高铁ATP车载设备主要技术方案.ppt

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1、2020 5 29 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 5 29 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 5 29 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 5 29 4 一 系统总体描述 车载设备

2、2020 5 29 5 一 系统总体描述 目标 距离模式 目标 距离 Distancetogo 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 5 29 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 5 29 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 5 29 8 一 系统总体描述 目标 距离模式 2020 5 29

3、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 5 29 10 二 ATP车载设备主要技术条件 1 CTCS级别 满足CTCS 2级 预留CTCS3级 2 速度目标值

4、 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 5 29 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

5、速 3 防止列车溜逸 4 制动与缓解 5 故障后可隔离 2020 5 29 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2 2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 5 29 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

6、器将输出设置为限制状态 2020 5 29 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 5 29 15 三 ATP车载设备系统结构 关键设备 3 连续信息接收模块STMSTM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计算机 VC 和LKJ监控装置 2020 5 29 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

7、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 5 29 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 5 29 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 5 29 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 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

8、员可通过专用电脑或IC卡等进行数据下载 2020 5 29 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 5 29 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

9、器提供 2020 5 29 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 控制列车运行 四 ATP车载设备主要控制模式 2020 5 29 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

10、 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 5 29 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 5 29 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

11、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 5 29 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 2020 5 29 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

12、信号 可人工转为LKJ控制列车 2020 5 29 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输出 不产生列车控制输出 列控防护功能由LKJ设备实施 2020 5 29 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

13、 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 5 29 30 五 ATP车载设备操作方式 1 初始化ATP车载设备上电后 设备经初始化进入默认模式 2020 5 29 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

14、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 5 29 32 五 ATP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 5 29 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

15、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 5 29 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 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 5 29 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

16、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 LKJ 2000 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 DMI 2020 5 29 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

17、 反向预告点 2020 5 29 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 5 29 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 5 29 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

18、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 5 29 40 八 关于 人控 机控 优先的控车模式 2020 5 29 41 八 关于 人控 机控 优先的控车模式 常用 缓解 2020 5 29 42 九 ATP车载设备的验收和维护 ATP车载设备的安装工作由动车组制造厂负责 ATP制造商负责提供安装督导以确保安装质量 ATP制造商负责其设备在现场的调试和开通 铁路局应派技术人员参加 如调试情况良好 设备可投入试运转 铁路局组织交接测试和初步验收 设备初步验收后再经6个月试用期 方可作正式验收 然后进入一年的质量保证期 ATP设备制造商负责成立ATP车载设备的专用维修中心 负责ATP车载设备的维修 并提供技术支持 2020 5 29 43 介绍结束 谢谢大家