ctcs2-200h型atp系统介绍

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1、CTCS2-200H型ATP系统介绍,2010年11月,1,2019/9/9,ATP系统整体结构介绍 ATP系统各单元模块功能 ATP系统主要工作模式 ATP相关处理逻辑 异常情况应急处理 CTCS2-200H技术参数,培训提纲,2,2019/9/9,ATP： Automatic Train Protection 中文：列车超速防护 ATP车载设备以接收到的地面信息为基础，由车载设备生 成速度控制曲线，并实时与实际速度相比较，如果实际速度 超过了速度控制曲线，车载设备就自动实施制动。,一、ATP系统整体结构介绍,3,2019/9/9,车载安全计算机（VC）：Vital Computer 轨道信

2、息接收单元（STM）：Specific Transmission Module 应答器信息接收单元（BTM）：Balise Transmission Modue 继电器逻辑单元（RLU）：Relay Logic Unit 记录单元（DRU）：Data Record Unit 人机界面（DMI）：Driver-Machine Interface 速度传感器（AG43E）：Speed Sensor 轨道信息接收天线：STM Antennal 应答器信息接收天线：BTM Antennal,CTCS2200H车载列控系统单元,4,2019/9/9,列控系统设备结构图,5,2019/9/9,CTCS2-

3、200H列控车载系统（ATP）设备根据开放式计算 机体系结构进行设计，主要包括安全计算机（VC）、轨道电 路信息接收模块（STM）、应答器信息接收模块（BTM）、 继电器逻辑单元（RLU）、运行记录单元（DRU）、人机界 面（DMI）等。,二、ATP系统各单元模块功能结构介绍,6,2019/9/9,CTCS2-200H车载列控系统主体装置（前）,7,2019/9/9,CTCS2-200H车载列控系统主体装置（后）,8,2019/9/9,9,2019/9/9,CTCS2200H车载列控系统主要功能,轨道电路信息接收,应答器信息接收,速度、距离计算,列车位置校正,模式曲线的生成,制动指令输出,防止

4、列车溜逸,控制显示,异常检测,动作、状态记录,与LKJ的接口功能,与EMU的接口功能,10,2019/9/9,ATP装置的核心部分，负责从ATP各个模块搜集信息，生 成制动模式曲线，必要时通过故障安全电路向列车输出制动 信息，控制列车安全运行。安全计算机为22取2结构，以保 证列车控制的安全性和设备的冗余性。 安全计算机的核心安全逻辑由FS-LSI（故障安全LSI）实 现。FS-LSI对两个CPU的运算结果（制动指令条件等）输出进 行校核，如果校核不一致就立即进行故障检测，确保故障-安 全。,安全计算机(VC),11,2019/9/9,SW1：车种设定 SW2：机控/人控优先设定 SW3：CT

5、CS 0/2启机设定,车轮径设定,VC外观图,12,2019/9/9,13,2019/9/9,该模块记录ATP装置的动作、状态、司机的操作等信息，采 用PCMCIA卡作为存储介质，通过读卡器可将数据下载至地面分 析管理微机，进行设备运行状况分析。,数据记录单元(DRU),14,2019/9/9,DRU外观图,15,2019/9/9,16,2019/9/9,这是主要由继电器组成的逻辑单元，实现输入与输出接 口功能。 它的作用是核对车载安全计算机各系统输出的制动指 令，对两套车载安全计算机输出的制动指令进行“或”操作 后，作为系统的最终输出。 双系统中单系统故障时，该系统的常用、紧急输出短 路，列

6、车接口单元不再核对双系统的输出。此时，正常系统 的制动指令输出将作为系统的最终输出。两系统均故障时， 则认为ATP系统故障，最终输出紧急制动。,继电器逻辑单元(RLU),17,2019/9/9,RLU外观图,18,2019/9/9,19,2019/9/9,STM又称为轨道信息接收模块，该模块通过STM天线(感应 器)接收轨道电路信号，解调轨道电路上传的信号信息，并将 解调的信息传递给安全计算机，为安全计算机生成制动模式 曲线提供依据。STM可以接收最多16种载频，包括国产移频以 及ZPW-2000、UM71系列轨道电路信息。 STM可根据应答器信息、轨道电路载频锁定信息、司机操 作锁定可接收的

7、载频，以防止邻线干扰。 为提高系统的可靠性和安全性，STM采用22取2结构， 即STM由功能完全相同的2个系统，每个STM系统与一个安全计 算机配合，组成一系控制系统。两系STM完全独立工作。,轨道电路信息接收模块(STM),20,2019/9/9,STM外观图,21,2019/9/9,STM天线 感应钢轨中的轨道电路信号，传输至STM模块进行解码处 理。STM轨道电路感应器是由感应线圈、固定支架和线缆组 成，如图所示，它是STM的前端信号感应部件，安装于机车前 部，感应线圈的底部距离钢轨面1355mm（8列编组）。,STM天线外观图,22,2019/9/9,STM轨道电路感应器的最底部是带有

8、保护外壳的感应线 圈，它可以通过线缆将感应的轨道信号输出。在感应线圈的 上面是两个固定固定支架，用于将STM轨道电路感应器固定在 机车上，根据现场安装的需要，固定支架可以进行并更。,STM物理连接图,23,2019/9/9,通过BTM天线，接收符合应答器信息定义标准的信息，经 过校核后，将正确的信息传输至安全计算机，为安全计算机 生成制动曲线提供数据。应答器信息包括线路参数信息、进 路信息、临时限速信息以及级间切换等信息。 在列车运行的整个期间，应答器信息接收模块（BTM）通 过车载天线不断向地面发送27.095MHz的激活信号。当列车经 过地面应答器时，地面应答器被激活并将存储在其内的报文

9、信息发送给BTM主机。BTM主机接收到报文以后进行解码，并 将解码后的数据传输给VC主机和DRU。,应答器信息接收模块(BTM),24,2019/9/9,BTM外观图,25,2019/9/9,26,2019/9/9,BTM天线 接收来自地面应答器的信号，传输至BTM模块进行信息解 调处理。,27,2019/9/9,通过声音、图象等方式将ATP车载装置的状态通知司机。 司机可以通过DMI上的按键来切换ATP装置的运行模式或是输 入必要的信息。,人机界面(DMI),DMI外观图,28,2019/9/9,CTCS2200H型车载列控系统的DMI（人机界面）由下列 部分组成： 显示屏，用于显示各种图形

10、信息； 键盘，供司机向车载设备进行各种操作和输入数据； 扬声器，用于向司机输出语音或声音提示信息； DMI提供车载子系统与司机之间的接口，通过声音、图象 等方式向司机提供列车各种信息以及ATP的状态，提示驾驶员 进行相应的操作。 具体来说，人机接口的主要功能包括以下几个方面： （1）向司机显示下列信息： 列车实际速度； 最大允许速度； 目标速度； 目标距离； 车载工作方式等 （2）接受司机的数据,29,2019/9/9,DMI显示界面,30,2019/9/9,速度传感器,安装在头车的第2轴和第3轴轴箱上，通过车轮的转动产 生脉冲信号，并输入至安全计算机，用于测量列车运行速度。,速度传感器外形,

11、31,2019/9/9,隔离开关,隔离开关是有两个位置的凸轮式开关，两个位置分别是 “正常”和“隔离”，具有14个独立的接点。将开关打到 “隔离”位置时，可通过切断ATP的制动输出，停止列控车载 设备控车。,隔离开关外形,32,2019/9/9,动车组(EMU)接口 ATP车载装置的控制对象。向ATP提供包括前进、后退、 零位、制动、牵引在内的司机操作状态，同时接收ATP发出的 制动、切除牵引等信息。,CTCS2200H车载列控系统相关设备,运行监控记录装置(LKJ) 在CTCS0/1级或ATP某些故障的情况下，由LKJ控车。当LKJ控车时，ATP负责向LKJ提供轨道电路信息(机车信号)。另外

12、，ATP与LKJ之间还存在一些列车控制、状态信息的交互，用于运行管理。,33,2019/9/9,系统外部连接电缆与ATP车载设备主机连接: CN1 外接速度传感器 CN2 外接110V电源 CN3 外接手柄位 CN4 外接制动单元 CN5 外接LKJ-2000 CN6 外接DMI CN7 外接制动显示单元和车辆监视器 CN8 外接GSM-R（暂不使用）,CTCS2200H主机外部电缆,34,2019/9/9,待机模式(SB) ATP车载设备在电源接通后的初始状态。 ATP完全监控模式(FS) ATP车载设备接收到地面应答器信息并确定位置后，即转为本模式。（RO） ATP部分监控模式(PS )

13、无线路数据；侧线发车；线路数据丢失（BF） 引导模式(CO) 适用于车站设备故障时，引导接车进站的模式 目视行车模式(OS) ATP生成固定限速，司机负全部责任走行 调车监控模式(SH) 适用于调车作业时的模式 LKJ模式（CS） LKJ控车模式,三、CTCS2200H车载设备主要工作模式,35,2019/9/9,机控优先 机控优先的系统当要求列车减速时，根据实际情况,输出 不同级别的制动，低于允许速度后自动缓解。当列车速度超 过紧急制动曲线时，则实施紧急制动，使列车停车。制动完 全由列车运行控制系统自动完成，不必司机人工介入，其最 大优点是能够减少司机的劳动强度，提高列车运行服务质量。 也可

14、适当缩短列车运行间隔时间。但为满足旅客乘坐舒适 性，制动系统的自动化程度及制动性能要求非常高。,人控优先和机控优先,36,2019/9/9,人控优先 人控优先的系统列车运行速度一般由司机控制，只有列 车超过允许速度，设备才自动介入实施制动。司机制动优先 的系统优点是便于发挥司机的责任感，充分发挥人的技术能 力，减少设备对司机操纵的干扰。,值得注意：无论是那种制动优先，紧急制动后只有停车 后，才可缓解。,37,2019/9/9,38,2019/9/9,B7,EB,缓解制动,39,2019/9/9,三、ATP相关处理逻辑,限速处理,如果预先应答器传输静态限速位置和临时限速，ATP车载装 置产生到指

15、定限速起点前可减速的速度模式曲线。另外，对此 模式也考虑坡度影响后作出。,40,2019/9/9,应答器链接,使用如果应答器中的数据包含ETCS-5信息包，ATP车载设备 根据测距情况，判断在恰当位置的测距窗口中是否找到下一个应 答器。如果下一个应答器被找到，ATP车载设备根据正常情况进 行控制。如果在恰当位置的测距窗口中没有找到下一个应答器， ATP车载设备根据从前一个应答器接收到的ETCS-5信息包中 Q_LINKREACTION的定义进行处理。,41,2019/9/9,ETCS-5为应答器链接信息包，其中变量Q_LINKREACTION 为2位，当应答器链接失败时，根据此变量的值ATP采

16、取的措 施如下： 00=紧急制动，01=常用制动，10=无反应，11=备用 既有线车站及区间，应答器组链接失败时，变量 Q_LINKREACTION=10，ATP“无反应”。 特殊车站及区间应答器丢失后，ATP控车可能存在不安全 因素时，修改变量值为00或01。 但是，不管Q_LINKREACTION的值是什么，如果应答器 丢失，ATP车载设备都将进行报警并记录。,42,2019/9/9,锁载频处理,列车开始走行TC11 轨道电路后，只能检出在TC11 使用 的载频，对于轨道电路长Ls11，从TC11 起点的Ls11-X 跟 前，TC13 轨道电路内的Ls11X 的区间有可能检出TC11 使 用的载频和TC13 使用的载频这两个频率。之后，Ls11+X 以 后用TC13所指定的频率固定。以后，反复实施本处理。 在这里在区间X=100m，在站内X=50m,43,2019/9/9,注：此为37版，52版以后改为 大滑行判断参数：空转：加速度 a=5.5km/h 抱死：减速度 b=6km/h,