CTCS-2列控系统故障典型案例.ppt

1 2020年3月5日 CTCS 2级列控系统故障典型案例 肖兴 电话 021 27496 2 主要内容 一 CTCS列控系统概述二 CTCS列控系统报文及案例三 CTCS列控系统考试资料 3 一 CTCS列控系统概述 4 CTCS与ETCS比对 5 基于无线信息传输 机车乘务员凭车载信号行车 用于300 350km h线路 CTCS 3 CTCS 2 CTCS 0 CTCS 1 基于应答器和轨道电路信息传输 机车乘务员凭车载信号行车 已应用于200 250km h线路 由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成 由通用机车信号和运行监控记录装置构成 既有线现状 CTCS 4 基于无线通信传输平台 取消轨道电路 实现虚拟闭塞或移动闭塞 未来发展方向 中国列车运行控制系统分级 6 CTCS 1 CTCS 0 CTCS 2 CTCS 3 CTCS 4 地面设备 联锁 闭塞 进出站口应答器 区间应答器 列控中心 RBCGSM R RBCGSM R 车载设备 机车信号 LKJ BTM ATP GSM R ATP GSM R 适应最高速度 160km h 160km h 200 300km h 300 350km h 高速和特殊线路 我国列控系统发展 7 控制模式的发展 8 传统速度阶梯控制曲线 9 目标 距离模式曲线控制方式 目标 距离连续速度控制模式示意图 列控系统是确保行车安全的信号系统 地面设备提供线路参数及进路状态等信息 车载设备根据地面设备提供的信息自动生成目标 距离模式曲线 控制列车安全运行 10 机控优先机控优先的系统当要求列车减速时 根据实际情况 输出不同级别的制动 低于允许速度后自动缓解 当列车速度超过紧急制动曲线时 则实施紧急制动 使列车停车 制动完全由列车运行控制系统自动完成 不必司机人工介入 其最大优点是能够减少司机的劳动强度 提高列车运行服务质量 也可适当缩短列车运行间隔时间 但为满足旅客乘坐舒适性 制动系统的自动化程度及制动性能要求非常高 人控优先和机控优先 人控优先人控优先的系统列车运行速度一般由司机控制 只有列车超过允许速度 设备才自动介入实施制动 司机制动优先的系统优点是便于发挥司机的责任感 充分发挥人的技术能力 减少设备对司机操纵的干扰 值得注意 无论是那种制动优先 紧急制动后只有停车后 才可缓解 11 CTCS 2级列控系统是基于轨道电路和应答器传输列车行车许可信息并采用目标距离连续速度控制模式监控列车安全运行的列控系统 CTCS 2级系统结构 12 轨道电路 调度中心下达运行图至车站CTC分机 应答器 运行图 联锁进路命令 临时限速信息 轨道电路编码 进路信息 应答器报文 控制 计算机联锁按照CTC下达进路的命令 控制道岔 信号机 排列进路 CTC分机实时 向车站联锁联锁下发进路命令向列控中心下达临时限速信息 车站联锁采集轨道电路的列车占用信息 道岔位置并进行处理 计算机联锁将进路信息发送给列控中心列控中心根据进路信息和临时限速信息 生成轨道电路编码和临时限速报文 轨道电路编码发送给轨道电路 临时限速报文发送给应答器 车载设备接收到轨道电路码序和应答器报文信息后 计算生成控制模式曲线 监控列车安全运行 CTCS 2级列车运行控制系统 13 CTCS 2级列车运行控制系统 14 实现列车占用检查 轨道电路功能 线路允许速度和闭塞分区长度等 提供临时限速和进路信息 应答器功能 提供行车许可及闭塞分区数量 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 车载设备功能 轨道电路为CTCS 2提供连续的行车许可 CTCS 2级系统结构 15 应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度 速度曲线 空闲数量 目标距离 当前码序 m 9200m 7 L5 轨道电路以码序形式提供空闲闭塞分区数量 车载设备综合计算出目标距离 生成速度曲线 CTCS 2级列车运行控制系统 16 1250 1300 1350 1300 1350 1300 1350 9200空闲区段 7 7950空闲区段 6 6650空闲区段 5 5300空闲区段 4 4000空闲区段 3 2650空闲区段 2 1350空闲区段 1 速度曲线 0空闲区段 0 目标距离 C2的运行许可工作原理 17 速度限制曲线 时速 km h 目标停车点 CTCS 2级列车运行控制系统追踪运行 18 调度中心 车站列控中心 ZPW2000轨道电路 可变应答器 可变应答器 限速范围 限制速度 CTC TDCS车站分机 CTCS 2级列车运行控制系统调度命令下达 19 CTCS 3D列控系统是基于轨道电路实现列车占用及空闲检查 由应答器或轨道电路传输列车行车许可并采用目标距离连续速度模式监控列车安全运行的列车运行控制系统 最高运营时速350公里 CTCS 3D列控系统 安全性 CTCS 3D克服了基于应答器的ETCS 1级点式系统的缺陷 创造性的补充了轨道电路连续信息 保证了系统的安全性 最高运营时速达到350公里 20 原则一 在CTCS 2级的基础上 原则二 以基于应答器的ETCS 1级点式系统为原型 原则三 创造性的补充了轨道电路连续信息 原则四 集成ETCS和CTCS应答器信息 CTCS 2 CTCS 3D 轨道电路连续信息 ETCS 1原型 应答器信息集成 CTCS 3D系统方案的构建 21 应答器为CTCS 3D提供行车许可 CTCS 3D系统原理 22 CTCS 3级列控系统概述 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 无线闭塞中心 RBC 生成行车许可 同时具备CTCS 2级功能的列车运行控制系统 23 CTCS 3级系统是基于GSM R无线通信实现车 地信息双向传输 无线闭塞中心 RBC 生成行车许可 轨道电路实现列车占用检查 应答器实现列车定位 并具备CTCS 2级功能的列车运行控制系统 包括 无线闭塞中心RBC GSM R网络 轨道电路 应答器 列控中心 车载设备等 调度中心CTC 车站联锁 道岔 信号机 CTCS 3级列车运行控制系统 结构 24 地面设备增加无线闭塞中心RBC GSM R无线通信网络 车载设备增加GSM R无线通信单元及天线 车载设备根据RBC的行车许可 生成连续速度控制模式曲线 实时监控列车安全运行 调度中心CTC 车站联锁 轨道电路 列控中心 应答器 道岔 信号机 RBC为CTCS 3提供行车许可 车载设备 C3级列控与C2级列控的比较 25 根据轨道电路 联锁进路等信息生成行车许可 无线闭塞中心RBC 应答器 通过GSM R无线通信系统将行车许可 线路参数 临时限速传输给CTCS 3级车载设备 通过GSM R无线通信系统接受车载设备发送的位置和列车数据等信息 向车载设备传输定位和等级转换信息 向车载设备传送线路参数和临时限速等信息 满足后备系统的需要 用于实现车载设备与地面设备的双向通信 GSM R核心网包括移动交换子系统 GPRS子系统 智能网接口 GSM R网络 采用冗余交叉覆盖的方式进行布置 提高了车地通信的可靠性 根据地面设备提供的行车许可 线路参数 临时限速等信息和列车参数 按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线 监控列车的安全运行 车载安全计算机 轨道电路 实现列车占用检查 发送行车许可信息 满足后备系统的需要 CTCS 3级各部分功能 26 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 C3系统控车原理 27 CTCS 3级列控系统结构 28 速度限制曲线 时速 km h 目标停车点 CTCS 3区段追踪运行模拟 29 二 CTCS列控系统报文及案例 30 报文结构 信息帧 31 1无源应答器和有源应答器默认报文的报文计数器设定为255 2LEU默认报文的报文计数器设定为0 3列控中心默认报文的报文计数器为253 正常报文的报文计数器均设定为255 4报文计数器禁用254 5应答器组内除M MCOUNT 255的应答器外 其余各应答器报文计数器相同时 该消息可用 6CTCS2级车载设备接收到上述各默认报文 且该应答器组消息可用时 应处理该应答器组中的调车危险 绝对停车信息包内容 报文结构 信息帧 32 信息包内容 1 应答器链接 ETCS 5 2 重定位信息 ETCS 16 3 线路坡度 ETCS 21 4 线路速度 ETCS 27 5 等级转换 ETCS 41 6 通信管理信息包 ETCS 42 7 CTCS数据 ETCS 44 8 无线网络注册 ETCS 45 9 有条件等级转换 ETCS 46 10 特殊区段 ETCS 68 11 文本信息 ETCS 72 12 里程信息 ETCS 79 13 RBC切换命令 ETCS 131 14 调车危险 ETCS 132 15 目视行车危险 ETCS 137 16 默认信息包 ETCS 254 17 轨道区段 CTCS 1 18 临时限速 CTCS 2 19 区间反向运行 CTCS 3 20 大号码道岔 CTCS 4 21 绝对停车 CTCS 5 33 L1 L2 27 应答器链接ETCS 5 34 变量Q NEWCOUNTRY定义了被链接应答器与本应答器地区编号是否相同 相同时 变量NID C取消 一般车站及区间 应答器组链接失败时 Q LINKREACTION 无反应 当某应答器组丢失后 ATP控车可能存在不安全因素时 Q LINKREACTION 常用制动 变量D LINK给出了两个应答器组之间的距离 对于一组内有多个应答器的应答器组 其位置信息以该组第一个应答器为准 对于变量Q LOCACC 定义了应答器综合安装误差 Q LOCACC 5m 当地面无法区分前方进路时 可用NID BG 16383表示本应答器组前方链接的重定位应答器组编号 当本应答器组 ETCS 5 的NID BG 16383时 CTCS 2级列控车载设备只接收链接距离内含重定位信息 ETCS 16 的应答器组 链接距离D LINK选择含重定位信息的应答器组中距离最远的一个 应答器链接ETCS 5 应答器链接错误故障 1 ATP设备报应答器丢失2 根据应答器链接反映触发制动3 对于接车进路上无链接反映应答器的特殊处理 200H 200C 35 36 重定位信息ETCS 16 37 L1 L2 L3 L4 L5 a1 a2 a3 a4 a5 L0 线路坡度ETCS 21 2010年5月23日石太下行动车组撞线问题分析 38 39 线路速度ETCS 27 40 等级切换ETCS 41 41 通信管理信息包ETCS 42 42 本信息包主要用于向车载设备发送RBC编号和呼叫该RBC的无线用户电话号码 用于列车呼叫RBC并在RBC中注册 NID RADIO由16位数字 取0 9 4位BCD码 组成 以左对齐形式输入数据段 最左边的数字最先被拨号 如果NID RADIO少于16个数字 剩余的空位用特殊字符 F 填充 当NID RADIO FFFFFFFFFFFFFFFF时 车载设备将呼叫车载设备存储的短号码 由无线网络设备根据车载设备编号 在相应的RBC中注册该车载设备 当本务端车载设备接收到本信息包时 车载设备根据应答器信息呼叫无线闭塞中心 RBC 与其建立连接 并进行注册 处于休眠模式下的车载设备接收到本信息包时 仅保存该应答器组RBC呼叫管理信息 ETCS 42 不与RBC建立连接 通信管理信息包ETCS 42 43 无线网络注册ETCS 45 变量NID MN用来识别呼叫移动站必须注册的GSM R网络 NID MN由6位数字 0 9 4位BCD码 组成 以左对齐形式输入数据段 最左边的数字最先被拨号 如果NID MN少于6个数字 剩余的空位用特殊字符 F 填充 由于中国采用统一标准的GSM R的网络 该包没有在现场实装 44 有条件等级转换ETCS 46 45 有条件等级转换信息包 给列车发送一个地面能够满足列车运行的等级列表 该列表按照优先级进行排列 当列车当前运行的等级在该列表中时 将继续按照该等级运行 如果当前使用等级不在该列表中 车载设备将按照该等级列表优先级进行切换 有条件等级转换ETCS 46 46 特殊区段ETCS 68 通过 特殊区段 报文 可以向机车乘务员实时反映列车运行前方的一些特殊情况 当前方有无电区时 应发送该信息 如通过特殊区段后 列车状态应恢复为进入前的状态 特殊区段 报文中标志 Q TRACKINIT 项标志 1 并由 D TRACKINIT 项给出本应答器到恢复点的距离 47 特殊区段ETCS 68 48 特殊区段ETCS 68 49 文本信息ETCS 72 提供车站名称的文本信息可在列车进站外方三个闭塞分区开始显示 出站进入区间后 文本显示消失 该文本信息一般宜放置在进站外方三个闭塞分区处的无源应答器组中 隧道 特大桥及对行车有特殊要求的桥梁名称应在隧道或桥梁外方2000m时开始显示该信息 车站名称为辅助信息 不受车载模式和工作等级的限制 当区间定位应答器组接近该显示区域时 应发送文本显示信息 文本信息编码每个汉字利用两个字节表示 字库编码采用GB18030字库 50 文本信息ETCS 72 51 文本信息ETCS 72 52 里程信息ETCS 79 里程信息包原则上在进 出站信号机无源应答器 区间无源应答器中设置 线路公里标计数方向 指定列车以不同方向经过里程应答器组时 线路公里标的增大或减小 当变量Q MPOSITION 1 相同 时 如果列车正向通过该应答器组时则公里标正计数 增大 如果列车反向通过该应答器组时则公里标倒计数 减小 当变量Q MPOSITION 0 相反 时 如果列车正向通过该应答器组时则公里标倒计数 减小 如果列车反向通过该应答器组时则公里标正计数 增大 里程信息包 ETCS 79 采用双向有效 描述的公里标信息M POSITION为应答器组安装位置处的公里标 在长短链边界及不同运营里程坐标系变化点 里程信息包 ETCS 79 为单向有效 通过变量D POSOFF描述应答器距该长短链点的距离 变量M POSITION描述长短链后的里程信息 53 里程信息ETCS 79 54 RBC切换命令ETCS 131 该信息包主要是给列车提供RBC切换信息 通过变量D RBCTR给出列车距RBC切换点的距离 55 调车危险ETCS 132 通过应答器向列车传送 调车危险 报文信息包 当列车以调车模式越过该应答器组后触发紧急制动 56 目视行车危险ETCS 137 通过应答器向列车传送 目视行车危险 报文信息包 当列车以目视模式越过该应答器组后触发紧急制动 57 默认报文ETCS 254 应答器默认报文 58 1 既有线有源应答器默认报文 ETCS 254包 2 客运专线有源应答器默认报文 报文计数器M Mcount值 3 级间转换前收到默认报文 级间转换后