铁路客运专线既有线公里区段ctcs地面设备及技术方案PPT课件.ppt

1 既有线200km h区段CTCS 2级 地面设备配置及技术方案 2006年2月 2 一 CTCS的分级定义二 既有线CTCS 2技术原则三 既有线车站列控中心四 点式应答器五 轨道电路六 其他信号设备配套改造 主要内容 3 CTCS共分为5级 CTCS0级 既有线的现状 由通用机车信号和运行监控记录装置构成 一 CTCS分级定义 4 CTCS共分为5级 CTCS1级 由主体信号 加强型运行监控记录装置构成 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要求 增加点式设备 实现列车运行安全监控能力 一 CTCS分级定义 5 CTCS共分为5级 CTCS2级 是基于轨道电路传输信息的列车运行控制系统 采用车 地一体化设计 适用于各种限速区段 地面可不设通过信号机 司机凭车载信号行车 面向提速干线和高速新线 一 CTCS分级定义 6 CTCS共分为5级 CTCS3级 基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统 可采用固定闭塞或虚拟自动闭塞 适用于各种限速区段 地面可不设通过信号机 司机凭车载信号行车 面向提速干线 高速新线或特殊线路 一 CTCS分级定义 7 CTCS共分为5级 CTCS4级 基于无线传输信息的列车运行控制系统 基于无线通信传输平台 GSM R 可实现虚拟闭塞或移动闭塞 由RBC和车载验证系统共同完成列车定位和列车完整性检查 地面不设通过信号机 司机凭车载信号行车 面向高速新线或特殊线路 一 CTCS分级定义 8 1 依据 CTCS技术规范总则 暂行 CTCS 2级技术条件 暂行 既有线200km h动车组列控系统车载和地面设备配置及运用技术原则 暂行 铁运 2005 21号 应答器技术条件 暂行 关于统一六大干线四显示自动闭塞改造工程主要设计原则的通知 铁建设 2004 151号 既有线200km h铁路车站列控中心运用技术原则 应答器报文定义 二 既有线CTCS 2技术原则 9 2 总体描述 CTCS 2是基于点式应答器 轨道电路传输列车运行控制信息的点 连式系统 地面设备由轨道电路 车站电码化传输连续列控信息 由点式应答器 车站列控中心传输点式列控信息 动车组车载设备根据地面设备提供的信号动态信息 线路静态参数 临时限速信息及有关动车组数据 生成控制速度和目标距离模式曲线 控制列车运行 同时 记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录 适用于区间ZPW 2000 UM 系列自动闭塞 车站计算机联锁或6502电气集中 行车指挥CTC或TDCS 原DMIS 二 既有线CTCS 2技术原则 10 2 总体描述 二 既有线CTCS 2技术原则 X XN S SN X XN S SN 无源应答器 有源应答器 车站进站口处 设置1个有源应答器和1个无源应答器 车站出站口处 设置1个有源应答器和1个无源应答器 区间间隔3 5km 3个闭塞分区 成对设置无源应答器 设置特殊用途的无源应答器组 如CTCS级间转换 11 2 总体描述 二 既有线CTCS 2技术原则 X XN S SN X XN S SN 无源应答器 有源应答器 进路参数 临时限速等信息 反向进路参数 临时限速等信息 正方向线路参数 反方向线路参数 反方向线路参数 正方向线路参数 正方向线路参数 反方向线路参数 车站进站口处 设置1个有源应答器和1个无源应答器 车站出站口处 设置1个有源应答器和1个无源应答器 区间间隔3 5km 3个闭塞分区 成对设置无源应答器 设置特殊用途的无源应答器组 如CTCS级间转换 12 3 系统构成 地面设备 车站列控中心 既有线暂按独立列控方式设置 将来可考虑联锁 列控 区间一体化设置 欧标点式应答器 包括有源应答器 含LEU 和无源应答器 ZPW 2000 UM 系列轨道电路的自动闭塞 车站闭环电码化 车站联锁为计算机联锁或6502电气集中 行车指挥为CTC或TDCS 二 既有线CTCS 2技术原则 13 4 系统构成 车载设备 车载安全计算机 轨道信息接收单元 STM 应答器信息接收单元 BTM 制动接口单元 记录单元 人机界面 DMI 速度传感器 轨道电路信息接收天线 应答器信息接收天线等 二 既有线CTCS 2技术原则 14 5 列控系统框图 人机接口 列控系统设备结构图 地面应答器 STM天线 BTM天线 CTC或TDCS站机 车站列控中心 车站联锁 轨道电路 LEU 车务终端 信号楼 动车组 二 既有线CTCS 2技术原则 15 动车组同时装备ATP车载设备与列车运行监控记录装置 在CTCS2级区段 由ATP车载设备控车 在CTCS0级 1级区段或在2级区段ATP车载设备特定故障下 LKJ结合ATP车载设备提供的机车信号或主体机车信号功能 控制列车运行 最高速度不超过160km h 正常情况下 两种控车模式通过CTCS级间转换应答器自动转换 无需停车转换 故障情况下 停车手动转换 两种控车模式的转换通过ATP车载设备实现 LKJ通过ATP车载设备接收或记录有关列控状态数据及操作信息 6 ATP控车范围 二 既有线CTCS 2技术原则 16 7 CTCS 2级范围 二 既有线CTCS 2技术原则 列车运行速度200km h区段 必须按CTCS 2级标准进行地面设备装备 160km h及以下区段 根据需要也可按CTCS 2级标准进行地面设备装备 可有效减少控车模式的切换 提高安全性 17 8 临时限速规则 相邻两站一区间一个运行方向仅考虑一个临时限速区 设置临时限速的起点里程精度100m 限速长度等级8档 限制速度等级5档 最低限速度为45km h 临时限速信息通过有源应答器向ATP车载设备提供 装备CTC系统区段 临时限速可在调度中心由调度员设置 向车站列控中心传输 装备TDCS系统的区段 临时限速可在调度中心由调度员设置 向车站列控中心传输 由车站值班员确认后执行 临时限速也可由车站值班员直接通过车站列控中心设置 原则上车站值班员负责设置本站站内及本站出站口至接车站出站信号机 含反向 范围内的临时限速 在列车通过车站且离去区段有临时限速时 进站信号机显示黄灯 车站发车时 车站站内咽喉 股道等区段的临时限速应通过调度命令实施 二 既有线CTCS 2技术原则 18 9 CTCS级间转换原则 CTCS级间转换原则上在区间自动转换 并给司机提供相应的声光警示 由司机按压确认按钮 解除警示 自动转换失效时 司机根据ATP车载设备或LKJ的相应警示信息 手动转换 CTCS级间转换应分别设置具有预告 执行功能的固定信息应答器 各应答器内应同时提供前方一定距离内的线路数据 且各应答器位置信息应提供给列车运行监控记录装置 级间转换执行点应答器可与区间应答器合用 在级间转换时 应保证控车权可靠平稳交接 控车权的交接以ATP车载设备为主 级间转换时若已触发制动 则应保持制动作用完成 停车或发出缓解指令后 由自动转换 一 既有线CTCS 2技术原则 19 10 反向运行控制方式 既有提速线反向按照自动站间闭塞运行 区间轨道电路接收 发送端根据列车运行方向相应改变 保证贯通发码 车站接近区段及接车进路按TB 3060规定发码 发车进路及区间发送27 9Hz低频码 上 下行线分别采用统一载频 动车组反向运行时 ATP车载设备采用完全监控模式 按进站信号机目标打靶制定静态速度曲线 进入接近区段后 按接收到的轨道电路连续信息动态控车 接近区段长度应满足非ATP列车由反向的最高规定运行速度紧急制动到0的要求 反向临时限速的设置方案与正向运行相同 一 既有线CTCS 2技术原则 20 1 列控中心总体描述 三 既有线车站列控中心 车站列控中心与车站计算机联锁或6502电气集中 CTC或TDCS 原DMIS 接口 根据调度命令 进路状态 线路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息 通过有源应答器及轨道电路传送给列车 车站列控中心设于各车站 原则上区间不设列控中心和有源应答器 当站间距离过大 总出站口设置一个有源应答器不能满足需求时 可增设有源应答器 临时限速调度命令 在调度中心以 表格形式 体现 包括界面 输入 回执 在车站车务终端采用与调度中心基本相同的形式 无线调度命令向列车发送时自动转换成既有的文本形式 调度命令由调度中心传输至车站的时机及准确性应能满足列车运行控制的需要 21 2 列控中心主要功能需求 1 三 既有线车站列控中心 1 车站列控中心从CTC或TDCS获得统一时钟 并按统一时钟进行系统管理和控制 2 车站列控中心设备响应时间不大于1s 3 车站列控中心设备采用统一的标准 具有通用性 4 在CTC或TDCS的车站车务终端上设有特定的列控中心人 机界面 采用统一的格式 包括输入 确认 显示方式等 应与既有车站车务终端的有关规定和格式统筹考虑 22 2 列控中心主要功能需求 2 三 既有线车站列控中心 5 列控中心主要逻辑保证调度命令 进路 地面电子单元 LEU 列车的对应关系 临时限速命令应能自动转换为对应控制指令 根据控制指令 动车组车次 进路及信号机等信息 产生对应应答器的报文地址并向LEU传送 发送时机暂定为信号开放的同时 在信号开放后应连续控制LEU向应答器发送报文 进路解锁后停止 在办理通过进路且离去区段有临时限速时 根据列车制动需要 进站或进路信号机显示黄灯 对应接近区段轨道电路发黄码 23 2 列控中心主要功能需求 3 三 既有线车站列控中心 6 与TDCS CTC站机联接 P口 从TDCS CTC中获得调度命令 包括接发车信息 临时限速信息 起点里程 长度 速度 车次 起止时间等 运行方向信息等 临时限速信息也可由值班员在列控中心人 机界面人工输入 通过TDCS CTC站机向列控中心传送 对于TDCS方式 控制指令需经车站值班员人工确认后方可执行 应能自动反馈执行结果 出现问题及时报警 24 2 列控中心主要功能需求 4 三 既有线车站列控中心 7 与车站联锁系统联接 Q口 获得车站进路和相关实时信息 包括进站 出站 通过 进路 股道号 信号机开放等 根据需要 输出进站或进路信号机点黄灯 接近区段轨道电路发黄码控制条件 由联锁完成控制及驱动 对于站型简单 6502电气集中中间站 在保证安全控车的前提下 Q口可考虑简化处理 对进站能区分进站信号机 正线通过 道岔直向或侧向接车 对出站能区分是正向还是反向发车 25 2 列控中心主要功能需求 5 三 既有线车站列控中心 8 与车站微机监测系统联接 R口 列控中心应具有自检 自诊 监测功能 含有源应答器的监测 接口与通道监测 值班员操作过程实时记录 并向车站微机监测系统传送相关信息 9 与地面电子单元 LEU 联接 S口 LEU按照列控中心产生的应答器报文地址 实时选择对应的报文向有源应答器传送 未办理进路或LEU与应答器通信中断时 应答器应有保证行车安全的缺省报文 有源应答器的报文按应答器编码规则编制 各报文均固化在LEU中 内容包括编号 链接关系 临时限速 至限速始点距离 限速区长度 限速速度 进路长度 电码化及线路载频 线路固定信息等 10 具有完备的维护 测试 管理手段 具有软件功能测试端口 并能进行脱机测试 26 3 列控中心关系图 1 CTC或TDCS 车站分机 车务终端 计算机联锁 进站信号机接近区段发码 微机监测 车站列控中心 LEU 应答器 车载ATPBTMSTM 软件测试端口 S口 Q口 R口 P口 三 既有线车站列控中心 27 3 列控中心关系图 2 CTC或TDCS 车站分机 车务终端 6502电气集中 进路信息采集进站信号机及接近区段发码控制 微机监测 车站列控中心 LEU 应答器 车载ATPBTMSTM 软件测试端口 S口 Q口 R口 P口 三 既有线车站列控中心 28 4 列控中心技术要求 系统设备 与安全有关的接口和通道必须符合故障安全原则 系统采用2 2取2安全冗余结构 系统外部通信接口及通道应进行冗余配置 采用标准统一的接口方式 协议 系统与LEU的接口形式为RS 485 基本配置为4个 根据需要可扩展至6或8个 与CTC或TDCS 联锁 微机监测的接口形式为RS 422 皆为1个 系统可靠性 可用性 可维护性和安全性 以及安全防护 安全通信等符合EN 50126 EN 50128 ENV 50129 EN 50159 1相关标准 LEU与有源应答器之间通过应答器专用电缆连接 采用基带信息传输方式 三 既有线车站列控中心 29 1 点式应答器设备 四 点式应答器 30 2 点式应答器设置原则 车站进站口处 设置1个有源应答器和1个无源应答器 车站出站口处 设置1个有源应答器和1个无源应答器 区间间隔3 5km 3个闭塞分区 成对设置无源应答器 设置特殊用途的无源应答器组 如CTCS级间转换 四 点式应答器 31 3 点式应答器的安装 四 点式应答器 应答器应安装在轨枕中央 其表面应低于钢轨表面93 190mm 应答器间最小安装距离应满足 s 180km h时 d 2 3m 180km h s 300km h时 d 3 0m 300km h s 500km h时 d 5 0m 应答器可成组安装 每组最多8个 同一组中两相邻应答器的间距不得大于12m 应答器应尽量安装在最小曲线半径大于300m的线路上 应答器的具体安装位置应综合其作用 车载天线位置 信号机等因素统筹考虑 有源应答器地面电子单元 LEU 应集中设置在信号楼 LEU与有源应答器采用专用应答器电缆连接 电缆最大长度应不小于5km 车载应答器天线安装在车底中心线位置 距离轨面156 279mm 两相邻天线间距至少应为2m 32 4 点式应答器作用 四 点式应答器 进站信号机处设置有源应答器 以提供接车进路参数及临时限速信息 接车进路建立后 进站应答器发送相应的接车进路信息 当列车通过车站时 应同时提供发车进路及前方一定距离 离去区段 内的线路参数和临时限速信息 各有源应答器应有缺省报文 缺省值应按照该进站口所有接车进路范围内的最低道岔限速和最短进路长度等最不利条件设置 车站出站口处设置无源应答器和有源应答器 无源应答器提供前方一定距离内的线路参数等信息 有源应答器提供前方一定距离内的临时限速等信息 区间间隔3 5km设置无源应答器分别提供正向 反向前方一定距离内的线路参数及定位信息 原则上设置在闭塞分区分界处 根据需要可设置特殊用途的无源应答器 如CTCS级间转换等 33 5 点式应答器信息 点式应答器报文码长1024bit 有效码长830bit 另包括校验 修正 扰码等 无源应答器的报文采用特定的写入设备写入并固化在应答器中 信息是固定的 有源应答器的报文固化在LEU中 可存多条 列控中心根据需要选择具体条目 在适当时机控制LEU向应答器传送 考虑应答器信息涉及故障安全 无源应答器的报文是重叠覆盖的 有源应答器平时有 缺省报文 并能进行监测 应答器报文内容包括 应答器编号 链接关系 线路参数 线路里程 进路信息 轨道电路或电码化载频 临时限速等等 报文按确定的编码规则进行编制 应答器报文以信息包为单位 信息包有对应标识 一帧报文中可包含多个信息包 四 点式应答器 34 6 点式应答器编码规则 部将制定点式应答器编码规则 包括信息包定义 报文设计原则 应答器用户报文构成等 CTCS信息包 是在ETCS信息包框架 组成的基础上 按照中国的CTCS技术规范 运输作业特点和需求进行定义 综合考虑动车组开行 运用要求 并预留了客运专线的发展 各应答器信息包的组成 应答器编号 链接关系 线路参数 线路里程 进路信息 轨道电路或电码化载频 临时限速等信息格式 皆应统一 严格的按照编码规则规范地进行编码 应答器信息是涉及安全控车的重要信息 必须进行严格的档案管理 制定相应的管理程序 管理制度和管理办法 拟设专门机构进行应答器信息管理 四 点式应答器 35 1 ZPW 2000轨道电路 五 轨道电路 36 2 轨道电路码序 五 轨道电路 轨道电路码序按TB 3060执行 在原四显示自动闭塞基础上增加L2 L3码 上表所示为一种典型案例 37 3 关于反向运行 五 既有线CTCS 2技术原则 X SN X SN 正向进站口有源应答器提供默认停车模式 反向接近区段长度应长于停车制动起模点 停车起模点 默认曲线 默认曲线 反向进站绿灯时的曲线 38 六 其他