设备管理_列控系统地面设备组成与原理培训教材

1 第四章列控地面设备 3 CTCS 3级列控系统地面设备组成与原理 2 主要内容 列控系统地面设备 装备机车信号的固定自动闭塞系统 CTCS 2级列控系统 城市轨道交通CBTC ZPW 2000A轨道电路 应答器 列控中心 无线闭塞中心 地面ATP设备 CTCS 3级列控系统 2 27 2020 3 CTCS 2级列车运行控制系统 简称CTCS 2级列控系统 基于轨道电路和应答器传输列车运行许可信息 采用目标距离模式曲线监控列车安全运行的列车运行控制系统 一 系统原理与组成 4 不同车地信息传输方式特点 无线通信的基本特点 连续 大容量 双向 位置无关 轨道电路的基本特点 连续 容量小 单向 位置相关 点式应答器的基本特点 点式 容量大 单向 位置相关 独立于列车轨道占用 CTCS 3级列控系统是基于GSM R无线通信实现车地信息双向传输 轨道电路实现列车占用检查 无线闭塞中心 RBC 生成行车许可 应答器实现列车定位 同时具备CTCS 2级功能的列车运行控制系统 列控系统地面设备 列控系统车载设备 一 系统原理与组成 C3级列控与C2级列控的比较 1 地面设备增加无线闭塞中心RBC GSM R无线通信网络 2 车载设备增加GSM R无线通信单元及天线 3 车载设备根据RBC的行车许可 生成连续速度控制模式曲线 实监控列车安全运行 CTCS 3级各部分功能 系统总体结构示意图 地面设备示意图 CTCS 3级列控系统控车原理 速度 距离控制方式C3行车许可包括 目标距离 距行车许可终点的距离目标速度 通过行车许可终点时的速度线路数据 坡度 静态限速 线路条件 过分相信息 等级转换点等 临时限速信息问题 通过什么来传输行车许可信息 哪个设备负责生成行车许可信息 如何生成行车许可 11 基本原理 350km h 列控系统 保证列车间的安全间隔 相对位置 轨道电路实现列车 列车A 占用检查 以闭塞分区为单位列车B报告当前位置 列车编号 等无线闭塞中心生成行车许可通过无线向列车B传送行车许可 MA 列车位置 无线闭塞中心 行车许可 12 调度集中显示投影 车站联锁 无线闭塞中心 RBC 行调指挥中心 CTC CTCS 3级列控系统原理 轨道电路 GSM R 13 速度限制曲线 时速 km h 目标停车点 CTCS 3级列控系统工作原理区段追踪运行 14 1 基于GSM R实现大容量的连续信息传输 可以提供最远32km的目标距离 线路允许速度等信息 2 CTCS 3级列控系统满足跨线运行的运营要求 3 C3系统通过在应答器里集成C2报文 满足200 250km C2同时作为C3的后备系统 4 车地双向信息传输 地面可以实时掌握列车速度 位置和工作状态等信息 并可在CTC系统上实时显示 CTCS 3级列控系统 系统主要特点 15 5 临时限速的灵活设置 可以实现任意地点 长度和数量的临时限速设置 6 RBC可集中设置 也可以分散设置 7 RBC向装备CTCS 3级车载设备的列车 应答器向装备CTCS 2级车载设备的列车分别发送分相区信息 实现自动过分相 CTCS 3级列控系统 系统主要特点 续 16 RBC主要功能 RBC根据从外部地面系统 联锁设备 相邻RBC 临时限速服务器 接收到的信息 即股道占用 进路状态 临时限速等 以及与车载设备交换的信息 位置报告 生成发送给列车的控制命令 主要是提供行车许可 使列车在RBC管辖范围内的线路上安全运行 完成列车间隔控制和列车防护 CTCS 3级列控系统地面设备无线闭塞中心 RBC 17 RBC主要功能 CTCS 3级列控系统地面设备无线闭塞中心 RBC 地面动态 映射 数据配置 18 数据配置 19 地面动态状态映射 20 位置坐标系 以应答器作为系统中描述位置参考坐标系每个应答器组的坐标原点由应答器组内编号为1的应答器 称为位置参考点 给出将组内应答器编号增加的方向定义为每个应答器组的正向列车位置 限速点位置等信息均以应答器坐标系为进行描述列车每经过一个定位参考应答器组进行一次定位修正 并更新一次应答器坐标系 并称列车经过并正确读取的最后一个应答器组为LRBG 最近相关应答器组 LastRelevantBaliseGroup 运行许可 1 行车许可描述 21 列车位置描述 列车方向对应的机车前端位置距LRBG的距离 运行许可 2 行车许可描述 22 行车许可终点 D D1 D2 D3 D4 d 运行许可表示 一个MA可以包括多个连续的闭塞分区 但最多不超过15个 运行许可 3 行车许可描述 23 站间运行 联锁根据轨道电路状态向RBC发送信号授权 RBC根据信号授权和列车位置生成行车许可 MA 并将行车许可发送给车载设备 发车进路 接车进路和通过进路 调度集中 CTC 办理列车进路 联锁根据进路信息和轨道电路状态向RBC发送信号授权 SA RBC根据信号授权和列车位置生成行车许可 MA 并将行车许可发送给车载设备 运行许可 4 行车许可生成 24 缩短行车许可缩短行车许可强制列车以接收到的停车位置作为新的行车许可终点 EOA 列车将根据当前位置 决定是否触发常用制动或紧急制动 如果列车已经越过该位置 将立即触发紧急制动 运行许可 5 行车许可生成 25 缩短行车许可实例 进路前方轨道电路故障 区间轨道非正常占用 列车在35信号点防护区段运行 行车许可已延伸至41信号点 39信号点防护的区段轨道电路故障 RBC向列车发送一个以39信号点为目标点的有条件紧急停车消息 CEM 车载设备生成一个以39信号点为目标点的缩短行车许可 并根据缩短的行车许可监控列车运行 26 无条件紧急停车消息 UEM 要求列车立即制动停车 列车接收到该消息后 将实施紧急制动 有条件紧急停车消息 CEM 要求列车在指定位置前停车 车载设备将评估列车当前位置和新的指定位置间的关系 重新计算制动曲线 根据列车到指定位置的距离 存在下述情况 如果列车可以在指定位置前停车 车载设备实施常用 或紧急 制动停车如果列车不能在该位置前停车 车载设备实施紧急制动 直至列车停稳 如果列车前端已经越过指定位置 车载设备将拒绝该消息并继续遵照已收到的行车许可行车 紧急停车 当RBC收到CTC的紧急停车命令或在列车的行车许可内的轨道区段异常占用时 RBC向车载设备发送紧急停车消息 紧急停车消息包括有条件的紧急停车消息 CEM 和无条件的紧急停车消息 UEM 运行许可 6 行车许可生成 27 根据列车位置报告在内部拓扑图上对列车精确定位 根据列车前方进路状态和RBC允许的最大MA长度约束 将列车前方尽可能多的空闲进路分配给列车 计算出这些空闲进路的总长度 生成行车许可 MA生成原理示意图 行车许可生成 28 列车通过转换预告应答器时 GSM R车载电台注册到GSM R网络 列控车载设备从应答器接收到呼叫RBC命令 与RBC建立通信会话 然后从RBC接收行车许可等信息 列车前端通过分界处的切换应答器后 车载设备自动切换到CTCS 3级控车 列车管理 进入RBC区域 进入RBC管辖区域 29 1 列车到达接近下一RBC边界时 车载设备向RBC1报告位置 2 RBC1从RBC2获得进路信息 生成延伸到RBC2管辖范围的行车许可 3 列车经过切换应答器时 GSM R车载移动电台与RBC2建立通信 4 RBC切换自动完成 列车受到RBC2的控制 车载设备终止与RBC1的通信 5 车载设备从RBC2接收到新的行车许可 列车管理 RBC切换 列车行至不同RBC边界处 应平稳切换RBC对列车的控制权 保证行车许可的连续 在RBC边界前方及边界点设置预告应答器和切换应答器 30 列车管理 RBC切换 预告点 LTA 是指车载设备向RBC发送通过该应答器的位置报告后 RBC判断可以开始向列车发送RBC切换信息 RBC切换点 RN 是指当列车前端通过改点时 当前RBC停止对列车的控制 切换到另一个RBC进行控制 切换标志牌是指RBC切换点处 应设置标志牌提示司机列车进入另一个RBC控制区域 31 列车受到RBC1控制 根据RBC1提供的行车许可运行 RBC1命令另一个GSM R车载电台呼叫RBC2 与RBC2建立通信 RBC1从RBC2获得进路信息 生成延伸到RBC2管辖范围的行车许可 列车头部通过切换应答器后 列车受到RBC2的控制 列车尾部通过切换应答器后 终止与RBC1的通信 完成RBC切换 列车根据RBC2提供的行车许可运行 RBC切换演示 双电台时 为使列车不减速越过切换边界 RBC1提供行车许可将在RBC2管辖区域延长 一个40s正常行驶距离 完整制动距离的长度 32 RBC与其它设备的信息交互图 RBC与联锁接口无线闭塞中心 RBC 与管辖区域内的各车站联锁计算机通信 获取轨道占用 进路状态 区间方向 闭塞分区的可用性等信息RBC不直接与TCC进行信息交互 RBC系统接口描述 RBC与临时限速服务器 TSRS 接口无线闭塞中心 RBC 通过以太网与临时限速服务器进行连接 获取临时限速命令信息 TSRS与RBC间传递安全信息使用Subset 098安全协议 满足EN50159 2对开放网络通信的安全要求 RBC接收临时限速命令信息 同时向TSRS发送临时限速状态等信息 RBC系统接口描述 RBC与微机监测 CSM 接口无线闭塞中心 RBC 通过RBC的诊断维护子系统 RBC ART 与信号集中监测系统的CSM RBC接口通信机接口 RBC向信号集中监测系统输出其工作状态 收发信息记录等信息 RBC系统接口描述 RBC与调度集中 CTC 接口无线闭塞中心 RBC 与CTC的通信接口机连接 RBC接收文本信息 时钟信息 紧急停车命令 注销列车登记命令 请求列车状态等信息 RBC向CTC系统输出连接状态信息 列车静态信息 列车动态信息 表示信息 报警信息 RBC系统接口描述 RBC与RBC接口无线闭塞中心 RBC 与相邻RBC采用Subset 098标准协议通信连接 RBC之间的通信内容包括列车信息 临时限速 边界处线路信息等 RBC系统接口描述 RBC与车载系统接口无线闭塞中心 RBC 与车载设备通过GSM R无线网络 采用Subset 037协议通信连接 RBC接收车载系统发送的位置报告等信息 RBC向列控车载系统传输行车许可 MA 和线路描述等信息 RBC系统接口描述 39 临时限速 临时限速的信息流 临时限速的设置 取消均在调度中心 将临时限速与MA一起传送给车载设备 列控中心通过车站 中继站的有源应答器传送给车载设备 40 区间及站内正线临时限速按实际里程标设置 单位 米 临时限速值分辨率为5km h 最低限速值45km h 侧线临时限速以上 下行侧线分别 不含正线 按区设置 限速区长度为进路长度加80米 临时限速值设45km h一档 18号 不含 以上道岔增设80km h限速值 临时限速调度命令的线路号按下行正线 上行正线 下行侧线 上行侧线的顺序编号 临时限速设置 临时限速区域的设置 41 RBC根据临时限速服务器的临时限速命令 按照公里标 线路号 限速值等信息将临时限速设置到内部拓扑图上的对应区域 RBC为列车生成行车许可中包含临时限速度区段时 向车载设备发送MA同时 发送临时限速信息 包括 至限速区段的距离 限速区段长度 限速值等 临时限速 RBC管理临时限速 42 临时限速服务器 为了提高临时限速命令的安全性 保证RBC和TCC临时限速命令的一致性 完整性 有效性 以及冲突检测等功能 CTCS 3级列控系统在调度中心 CTC 设列控系统专用临时限速服务器 TSRS 实现临时限速命令的统一管理 当CTC