CTCS2-200C车载设备介绍.ppt

ctcs2-200c车载设备,铁道科学研究院通信信号研究所 北京市华铁信息技术开发总公司 2007年3月,目 录,一、 ctcs2-200c系统介绍 二、 ctcs2-200c系统硬件描述 三、 系统功能描述 四、 dmi描述 五、 级间转换 六、 ctcs2-200c设备的操作 七、 环境要求及设备性能 八、 ctcs2-200c设备的维护,欧洲铁路运输管理系统（ertms）,欧洲是世界轨道交通最为发达的地方，现有的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂多样、互不兼容。为保证高速列车在欧洲铁路网内互通运行，1989年12月欧洲运输部长会议作出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。国际铁路联盟开始组织专题项目，分析与列车控制和运输管理有关的问题，ertms项目由此诞生。,欧洲列控系统（etcs）,目前etcs历经提出规范、系统评估、试验、改进和实施阶段，已完成1级和基本完成2级规范和相关技术标准的制订。2001年欧盟通过立法形式确定etcs成为强制性技术规范。欧洲各国列车安装符合etcs技术规范的列车运行控制系统，不仅使列车能够在欧洲各国实现互通运行，并且能提高列车运行的安全性。,etcs的运用分级,0级：在未配备etcs设备的线路运行； 1级：基于点式信息传输 （eurobalise)； 2级：基于无线信息传输 （gsm-r)轨道电路； 3级：基于无线信息传输 （gsm-r)列车完整性 检查； stm级：专用列控模块。,中国列车控制系统（ctcs）,中国列车运行控制系统（ctcs） 是中国铁路为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的技术规范。,ctcs 安全性功能,在任何情况下防止列车无行车许可运行。 防止列车超过进路允许速度。 防止列车超过线路结构规定的速度。 防止列车超过机车车辆构造速度。 防止列车超过临时限速及紧急限速。 防止列车溜逸。,ctcs 结构,符合ctcs规范的列车运行控制系统由地面子系统和车载子系统两大部分组成。,ctcs 分级,列车运行控制系统根据系统配置 按运用划分为5级： ctcs 0级 ctcs 1级 ctcs 2级 ctcs 3级 ctcs 4级,ctcs 0级,ctcs 0级为既有线的现状，由通用机车信号和运行监控记录装置构成，不满足ctcs技术规范要求。,ctcs 1级,由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，面向160km/h以下的区段，在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化的要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。,ctcs 2级,ctcs 2级面向干线提速和新建客运专线。地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。 ctcs 2级是基于轨道电路和应答器传输信息的列车运行控制系统。 ctcs 2级适用于各种限速区段，有临时限速防护功能。,ctcs 3级 ctcs 3级等同 etcs 2级。 ctcs 4级 ctcs 4级等同 etcs 3级。,一、 ctcs2-200c系统介绍,ctcs2-200c车载设备示意图,ctcs2-200c系统由车载设备和地面设备组成。,车载设备,确保系统功能的车载安全计算机（目标点的计算、速度控制、显示信息的管理）， 人机界面，提供驾驶信息， 用于ctcs2级、tvm秦沈线的连续传输传感器和ctcs0/1级的连续传输传感器(也称为stm天线)， 速度传感器， 与lkj接口， btm和天线,确保欧标应答器传输信息的译码和接收， tvm秦沈线上列车装配的点式传输传感器。,地面设备,对于ctcs0级，地面设备具备： fsk或1/p既有连续传输。 对于ctcs 1级，地面设备具备： 1/p既有连续传输， 固定欧标应答器的点式传输。 对于ctcs-2级，地面设备具备： 1/p连续传输， 固定和可变应答器的点式传输。 对于tvm，地面设备具备： 1/p（装备tvm300的区段）或n/p（装备tvm430的区段）的连续传输， bsp 和 embo点式传输,地-车传输,地-车传输主要使用两种传输方式： 轨道电路连续传输 欧标应答器点式传输,轨道电路连续传输,轨道电路连续传输可传输18个低频中的一个信息（轨道电路代码）。车载设备读取代码并选择停车信息或相应于装备线路的速度值。,固定欧标应答器 固定欧标应答器是完全独立的，传输不可修改的信息。对于ctcs应用，固定欧标应答器传输前方的线路描述。 可变欧标应答器 可变欧标应答器传输随信号机状态可改变的信息，它们连接到位于信号楼或应答器附近的控制设备上；对于ctcs应用，ctcs-2使用它们来传输与信号机状态相关的信息（特别是在车站进出口处）。 欧标应答器可单独或成组设置。,欧标应答器点式传输,传输特征,ctcs2-200c车载设备管理下面的传输类型： 在ctcs0线路上的fsk传输， 在ctcs0/1线路上的zpw2000或um71传输， 在ctcs2线路上的zpw2000或um71传输， 在秦沈线路（tvm 430）上的um71 (1/p) 和um2000 (n/p)传输， 欧标应答器 embo 和 bsp（用于秦沈线的点式传输）。,ctcs2-200c设备的管理,ctcs2-200c设备的主要功能： 在ctcs0/1级： 获取轨道电路信息并传输给lkj， 获取欧标应答器信息并传输给lkj， 向司机显示机车信号信息和速度， 存储内部维护数据并传输给lkj。 在ctcs2级： 获取和处理tc信息和欧标应答器信息， 管理ctcs 2级控制模式， 控制列车速度， 向司机显示驾驶信息， 存储内部维修数据并传输给lkj。,ctcs2-200c,二、 ctcs2-200c系统硬件描述,系统框图,连接器,控制面板组匣,继电器组匣,pstc-a组匣,散热风扇组,pstc-b组匣,散热风扇组,空气过滤组,ctcs2-200c机柜,控制面板,报警电路断路器,保护电路断路器,atp切除开关,位置1 位置2 位置3 位置4 正常 a切除 全部切除 b切除,注：atp切除开关主要由维护人员使用。,ctcs2-200c总开关，用来切除a链、b链或双链的电源。它锁定（铅封）在位置1“正常”。,紧急制动隔离开关,隔离紧急制动和强常用制动，也就是使速度控制功能无效。它锁定（铅封）在位置1“正常”。,位置1 位置2 正常 隔离,测试开关,它锁定（不是用铅封）在位置1“正常”。在位置2（或位置4）时，开始“请求测试”。位 置3和测试箱一起使用。 注：测试开关由维护人员使用。测试开关在“测试箱”位置（位置3） 时，应断开与轨道电路传感器（包括fsk传感器）、速度传感器和 btm的连接，以便使用测试箱进行模拟测试。,位置1 位置2 位置3 位置4 正常 测试 测试箱 测试,pstc-a,pstc-b,pstc组匣插板的功能,btm和天线,btm模块和欧标应答器天线（车载设备） 连同一个欧标应答器（地面设备）一起， 组成一个点式通信系统。 btm处理从欧标应答器接收到的信息，该 信息通过欧标应答器天线接收。,btm前视图和顶视图,btm,欧标应答器天线,欧标应答器天线包含两个天线： 调谐到27mhz的发送线圈，当从应答器上经过时，它给应答器发送射频功率，应答器利用接收到的功率向欧标应答器天线发送信息。 调谐到4.2mhz的接收线圈，接收欧标应答器发送的信息。 欧标应答器天线下表面距钢轨轨面的距离：190200mm（典型值）。,tvm 连续传感器（tvm 2g）,tvm 连续传感器在轨道和ctcs2-200c设 备之间提供一个接口，在ctcs2和tvm级 时，能从轨道接收到连续数据。 tvm 连续传感器安装在机车下部、第一轴 前方，每个轨道上有一个传感器。,tvm 点式传感器（tvm 1/p 和 tvm430）,tvm 点式传感器仅适用于运行在秦沈线上 的列车。 tvm 点式传感器在轨道和ctcs2-200c设 备之间提供一个接口，能够从用于点式数 据传输的感应环路接收数据。,tvm 1/p 和tvm 2g传感器,tvm 430传感器,在阿尔斯通动车组上，tvm 2g、 tvm 1/p和 tvm430三个传感器共 四组（总计12个传感器）安装在一个木制的防护盒内。,fsk传感器,fsk传感器下表面距钢 轨轨面的距离： 阿尔斯通动车组：1655mm 川崎动车组：1555mm,速度传感器,6通道速度传感器（带有连接电缆和连 接器）安装在车轮上，给ctcs2-200c设备 提供速度信号（连接到codouh板）。 测速系统使用两个速度传感器。 速度传感器的工作电源是1230v，输 出为方波信号。,tqg15(x)-1速度传感器前视图和侧视图,人机接口界面dmi,dmi主要是为司机提供驾驶信息并接收 司机的输入。 dmi显示器与司机控制台为一体，安装 在机车内通风良好的地方。放置位置应保证 能轻松读取信息，并应防止可能妨碍阅读 的明显反光（可以考虑配置一个保护罩）。 dmi 电源：直流110v。,三、 系统功能描述,ctcs2-200c系统的输入和输出,ctcs2控制模式,ctcs2控制模式包含： 完全监控模式fs 部分监控模式ps1 部分监控模式ps2 部分监控模式ps3 部分监控模式ps4 引导模式co 目视行车模式os 调车模式sh 待机模式sb 冒进模式tr 冒进后模式pt,完全监控模式fs,转入本模式条件：当所需要的全部列车数据和前方线路描述有效时。 司机不能选择fs模式，但当所有必需的条件满足时可以自动进入fs模式。 在fs模式，200c车载设备通过动态速度曲线监督列车运行。 车载设备向司机显示列车速度，允许速度，目标距离和目标速度。,部分监控模式ps1,转入本模式条件：当系统不知道线路描述，并接收到轨道电路uu码时。 顶棚速度：45km/h。 200c列控车载设备监督列车低于顶棚速度运行。 200c列控车载设备监督列车在给定距离内运行。该距离值为默认值 ，对应站内停车标到信号机（正常值：60m）和信号机到出站口应答器安装位置(正常值：1500m)的距离和。 如果超过该距离还未收到应答器组信息，200c列控车载设备转到ps4模式。 如果在该距离之前收到了tsr 和线路数据，200c列控车载设备转到fs模式。 如果在该距离之前仅收到了tsr，则转到ps3模式。,部分监控模式ps2,转入本模式条件：当系统不知道线路描述，并接收到轨道电路uus码时。 顶棚速度：80km/h。 200c列控车载设备监督列车低于顶棚速度运行。 200c列控车载设备监督列车在给定距离内运行。该距离值为默认值 ，对应站内停车标到信号机（正常值：60m）和信号机到出站口应答器安装位置(正常值：1500m)的距离和。如果超过该距离还未收到应答器组信息，200c列控车载设备转到ps3或ps4控制模式。,部分监控模式ps3,转入本模式条件：当系统不知道线路数据但知道tsr时。 在ps3模式下，车载设备采用默认值(最短闭塞分区长度：750米，最小坡度：-12 )计算动态速度曲线，监督列车运行。 顶棚速度：120km/h。 200c车载设备监督列车低于顶棚速度运行。 在ps3下，使用仍然有效的数据。,部分监控模式ps4,转入本模式条件：当系统不知道tsr（可能知道其它线路描述）并接收到非uu或uus码时。 顶棚速度：45km/h。 200c车载设备监督列车低于顶棚速度运行。 在ps4模式下，如果非tsr的线路描述有效，则考虑使用该数据。,引导模式co,转入本模式条件：当接收到轨道电路hb码时 顶棚速度：20km/h。 200c车载设备监督列车低于顶棚速度运行。 在co模式下，接收到无码和限制码时不触发任何制动。 co模式转换过程：向司机建议转换，当司机确认后，执行转换。,目视行车模式os,转入本模式条件（以下三个条件同时具备）：从轨道电路收到的信息为hu或h或无码；列车处于停车状态；司机请求os模式。 顶棚速度：20km/h。 os模式在预定的距离或时间内有效，若要延长os模式，司机需进行请求。 200c车载设备监督列车在预定/已发送/更新的距离或时间内以低于顶棚速度运行。 os模式下如果收到了其它码，200c车载设备可以转换到与可用数据相对应的控制模式。,调车模式sh,转入本模式条件：列车停车时，司机选择调车模式。 顶棚速度：40 km/h。 200c车载设备监督列车低于顶棚速度运行。 如果从应答器组收到etcs-132调车危险信息，列车进入tr模式。 调车模式不要求任务数据。 200c车载设备进入调车模式认为任务结束。 调车模式下200c车载设备向司机显示列车速度、最大调车速度。 调车模式允许列车向后运行。,待机模式sb,待机模式是默认模式，不能由司机选择。当唤醒、自检及外部设备测试完成后，200c车载设备进入待机模式。 自检及外部设备测试结果向司机显示。 待机模式下200c车载设备执行列车停车监督。,冒进模式tr,在冒进模式200c车载设备将命令紧急制动。 在冒进模式不可能缓解制动。 在冒进模式200c车载设备向司机发出警告。 在冒进模式，一旦列车停车，200c车载设备将请求司机进行确认（从冒进模式退出的确认是强制性的）。,冒进后模式pt,司机确认冒进模式后立即进入冒进后模式。 一旦处于冒进后模式，车载设备将缓解紧急制动。 在冒进后模式，不允许向后运行。 在冒进后模式，200c车载设备根据从轨道电路和应答器接收到的可用数据，向司机提供可能的模式以供选择。,速度监督,对于从较多限制模式到较少限制模式的转换，在 列车尾部没有通过转换点时，速度监督将确保维 持较多限制的顶棚速度。 ctcs2-200c的安全行为： 警告：当首次检测到超速时的提示。 msb：ctcs2-200c自动触发，如果触发条件不再满足，司机可以缓解。 eb ：ctcs2-200c自动触发，它确保列车完全停车，不考虑司机的操作；eb只有在列车完全停车后才可缓解,对于与线路条件、tsr和道岔侧向相关的固定限速: 当列车速度超过允许速度2km/h时触发警告。 当列车速度超过允许速度5km/h时触发msb。 当列车速度超过允许速度10km/h时触发eb。,tvm秦沈限速,警示速度和介入速度（sb）是基于介入速度（eb）的。,最大常用制动,在下列情况下触发最大常用制动： 轨道电路信息不一致 应答器信息不一致 收到无码，h或u3（取决于当前模式） 超速 ctcs2-200c设备故障,紧急制动,下列情况下触发eb： 上电阶段的测试 超速 转换到冒进模式 由列车停稳监控功能或防溜逸功能监测到列车移动 msb无效 ctcs2-200c设备故障,列车停稳监控（防溜逸）,列车提供下列信息用于完成这些功能： 从方向控制：反向位置 从牵引操纵台： 牵引 零位 制动,停稳监控,列车在上电期间和sb模式下执行停稳监控功能。 当检测到列车移动时，在预定距离后触发eb命令。列车保持先前的模式（上电阶段，sb）。列车停车后，司机缓解eb；司机可继续当前操作。,防溜逸,停车后（列车速度1 km/h）将触发该功能。 如果列车速度大于2km/h，而且牵引手柄不在“零位”位置上，则该功能禁用直到再次停车。 如果列车速度大于2km/h，同时牵引手柄在“零位”位置上，将会触发声音报警。 满足以下条件，声音报警停止： 如果列车速度小于1 km/h，重新触发“防溜逸”功能； 如果牵引手柄不再处于“零位”位置，禁用“防溜逸”功能。 如果触发声音报警后10秒，列车速度仍大于 2 km/h，系统将触发eb。 如果是向后运动，向后运动过程中收到的应答器信息将被拒绝。,向后退行防护,当检测到退行运动时，在预定距离后触发eb命令，如果牵引操纵台在“制动”位或“牵引”位。 eb缓解后，将重新初始化防遛逸保护，用列车的当前位置作为新的参考位置。,数据记录,一般状态记录：记录设备的故障类型、时间、状态以及相关的一些信息，主要目的在于帮助维护人员判断和分析设备的故障。 详细记录：主要记录应答器信息、轨道电路信息以及其它相关的数据，主要目的在于帮助维护人员进行深层次的系统分析。,四、 dmi描述,dmi总分区图,dmi示例,制动预警时间,该图标为深灰色正方形，向司机显示可能发生制动。 当列车处于tsm，总是显示此正方形。 当列车处于csm，如果在8秒内实施制动才显示此正方形。 该图标大小是动态的：一直增大直到达到了预期的时间。,目标距离,该图标是条状图，向司机显示距离目标点的剩余距离。 以图形方式表示的最大距离是1000m。超过此值时，条状图不变，在条状图的正上方，目标距离用数字表示（最多5位数）。 刻度从0到100m是线性的，100m之后是对数坐标。,速度表,刻度盘 向司机显示从0到250 km/h的速度信息。 速度指针 向司机显示列车实际速度。列车实际速度也以数 字形式显示在指针圆圈中间。 指针和指针圆圈中央的颜色总是相同，默认颜色 为白色，除了ctcs-2和tvm的特殊情况： 列车减速时图标为黄色（tsm区） 列车速度超过允许速度（报警速度）时图标为橙色 atp系统实施制动时（列车超速然后引发制动）图标为红色。,光带 该图标为围绕着刻度盘的一个圆环。向司机显示： 目标速度 允许速度 介入速度 在正常工作时，0到目标速度的光带是浅灰色， 目标速度到允许速度的光带是深灰色。在允许速度 处，显示钩状光带。当速度超过允许速度时，允许 速度到介入速度区域显示。 当列车正在减速（tsm区）且速度低于允许速 度时，目标速度到允许速度之间的光带为黄色。 当列车速度超过允许速度时，允许速度到介入 速度之间的光带为橙色。 当列车速度超过介入速度时，允许速度到介入 速度之间的光带为红色。,最大速度指示,模式信息,等级信息,制动状态,计划信息,横轴为距离坐标，纵轴为速度坐标 dmi上的“速度曲线”是由一系列直线构成的图表，该图表给出最受限制静态速度曲线。 制动曲线区域起模点为一条垂直的黄线，表示tsm的制动起始位置。 在ctcs-0/1级，计划区显示机车信号,监控信息,监控信息包含 文本消息 制动控制模式 实际时间 任务号,文本消息,文本消息分为功能性的文本消息和维护文本消息 文本消息有5行可以用：最新信息在顶层，显示为白色，其他消息显示为灰色。一条长消息可以显示在连续的两行上。 屏幕上每出现一条新消息都有声音提示。 每条消息都有时间戳。,制动控制模式,实际时间 此区域以时:分:秒的格式向司机显示实际时间。时和分之间的冒号闪烁。 任务号 此区域向司机显示任务号。任务号格式最多三个字母，后面最多四个数字。 例如: abc1234.,tvm专用图标,在tvm模式时，速度表下面可以显示三个图标： 线路开放图标（lc），绿色正方形，表示线路空闲。只在tvm300时显示。 预告图标（ann），橙色正方形，表示将有速度变化。在tvm300和tvm430时显示。 紧急制动隔离图标，红色正方形，表示紧急制动不可用。在tvm300和tvm430时显示。,键盘,dmi上有两个键盘。 第一个键盘位于lcd屏幕的下方，由十一 个硬键组成。第二个键盘位于lcd屏幕的 右方，由八个软键组成。,第一个键盘（硬键）,每个按键都有两种不同功能： 用于输入状态，其含义显示在按键的右下角； 用于非输入状态，其含义显示在按键的左上角。 每个按键的默认定义是非输入状态。,非输入状态定义,当按下某个按键时，系统将按照按键左上 角的含义动作： sh：选择调车模式； os：选择目视模式； start：进入待机模式； release：缓解由ctcs2-200c触发的常用制动和紧急制动； alert：要求司机确认。,输入状态定义,当输入窗口（司机号、任务号）出现在屏幕右半部分时（取代计划信息、机车信号等），可以用键盘输入字母或数字。与硬键相应的数字在每个按键的右下角。 按压“警惕/字母”键，26个英文字母将按照预定义的顺序显示在输入窗口内。一直按压此键，直到想要的字母出现在屏幕上。,第二个键盘（软键）,ctcs0/1/2级主菜单,数据菜单（f1） 数据菜单允许司机输入、检查并修改输入的数据（包括司机id，车次 号，语言，数据浏览和数据修改）。 模式菜单（f2） 模式菜单允许司机选择可用的控制模式（启动，os，sh，任务结束， 退出调车）。 方向菜单（f3） 方向菜单允许司机选择行车方向（上行和下行）。 等级菜单（f4） 等级菜单允许司机选择等级（ctcs2 /ctcs1/ ctcs0）。 调整菜单（f5） 调整菜单允许司机调整dmi的亮度和音量。 启动（f6）、缓解（f7）和警惕（f8）项没有子菜单。 注：不可用的菜单为灰色。,tvm级主菜单,数据菜单（f1） 数据菜单允许司机输入、检查并修改输入的数据（包括司机id，车次 号，语言，数据浏览和数据修改）。 模式菜单（f2） 模式菜单允许司机选择可用的控制模式（启动，os，sh，任务结束， asm）。 方向菜单（f3） 方向菜单允许司机选择行车方向（上行和下行）。 等级菜单（f4） 等级菜单允许司机选择等级（ctcs2 /ctcs1/ ctcs0/tvm）。 调整菜单（f5） 调整菜单允许司机调整dmi的亮度和音量。 启动（f6）、缓解（f7）和警惕（f8）项没有子菜单。 注：不可用的菜单为灰色。,语音消息,声音,五、 级间转换,ctcs0/1 ctcs2,第一个欧标应答器组（位于上一车站出口）：tsr预告并链接预告应答器。 第二个欧标应答器（距转换点d_leveltr处）：转换预告，使用etcs-41数据包 第三个欧标应答器（位于转换点）：使用etcs-41数据包，执行ctcs0/1 ctcs2转换。 读取第二个应答器时，dmi上显示“预告信息”。 读取第三个应答器时，立即执行转换，dmi上显示“执行消息”, 除非转换延迟。 如果第三个应答器丢失，当列车已经运行d_leveltr时执行转换，dmi上显示“执行消息”。 如果在ctcs0/1 - ctcs2转换前，lkj已经触发了eb或msb，转换应延迟到lkj缓解了eb或msb后再执行。 司机必须确认转换以停止报警声音。,ctcs2 ctcs 0/1,ctcs2 - ctcs 0/1的转换使用两个应答器和etcs-41数 据包： 第一个应答器（距转换点d_leveltr距离处）：转换预告 第二个应答器（位于转换点）。 读取第一个应答器时，dmi上显示“预告消息”。 读取第二个应答器时，dmi上显示“执行消息”。 如果第二个应答器丢失，当列车已经运行d_leveltr时执行转换，dmi上显示“执行消息”。 如果在ctcs2 - ctcs 0/1转换前，ctcs2-200c已经触发了eb或msb，转换应延迟到ctcs2-200c缓解eb或msb后再执行。,从ctcs-0级到tvm430 ctcs-0级与tvm430之间的转换是通过点式环线实现的。当车载设备从点式环线中收到“上载”信息后，车载设备转入tvm430。 从tvm430到ctcs-0级 当车载设备从点式环线中收到“下载”信息后，车载设备转入ctcs-0级。,六、 ctcs2-200c设备的操作,上电,仅对应机车钥匙侧的ctcs2-200c设备上电。 当ctcs2-200c计算机断电而司机室起作用时，触发eb。 当司机插入钥匙时，ctcs2-200c计算机组匣，btm和dmi上电。 上电阶段必须进行自检。 上电阶段结束时，如果自检成功，ctcs2-200c处于sb模式： ctcs2-200c不触发eb，lkj被禁止。,上电阶段的自检,ctcs2-200c设备的每个部件的内部自检 ctcs2-200c组匣 dmi btm 接口自动测试 ctcs2-200组匣和btm间的接口 ctcs2-200c组匣和 dmi间的接口 ctcs2-200c组匣和速度传感器间的接口 eb接口测试 带有命令触发和回读动作控制的eb测试， 司机要求时的eb测试 自动测试ctcs2-200c 和 lkj之间的接口,任务开始,“任务开始”程序由以下三个阶段构成： 第一阶段获得司机id和任务号 司机id和任务号由lkj向ctcs2-200c传输。 第二阶段进行等级选择 ctcs0 ctcs1 ctcs2