高铁ATP车载设备主要技术方案

1、2020/9/17,1,既有线200km/h动车组ATP车载设备 配置及运用,主要技术方案,2020/9/17,2,一、系统总体描述二、主要技术条件三、系统结构四、主要控制模式五、操作方式六、与动车组的接口七、CTCS级间转换八、“人控优先”及“机控优先” 九、验收和维护,主要内容,2020/9/17,3,一、系统总体描述,200km/h动车组ATP系统符合CTCS2级技术条件。 既有线200km/h动车组ATP系统由地面和车载设备构成，ATP的控制中心在地面。 地面设备主要由ZPW-2000轨道电路、车站闭环电码化、应答器设备和车站列控中心等组成。,2020/9/17,4,一、系统总体描述（

2、车载设备）,2020/9/17,5,一、系统总体描述（目标距离模式）,目标距离（Distance to go）控制曲线，也称一次制动模式速度控制曲线。列控系统车载设备通过对列车行车许可、线路参数、列车信息的综合处理，生成目标距离模式曲线，监控列车安全运行。,2020/9/17,6,一、系统总体描述（目标距离模式）,轨道电路提供的信息： 行车许可； 空闲闭塞分区数量； 道岔限速等。,2020/9/17,7,一、系统总体描述（目标距离模式）,应答器提供的信息包括： 线路长度（以闭塞分区为单位提供）； 线路坡度； 线路固定限速； 临时限速； 列车定位等信息。,2020/9/17,8,一、系统总体描述

3、（目标距离模式）,2020/9/17,9,一、系统总体描述（动车组在既有线运行时的控制方式 ）,动车组同时装备ATP车载设备与列车运行监控记录装置（LKJ）。在160km/h以上区段， 地面设备按照CTCS2级要求进行改造，由ATP车载设备控车（LKJ进行运行管理记录）；在160km/h及以下区段，由LKJ控车（ATP车载设备向司机及LKJ输出机车信号）。 两种控车模式通过应答器自动转换（保留手动转换功能）。控车权的交接以ATP车载设备为主。,CTCS-2级（ATP),CTCS-0级（LKJ),正向预告点,切换点,反向预告点,2020/9/17,10,二、ATP车载设备主要技术条件,1.CTC

4、S级别：满足CTCS-2级，预留CTCS3级。 2.速度目标值：满足250km/h，预留300km/h及以上扩展条件。 3.控制模式：目标距离模式。 4.驾驶模式：司机制动优先和设备制动优先两种模式。 5.信息传输媒介：控车信息由轨道电路及应答器设备提供。 6.兼容性：针对不同速度等级线路，满足动车组跨线运行要求。 7.与列车运行监控记录装置接口：记录信息，切换控车。 8.机车信号功能：主体机车信号功能，通用式机车信号功能。,2020/9/17,11,二、ATP车载设备主要技术条件,9.主要技术要求 （1）在任何情况下防止列车无行车许可的运行。 （2）防止列车超速运行。 防止列车超过进路允许速

5、度。 防止列车超过线路结构规定的速度。 防止列车超过动车组构造速度。 防止列车超过临时限速。 （3）防止列车溜逸。 （4）制动与缓解。 （5）故障后可隔离。,2020/9/17,12,三、ATP车载设备系统结构,总体结构采用硬件冗余结构，关键设备均采用双套，核心设备采用3取2或者22取2结构。,高安全性和可用性； 安全等级达到SIL4级。,动车组的两端各安装一套独立的ATP车载设备。,2020/9/17,13,三、ATP车载设备系统结构（关键设备）,1.车载安全计算机(VC) VC基于两个处理器的实时比较达到SIL4级。为了提高系统可用性采用了第三个处理器。该原则基于两个不同应用处理器同时执行

6、应用软件，并采用故障安全检测器对这些处理器的输出进行比较。如果输出相同，检测器给出相关输出。若存在任何差异，检测器将输出设置为限制状态。,2020/9/17,14,三、ATP车载设备系统结构（关键设备）,2. 应答器信息接收模块BTM 一个BTM模块包含电源板、接收板、传输板和接口板。 BTM是一个采用2取2技术的故障安全模块。 接收应答器信息并提供精确定位。,2020/9/17,15,三、ATP车载设备系统结构（关键设备）,3.连续信息接收模块STM STM模块是安全模块，可接收ZPW2000系列轨道电路及4信息、8信息、18信息等传统移频轨道电路的信息。STM及时传输地面轨道电路信息给安全

7、计算机（VC）和LKJ监控装置。,2020/9/17,16,三、ATP车载设备系统结构（关键设备）,4. 司机操作界面DMI 配备有按钮的液晶显示器，屏幕尺寸为10英寸。 显示单元安装在驾驶室便于设备通风，且避免阳光直射的位置。 安全等级为SIL2级。 各ATP车载设备均应采用统一的司机操作界面。,2020/9/17,17,三、ATP车载设备系统结构（关键设备）,显示与操作界面举例（完全监控模式）,2020/9/17,18,显示与操作界面（机车信号）,三、ATP车载设备系统结构（关键设备）,2020/9/17,19,三、ATP车载设备系统结构（关键设备）,5. DRU（ATP车载设备的记录器）

8、 ATP车载设备配备了内部记录器，主要用于设备状态和故障信息以及各种事件的记录。 事件：包括司机对ATP设备的操作，轨道电路信息，ATP与机车的信息交换等。 维修人员可通过专用电脑或IC卡等进行数据下载。,2020/9/17,20,三、ATP车载设备系统结构（关键设备）,6. 速度传感器 ATP车载设备的测速系统要求配置两套速度传感器。 ATP车载设备的速度传感器需要独立于机车配置，但可以为机车及其它车载设备提供速度通道。,2020/9/17,21,四、ATP车载设备主要控制模式,1.完全监控模式： 当车载设备具备列控所需的基本数据（轨道电路信息、应答器信息、列车数据）时，ATP车载设备生成目

9、标距离模式曲线，并能通过DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，控制列车安全运行。 列车反向运行，采用自动站间闭塞，ATP车载设备采用完全监控模式，目标距离通过应答器提供。,2020/9/17,22,2.部分监控模式: 若ATP车载设备接收到轨道电路允许行车信息，但线路数据缺损时，ATP车载设备产生固定限制速度，控制列车运行。 （1）连续两组及以上应答器的线路数据丢失，列车在ATP车载设备已查询到的线路数据末端前触发常用制动，当列车运行速度低于120km/h后，提供允许缓解提示，司机缓解后，ATP车载设备根据线路最不利条件，产生监控速度曲线（最高限制速度120km/h），控制列

10、车运行。,四、ATP车载设备主要控制模式,2020/9/17,23,2.部分监控模式: （2）侧线发车，ATP车载设备根据股道轨道电路信息（根据道岔限速发送UU码或UUS码），形成并保持固定限制速度（至出站口），控制列车运行。,监控曲线,速度（km/h）,45,UU码,驾驶曲线,四、ATP车载设备主要控制模式,2020/9/17,24,四、ATP车载设备主要控制模式,2.部分监控模式: （3）引导接车，ATP车载设备收到接近区段的轨道电路信息（HB码），形成并保持固定限制速度，监控列车运行。,2020/9/17,25,4、ATP车载设备主要控制模式,3.目视行车模式：在ATP车载设备显示禁止信

11、号时，列车停车后，根据行车管理办法（含调度命令），司机经特殊操作（如按压专用按钮），ATP生成固定限制速度（20km/h），列车在ATP监控下运行，司机对安全负责。每运行一段距离（100-200m）或一段时间，司机应重复按压按钮，否则设备制动停车。,控车曲线,速度（km/h）,20,轨道电路故障,2020/9/17,26,四、ATP车载设备主要控制模式,4.调车监控模式：车列进行调车作业时，司机经特殊操作（如按压专用按钮）后，转为调车模式，ATP生成调车限制速度，控制车列运行。牵引运行时，限制速度40km/h；推进运行时，限制速度30km/h。,控车曲线,速度（km/h）,40（30）,202

12、0/9/17,27,四、ATP车载设备主要控制模式,5.隔离模式：ATP车载设备故障，触发制动停车后，根据故障提示，司机经特殊操作，ATP车载设备控制功能停用，在该模式下司机按调度命令行车。若仅BTM失效，ATP车载设备提供机车信号，可人工转为LKJ控制列车。,2020/9/17,28,四、ATP车载设备主要控制模式,6. 机车信号模式 当通过CTCS级间切换到CTCS-0/1级后，ATP功能相当于一个机车信号设备。当地面具备CTCS-1级条件时，ATP设备相当于主体机车信号，当地面具备CTCS-0级条件时，ATP设备相当于通用机车信号。 在这种模式下，ATP设备仅为LKJ设备提供机车信号信息

13、输出，不产生列车控制输出，列控防护功能由LKJ设备实施。,2020/9/17,29,四、ATP车载设备主要控制模式,7.其它几种技术功能模式 （1）待机模式 设备上电后，自检及交路数据输入时的缺省模式，监控速度为0km/h。通过司机的有关操作，转为其它模式。 （2）冒进防护模式 列车因信号突变等原因，越过移动授权终点（未处于目视行车模式）后的默认模式。ATP车载设备触发紧急制动。 （3）冒进防护后模式 列车进入冒进防护模式且停车后的默认模式。ATP车载设备的监控速度为0km/h，等待转入其它模式。,2020/9/17,30,五、ATP车载设备操作方式,1 初始化 ATP车载设备上电后，设备经初

14、始化进入默认模式。,2020/9/17,31,五、ATP车载设备操作方式,2 停车 （1） 在车站股道两端的适当位置设置动车组停车位置标。 （2） 侧向接车，ATP车载设备根据轨道电路信息和进站有源应答器提供的相应进路信息，形成接车进路终端处速度为0km/h的监控速度曲线。 （3） 进站信号机外方停车或经道岔直向接车时，ATP车载设备形成出口速度为0km/h的监控速度曲线。 （4） 手信号引导接车时，根据行车管理办法（含调度命令），转为目视行车模式。 （5） 区间停车时，ATP车载设备监控的出口速度为0km/h。停车后，若地面设备故障，可转为目视行车模式。,2020/9/17,32,五、ATP

15、车载设备操作方式,3.发车 （1） 侧向发车，ATP车载设备进入部分监控模式，在列车进入区间并接收到轨道电路信息和应答器信息后，转入完全监控模式。 （2） 经道岔直向发车时，ATP车载设备按照完全监控模式运行。,2020/9/17,33,六、ATP车载设备与动车组的接口,ATP车载设备与动车组的接口均为继电接口。 各不同型号的动车组与各不同型号的ATP车载设备均采用统一接口。,2020/9/17,34,六、ATP车载设备与动车组的接口,（1）ATP车载设备向动车组的输出：紧急制动、三种等级的常用制动和卸载（紧急制动和最大常用制动均采用失电制动方式）。 （2）动车组向ATP车载设备的输入：牵引位

16、、制动位、零位，向前位、向后位，司机操作端等。 （3）动车组负责向ATP车载设备提供直流110V电源，电压波动范围DC77V-137.5V。,2020/9/17,35,七、CTCS级间转换,机车上取消传统的通用式机车信号设备。 RS422接口提供LKJ控制所需的机车信号信息和应答器信息。 控车权的转换以ATP车载设备为主（控制切换继电器由ATP控制）。 在LKJ控车时，ATP的DMI上显示机车信号和列车实际运行速度。,1.ATP车载设备与列车运行监控记录装置的接口,DMI,ATP车载设备,LKJ2000,动车组制动系统,切换 继电器,RS422,制动命令,ATP车载设备与LKJ接口示意图,DM

17、I,2020/9/17,36,七、CTCS级间转换（转换原则）,（1） 原则上在车站离去区段自动转换（不应在进站信号机处转换），司机应确认。保留手动转换功能。 （2） 预告点、执行点。 （3） 控车权的交接以ATP车载设备为主。 （4） 级间转换时若已触发制动，则应保持制动作用完成。,UU码,CTCS-2级（ATP),CTCS-0级（LKJ),正向预告点,执行点,反向预告点,2020/9/17,37,八、关于“人控”、“机控”优先的控车模式,ATP车载设备具备设备制动优先（机控优先）与司机制动优先（人控优先）两种模式。 两者主要区别：设备制动优先由ATP车载设备控制列车自动减速和缓解（常用制动），但停车仍需司机对位。 当列控系统车载设备采用设备制动优先工作模式时，在确保列车运行安全、满足旅客舒适度的前提下，对列车制动与缓解的控制均由设备自动完成。根据需要司机可追加或实施更加强烈的制动控制。,2020/9/17,38,八、关于“人控”、“机控”优先的控车模式,ATP动作,设备自动缓解,2020/9/17,39,八、关于“人控”、“机控”优先的控车模式,当列控系统车载设备采用司机制动优先工作模式时，设备应在不干扰司机正常驾驶的前提下，实时监控列车安全运行。,2020/9/17,40,八、关于“人控”、“机控”优先的控车模式,2020/9/17