21-CTCS-3级列控车载设备.doc

第21讲 CTCS-3级列控系统车载设备车载设备采用分布式机构，包括车载安全计算机（VC）、GSM-R无线通信模块（RTM）、轨道电路信息接收单元（TCR）、应答器信息接收模块（BTM）、记录器（JRU）、人机界面（DMI）、列车接口单元（TIU）等。其总体结构图如图1。图1 车载设备总体结构图一、设备配置车载设备采用分布式结构。设备包括车载安全计算机（VC）、应答器信息接收模块（BTM）、轨道电路信息接收单元（TCR）、测速测距单元（SDU）、人机界面（DMI）、列车接口（TIU）、司法记录单元（JRU）、GSM-R无线通信单元（RTU）、动态监测接口等。车载设备与动车组的接口采用继电器或MVB总线方式。车载设备中的车载安全计算机（VC）、应答器信息接收模块（BTM）、安全输入输出接口（VDX）、轨道电路信息接收单元（TCR）、测速测距单元（SDU）、人机界面（DMI）等关键设备均采用冗余配置。车载安全计算机中的CTCS-3控制单元和CTCS-2控制单元独立设置，CTCS-3控制单元负责在CTCS-3线路正常运行时的核心控制功能，CTCS-2控制单元负责后备系统的核心控制功能。300km/h动车组不装设列车运行监控装置（LKJ）。二、设备功能CTCS-3级列控车载设备负责接收地面数据命令信息，生成速度模式曲线，监控列车运行，保证列车运行安全。CTCS-3级列控车载设备应具有以下基本功能：1) 自检功能车载设备启动时首先要进行系统自检以确认设备是否有效，自检包括：测试常用制动、紧急制动命令能否正确输出，测试TCR完好，测试DMI显示等。车载设备的自检完成后能够在DMI上显示自检结果。2) 数据输入和存储 车载设备能够记录外部输入的列车参数以及发生变化的时间，记录存储的列车参数包括：车次号，由司机手动输入并存储。司机ID号，由司机手动输入并存储。列车长度，由司机手动输入并存储。列车类型，司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。列车最大允许速度（结构速度），司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。列车装载限界，司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。列车轴重，司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。列车供电类型，司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。应答器天线1距离车头的距离，司机手动输入并存储，未选择时采用默认值。应答器天线2距离车头的距离，司机手动输入并存储，未选择时采用默认值。 3) 界面显示列控车载设备提供显示和操作界面DMI，安装在司机便于操作和观察的位置，为司机提供驾驶过程的参考信息。DMI显示格式采用铁道部统一的技术标准，满足CTCS-3级系统显示、兼容CTCS-2级系统显示的要求。4) 信息接收及发送在CTCS-3级模式下：车载设备通过GSM-R无线通信系统向RBC发送司机选择输入和确认的数据（如车次号、列车长度），列车固有性质数据（列车类型、列车最大允许速度、牵引类型等），车载设备在RBC的注册、注销信息，定期向RBC报告列车位置、列车速度、列车状态（正常时）和车载设备故障类型（非正常时）信息，列车限制性信息以及文本信息等。同时，车载设备接收RBC发送的行车许可（包括车载设备识别号、目标距离、目标速度以及可能包括的延时解锁相关信息、防护区相关信息、危险点相关信息），紧急停车（无条件紧急停车和有条件紧急停车），临时限速，外部报警信息以及文本信息等。车载设备通过应答器获取列车的位置信息。在CTCS-2级模式下：BTM接收无源应答器的列车定位信息和一定范围内的线路参数以及有源应答器的进路线路参数信息和临时限速信息。车载设备的轨道电路信息读取模块具有接收多个载频的功能，并从中解调出低频信息。5) 静态曲线比较车载设备根据列车数据和线路数据生成静态列车速度曲线，静态曲线考虑线路速度等级、线路允许速度、列车的限制速度等计算得到线路所有位置的列车允许速度。6) 动态曲线计算车载设备考虑列车运行的各种限制生成动态列车制动模式曲线，动态曲线包括常用全制动曲线和紧急制动曲线。计算动态列车制动模式曲线的公式和参数经过评估，在保证安全的前提下尽量优化制动曲线，减少制动距离。7) 列车定位车载设备具有确定列车位置的功能，该功能是依据地面应答器收到的信息并以此为基准点通过测速单元等设备测量列车运行距离来获得列车位置。计算列车位置时要考虑测速设备的误差。车载设备应定时向RBC报告列车位置。8) 速度的测量和显示车载设备通过安装在车轮上的速度传感器和安装在车体的雷达能够实时测试列车的运行速度，测速单元把速度传感器和雷达的输入进行测量和逻辑运算，得到列车的实际速度，并把列车运行速度送主机模块，同时通过DMI向司机显示。9) 行车许可和限速命令显示车载设备根据得到的行车许可和限速命令通过DMI向司机显示目标距离、允许速度，还可以运用声音提示等方式向司机进行报警，提供司机足够的显示信息，方便司机驾驶。10) 行车许可和限制速度的监督车载设备允许司机以最大安全速度行驶，保证列车在静态和动态速度模式曲线监督下安全运行。当列车速度超过报警速度值时向司机报警，报警持续到实际速度低于允许速度为止；列车速度超过常用制动速度值时，车载设备实施常用制动直到实际速度低于缓解速度，此后可以由设备或司机选择缓解常用制动；如果常用全制动失效列车速度超过紧急制动速度值，车载设备实施紧急制动，列车停稳后司机才能缓解紧急制动。11) 司机操作的监督车载设备某些情况下要求司机在一定间隔（时间或距离）内应答。如果在规定的间隔未接收到司机的应答信息，则以声音形式向司机报警，如果司机在报警后的一定时间内未做出响应，车载设备实施紧急制动，直到列车停稳后方可缓解紧急制动。当列车在完全监控方式时，该监督功能可以取消。12) 溜逸防护为防止列车溜逸，车载设备监视列车的运行方向和当前运行状态。当列车发生溜逸时，车载设备实施紧急制动，该制动只能在列车停车后才能由司机缓解。13) 信息记录车载设备将输入的数据、接收的数据和计算的数据进行信息记录，所有记录的数据与统一时钟和位置参考点对应；记录数据可以通过标准输出接口转储到其它介质上以便分析。14) 自动过分相车载设备能根据地面设备提供的数据提供前方过分相信息。15) 站名和公里标显示车载设备能根据地面提供信息提供当前车站站名显示和固定点公里标信息。16) 在非CTCS-2/CTCS-3级区段运行功能在没有装备CTCS-2/CTCS-3级地面设备而具有ZPW-2000轨道电路的区段，列控车载设备支持以机车信号模式（CS）行车。17) 特殊行车功能车载设备支持重联等特殊行车功能。车载设备支持使用有重联控制装置的多机牵引。使用多机牵引时，不必隔离正在工作的牵引单元上的车载设备，但该牵引单元的列车冒进防护功能被禁止，车载所接收的信息不影响正在工作的牵引单元操作；用于全体乘务人员、维护人员的信息，可在本务机车司机室外的其他司机室DMI上显示。18) 其他防护功能紧急停车：遇到紧急情况时，司机将紧急消息通过无线发送给RBC，RBC自动将该消息发送给正接近报警地点的列车。列车司机在5秒内确认收到的紧急报警信息并决定安全停车的地点，否则设备将实施紧急制动。施工防护：列车收到地面施工信息后可执行施工防护。施工信息包括施工地段的位置、长度、速度限制等基础数据。列车通过施工地段的速度受到监督，直到列车全部通过施工地段前，列车速度不能超过限制速度。进路适应性防护：车载设备能将列车实际与为列车建立的进路的基础数据比较，以确定列车能否在该进路运行。只有符合进路要求的列车才能在该进路上运行，列