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《高速铁路导论》:全面解析运行控制系统

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:3.CTCS-2级CTCS-2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控制系统。近期兼顾货运的高速铁路,CTCS-2级列控系统适应客车4 min、货车5 min的追踪间隔要求。仅开行动车组的高速铁路,CTCS-2级列控系统应满足正向运行追踪间隔3 min的要求。TCC具有轨道电路编码、应答器报文产生与发送功能,根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生CTCS-2级列控系统的行车许可,通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给CTCS-2级列控系统的车载设备。

《高速铁路导论》:全面解析运行控制系统

列车运行控制系统是我国铁路提速线路和高速铁路保证列车行车安全、提高列车运行效率的重要技术装备,以有效的技术手段对列车运行速度、运行间隔进行实时监控和超速防护,同时能够减轻司机劳动强度、改善工作条件,提高乘客舒适度。CTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写,为中国列车运行控制系统。CTCS系统有两个子系统,即车载子系统和地面子系统,CTCS根据功能要求和配置划分应用等级,分为0~4级。

(一)CTCS应用等级

CTCS根据功能要求和设备配置划分为5个应用等级,分别为CTCS-0级、CTCS-1级、CTCS-2级、CTCS-3级、CTCS-4级。

1.CTCS-0级

CTCS-0级为即有线的现状,由通用机车信号和运行监控记录装置构成。

2.CTCS-1级

CTCS-1由主体机车信号和增强型列车运行监控记录装置组成,面向160 km/h以下的区段。

3.CTCS-2级

CTCS-2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控制系统。CTCS-2级列控系统面向提速干线和客运专线,适用于各种线路速度区段,采用车-地一体化设计,地面可不设通过信号机。它是一种点-连式的列车运行控制系统,功能比较齐全,比较符合我国国情。2007年第六次大提速,第一次在速度为200 km/h区段装备CTCS-2级列控系统。

4.CTCS-3级

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。

5.CTCS-4级

CTCS-4级是完全基于无线(GSM-R)传输信息的列车运行控制系统,地面可取消轨道电路,由地面无线闭塞中心(RBC)和列控车载设备完成列车占用检测及完整性检查,点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息,实现虚拟闭塞和移动闭塞。CTCS-4级采取目标距离控制模式,列车按照移动闭塞或虚拟闭塞的方式运行。CTCS-4级列控系统是未来的发展方向,目前尚未使用。

(二)CTCS-2级列控系统

CTCS-2级列控系统面向提速干线和高速新线,是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控制系统,适用于各种限速区段,地面可不设通过信号机。CTCS-2级列控系统是一种点连式列车运行控制系统,功能比较齐全,并适合我国国情,司机凭车载信号行车。轨道电路完成列车占用检测及完整性检查,连续向列车传送控制信息,点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息。采用目标距离模式曲线监控列车安全运行。采用准移动闭塞方式,其追踪运行间隔比固定闭塞小。

CTCS-2级列控系统的主要技术原则如下。

(1)CTCS-2级列控系统能够满足运营速度300 km/h的需求。

(2)近期兼顾货运高速铁路,CTCS-2级列控系统适应客车4 min、货车5 min的追踪间隔要求。仅开行动车组的高速铁路,CTCS-2级列控系统应满足正向运行追踪间隔3 min的要求。

(3)CTCS-2级立刻系统采用统一的设备配置和运用原则,具备互联互通运行条件。

(4)CTCS-2级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行,反方向按自动站间闭塞运行的要求,

(5)CTCS-2级列控系统满足跨线运行的运营要求。

(6)CTCS-2级列控系统车载设备采用目标-距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。

(7)CTCS-2级列控系统作为CTCS-3级列控系统的后备系统。

(8)CTCS-2级列控系统统一接口标准,涉及安全的信息采用满足IEC62280标准要求的安全通信协议

(9)CTCS-2级列控系统安全性、可靠性可用性可维护性满足IEC62278等相关标准的要求,关键设备冗余配置。

速度200~250 km/h动车组,车载设备CTCS-2级列控车载设备和LKJ,实现两者的有机结合和系统集成。在安装CTCS-2级、CTCS-3级列控系统地面设备的区段,具备CTCS-2级控车条件,采用列控车载设备控车方式,在停车后通过司机操作,进行列控车载设备、LKJ控车模式的转换。在CTCS-0、CTCS-1级区段采用LKJ控车方式,最高速度160 km/h。

CTCS-2级列控系统由车载设备和地面设备两大部分组成。结构如图5-2-7所示。

(1)地面设备。

地面设备由有源应答器、无源应答器、地面电子单元(LEU)、ZPW2000轨道电路、车站列控中心(TCC)、临时限速服务器。

① 应答器。

应答器向车载设备传输线路定位、级间转换等信息,向具有CTCS-2级功能的车载设备传送线路参数、临时限速等信息。

图5-2-7 CTCS-2级列控系统结构

② 轨旁电子单元(LEU)。

LEU接收来自其他控制设备(如TCC)的数据信息,完成向有源应答器发送可变的信号数据。

③ ZPW-2000轨道电路。

ZPW-2000轨道电路实现列车占用及完整性检查,连续向具有CTCS-2级功能的列车传送空闲闭塞分区数量等信息。

④ 列控中心(TCC)。

TCC具有轨道电路编码、应答器报文产生与发送功能,根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生CTCS-2级列控系统的行车许可,通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给CTCS-2级列控系统的车载设备。

⑤ 临时限速服务器(TSRS)。

临时限速服务器集中管理临时限速命令,具备全线临时限速命令的存储、校验、撤销、拆分、设置、取消及临时限速设置时机的辅助提示功能。

(2)车载设备。

车载设备由安全计算机(VC)、轨道电路天线、轨道电路信息读取器(TCR)、应答器接收天线、应答器信息接收模块(BTM)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)、测速测距单元、运行记录单元(DRU)等组成。

① 安全计算机(VC)。

安全计算机根据地面连续式和点式设备传输的控车信息、线路数据以及列车参数,生成连续式速度监控曲线,监控列车的安全运行。

② 轨道电路信息读取器(TCR)及天线。

轨道电路信息读取器(TCR)是轨道电路信息的解码器,通过轨道电路接收天线读取轨道电路信号,经过处理获得轨道电路的载频信息和低频信息。TCR天线用于接收轨道电路信息,安装在动车组头部第一轮对前钢轨的正上方。

③ 应答器传输模块及应答器天线。

应答器传输模块通过应答器天线不断向地面发送信号,当列车经过地面应答器时,地面应答器被激活并将存储的报文发送给应答器传输模块。BTM天线安装在动车组头部距离车头一定范围内,车体底部的横向中心线上,其周围一定范围内保证无金属或磁性材料。BTM天线经过应答器上方时接收地面应答器的信息,并将解码得到的应答器报文提供给车载安全计算机。

④ 人机界面。

人机界面是车载设备的显示和操作装置,根据车载主控单元的命令显示列车速度、距离、工作状态及线路条件等信息,并实现声光报警、司机操作等功能。

⑤ 列车接口单元。

与动车组接口宜采用继电器接口方式。

与动车组采用继电器接口时,车载设备通过数字输入/输出单元采集从列车输入的开关量信息,并通过控制继电器的输出实现与列车之间接口,紧急制动与最大常用制动均采用失电制动逻辑。

与动车组采用MVB接口时,车载设备通过MVB总线采集列车的接口信息及发送列车接口命令,紧急制动仍采用继电器接口并采用失电触发的控制逻辑。

⑥ 测速测距单元。

测速测距单元采集来自各速度传感器的信号并进行安全处理,计算列车的速度、走行距离和识别运行方向,并将相关信息传送给车载主控单元。

⑦ 运行记录单元。

司法记录器应仅用于记录与列车运行安全有关的数据,并在需要时下载进行数据分析。司法/数据记录单元故障时不应影响车载设备运行。

车载设备存在司机制动优先和设备制动优先两种制动方式。司机制动优先模式:司机按照模式曲线控制列车速度,设备不干涉司机正常驾驶,只有当列车超速时,设备采取有效的减速措施,保证列车运行安全。设备制动的缓解需设备允许和司机操作确认。设备制动优先模式:设备能够按照模式曲线自动控制列车减速并保证列车运行安全设备常用制动后,一旦满足缓解条件将及时自动缓解。

(3)车载设备的主要功能如下。

① 车载设备测速测距及速度监控满足列车最高运行速度300 km/h的要求。② 车载设备能够通过输出常用制动和紧急制动来监督列车运行。

③ 车载设备能防止列车无行车许可时运行。

④ 车载设备在监控到列车超速后执行自动防护。

⑤ 车载设备输出的紧急制动仅能在停车后人工缓解。

⑥ 车载设备在测速测距系统综合测量误差不大于2%。

(4)CTCS-2级列控系统主要工作模式。

CTCS-2级列控系统车载设备的主要工作模式包括8种:待机模式、部分监控模式、完全监控模式、引导模式、目视行车模式、调车模式、机车信号模式、隔离模式。

① 待机模式。

列控车载设备默认等级设置为CTCS-2的情况下,上电/唤醒时,执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式;在待机模式下,列控车载设备应保持接收轨道电路信息功能有效,无条件施加最大常用制动并进行溜逸防护。

② 部分监控模式(PS)。

当车载设备接收到轨道电路允许行车信息,而由于应答器提供的线路数据时,列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度,监控列车安全运行。

③ 完全监控模式(FS)。

当车载设备具备列控所需的全部基本数据(包括列车位置、轨道电路信息、应答器的线路信息、车载设备预置的列车参数)时,列控车载设备生成目标距离连续速度模式曲线,并进入完全监控模式。

④ 引导模式。

车站办理引导进路时,轨道电路发HB码,列控车载设备接收到HB码,在列车速度降至40 km/h的允许速度运行。

⑤ 目视行车模式(OS)。

要越过停止信号时,可在停车时按下“目视”键进入目视行车模式。OS模式下,车载设备负责列车以40 km/h为顶棚速度运行并对列车走行距离和时间进行监控,司机需要对列车其他行车安全负责。司机每运行一定距离(300 m)或一定时间(60 s),司机便需确认一次。

⑥ 调车模式(SH)。

要进行调车作业时,停车后司机按下“调车”键,则列控车载设备进入调车模式。该模式下,车载设备监控列车以40 km/h顶棚速度运行,且在收到前进方向上的调车危险信息时输出紧急制动。

⑦ 隔离模式(IS)。

当列控车载设备停用时,需在停车情况下,经操作隔离列控车载设备的制动功能。隔离开关转入“隔离”位,制动输出被隔离后,列控车载设备转入IS模式。在该模式下,车载设备不具备安全监控功能,司机控制列车运行并对运行安全负责,列控车载设备应能够监测隔离开关状态。

⑧ 机车信号模式(CS)。

CTCS-2级以外区段,以及运行在CTCS-2级区段但列控车载设备发生某些故障时,用LKJ进行控制,列控车载设备工作在机车信号状态,向LKJ提供机车信号信息,不输出制动。

(5)目标距离速度控制的原理。

CTCS-2级列控系统采用目标距离速度控制模式,由车载计算机绘制出一条速度监控曲线,目标距离模式曲线是以目标速度、目标距离、线路条件、列车特性为基础生成的保证列车安全运行的一次制动模式曲线,提供至目标点的行车许可,可实现一次制动。其中目标距离由轨道电路提供空闲闭塞分区的数量,应答器提供线路长度和线路的允许速度,由车载计算机综合计算出目标距离。列车在走行的过程中,车载计算机在同一坐标系中,根据列车的运行位置和运行速度也会绘制出一条实际的驾驶曲线,当实际的驾驶曲线碰到速度监控曲线,列车就会发出报警,同时会自动触发常用制动或紧急制动,强制要求列车减速,当速度降低到监控曲线以下时列车自动缓解制动,恢复正常行驶。

CTCS-0和CTCS-2级的相互切换,中途不需要列车停车。需要在地面CTCS-2级和CTCS-0级区段边界增设特殊用途级间切换应答器,设置三组固定信息应答器,分别为正向预告点应答器、切换执行点应答器、反向预告点应答器。每两个应答器之间通常间隔240 m。为保证控车权的可靠平稳交接,级间切换时若列车已触发制动,则保持制动作用完成,直至停车或列车发出缓解指令后,再自动切换,若切换失败,司机可根据列控车载设备指示,手动进行级间切换。在CTCS-2级线路采用C2的ATP控车,CTCS-0阶段采用列车运行监控记录装置LKJ2000控车。

(三)CTCS-3级列控系统

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,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。

CTCS-3级列控系统在CTCS-2列控系统的基础上,通过增加地面无线闭塞中心(RBC)构建CTCS-3级列控地面系统;车载设备在技术引进的基础上集成客专CTCS-2级列车控制模块,实现速度350 km/h高速列车的下线兼容;实现了列控系统与GSM-R无线通信平台的集成。

(1)CTCS-3主要技术原则。

① CTCS-3级列控系统满足运营速度350 km/h、最小追踪间隔3 min的要求。

② CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行,反向按自动站间闭塞运行的要求。

③ CTCS-3级列控系统满足互联互通的运营要求。

④ CTCS-3级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式来监控列车安全运行。

⑤ CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。无线闭塞中心或无线通信故障时,CTCS-2级列控系统控制列车运行。

⑥ 全线无线闭塞中心(RBC)设备可集中也可分散设置。

⑦ GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。

⑧ 动车段及联络线均安装有CTCS-2级列控系统地面设备。

⑨ 300 km/h及以上动车组不装设列车运行监控装置(LKJ)。

⑩ 在300 km/h及以上线路,CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定为超速2 km/h报警、超速5 km/h触发常用制动、超速15 km/h触发紧急制动。

⑪无线闭塞中心(RBC)向装备C3车载设备的列车、应答器向装备C2车载设备的列车分别发送分相点信息,实现自动过分相。

⑫CTCS-3级列控系统统一接口标准,涉及安全的信息采用满足IEC62280标准要求的安全通信协议。

⑬CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足IEC62278等相关标准的要求,关键设备冗余配置。

(2)CTCS-3列控系统结构。

CTCS-3列控系统由车载设备和地面设备组成,如图5-2-8所示。

① 地面设备。

CTCS-3级列控系统地面设备由应答器、轨旁电子单元(LEU)、轨道电路、无线闭塞中心(RBC)、车站列控中心(TCC)、临时限速服务器等组成地面设备结构(见图5-2-9),各地面设备的主要功能如下。

图5-2-8 CTCS-3总体结构框图

图5-2-9 CTCS-3地面设备结构图

a.应答器。

应答器是向车载设备传送报文的点式传输设备。

b.轨旁电子单元(LEU)。

LEU是根据地面设备提供的信息来生成应答器所要传输报文的电子设备。

c.轨道电路:轨道电路实现列车占用检查;轨道电路为CTCS-3级后备系统提供前方空闲间隔信息。

d.无线闭塞中心(RBC)。

RBC根据外部地面设备提供的信息以及与车载设备交互的信息生成发送给列车的消息。这些消息的主要目的是提供行车许可,使列车在RBC的管辖范围内的线路上安全运行,RBC通过车地无线通信系统向其控制范围内列车的车载设备传送行车许可及线路描述等信息。(www.xing528.com)

e.列控中心(TCC)。

TCC实现轨道电路编码功能,并向RBC传送列车占用信息;TCC应能通过LEU及有源应答器向CTCS-3级后备系统(CTCS-2级)传送临时限速信息和进路信息。

f.临时限速服务器。

临时限速服务器集中管理临时限速命令;临时限速服务器分别向RBC、TCC传递临时限速信息。

g.信号安全数据网。

客运专线信号系统安全数据网用于传输CTCS-2级和CTCS-3级列控系统,因而需要保证很高的安全性及可靠性。在数据网的组网结构上,由工业级以太网交换机设备(后简称交换机设备)构成冗余双环网,双环网间物理隔离,交换机设备间采用专用单模光纤连接。网络中包括工业级以太网交换机、路由器、光纤、ODF架、专用的网管系统以及列控系统的通信设备,信号系统通过安全数据网连接,如图5-2-10所示。

图5-2-10 信号系统安全数据网连接示意图

双冗余环网由车站、线路所、中继站,及RBC机房中的交换机构成,列控中心、联锁、RBC和TSR服务器接入到以太网中,设备间采用以太网通信。全线所有车站的以太网交换机作为网络数据通信接入点,为信号安全设备提供网络接入。

② 车载设备。

车载设备:安全计算机(VC)、轨道电路信息读取器(TCR)、应答器传输模块(BTM)及应答器天线、无线传输模块(RTM)、GSM-R车载电台、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)、测速测距单元、司法记录器(JRU),车载设备结构图如图5-2-10所示。

图5-2-11 CTCS-3车载设备结构图

各单元的主要功能如下:

a.安全计算机(VC)。

根据与地面设备交换的信息来监控列车安全运行。

b.轨道电路信息读取器。

接收轨道电路的信息。

c.应答器传输模块及应答器天线。

应答器传输模块通过与应答器天线连接,接收地面应答器的信息。

d.无线传输模块。

通过与GSM-R车载电台连接,实现车-地双向信息传输。

e.人机界面。

人机界面实现司机与车载设备之间的信息交互。

f.列车接口单元。

提供安全计算机与列车相关设备之间的接口。

g.测速测距单元。

接收测速传感器等设备的信号,测量列车运行速度和运行距离。

h.记录器单元。

用于记录与列车运行安全有关的数据,并在需要时下载进行数据分析。

i.GSM-R车载电台。

实现GSM-R网络规定的Um接口协议栈,完成GSM-R网络定义的移动终端(MT)设备功能。

(3)CTCS-3级列控系统的主要工作模式。

CTCS-3级列控系统的主要工作模式通用的模式有:安全监控模式、目视行车模式、引导模式、调车模式、隔离模式、待机模式和休眠模式等7种。仅适用CTCS-2级的模式有部分监控模式和机车信号模式。

① 完全监控模式(FS)。

当车载设备具备列控所需的全部基本数据(包括列车数据、行车许可和线路数据等)时,列控车载设备生成目标距离连续速度模式曲线,监控列车的安全运行;并通过人机界面(DMI)显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息。

② 目视行车模式(OS)。

列控车载设备显示禁止信号、列车停车后又需继续运行时,根据行车管理办法(含调度命令),经司机操作并确认后,列控车载设备按固定限制速度40 km/h监控列车运行,司机每确认一次列车可运行一定距离(300 m)或一定时间(60 s)。

③ 引导模式(CO)。

当锁闭进路中存在不能检查列车占用的轨道区段时,车载设备根据地面设备提供的行车许可生成目标距离连续速度模式曲线,并通过人机界面(DMI)显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等,监控列车运行,司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。

④ 调车模式(SH)。

调车作业时,牵引运行限制速度40 km/h。车载设备可采用自动转换或人工转换方式进入调车模式。当工作在CTCS-3级时,经RBC同意,列控车载设备转入调车模式后与RBC断开连接,退出调车模式后再重新与RBC连接。

⑤ 隔离模式(IS)。

在停车情况下,经操作使列控车载设备制动功能停用,在该模式下,车载设备不承担任何行车安全责任。列控车载设备正常工作时应能监测隔离开关状态。

⑥ 待机模式(SB)。

当列控车载设备上电/唤醒时,执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式,设备监控列车不允许移动。当司机开启驾驶台时,处于待机模式的列控车载设备可通过人机界面(DMI)、GSM-R无线通信、轨道电路、应答器传送列控信息。

⑦ 休眠模式(SL)。

非本务车载设备的工作模式。在模式下,车载设备不负责列车安全防护功能,但执行列车定位、级间转换、测速测距记录等级转换及RBC切换信息等功能。 列车立折,非本务端升为本务端后,车载设备可自动进入正常工作状态。

⑧ 部分监控模式(PS)。

CTCS-2级后备系统使用的模式。当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时,列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度,监控列车安全运行。

⑨ 机车信号模式(CS)。

当列车运行到地面未安装CTCS-3级/CTCS-2级列控系统设备的区段时,根据行车管理办法(含调度命令),经司机操作后,列控车载设备生成固定限制速度80 km/h,并显示机车信号。当列车越过禁止信号时触发紧急制动。

(4)CTCS-3级列控系统的运营场景。

正常状况下的运营场景包含:注册与启动、注销、进出动车段、等级转换、行车许可、RBC切换、自动过分相。

① 注册与启动。

注册包括以下过程:设备上电、列车唤醒、列车注册、列车数据输入、准备发车、启动列车。

② 注销。

注销描述了列车停车后,从注销列车信息至关闭列控车载设备电源的工作过程。

③ 进出动车段。

进入动车段,当列车驶离高速铁路并进入动车走行线后,通过等级转换功能将CTCS-3级系统转换为CTCS-2级系统的工作原理如图5-2-12所示。

图5-2-12 动车组进出动车段示意图

驶出动车段:在动车段内按CTCS-2级的部分监控模式运行,通过出站口的应答器组并得到相应的信息后,在联络线按CTCS-2级的完全监控模式运行。

动车段内移动:在动车段内按CTCS-2级调车模式运行。

④ 等级转换。

等级转换描述了列车在CTCS-3级和CTCS-2级区段边界,列控系统应遵守的原则和列控车载设备等级转换过程,列控系统遵循的原则如下。

a.正常的级间转换在固定地点的转换区域自动进行;特殊情况下,停车后由司机进行级间转换。

b.在等级转换时,车载设备CTCS-2级控制单元与CTCS-3级控制单元应相互通信,确保不因转换触发制动。

CTCS-2级进入CTCS-3级。

CTCS-2级列控系统进入CTCS-3级列控系统转换前首先要列车建立与GSM-R网络的连接,然后与RBC建立连接,在转换预告点接收到CTCS-3级列控系统的行车许可MA等级转换命令。等级转换命令由RBC通过GSM-R发送给列车(见图5-2-13)。

图5-2-13 CTCS-2级转换到CTCS-3级列控系统示意图

CTCS-3级转换到CTCS-2级。

RBC提前一定距离开始给列车发送等级转换预告信息,同时在转换分界点设置应答器组发送无条件等级转换命令,强制车载设备在通过分界点后转换为CTCS-2级控车(见图5-2-14)。

图5-2-14 CTCS-2级转换到CTCS-3级列控系统示意图

从等级转换预告应答器接收转换信息,做好CTCS-2级控车准备,通过分界处的切换应答器后,车载设备切换到CTCS-2级方式控车,中断与RBC的连接。

⑤ 行车许可。

行车许可MA——列车安全运行的行车凭证。单个MA包括多个连续的锁闭进路。

⑥ RBC的切换。

RBC切换是指在RBC边界处,实现列车在相邻两个RBC间行车许可控制的安全切换过程,为了保证列车不降速运行,相邻的RBC以接力的方式不间断地为车载设备提供移动授权。RBC的切换过程如图5-2-15所示。

图5-2-15 RBC的切换过程

⑦ 自动过分相。

自动过分相描述了列控车载设备根据地面设备提供的分相区信息,在适当位置给动车组过分相装置发送指令,实现自动过分相。

特殊情况下的运营场景包括:重联与摘解、临时限速、调车作业、人工解锁进路。

(5)CTCS-3列车运行控制系统与通信系统之间的关系。

① 承载CTCS-3列控业务的信号安全数据网由通信光缆承载,站与站之间、站与中心之间的网络利用了通信光纤或数字传输电路。

② CTCS-3级列控系统的核心设备RBC与通信GSM-R交换机以PRI方式直连,由车载列控设备主动发起呼叫连接,车地列控消息通过电路域CSD业务进行交互;当车载列控设备、交换网、无线网或者互联电路出现问题时,通信中断超过一定时限(一般为18s)会导致CTCS-3降级至CTCS-2。对此类问题,通信专业设置了接口监测设备以记录、分析相关问题,统计运用质量。当发生C3降级时,通信信号应密切配合、查明原因、及时处理。

(6)CTCS-3级与CTCS-2级列控系统比较。

在系统结构上CTCS-3级在CTCS-2级的基础地面设备增加了无线闭塞中心(RBC),车载设备增加无线传输模块(RTM)和GSM-R车载电台和天线。

CTCS-3级与CTCS-2级列控系统主要存在以下几个方面的相同之处。

① 运行方式。

满足正线双线双方向运行,正向按自动闭塞追踪运行,反向按自动站间闭塞运行的要求,为固定自动闭塞方式。

② 速度控制原理。

以目标-距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。

③ 配套系统。

用于高速铁路的CTCS-3级和CTCS-2级列控系统必须配套调度集中、计算机联锁、信号集中监测系统。

④ 列车定位。

车载设备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。

⑤ 轨道电路。

由轨道电路实现列车的占用检查。除复杂大站的其他区段采用25 Hz轨道电路外,复杂大站的正线、股道区段以及一般车站(线路所)全站都采用列控中心编码控制的ZPW-2000系统有绝缘轨道电路。

CTCS-3级与CTCS-2级列控系统主要存在以下几个方面的不同之处。

① 车-地控车信息传输方式不同。

CTCS-3级列控系统采用GSM-R无线通信系统,实现车-地信息的双向实时传输。

CTCS-2级列控系统采用轨道电路和应答器方式,进行车地控车信息的单向传输。

② 行车许可MA(MA)的生成方法不同。

CTCS-3级列控系统,由RBC根据列车位置、轨道电路状态及进路信息生成MA,并将MA与线路静态速度曲线、坡度和临时限速等信息一起传送给列控车载设备。

CTCS-2级列控系统,则由列控车载设备根据接收的轨道电路的编码和应答器信息生成MA。

③ 列控车载设备工作模式不同。

CTCS-3级列控系统列控车载设备的工作模式有安全监控模式(FS)、引导(CO)、目视行车(OS)、待机(SB)、调车(SH)、隔离(IS)和休眠模式(SL),而部分监控模式(PS)和机车信号模式(CS)则是CTCS-2级列控系统特有的工作模式。

部分监控模式(PS)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。

机车信号模式(CS)是装备CTCS-2级列控车载设备的动车组在CTCS-0/1级区段运行时使用的模式,经司机操作后,转为最高限速80 km/h控车模式,在该模式下,地面信号显示为行车凭证。

④ 临时限速传输途径不同。

CTCS-3级列控系统,临时限速命令由RBC发送给列控车载设备。

CTCS-2级列控系统,临时限速命令由TCC通过有源应答器发送给列控车载设备。

⑤ 后备系统不同。

CTCS-3级列控系统的后备系统为CTCS-2级,在一个车载安全计算机内同时集成了CTCS-3级和CTCS-2级两个控车模块,当无线通信系统超时或由CTCS-3级区段进入CTCS-2级区段等级转换后,由CTCS-2级列控系统监控列车运行。

CTCS-2级列控系统的后备系统为CTCS-0级,由列车运行监控记录装置(LKJ)控车,CTCS-2级车载设备与LKJ是两套独立的设备,当CTCS-2级列控车载设备故障或由CTCS-2级区段进入CTCS-0/1级区段等级转换后,由LKJ监控列车运行。

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