的测量已成为当前使用的主流。速度传感器车载速度传感器维护检修轮轴脉冲转速传感器安装在轮轴上，轮轴每转动一周，传感器输出一定数量脉冲，使脉冲频率与轮轴转速成正比。其基本公式为:在轨道交通中，基于轮轴脉冲速度传感器的列车测速定位方法是较为常用的测速定位方法。V=π×D×n/3.6（km/h）式中，π=3.14，D为车轮直径，n为车轮转速（由输出脉冲的频率转换）速度传感器车载速度传感器维护检修每个传感器有多路通道，每个通道有3条引线：正电源、负电源、信号线，连接到航空插座上。传感器与ATP主机之间通过多芯屏蔽电缆相连。两个测速传感器的传输电缆相互独立，分别引入到车载ATP机柜中。车辆制造时应同时安装测速传感器及带屏蔽层的多芯连接电缆。每个头车安装两个光电测速测距传感器，它们分别位于两个独立的转向架非同侧车轴上（前后成对角线）。前后传感器均采用三通道光电传感器。车辆制造时，应预留测速测距传感器的安装位置。速度传感器车载速度传感器维护检修每个通道的脉冲参数如下：输出波形：方波输出幅度：高电平≥9V，（负载电阻3KΩ），低电平≤2V脉冲占空比：50％±20％脉冲相位差：120°±60°（三）出轴顺时针旋转，CH1超前CH2，CH2超前CH3工作电源：DC12～30V功耗电流：≤40mA（每通道）125436车载速度传感器维护检修速度传感器常见故障诊断检修列表编号故障源故障表现建议处理措施1.供电模块异常其中一块测速板电源指示灯01灯不亮4块测速板电源指示灯均不亮更换该板卡检查ATP电源板ATP电源板24V2灯是否正常；检查接口层速度入板是否正常；检查X2和J2连接是否完好。2.工作指示灯其中工作指示灯02灯不亮更换该板卡3.传感器断线列车运行过程中，某一路速度脉冲指示灯（06~10灯）不亮，列车紧急制动检查X11、X12配线；若配线完好，联系车辆方检查车辆侧传感器是否正常4.CAN通信1异常其中一块测速板指示灯11灯不亮更换该板卡检查是否正常；若不正常，则联系设备厂家解决5.CAN通信2异常其中一块测速板指示灯12灯不亮更换该板卡检查是否正常；若不正常，则联系设备厂家解决车载速度传感器维护检修站台精确停车是由车载ATO自动驾驶列车完成。其次如果列车速度传感器测速不精确，或车载应答器定位不准确，都会导致车载ATO停车出现误差。在完成车载ATO主机设备检查后，故障认为解决，我们接下来需要完成的是速度传感器的确认工作，请根据表中的确认指南对速度传感器进行确认。步骤要求是否满足要求1.检查传感器是否有测试记录，并且具有轴箱盖密封垫片2.传感器舌轴四周具有润滑油3.传感器是否紧固在列车轴箱盖法兰盘上4.传感器自带电缆的最小弯曲半径，不小于165mm5.传感器链接电缆的插头，与列车安装架上传感器尾缆插座对接是否紧固检查人员：时间：结果：速度传感器确认感谢观看！SYSTEMMAINTENANCETHANKSFORWATCHING!2.7车载速度传感器维护检修列车运行控制系统维护SYSTEMMAINTENANCEMAINTENANCEOFTRAINOPERATIONCONTROLSYSTEM2.8车载应答器天线维护检修车载应答器天线维护检修目录1列车自动运行系统（ATO）2列车自动防护系统(ATP)3车载外设（应答器）4车载人机设备（HMI）车载应答器天线维护检修应答器系统主要由车载传输设备和地面应答器设备组成。其中车载设备主要有BTM(应答器传输模块)、车载天线单元、LEU(轨旁电子单元)，LEU属于轨旁信号设备。应答器天线安装与列车转向架上，应答器天线对齐列车中心线。应答器天线认知车载应答器天线维护检修BTM中的载频发生器振荡产生的载频通过功率放大器放大后，通过列车底部的应答器天线不断的向地面辐射27MHZ的电磁波。当地面无源应答器进入车载天线的有效作用范围内，通过电磁感应作用，无源应答器中的接收天线产生感应电流，为无源应答器工作提供能量。固定报文应答器被激活后随即将已存储的固定报文进行FSK调制后反向发送给车载天线。车载天线将接收4.3MHZ的上行链路信号，再将接收到的上行链路FSK信号传送给BTM进行滤波、解调、校验、译码等一系列处理后形成准确的应答器报文。应答器天线认知车载应答器天线维护检修应答器天线实现应答器的内部接口，是地面应答器与车载设备之间的空气间隙接口，如图中接口“A”，用于实现车载与地面应答器之间的车地信息交互。可以通过对应答器天线的维护提高应答器系统的传输性能，保障列车的安全行驶。应答器天线认知BTM主机车载天线地面应答器接口“A”车载应答器天线维护检修应答器天线的输入阻抗为40~60Ω发送的射频能力信号频