CTCS2-200C列控车载设备介绍.ppt

200C车载设备重点介绍 2020 4 9 2 2020 4 9 3 理论考试 技术规章 技术资料 2020 4 9 4 理论考试 技术规章 铁路技术管理规程 高速铁路部分 铁总运 2014 172号 高速铁路信号维护规则 铁总运 2015 322号 CTCS 2 3级列控车载设备维护管理办法 铁总运 2014 57号 CTCS 2级列控车载设备暂行技术规范 铁总运 2014 29号 CTCS 2 3级列控车载设备人机界面 DMI 显示暂行规范 铁总运 2014 30号 动车组列控车载设备和CIR设备应急操作指南 运电高信函 2014 102号 铁路电务安全规则 铁总运 2015 26号 2020 4 9 5 技术资料 CTCS 2级列车运行控制系统 CTCS 3级列车运行控制系统 动车组列控车载设备维修岗位 列控车载设备典型故障案例 200C列控车载设备设备构成 工作原理 工作模式 各项功能 理论考试 2020 4 9 6 200C型列控车载设备介绍 2020 4 9 7 1 0200C型列控车载设备简介2 0200C型列控车载设备列车接口3 0200C型列控车载设备功能模式 2020 4 9 8 200C型列控车载设备简介 Part1 2020 4 9 9 CTCS2 200C系统概述 名词术语相关说明CTCS2 200C含义CTCS2 200C主要功能 2020 4 9 10 2020 4 9 11 2020 4 9 12 2020 4 9 13 2020 4 9 14 2020 4 9 15 注意 当列车处于目标速度监视区时 目标距离区进行显示 当列车处于顶棚速度监视区时目标距离区无显示 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 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 符合铁路既有线路等级 CTCS 1级 标准线路 有侧线信号且行车速度低于160km h CTCS 2级 基于轨道电路和点式应答器传输行车许可信息 采用目标距离连续速度控制模式监控列车运行 技规92条 CTCS 3级 等同ETCS2级 基于无线信息传输 GSM R 轨道电路 CTCS 4级 等同ETCS3级 基于无线信息传输 GSM R 列车完整性检查 2020 4 9 16 运行速度250km h及以下时 完全监控模式下CTCS 2 CTCS 3级列控车载设备应按高于线路允许速度2km h报警 5km h常用制动 10km h紧急制动设置模式曲线 技规92条 列车运行控制系统装备等级根据线路允许速度选用 250km h以下铁路采用CTCS 2级列控系统 250km h铁路宜采用CTCS 3级列控系统 300km h及以上铁路采用CTCS 3级列控系统 技规93条 2020 4 9 17 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 2020 4 9 18 CTCS2 200C含义 CTCS2 200C是列车自动防护 ATP 车载系统 CTCS2 200C中的CTCS2指中国列车控制系统 ChineseTrainControlSystem 第2级的简称 200 指该项目的车载设备适用于200km h动车组 C是本项目三家承担单位CSEE 法国CSEE CARS 中国铁道科学研究院 ZELRI 株洲电力机车研究所 缩写CCZ的第一个字母 2020 4 9 19 CTCS 2级列控车载设备 1 0200C型ATP车载设备简介 速度传感器 紧急制动 点式信息接收模块BTM模块 GSM R无线 预留接口 列车接口单元 FSK传感器 TVM2G传感器 与LKJ接口 人机界面DMI 列车制动单元BCU 车载设备主机ATP主机 列车接口节点 LKJ2000主机 2020 4 9 20 基本功能 CTCS2 200C型ATP 以下简称ATP 设备是按照CTCS 2级标准设计的列控车载设备 它与地面列控设备配合使用 根据地面数据和轨道占用情况 实时计算出列车安全运行速度曲线 同时监测列车的运行速度 当列车速度超出安全速度曲线时 自动输出制动命令使列车减速或停车 2020 4 9 21 设备组成 1个主机 是整个ATP系统的核心 1个DMI 即人机界面 是ATP系统与用户的接口设备 1套BTM设备 用于接收来自地面的点式应答器信息 2个FSK传感器及一个FSK接线盒 用于接收来自地面的轨道电路连续信息 2个速度传感器 用于将车轮的旋转状态转换成脉冲方波信号 1组与列车的接口 用于获取电源 向列车输出制动和获取列车工况信息 1组与LKJ的接口 用于与LKJ通信和制动接口交互 1台速度信号隔离装置 仅针对CRH2型动车组 用于实现速度信号的抗干扰 2020 4 9 22 2020 4 9 23 技规104条CTCS 2级列控系统由列控车载设备和地面设备组成 列控车载设备主要由车载安全计算机 轨道电路信息读取器 应答器信息接收单元 列车接口单元 记录单元 人机界面等部件组成 列控地面设备由列控中心 临时限速服务器 ZPW 2000系列轨道电路 应答器等设备组成 高速铁路信号维护规则 第269条 CTCS 2 3级列控车载设备维护管理办法 第6条列控车载设备主要部件包括主机 人机界面单元 DMI 应答器信息接收单元 BTM 及天线 轨道电路信息读取单元 TCR 及天线 司法 数据记录单元 JRU DRU 列车接口管理单元 速度传感器 含雷达天线 无线传输单元及GSM R天线 相关电缆及接线盒 列控设备动态监测装置 DMS 等 系统结构图 2020 4 9 24 主机 主机内部集成了构成安全计算机 轨道信号解码模块及列车接口所需的板件或部件 实物及结构如下图所示 从上至下共分为7层 分别为控制组匣 继电器组匣 EVC A组匣 风扇组匣 EVC B组匣 风扇组匣和空气过滤层 2020 4 9 25 控制组匣 2020 4 9 26 2020 4 9 27 EVC A组匣 2020 4 9 28 EVC B组匣 2020 4 9 29 主机组成 ATP采用高集成度分立式模块冗余设计 拆装方便 维护成本低 可靠性高 控制组匣 提供电源控制 故障状态提示 链路切除 紧急制动隔离盒调试接口等 继电器组匣 提供列车接口强弱点隔离节点 EVC组匣 提供模块化插件 内部安装有3套完整可更换CVC主机板件风扇组匣 为主机内部设备提供通风道 完成热交换 起设备散热目的 2020 4 9 30 电路板 2020 4 9 31 2020 4 9 32 正常运行时灯的表现 27MHZ灯亮 B1 B2灯交替闪烁 天线安装在距离第一轴约5米车底位置 离轨平面高度200mm 10mm左右 BTM主机和欧洲天线 4 2M 27M P7铜轴电缆 7 3m 2020 4 9 33 应答器信息接收过程 天线 轨道应答器 BTM 200C机柜 RF能量 轨道平面 进口190 200国产190 210 27M信号 4M信号 2020 4 9 34 FSK传感器下表面距钢轨轨面的距离 CRH5动车组 165 5mmCRH2动车组 155 5mm FSK传感器 2020 4 9 35 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 DMI电源为直流110V X4 双485通讯 X1 USB接口 DMI人机接口界面 2020 4 9 36 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 连接到CODOU板 提供速度信号 速度传感器的工作电源是12 30V 输出为方波信号 测速系统使用两个TQG15F T型速度传感器 5058车前4 65m 4轴 2 75m 2轴 5058车以后均为1 5m 速度传感器 2020 4 9 37 DMI人机接口界面 2020 4 9 38 结构图 2020 4 9 39 200C型列控车载设备列车接口 Part2 2020 4 9 40 列车接口模块 LKJ ATP 制动 反馈 手柄工况 手柄工况 制动 列车 电源 输出和反馈均采用继电器方式 2020 4 9 41 电源模块 4路电源均为DC110V电源1 2 3受司机钥匙控制 电源4则不受司机钥匙控制 由蓄电池供电 LKJ ATP 电源1 电源2 电源3 电源4 2020 4 9 42 制动输出接口 EB1 EB2 紧急制动 SB7 SB4 SB1 常用制动 均使用110V电平形式紧急制动为EB1或EB2为0有效 失电有效 常用7为低电平有效 失电有效 常用4 1为高电平有效 得电有效 LKJ ATP 2020 4 9 43 MOTRE插件 核心 MOTRE 安全输入输出板 包括了14路的安全输入通道和3路安全输出通道 安全输入输出电路保证了输入输出的安全完整性等级的要求 所有的输入和输出均为数字量电平信号 2020 4 9 44 紧急制动输出原理 SS1 SS2输出模块又称KDI模块 2020 4 9 45 最大常用制动输出 SS3输出模块又称DEF模块 2020 4 9 46 200C型列控车载设备功能模式 Part2 2020 4 9 47 行车许可计算 轨道电路信息对应闭塞分区空闲数 在计算行车许可时 以 通过信号机 进路信号机 进站信号机 和 出站信号机 等作为闭塞分区的边界 系统在计算授权终点 EOA 时 默认加入安全余量 区间100米 站内30米 当发生如下情况时 将重新计算行车许可 收到新的应答器组信息检测到轨道电路的绝缘节检测到轨道电路低频信息发生变化工作模式发生变化如果行车许可缩短 不删除线路数据和TSR 2020 4 9 48 速度监督 列车从低速区进入高速区时 整车完全通过低速区前 设备将维持低速监督运行 200C设备的制动控制为人控优先 制动输出包括 MSB 设备自动触发 触发条件解除后 司机可立即缓解 不能自动缓解 EB 设备自动触发 列车完全停车后才能由司机缓解 2020 4 9 49 防溜逸 被动防溜 设备向列车采集方向手柄和牵引手柄扥信息用于实现停稳监控 防溜逸和退行防护功能 停稳监控设备处于SB模式下 执行此功能 当检测到列车移动超过预订距离 2m 后 触发EB命令 列车保持模式不变停车后 司机确认EB进行缓解 防溜逸除SB TR模式外 列车停车后 速度 1km h 均执行此功能 如果列车速度大于2km h 且牵引手柄不在 零位 解除此功能 如果列车速度大于2km h 且牵引手柄处于 零位 将触发声音报警 警报10s后如果速度仍大于2km h 将触发MSB 此时如果列车退行 将忽略退行过程中的应答器信息 退行防护除SB SH TR外 如果方向手柄位于 前进 检测到列车退行超过预订距离 2m 后系统触发EB EB缓解后重新初始化防溜逸 并刷新参考位置 2020 4 9 50 功能模式定义 CTCS 2级列控车载设备的控车模式有完全监控 部分监控 引导 目视行车 调车 隔离和待机等模式 1 完全监控模式是列车的正常运行模式 列控车载设备根据控车数据自动生成目标距离模式曲线 司机依据人机界面显示的列车运行速度 允许速度 目标速度和目标距离等信息控制列车运行 2 部分监控模式是列控车载设备接收到轨道电路允许行车信息 而缺少应答器提供的线路数据或限速数据时使用的模式 在部分监控模式下 限速值为45km h 3 引导模式是在进站或出站建立引导进路后 列控车载设备按照最高限速40km h控车的模式 技规 107条 2020 4 9 51 4 目视行车模式是司机控车的固定限速模式 限速值为40km h 列控车载设备显示停车信号停车后 司机按规定操作转入目视行车模式 5 调车模式是动车组进行调车作业的固定限速模式 限速值为40km h 司机按压专用按钮使列控车载设备转入调车模式 只有在列车停车时 司机才可以选择进入或退出调车模式 6 隔离模式是列控车载设备控制功能停用的模式 列车停车后 根据规定 司机操作隔离装置使列控车载设备转入隔离模式 7 待机模式是列控车载设备上电后的默认模式 列控车载设备自检后 自动处于待机模式 在待机模式下 列控车载设备正常接收轨道电路及应答器信息 2020 4 9 52 CTCS 2级列控车载设备七种模式之间的转换 技规 108条 2020 4 9 53 V2 9 2 0版与V2 4 3 0版差异增加ATP自动过分相 软件已具备该功能 硬件改造后可实现ATP自动过分相 目视模式 顶棚速度由20km h变更为40km h目视模式警惕提醒由250米调整为200米达到警惕限度后由原先的触发紧急制动并进入冒进模式变更为仅输出紧急制动取消进入目视模式需要停车等待120秒的限制修改软件逻辑解决进入目视模式及区间进入部分监控模式需要停车重启ATP的问题 运电高信电 2015 1222号 2020 4 9 54 V2 9 2 0版与V2 4 3 0版差异3 引导模式 顶棚速度由20km h变更为40km h由监测顶棚速度运行变更为采用警惕运行方式在运行时间或距离达到限度时需按压 警惕 键继续运行 否则触发紧急制动引导模式转入条件由速度低于20km h 距离进站信号机400米以内 变更为速度小于等于40km h4 部分模式 统一部分模式 顶棚速度统一为45km hDMI显示文本统一为 进入部分模式 部分模式在UU UUS后应答器定义的无码区 线路数据全部有效即可转入完全模式 岔区无码的车站 在越过股道出站信号机后可进入完全监控模式 部分模式接收UU UUS后的无码区段最多维持1500米 如果1500米后仍然无码则触发最大常用制动 2020 4 9 55 V2 9 2 0版与V2 4 3 0版差异5 完全模式 修改侧线运行完全模式强制转入部分模式的控车逻辑 侧线通过不在进入部分监控模式 保持完全监控模式 侧线通过完全模式下接收UU UUS 前方是类型为2的出站信号机 不带应答器的出站信号机 在信号机前400米 如果车速高于45km h 则输出MSB进行降速 当速度小于等于45km h后进入部分监控模式 侧线到开 HU码停车后收到UU UUS后进入部分监控模式修改完全模式对反向区段的处理 实现可处理多段反向区段 CTCS 3包 增加7公里内未收到应答器的防护机制 PS模式UUS后转入FS模式后 执行80km h车尾保持 6 隔离模式 隔离模式ATP不处理绝对停车信息DMI软件修改 增加站名 公里标 机车信号 临时限速等显示 2020 4 9 56 2020 4 9 57 数据分析 ATP运行记录分析 1 SAM数据分析 2 MID数据分析DMS监测数据分析异常停车信息 ATP报警 ATP故障 应答器故障 无线链接故障 异常降级 报文计数器异常 轨道电路报警 2020 4 9 58 SAM概要主要显示SAM数据的信息预览 包括 列车编号 制动信息 设备报警信息 应答器报文接收故障状态 DMI显示文本信息等 SAM数据根据记录数据内容的不同 会将数据保存为100 101 122 124 152 153 154 155 201 202 203 205 212 216 224 225 226 227 233 236等数据包 列控车载设备SAM数据分析 2020 4 9 59 100包 主要描述设备状态 SAM数据100包主要分析项 2020 4 9 60 101包 主要描述接收并使用到的应答器组编号及应答器报文数据包 SAM数据101包主要分析项 2020 4 9 61 124包 主要记录应答器窗口信息 SAM数据122包主要分析项 2020 4 9 62 152包 主要描述200C运行等级 模式 列车位置 限速信息 司机按键操作等 2020 4 9 63 2020 4 9 64 201包 BTM通信状态作用 判断BTM通信情况 启动情况或者运行中通信切换故障等 关键信息 ARMB BTM状态 B端口A链状态 B端口B链状态 如 B链状态 WFSOA 随后A链状态变为 空 说明 BTM主机与ATP之间通信发生A B链路切换失败 造成通信中断 会导致 应答器信息接收模块故障 227包 主要描述列车接口模块输入输出状态 SAM数据227包主要分析项 2020 4 9 65 236包 主要描述应答器报文 2020 4 9 66 应答器 组 设置位置错误窗口前接收到应答器组 大部分情况 窗口后接收到应答器组 距离窗口较近 应答器 组 丢失窗口后接收到应答器组 距离窗口较远 未收到应答器组应答器 组 信息错误应答器组接收完整 信息无法解析应答器 组 信息不完整应答器组内某个应答器异常或未收到注 200C车载设备测速测距精度较高 所以200C应答器接收的窗口比较苛刻 最小误差 5米 最大误差 5米 ETCS 5包 用于描述应答器组之间的链接关系 ETCS 5包主要分析项 2020 4 9 67 ETCS 21包 用于描述线路坡度信息 ETCS 21包主要分析项 2020 4 9 68 ETCS 27包 用于描述线路速度信息 ETCS 27包主要分析项 2020 4 9 69 ETCS 41包 用于描述运行等级转换信息 ETCS 41包主要分析项 2020 4 9 70 ETCS 132包 用于描述调车危险 ETCS 44包 用于描述CTCS数据信息 2020 4 9 71 CTCS 1包 用于描述轨道区段信息 CTCS 1包主要分析项 2020 4 9 72 CTCS 2包 用于描述临时限速信息 CTCS 2包主要分析项 2020 4 9 73 CTCS 3包 用于描述反向运行区段信息 CTCS 4包 用于描述大号码道岔区段信息 2020 4 9 74 CTCS 5包 用于描述绝对停车信息 CTCS 5包主要分析项 2020 4 9 75 2020 4 9 76 MID分析 2020 4 9 77 MID数据主要分析项 2020 4 9 78 2020 4 9 79 2020 4 9 80 分析步骤 1 掌握故障时间和现象 尽量了解现场情况 2 查看SAM或MID概要 概要包含了绝大部分的非正常运行情况 3 概要没有故障信息时需结合实际情况分析相关数据 4 通过SAM各数据包或MID数据综合考虑故障发生原因 2020 4 9 81 技规 高速铁路 第357条动车组列车运行中遇列控车载设备故障并导致列车停车后 司机应报告列车调度员 车站值班员 并通知随车机械师 车站值班员报告列车调度员 司机转换冗余切换开关 开关不在司机室时 司机通知随车机械师进行转换 启动冗余设备或将列控车载设备断电30s后重新启动 设备恢复正常时 报告列车调度员 继续运行 第358条已在区间内运行的装备LKJ的动车组列车因列控车载设备故障 不能恢复正常运行但能提供机车信号时 司机应报告列车调度员 车站值班员 车站值班员报告列车调度员 在信号机常态点灯的CTCS 2级区段 列车调度员发布改按LKJ方式行车的调度命令 动车组列车改按LKJ方式运行 在CTCS 3级及信号机常态灭灯的CTCS 2级区段 列车调度员在确认该列车至前方站 线路所 间空闲后 发布改按LKJ方式行车的调度命令 动车组列车改按LKJ方式运行 2020 4 9 82 第359条已在区间内运行的未装备LKJ的动车组列车列控车载设备故障 不能恢复正常运行时 司机应报告列车调度员 车站值班员 车站值班员报告列车调度员 列车调度员 车站值班员 不再向该区间放行列车 并通知已进入区间的后续列车立即停车 确认该列车至前方站 线路所 间空闲后 列车调度员发布改按隔离模式运行的调度命令 列车改按隔离模式 按地面信号显示以不超过40km h的速度运行至前方站 线路所 该列车到达前方站 线路所 后 列车调度员方可通知后续列车恢复运行 第360条动车组列控车载设备故障不能恢复正常运行在车站出发时 装备LKJ的动车组列车改按LKJ方式运行 未装备LKJ的动车组列车改按隔离模式运行 第361条因设备故障 动车组列控车载设备在CTCS 3级与CTCS 2级间进行转换时 司机应报告列车调度员 2020 4 9 83 第362条动车组列车改按LKJ方式运行 在自动闭塞区间内遇机车信号或LKJ故障时 司机应报告列车调度员 车站值班员 车站值班员报告列车调度员 列车调度员 车站值班员 不再向该区间放行列车 并通知已进入区间的后续列车立即停车 列车调度员确认该列车至前方站 线路所 间空闲后通知司机 列车按地面信号显示以不超过40km h的速度运行至前方站 线路所 该列车到达前方站 线路所 后 列车调度员方可通知后续列车恢复运行 第363条按LKJ方式运行的动车组列车遇机车信号或LKJ故障在车站出发时 改按隔离模式运行 2020 4 9 84 第364条动车组以外的列车 在自动闭塞区间内运行遇机车信号或LKJ GYK 故障时 司机应立即报告列车调度员 车站值班员 车站值班员报告列车调度员 列车调度员 车站值班员 不再向该区间放行列车 并通知已进入区间的后续列车立即停车 列车调度员确认该列车至前方站 线路所 间空闲后通知司机 列车按地面信号显示以不超过20km h的速度运行至前方站停车处理或更换机车 该列车到达前方站 线路所 后 列车调度员方可通知后续列车恢复运行 2020 4 9 85 常见故障处理 打开司机钥匙ATP不上电 DMI无电源 上电后CCTE插件有红灯或灯显冻结 上电后MTORE插件所有灯持续亮 DMI显示文本信息 测速测距故障 或 系统故障 司机手柄测试时 MTORE插件灯显异常 制动测试时列车无反应 ATP启动后DMI无法进入人机界面且停留在启动界面 BTM主机灯显不正常 27MHz灯不亮等 BTM上电一段时间后断电 无法接收色灯信号 风扇运行发出异声 202