列控期末.docx

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列控期末

2016-2017

（1）列车运行控制期末复习重点-更新版

以下内容为复习重点：

1.中国列控系统标准CTCS（0/1/2/3/4）-概念、分级、特点、级间关系

（1）.概念：

CTC（CentralizedTrafficControl）调度集中，也称列车集中控制，是控制中心对调度区段的信号设备进行集中控制，对列车运行进行直接指挥、管理的综合信号系统。

CTCS是ChineseTrainControlSystem缩写，是中国列车运行控制系统的体系和标准。

（2）分级：

CTCS是在欧洲列车运行控制系统（ETCS）基础上根据中国国情设计的，是指导从低速的既有线一直到高速铁路的列车信号与控制系统的技术标准。

分为五级：

0级、1级、2级、3级、4级。

0级和1级是既有线的铁路信号和列车运行控制系统，2、3、4级为高速铁路列车运行控制系统。

国内列车信号设备和列控系统都要满足CTCS标准。

这一标准的列控系统都由两个子系统构成，即车载子系统和地面子系统。

CTCS0级-技术特点：

核心设备是通用机车信号系统+列车运行监控装置；车地通信主要为轨道电路；

机车信号不能作为行车凭证，只起监督作用；

线路数据预先储存在列车运行监控装置里；

采用四显示固定自动闭塞；

采用目标距离分级制动模式；

适用范围：

既有干线，速度不超160km/h

CTCS1级-技术特点：

核心设备为加强型机车信号系统+安全型列车运行监控记录装置；车地通信采用轨道电路，点式设备做补充；

机车信号是行车凭证，可以控制列车；

线路预先储存在列车运行监控装置；

采用四显示固定自动闭塞；

采用目标距离分级制动模式；

适用范围：

既有干线，速度不超160km/h

CTCS2级-技术特点：

采用车载ATP，轨道电路+点式设备进行车地通信的标准列控系统；

轨道电路用于列车占用监测和控制信息传递，点式设备用于列车定位和补充控制信息；

采用准移动闭塞，可取消地面信号机；

采用目标距离一次制动模式；

适用范围：

提速干线和高速新线，速度250km/h以下

CTCS3级-技术特点：

车地通信采用GSM-R无线通信+轨道电路+点式设备，双向高速实时；

轨道电路检查列车占用，点式设备用于列车定位；GSM-R实现双向车地通信，用于精确列车定位和高速运行控制；

采用准移动闭塞；

采用目标距离一次制动模式

适用范围：

用于250km/h以上客运专线

CTCS4级-技术特点：

车地通信依靠无线通讯，点式设备做补充；

车载设备和无线通信（无线闭塞中心）一起检测列车定位和轨道占用；点式设备用于定位修正；

采用移动闭塞或准移动闭塞（虚拟闭塞）；

采用目标距离一次制动模式

应用范围：

用于高速、高密度铁路,大于250km/h。

（3）CTCS系统特点

①各应用等级均采用目标距离控制模式，采取连续一次制动方式。

②各应用等级是根据设备配置来划分的，其主要差别在于地对车信息传输的方式和线路数据的来源。

（4）级间关系

（1）符合CTCS规范的列车超速防护系统应能满足一套车载设备全程控制的运用要求

（2）系统车载设备向下兼容

（3）系统级间转换应自动完成

（4）系统地面，车载配置如具备条件，在系统故障的条件下应允许降级使用

（5）系统级间转换应不影响列车正常运行

2.ZPW2000A轨道电路参数、技术特点、构造特点、与UM71对比异同

ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是在法国UM71无绝缘轨道电路基础上，结合国情进行技术改造而成。

（1）轨道电路参数

ZPW-2000A轨道电路主要参数

（1）控制频率-与UM71相同

从10.3Hz开始，至29Hz结束，按1.1Hz等差数列递增，共有18个低频频率。

10.3、11.4、12.5、13.6、14.7、15.8、16.9、18、19.1、20.2、21.3、22.4、23.5、24.6、25.7、26.8、27.9、29Hz。

（2）载波频率和偏频-与UM71相同

载波频率为4种即1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz。

频偏f为±11Hz。

f0＝1700Hz时　f0－f＝1689Hz　　　f0＋f＝1711Hz

f0＝2000Hz时f0－f＝1989Hz　　f0＋f＝2011Hz

f0＝2300Hz时f0－f＝2289Hz　　f0＋f＝2311Hz

f0＝2600Hz时f0－f＝2589Hz　　f0＋f＝2611Hz

（3）分路灵敏度：

0.15Ω；

（4）轨道电路传输长度：

420m-1900m

（5）调谐区分路死区不超过5m

（6）全程断轨检查

（7）发送器N+1冗余；接收器成对双机并联运行。

（2）技术特点

1.充分肯定、保持法国UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势。

2.解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路全程断轨检查。

3.减少了调谐区分路死区段。

<5m

4.实现了对调谐单元断线故障的检查。

5.通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。

（达到1500m）

6.实现了机械绝缘节轨道电路与电气绝缘节轨道电路等长度的传输。

（3）ZPW-2000A轨道电路构造特点

（1）调谐区内增加小轨道电路

（2）小轨道电路属于主轨道电路的延续，担负全程断轨检查任务。

（3）发送器和接收器都是冗余设计

（4）机械绝缘节和电气绝缘节特性相同，同时采用。

（4）与UM71对比异同

ZPW-2000A相比UM71优势

1）无论电气绝缘节还是机械绝缘节，ZPW2000A较UM71长得多的的传输距离；

2）减少了分路死区，解决了全程断轨检查，提高了安全性；

3）降低了造价。

3.ATP概念、构成、功能、分类（点式ATP构成、连续式ATP的形式、两种ATP的比较）、速度（制动）控制模式（分类、分级控制模式、一级控制模式（概念、特点））

（1）列车超速防护系统ATP：

ATP是实时控制列车安全运行的自动防护系统。

当列车运行速度超过最大允许速度，系统车载设备将自动实施不同等级制动，迫使列车降速或停车，保证列车运行安全。

（2）ATP构成：

（1）地面设备

轨道电路（或计轴设备）、轨间电缆（部分系统采用）、点式设备（应答器）、地面控制中心（计算机等）等

（2）车载设备

车地信息传感器、测速系统、车载计算机、速度比较系统、制动控制系统等

（3）ATP的功能

停车点防护（目标防护）

超速防护

列车间隔控制（移动闭塞时）

测速测距

车门控制

列车运行记录

（4）ATP的分类：

点式和连续式ATP

ATP按地面信息的传输方式分为点式和连续式两种。

点式—点式设备（应答器）

（1）点式ATP：

地面限速和控制命令主要由地面点式设备（应答器）完成，从而实现对列车运行的非连续控制。

构成：

系统由车载设备和地面设备组成。

车载设备接收信号点的应答器信息，还接收列车速度和制动压力信息，输出控制命令和向司机显示。

（2）连续式ATP的形式

连续式ATP是采用连续式信息传输方式进行车地通信的列车超速防护系统。

连续式信息传输传输方式包括轨道电路、轨间电缆和无线通信等。

（3）两种ATP的比较

（5）.速度控制模式

a.分类：

根据制动控制为一次完成还是分为多次，分为：

1）分级速度控制模式

2）一级速度控制模式

b.分级制动

c.分级制动模式是根据当前列车与前行列车的运行距离、列车速度、制动能力、线路参数等计算出前后列车间所有闭塞分区的限制速度，控制列车在每个闭塞分区按照限速分级运行的列车控制模式。

分级制动模式又分为阶梯型和曲线型。

阶梯型分级制动模式俗称大台阶型。

它将一个列车全制动距离划分为3～4个闭塞分区，每一闭塞分区根据与前行列车的距离来确定限速值。

d.一级制动（目标距离速度控制）

一级制动模式：

根据距前方停车点的距离，通过目标距离、列车参数和线路参数计算出列车制动模式曲线，控制列车按制动模式曲线运行的控制模式。

特点：

目标距离速度控制采取的制动模式为连续一次制动速度控制的方式，故也称为一级速度控制模式。

根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级。

一级制动方式最能合理地控制列车运行速度，是列车自动控制技术的发展方向。

4.应答器概念、分类（有源无源）；应答器功能；CTCS2概述（基本构成、原理、轨道电路）、构成（地面设备、车载设备）、CTCS2特点；

一、

（1）应答器概念

应答器：

是一种可以发送数据报文的高速数据传输设备。

用于在规定地点实现车地间数据交换，为列车运行提供所需信息，确保列车运行安全。

（2）应答器分类

a.无源应答器不需要电源供电的应答器；因为信息固定，也称为固定应答。

b.有源应答器需要地面电源供电的应答器；因为信息可变，也称为可变应答器。

无源应答器：

应答器本身不具有电源，只有当列车到达无源应答器上方时，从车载查询器送出的高频信号作为电源传给地面无源应答器，使应答器中事先存储的信息被发送出来。

1）无源应答器

特点：

（1）与外界没有物理连接

（2）用于发送固定不变的数据，用于提供线路固定参数，如线路坡度、线路允许速度、轨道电路参数、链接信息、列控等级切换等。

2）有源应答器

有源应答器通过电缆与地面电子单元（LEU）连接，可实时发送LEU传送的数据报文。

当列车经过有源应答器上方时，有源应答器接收到车载天线发射的电磁能量后，将其转换成电能，使地面应答器中发射电路工作，将LEU传输给有源应答器的数据循环实时发送出去。

直至电能消失（即车载天线已经离去）。

平常处于休眠状态。

特点：

（1）与外界通过轨旁电子单元LEU相连；

（2）可以根据LEU设备所发送的报文，向列车传送报文信息。

有源应答器通常设在车站进站端和出站端，发送进路信息和临时限速信息等。

（2）应答器功能

（1）向车载设备发送列控数据信息

（2）无源应答器发送固定不变的控制信息。

包括：

线路速度、坡度、轨道电路参数、信号点类型等

（3）有源应答器发送实时变化的控制信息，包括：

临时限速、进路坡度、轨道电路参数、信号点类型等。

有源应答器与LEU连接中断后，向车载设备发送固定信息。

（4）应答器车载天线一方面向地面应答器发送载频能量；另一方面，通过接收和解调地面应答器的数据，为车载ATP、ATO的列车运行控制提供基础数据。

完成列车运行控制。

二、CTCS2概述

（1）.基本构成

CTCS-2级列控系统包括列车车载设备和列控地面设备两部分，列控地面设备包括轨旁设备和室内设备两部分。

列控地面设备有车站列控中心控制，轨道电路、车站电码化设备传输连续列控信息，点式应答器、车站列控中心传输点式列控信息。

列控车载设备根据地面提供的动态控制信息、线路静态参数、临时限速信息及有关列车数据，生成控制速度和目标距离模式曲线，按模式曲线控制列车运行。

（2）原理

1.控制信息

1）轨道电路

由ZPW2000轨道电路构成；

传递连续控制信息；

轨道电路参数：

载频为1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz。

频偏:

11Hz,低频:

10.3+n*1.1Hz

轨道电路信息满足最高250km/h速度列车安全运行的要求，基本码序为：

●停车：

L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU

●侧线接车（默认速度45km/h）：

L5-L4-L3-L2-L-LU-U2-UU

●侧线接车（默认速度80km/h）：

L5-L4-L3-L2-L-LU-U2S-UUS

2）点式信息

点式信息由有源应答器和无源应答器提供，包括以下的信息：

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。

级间切换。

列车定位等信息。

3）控制信息传递流程

（1）TDCS中心与TDCS站机之间传输的信息。

包括既有TDCS站场表示信息、调度命令和车次号校核等信息，若是CTC还包括控制信息。

CTCS-2级系统中两者之间增加传输临时限速信息和操作回示确认信息。

（2）车站列控中心从联锁获得列车进路信息。

包括接车进路、发车进路、通过进路、运行方向、股道号等。

（3）车站列控中心与TDCS/CTC传输临时限速信息和执行回示确认信息。

（4）车站列控中心向微机监测传输的信息。

如列控中心设备状态、操作及故障诊断等信息。

（5）车站列控中心、LEU和有源应答器之间传输报文信息。

（6）ATP通过BTM接收有源应答器和无源应答器的点式信息；通过STM接收轨道电路的信息，包括行车许可、空闲闭塞分区数量和道岔限速等。

（7）ATP与LKJ之间的信息传输

ATP与LKJ之间通过RS422方式进行通讯，将ATP接收到的轨道电路信号、应答器数据、ATP状态等传输给LKJ；LKJ将时间、司机号、车次号等信息传输给ATP。

（8）ATP与TIU之间的信息传输

4）.列控中心工作原理

1）列控中心作用

车站列控中心是设于各个车站的列控核心安全设备，采用冗余的硬件结构。

车站列控中心与车站联锁、CTC/TDCS设备接口，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，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。

2）列控中心功能

1接车进路报文发送;

2临时限速报文发送;

3进站信号机降级显示;

6502电气集中进路识别。

3）列控中心与其它系统接口

A.与TDCS、CTC站机连接（P口）

（1）从TDCS、CTC中获得调度命令，包括接发车信息、临时限速信息、运行方向信息等。

（2）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。

B.与车站联锁系统连接（Q口）

（1）从车站联锁系统获得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。

（2）可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。

（3）轨道电路

轨道电路采用ZPW-2000系列轨道电路，完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送允许移动控制信息。

站内轨道电路：

车站正线及股道采用与区间同制式的轨道电路。

三.CTCS2构成

（1）地面设备主要由列控中心、轨道电路、应答器、轨旁电子单元等构成（轨旁设备和室内设备）。

（2）车载设备主要由车载安全计算机、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、轨道信息接收天线、应答器信息接收天线等组成。

四.CTCS2特点

1）CTCS2系统与既有线信号系统兼容。

2）地面设备与车载设备采用一体化系统设计。

3）可取消地面信号机。

4）面向提速干线（160Km/h级）和客运专线（200Km/h级）。

5）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。

6）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。

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。

7）区间采用ZPW-2000系列自动闭塞，车站采用计算机联锁或6502电气集中，行车指挥采用CTC或TDCS（DMIS）

5.CTCS2功能、速度控制相关概念（允许速度、目标速度、目标距离、目标距离模式曲线）、列控中心作用；CTCS2的工作模式（重点待机、完全监控模式概念，了解其它模式）

（1）CTCS2功能：

1）安全防护功能：

安全防护功能是CTCS的核心功能

2）在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行安全

3）在任何情况下防止列车无行车许可运行

4）防止列车超速运行，包括：

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；

防止机车超过规定速度进行调车作业；

防止列车超过规定速度引导进站；

防止列车溜逸。

5）具有车尾限速保持功能

6）规定范围内的车轮打滑和空转不得影响车载设备正常工作；

7）测速环节应保证，一定范围内的车轮滑行和空转不影响ATP的功能，并具有轮径修正能力；

8）人机界面的功能

（2）速度控制的相关概念

允许速度：

列车运行过程中允许达到的最高安全速度。

目标速度：

列车到达前方目标点时允许的最高速度

目标距离：

列车前端至运行前方目标点的距离。

目标-距离模式曲线：

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制动模式曲线。

（3）列控中心的作用：

车站列控中心是设于各个车站的列控核心安全设备，采用冗余的硬件结构。

车站列控中心与车站联锁、CTC/TDCS设备接口，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，通过有源应答器传送给列车。

（4）CTCS2的工作模式：

1）待机模式

ATP上电时，直接进入该模式。

在该模式下，设备只进行各种信息的采集，包括轨道电路信息的接收、应答器信息接收，不产生控制输出，列车运行不受ATP设备的监控。

同时无条件输出制动。

2）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（轨道电路信息、应答器信息、列车数据）时，列控车载设备生成目标距离模式曲线，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。

3）部分监控模式（PS）

当车载设备提供线路数据的某部分出现故障或者线路数据缺损而使得车载设备无法按照完全监控模式运行，但轨道电路能正确给出进路开通状态信息时，车载设备采用的一种工作模式。

在待机模式下，司机一按压启动开关就进入PS模式

4）引导模式（CO）

用于车站信号设备故障时。

车站办理引导接车，地面信号设备对轨道电路传输HB码。

车载ATP装置接收接近区段轨道电路信息HB码转入本模式，产生固定限制速度（25km/h），只有超过其速度时才输出制动。

6）应答器故障模式（BF）

如果得不到来自应答器的线路数据，即使接收到轨道电路的正确信息，ATP也不能产生正规的目标距离模式曲线。

6.CTCS2-200H概述、工作模式（重点是完全监控，部分监控，了解其它）、200H级间转换原理，ATP系统构成（车载、地面），移动闭塞与准移动闭塞的概念

（1）CTCS2-200H概述:

CTCS2－200H型车载列控系统，是在日本数字ATC系统的基础之上，根据我国CTCS技术标准的要求，引进开发的新一代列车控制系统。

与引进日本的动车组CRH2配套。

（2）工作模式：

CTCS2工作状态分为ATP工作状态和机车信号工作状态两种。

C2（ATP）下工作状态有6种工作模式：

待机模式、完全监控模式、部分监控模式、目视行车模式、调车模式、隔离模式。

LKJ下为列车为机车信号工作模式。

ATP控制方式分为设备优先模式和司机制动优先模式两种。

1）待机模式（SB）

ATP上电时，直接进入该模式。

在该模式下，设备只进行各种信息的采集，包括轨道电路信息的接收、应答器信息接收，不产生控制输出。

但具有防溜逸制动功能。

2）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（轨道电路信息、应答器信息、列车数据）时，进入FS。

列控车载设备生成目标距离模式曲线，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。

FS分为两种情况：

正向运行完全监控模式，反向运行完全监控模式。

3）部分监控模式（PS）

应答器故障模式：

如果得不到来自应答器的线路数据，即使接收到轨道电路的正确信息，ATP也不能产生正规的目标距离模式曲线。

4）目视行车模式（OS）

当地面设备出现故障或者别的原因导致列车停车后，根据行车管理办法和有关手续，司机对列控车载设备进行特殊操作后，由列控车载设备生成固定限制速度为20km/h的速度模式曲线，监控列车运行的模式。

5）调车监控模式（SH）

进行站内调车作业时，没有轨道电路信息，不能实现完全监控模式运行，车载设备接收司机的操作后转入调车模式。

生成固定限速曲线监控列车运行。

当接收到应答器中的调车危险信息后立即紧急制动停车。

6）隔离模式（IS）

当将隔离开关置于隔离位置进入隔离模式。

此时ATP不产生制动模式曲线，不进行制动控制。

可以向LKJ输出机车信号。

车载设备发生故障而无法继续完成监控功能，触发制动停车后，经司机操作，车载设备控制功能停用，进入隔离模式。

（3）级间切换

C2系统兼容C1/0系统，C2区段由ATP控车，C1/0区段由LKJ2000控车。

列车由C0/1区段进入C2区段或反之，系统可以自动实现控制系统切换，无需停车。

两种系统切换依靠地面级间切换应答器实现。

切换原理：

级间切换应答器分为切换预告应答器和切换执行应答器，列车经过切换预告应答器时，会收到级间切换预告信息，提示司机准备切换；当列车经过切换执行应答器后，开始执行切换动作。

级间切换控车权交接以车载设备为主。

自动切换失败及停车状态司机可以手动切换。

级间切换应答器设置要求

1）线路限速160km/h以下；

2）通常不产生制动区域；

3）距离进、出站端大于450m；

4）预告点至执行点不小于240m

（4）系统构成：

200H列控系统由地面设备和车载设备两部分构成。

1）地面设备

由车站列控中心，地面电子单元（LEU）、点式应答器、ZPW-2000A（UM）系列轨道电路、车站闭环电码化、车站计算机联锁等组成。

轨道电路、车站电码化传输连续列控信息，点式应答器、车站列控中心传输点式列控信息。

地面控制中心与CTC或TDCS联网，实现运输指挥中心对列车的直接控制，达到了车地一体化的列车控制能力。

2）车载设备

由车载安全计算机、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、BTM天线、STM天线等组成。

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。

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。

（5）移动闭塞和准移动闭塞概念：

（必考）

连续式一次速度控制模式若以前方列车占用的闭塞分区入口为追踪目标点，则为准移动闭塞；若以前方列车的尾部为追踪目标点，则为移动闭塞

7.CTCS3概念、基本原则、系统结构（各类组成部分及作用）、系统优点、基本功能、控制模式（重点待机、完全监控模式概念，原理；了解其它模式）

（1）CTCS3概念:

CTCS-3是我国列控系统的第四级。

是基于无线通信（如GSM-R）的连续式列车运行控制系统。

面向高速铁路（≥250Km/h级）。

（2）CTCS3基本原则：

1）按照全路一张网的原则规划列控系统的技术平台；技术平台要实现300-350km/h客运专线、200-250km/h新建铁路和既有提速线路的互联互通；列控技术平台的确定考虑技术的先进成熟、经济、实用、可靠。

2）在我国300km/h及以上客运专线上选用CTCS3（CTCS3/CTCS2）列控系统作为全路统一技术平台体系，其中CTCS3列控系统保证高速动车组的运行安全，CTCS2列控系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为CTCS3列控系统的后备系统；

3）通过集成创新和对引进技术的消化吸收实现系统集成再创新，建立符合中国国情路情的、具有自主知识产权的、世界一流水平的高速铁路列车控制技术体系。

（3）CTCS3基本结构：

CTCS-3级列控系统总