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1、第八章 列车运行控制自动 化系统 *1 主要内容 8.1 CTCS8.1 CTCS 8.2 ZPW-2000A8.2 ZPW-2000A轨道电路轨道电路 8.3 UM-20008.3 UM-2000轨道电路轨道电路 8.4 8.4 列车超速防护系统（列车超速防护系统（ATPATP） 8.5 8.5 列车运行监控记录装置（列车运行监控记录装置（LKJ-2000LKJ-2000 ） Date2 现代列车运行的自动控制过程包括了几个方 面： （1 1）列车速度控制）列车速度控制 关于列车起、停车和加、减速控制， 对于行车安全来说，最关键的是防止超速运行 和停车控制； （2 2）列车间隔控制）列车间隔
2、控制 保证列车追踪运行时的行车安全和通 过能力，取决于闭塞方式； Date3 （3 3）列车进路控制）列车进路控制 沿线车站上列车的到达、出发 和通过进路的开放，以便列车及时交会 和越行； （4 4）运行图管理和列车运行调）运行图管理和列车运行调 整整（列车的交会越行控制） Date4 Date5 8.1.1 CTCS简介 CTCS（Chinese Train Control System)是中国列车运行控 制系统的英文缩写，是参照欧洲列车运行控制系统（ETCS ）形成的。 CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面 子系统。 地面子系统主要由应答器、轨道电路、无线通信网络（ GSM-R）、
3、列车控制中心（TCT）/无线闭塞中心（RBC） 等组成。其中GSM-R不属于CTCS设备，但是重要组成部分 。 车载子系统主要由CTCS车载设备、无线系统车载模块组 成。 8.1 CTCS Date6 8.1.2 CTCS应用等级 l l CTCSCTCS应用等级应用等级0 0(以下简称L0)：由通用机 车信号+列车运行监控装置组成，为既有干线 上应用的系统。160km/h l特点： 轨道电路+点式设备+无线通信 双向实时 l 8.1 CTCS Date10 8.1.2 CTCS应用等级 lCTCS应用等级4(以下简称L4)：是完全基 于无线传输信息的列车运行控制系统。地面 可取消轨道电路，由
4、RBC和车载验证系统共 同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭 塞或移动闭塞。160km/h l特点 无线通讯+点式设备 无线通讯检测列车占用和定位 移动闭塞或虚拟闭塞 8.1 CTCS Date11 应应用等级级L0 L1L2 L3 L4 控制模式目标标距离目标标距离 目标标距离 目标标距离目标标距离 闭闭塞方式 固定闭闭塞或 准移动闭动闭 塞 准移动闭动闭 塞准移动闭动闭 塞准移动闭动闭 塞 移动闭动闭 塞或 虚拟闭拟闭 塞 制动动方式分级级式分级级式一次连续连续一次连续连续一次连续连续 轨轨道占用检检 查查 轨轨道电电路轨轨道电电路轨轨道电电路轨轨道电电路 无线线定位， 应应答器校正 地
5、对车对车 信息 传输传输 多信息轨轨道 电电路+点式设设 备备 多信息轨轨道 电电路+点式设设 备备 多信息轨轨道 电电路+点式设设 备备；或数字 轨轨道电电路 无线线通信双 向信息传输传输 无线线通信双 向通信传输传输 列车车运行间间 隔 按固定闭闭塞 运行，大于L 设为对设为对 照值值 L L L 小于L 线线路数据来 源 大贮贮存于车车 载载数据库库 大贮贮存于车车 载载数据库库 应应答器提供 ；或由数字 轨轨道电电路提 供 无线线通信提 供 无线线通信提 供 对应对应 ETCS 级级 ETCS1级级ETCS21级级ETCS3级级 Date12 8.2.1 概述 l我国客运专线采用CTC
6、S2级列控系统，该系统地 面信号为ZPW-2000A轨道电路的移频自动闭塞系统 。 l ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是在法国 UM71无绝缘轨道电路技术基础上，结合国情进行 的技术再开发。在轨道电路传输安全性、传输长度 、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、 降低工程造价上都有了提高 。 8.2 ZPW-2000A无绝缘轨道电路 Date13 8.2.1 概述 1）采用载频：1700、2000、2300、2600Hz 2）低频：18种频率，10.3、11.4、12.5、。 29Hz，间隔1.1Hz。 3）电气绝缘，调谐区29m 8.2 ZPW-2000A无绝缘轨道电路 Date
7、14 8.2.2 系统构成 Date15 8.2.2 系统构成 一、室外部分 1）调谐区-29m-电气绝缘节 2）机械绝缘节 由机械绝缘节空心线圈与调谐单元并联而 成。 3）匹配变压器 4）补偿电容 保证轨道电路良好传输性能。 5）传输电缆 6）调谐设备引接线 8.2 ZPW2000A无绝缘轨道电路 Date16 8.2.2 系统构成 二、室内部分 1）模拟网络盘 用于spt电缆的补偿 2）发送器 用于向轨道电路发送移频信号。 3）接收器 用于接收主轨道电路和相邻区段在调谐区 小轨道电路形成的信号。动作本轨道继电器， 向相邻区段提供小轨道继电器动作条件。 4）衰耗盘 8.2 ZPW2000A无
8、绝缘轨道电路 Date17 8.2.3 信息定义 序号12345678 信息名称L5码L4码L3码L2码L码LU 码 LU2 码 U码 机车信号 显示 L 绿 L 绿 L 绿 L 绿 L 绿 LU 绿黄 U 黄 U 黄 频率Hz21.323.510.312.511.413.615.816.9 地面信号 显示 LLLLLLLLU 序号910111213141516 信息名称U2S 码 U2码U3码UUS 码 UU 码 HB 码 HU 码 H码 机车信号 显示 U2S 黄闪 U2 黄2 U 黄 UUS 双黄 闪 UU 双黄 HUS 红黄 闪 HU 红黄 H 红 频率Hz20.214.722.419
9、.118.024.626.829.0 地面信号 显示 LU或 U LU或 U UUUUUH Date18 8.2.4 技术特点 l1、充分保持法国UM71无绝缘轨道电路整 体结构上的优势。 l2、解决了调谐区断轨检查，实现轨道电路 全程断轨检查。 l3、减少调谐区分路死区。 l4、实现对调谐单元断线故障的检查。 l5、通过系统参数优化，提高了轨道电路传 输长度。 l6、实现了机械绝缘节轨道电路与电气绝缘 节轨道电路等长度传输。 8.2 ZPW2000A无绝缘轨道电路 Date19 序号轨道 电路 类型 使用条件 传输 长度 安全 性 可靠 性 主要技 术措 施 7.5k mzc0 3电 缆 1
10、0km spt 电 缆 0.15 分路 灵敏 度 1.05 分路 灵敏 度 电 气 绝 缘 节 电 气- 机械 绝 缘 节 1UM71 900m 调谐 区无 断轨 检查 ，分 路死 区20m 单机 800m 2 ZPW- 2000A 1500m 全程 断轨 检查 ，分 路死 区不 大于 5m 发送 N+1， 接收 成对 0.5+0 .5并 联运 用 1、传 输通 道参数 优化2 、数字 解调 ，提高 抗干 扰能 力 Date20 8.3 UM2000轨道电路 一、概述 TVM430系统于1993年在法国第三条 高速铁路北方线首先投入使用，时速已达 320km/h。配合TVM430系统，对UM7
11、1无绝 缘轨道电路进行了数字化改造，称为 UM2000无绝缘轨道电路。 Date21 8.3 UM2000轨道电路 二、UM2000与UM71的异同点 l UM2000轨道电路是在UM71轨道电路基 础上改进发展起来，两者核心设备和技术关 键具有本质区别。 Date22 8.3 UM2000轨道电路 Date23 8.4 列车超速防护系统 8.4.1 概述 1980年后，我国铁路推广机车信号、列车自 动停车和无线列调三项设备，称为列车三大件。 列车自动停车装置从ZTL-1型发展到ZTL-3型 ，在我国铁路迅速普及。机车三项设备的普及，对 列车运行安全起到一定的作用。国产自动停车装置 由于可以由
12、司机解除作用，存在一定安全隐患。 Date24 在京广线郑武电气化改造工程中，引进了U-T 系统，其中TVM300就是与UM71轨道电路配套使 用的列车超速防护系统。TVM300采用滞后的大 台阶速度分级控制模式，地面自动闭塞必须设置 双红灯防护区段，列车超速防护的制动方式只有 一个接口(在法国TGV采用最大常用制动，在我 国采用紧急制动方式)。经实践检验，TVM300系 统用在我国站间距小、客货混运的繁忙干线区段 ，再加上国内工程配套存在的种种问题，在运用 中出现了较多问题。 8.4 列车超速防护系统 Date25 l 目前，研制或引进已投入运营或进行试验 的超速防护系统有：京广线郑武段投入
13、运营 的TVM300系统；广深线投入运营的ZLSK 和LSK系统；京九线商阜段试验的LCF系统 ；通过北京环行铁道试验线试验的为秦沈客 运专线研发的点连式LSK-2000和LCF-200系统 ；在秦沈客运专线投入运营的TVM430系统 。 l 但是，就全国铁路而言，还没有建立起完 整的列车运行控制系统。 8.4 列车超速防护系统 Date26 8.4.2 ATP概念 ATP(Automatic Train Protection)，即列车运 行超速防护系统。 ATP车载设备依据来自轨道电路和点式设备 的信息，和列车构造速度、制动性能计算出控制 曲线。当列车在允许速度控制曲线以下运行时， ATP车
14、载设备相当于“机车信号”；当列车的实际 运行速度接近、超过允许速度曲线时，ATP车载 设备就报警、卸载、制动，起到防止“两冒一超” 的安全作用。 主要功能有：停车点防护、超速防护、列车 间隔控制(移动闭塞时)、测速测距、车门控制 。 8.4 列车超速防护系统ATP Date27 8.4.3 ATP分类 ATP按地面信息的传输方式分为点式和连续式两种。 1、点式ATP 地面应答器向列车传送每一信号点的允许速度、目标速度 、目标距离、线路坡度、信号机号码等信息。 缺点是信息不实时、不连续，难以胜任列车密度大的情况 。 2、连续式ATP 1）轨道电路方式 受到道床环境、邻线干扰和外界干扰，集肤效应非常明显 ，传输距离也受到限制。 2）轨间电缆方式 由于轨道电缆及其铺设方法与机械化养路作业存在着矛盾 ，以及造价和维修费用高等原因，未得到推广。 3）无线方式 精度偏低 8.4 列车超速防护系统ATP Date28 8.4.4 ATP制动模式 ATP按制动模式不同分为分级制动模式和一级制动模式 。 1、分级制动模式 分级制动模式又分为阶梯型和曲线型。 a）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34个闭塞分区，每
