950-第四章-机车信号和列车运行-超速防护系统课件.ppt

1、 第四章 机车信号和列车运行 超速防护系统 第一节 通用机车信号 第二节 列车运行超速防护系统第二节 列车运行超速防护系统 主要内容：l 从列车自动停车到列车超速防护l ATP概述概述 l TVM300带速度监督的机车信号l TVM430超速防护系统l LSK型列车速度控制系统型列车速度控制系统l 点连式列车运行控制系统点连式列车运行控制系统 一、从列车自动停车到列车超速防护 1980年后，我国铁路推广列车自动停车装置，并且从ZTL-1发展到ZTL-3型，在我国铁路迅速普及，起到一定的作用。列车自动停车装置功能简单，没有与列车运行速度联系起来，一旦司机按压警惕按钮，即解除了自动停车功能，使它不

2、能在红灯前连续地起作用，仍然存在着冒进信号的可能。 为了有效地控制列车运行，减少列车冒进、超速行驶引起的事故，必须加速研制列车运行超速防护(一度称机车速度监督)。 在京广线郑武电化改造工程中，引进U-T系统，其中TVM300是带速度监督的机车信号，具有列车运行超速防护的功能，但其用滞后的大台阶方式，必须设双红灯防护，且采用紧急制动方式，在客货混运区段，尚存在较多问题。 在广深准高速工程中，采用具有UM71与移频制式兼容功能的ZLSK型准高速客车速度分级控制系统。它将列车速度进行分级，如准高速列车速度分为160、145、120、90、0km/h五级，一般客车分为120、90、0km/h三级，货物

3、列车分为80、60、0km/h三级。设备监督区段的入口速度，给出出口速度显示，要求列车到出口处将速度降至低于规定的出口速度以下，否则将因超速而自动制动。系统为双机热备，常用制动和紧急制动分用。 LCF超速防护系统是“八五”国家重点科技攻关项目，它采用多微机结构，速度距离模式曲线控制方式，常用制动，在常用制动失效时才采用紧急制动，无须设置重复防护区段。它在防止“两冒一超”方面具有较强功能。曾在京九线商阜段试验。 在川黔线还引进瑞典ABB公司的查询应答式ATP进行过试验。2003年在秦沈客运专线上采用TVM430列车运行控制系统，由UM2000轨道电路提供地面信息，实现模式曲线方式控制列车运行。

4、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：(1)京广线郑武段投入运营的TVM300系统；(2)广深线投入运营的ZLSK和LSK系统；(3)京九线商阜段试验的LCF系统；(4)通过北京环行铁道试验线试验的为秦沈客运专线研的点连式LSK-2000和LCF-200系统。(5)在秦沈客运专线投入运营的TVM430系统。 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。 在此期间，有多家研制成列车运行监控记录装置列车运行监控记录装置(简称运器)，1995年由株洲电力机车研究所牵头，研制成LKJ-93型，通过部技术鉴定，迅速在全路普及，后又改进为LKJ-2000型，运器的功能是监控列

5、车速度，在司机欠清醒或失控的情况下，对列车实施紧急制动，并且可记录运行情况，了解机车运用质量和司机操作水平，对保证列车运行安全，改善对司机、机车的管理发挥了积极作用。 运器从达不到主体信号要求的机车信号中提取信息，其本身硬、软件达不到故障安全要求，所需地面数据不是由地面实时传递，而是储存在机车上，按列车坐标提取，一旦发生差错将危及行车安全，其监控部分不符合超速防护所要求的故障安全原则，只能作为一种过渡设备使用。 列车超速防护系统是当今世界各国普遍采用的安全技术设备。我国已具备发展列车运行控制系统（CTCS）基础，在铁路跨越式发展的进程中，应结合既有线提速、客运专线和高速铁路建设，进行总体规划，

6、系统设计，分步实施，积极发展,逐步建成集DMIS、CTC、CTCS为一体的列车运行控制中心对列车的安全控制，实现行车指挥的综合现代化。CTCS分为5级：0级，为既有线现状，由通用机车信号和运器组成；1级，由主体化机车信号、点式设备和运器组成；2级，基于轨道电路（模拟或数字轨道电路），与点式设备和车载ATP设备构成；3级，基于轨道电路和GSM-R, 与点式设备和车载ATP设备构成；4级，完全基于GSM-R的ATP系统。 1. ATP的基本概念 ATP，即列车运行超速防护或列车速度监督系统。 一般采用轨道电路或查询应答器来检查列车是否占用本区段，并构成后方信号电流的控制条件。机车上设有接收器。当列

7、车速度超过ATP装置所指示的速度时，ATP的车上设备就发出制动命令，使列车自动地制动；当列车速度降至ATP所指示的速度以下时，便自动缓解。而运行操作仍由司机完成。 例如，可直接利用轨道电路传递信息，在钢轨中流通的是不同等级限速的信号电流。列车上的接收线圈接收信号电流后，经车内信号接收器译解，获得允许的限制速度；根据车轴上的速度传感器控制速度监督器以获得列车运行的实际速度；将两速度送入微机系统进行比较，如实际速度超过限制速度，则动作制动设备。如实际速度低于限制速度，制动设备缓解。 2.ATP的功能 ATP的功能主要有： (1)停车点防护； (2)超速防护； (3)列车间隔控制(移动闭塞时)； (

8、4)测速测距； (5)车门控制。 3.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。 (1)点式ATP 系统由车上设备和地面设备组成。车上设备接收信号点或标志点的应答器信息，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。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。应答器本身无源，接收查询器发射的能量，供内部电路与回答发送用。 点式ATP难以胜任列车密度大的情况，如后续列车驶过地面应答器时，因前方区段有车，它算出的速度曲线是一条制动曲线。后续列车驶过后，尽管前行列车已驶离，但后续列车因得不到新的信息只能减速运行，直到抵

9、达运行前方的地面应答器，才能加速。 (2)连续式ATP 连续式ATP包括轨道电路、轨间电缆和无线等传输方式。 轨道电路方式 采用轨道电路传输列车控制信息是最普遍的方式。此时轨道电路既作为检测列车的设备，又发送列车控制信息。 如法国的TGV铁路采用UM71无绝缘移频轨道电路为基础的列车控制系统，日本新干线ATC采用音频轨道电路单边带调制方式。 轨间电缆方式 利用轨间铺设的电缆传输信息。控制中心储存线路的固定数据：区间线路坡度、弯道、缓行区段的位置及长度等。经联锁设备，将沿线的信号显示、道岔位置等信息传送至控制中心。列车将其数据：如载重量、车长、制动率、所在位置、实际速度经电缆传给控制中心。控制中

10、心的计算机根据这些数据计算出该时刻的列车允许速度。此速度值经电缆传送给运行在线路上的相应列车。列车获得此速度值，一方面显示出来，一方面对列车速度进行监控。这种方式统一指挥全部列车运行，遇有发生行车晚点或其它障碍，可极迅速地将行车命令传给列车。但控制中心故障则全线瘫痪。因此采用另一种控制方式，控制中心将有关信息(线路坡度、缓行区段位置、目标距离或目标速度等)通过电缆送至机车，由车载计算机计算其允许速度。 如德国铁路的LZB系统就采用轨道电缆，既用于传输信息，又用于列车定位。1978年在汉堡-不来梅区段正式投入运用，每天控制74次200 km/h的特快列车。 无线方式 利用无线通信的方式传输信息。

11、地面编码器生成编码信息，通过轨道天线向车上发送。信号显示控制接口负责检测要发送的信号显示，并从已编程的数据中选出有用数据送编码器，同时选出与限制速度、坡度、距离等有关的轨道数据。编码器用高安全度的代码将这些数据编码，经过载波调制，馈送至轨道天线向机车发送。轨道天线可用轨道本身，也可采用环线。车上接收设备接收限制速度、坡度、距离后，由车载计算机计算出目标速度，对机车进行监控。 美国自1984年以来利用全球定位系统(GPS)。对列车进行跟踪、定位和测速，定位误差2050 m，测速误差1.6 km/h。用静止卫星定位，精度可达27 m，在卫星定位的基础上开发无线列车控制系统。4.分级制动和一级制动

12、列车制动控制模式分为分级制动模式和一级制动模式。 (1)分级制动 分级制动是以闭塞分区为单元，根据与前行列车的运行距离来调整列车速度，各闭塞分区采用不同的低频频率调制，指示不同的速度等级，在此基础上确定限速值。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，每一闭塞分区根据与前行列车距离确定限速值。以广深线为例说明，广深准高速铁路是一条客货混运线路，准高速列车最高速度160 km/h，一般旅客列车最高120 km/h，货车最高80 km/h。自动闭塞为四显示，带有防护区，当闭塞分区被列车占用时其前方两架信号机均显示红灯，然

13、后依次为黄灯、绿黄灯和绿灯。准高速列车速度等级为160-145-120-90-0，一般客车120-90-0，货车80-60-0。对于160 km/h以下，检查值高于标定值10 km/h；对于0 km/h，留有35 km/h开口。当列车速度高于检查值时，列车自动制动。其为滞后监督方式滞后监督方式，即在闭塞分区出口才监督是否超速，所以为确保安全，必须设有“保护区段”。 准高速列车制动曲线如图4-11所示。 图4-11 准高速列车制动曲线列车运行在LC、AT闭塞分区，当列车速度超过160 km/h时，设备报警，提示司机减速。列车速度超过165 km/h时，发出机车卸载命令。列车速度超过170 km/

14、h时，发生动力制动或小减压量空气制动。列车速度低于160 km/h时，发出可缓解的语音提示。当列车从AT分区进入145分区时，设备先报警，提示司机信号降级，并在出口处检查列车速度，当列车速度超过155 km/h时设备发出制动命令，采用较大常用制动。当列车进入120分区、90分区，均给出报警，提示司机信号降级，出口处分别检查列车速度是否超过130 km/h和100 km/h ，超速时发出制动命令，采用最大常用制动。当列车进入01分区时，设备报警并提示司机，运行前方为停车信号。当列车出口速度超过25 km/h时发出制动命令，列车速度大于50 km/h时采用紧急制动，小于50 km/h时采用常用制动

15、。列车冒进第一个红灯后，设备报警并连续检查列车速度，列车速度超过25 km/h时发出制动命令。列车超速时实施制动必须有效，否则将产生危险后果。因此系统对制动实现闭环检查。当检查常用制动失效时，自动投入电空紧急制动。当电空紧急制动失效后，打开紧急放风阀使列车管直通大气进行紧急制动。 阶梯型分级速度控制方法虽然构成较为简单，但具有较多缺点： 设有防护区段，会影响通过能力； 列车接近前方列车时遇到两次红灯，司机难以区分哪一个闭塞分区有车占用，容易造成混乱； 由于其在闭塞分区出口处才给出下一闭塞分区的允许入口速度，司机有时会措手不及； 列车在进站信号机前停车或进站停车时，司机怕“撞墙”引起紧急制动，往

16、往要压低速度运行，影响运输效率。 所以，日本和法国在其新建高速铁路的ATP系统中，改为速度距离模式曲线控制方式。 模式曲线是根据该闭塞分区提供的允许速度值以及列车参数和线路常数由车载计算机计算出来的(或将各种制动模式曲线储存调用)。 (2)一级制动 一级制动是按目标距离制动的。根据距前行列车的距离或距运行前方停车站的距离，由控制中心根据目标距离、列车参数和线路参数计算出列车制动模式曲线，或由车载计算机予以计算，按制动模式曲线控制列车运行。信息传输有数字编码轨道电路传输和无线传输两种方式。无论何种方式，传输的信息必须包括线路允许速度、目标速度、目标距离。一级制动方式最能合理地控制列车运行速度，是

17、列车自动控制技术的发展方向。 5.测速和测距 (1)测速 列车运行速度的测量非常重要，列车实际运行速度是速度控制的依据。该速度值的准确和精度直接影响调速效果。 测速有车载设备自测和系统测量两种方法，车载设备自测有测速发电机、路程脉冲发生器、光电式传感器和霍尔式脉冲转速传感器等方法。系统测量有卫星测速和雷达测速等方法。测速发电机早期采用测速发电机测速。测速发电机安装在车轮轴头上，它发出的电压与车速成正比，该电压经处理后产生模拟量和数字量两个输出，分别用来驱动速度表和进入车上主机用于速度比较。测速发电机简单，但在低速范围内精度较差，可靠性也不高。路程脉冲发生器其核心部件是一个16极的凸轮，随着车轮

18、的转动，发生一系列脉冲，车速越快，脉冲数越多，只要在一定时间内记录下脉冲的数目，即能换算成列车的实际速度。光电式传感器随着车轮的转动，光线不断地通过和被阻挡，使光电式传感器产生电脉冲，记录脉冲数目来测量车速。霍尔式脉冲转速传感器车轮转动时，使霍尔式传感器产生频率正比于车轮转速的信号，来进行测速。需采用两路测速，以对机车车轮空转、蠕滑、死抱等引起的误差进行修正。(2)测距如何测量距停车点的精确距离是列车运行超速防护系统的重要任务。测距是通过测速与轮径完成的。必须不断地对轮径进行修正。 三、三、 TVM300带速度监督的机车信号带速度监督的机车信号 1.TVM300机车信号速度监督原理 在京广线郑

19、武电化工程中引进了法国的TVM300带速度监督的机车信号。它以地面UM71无绝缘轨道电路为基础，具有机车信号(含速度值和颜色显示)和超速防护功能。机车上安装的TVM300速度监督系统为单套设备，可以接收地面发送的4种载频、14种低频调制的连续式移频信息和地面点式环线设备发送的5种点式单频信息。 TVM300速度监督系统采用阶梯制动模式，在一个闭塞分区内只监控一个速度等级该闭塞分区的入口速度。它所给出的速度显示是列车应遵循的出口速度，要求列车在本闭塞分区的出口端调到低于该速度值。当列车实际运行速度超过给定的限制速度时，系统将使列车自动施行紧急制动。 这种滞后型的速度控制方式，要求地面闭塞分区必须

20、设有“保护区段”，在速度监督的作用下，保证使超速越过第一个禁止信号的列车能在“保护区段”内停车，一般情况下追踪列车均不会发生追尾事故。 TVM300列车速度监督系统主要包括连续式机车信号、点式接收器、测速单元、记录器。连续式机车信号用来接收连续式移频信息，由载频信号接收及处理电路、低频信息处理电路、继电器电路、速度控制电路、电源变换器组成。点式接收器用来接收点式信号，为单频信号，有14个有效信息。它由传感器、放大及滤波电路、选频器、继电器电路等组成。测速单元为速度控制电路提供列车实际走行速度信息，测速误差为1 km/h，包括速度传感器、线性处理器和电源变换器。为提高可靠性和故障安全的需要，设两

21、个独立的测速链，由安全比较器对两路测速链进行检测。速度监督的核心是具有故障安全保障的速度比较器。它将实际运行速度与目标速度进行比较。当实际运行速度超过目标速度规定值时，将使超速继电器失磁，引起列车制动。 此外，还有速度显示器、速度表以及转换开关、按钮、表示灯、扬声器、制动继电器等辅助设备。 2.TVM300在我国铁路的应用 在郑武电化工程中，根据我国实际情况，将列车运行速度定为客车120 km/h、货车80 km/h。车上设备可处理18种连续信息(实用14种)，5种点式信息。采用阶梯型速度控制曲线。对列车进行速度控制，列车超速时，实行紧急制动。地面区间设置保护区，进站信号机前方380 m处以及

22、站内股道中心点设置点式环线，用于点式速度检查、控制等以保证行车安全。列车进入侧线，在没有实行侧线进路电码化情况下，采取贮存45 km/h速度信息方式，以保持站内侧线行车速度监督控制作用的连续性。站内调车考虑了45 km/h的限速控制。区间正向运行时，列车运行速度分级为：客车120、100、85、0 km/h，货车80、70、55、0 km/h。速度控制曲线的速度检查值按如下方式确定：标定速度在50 km/h以下，检查值高于标定值5 km/h；50 km/h以上时，检查值高于标定值10 km/h。防护区入口速度检查值为25 km/h。区间正向运行的速度检查如图4-11所示。 闭塞分区性质信息种类

23、空 闲 区 线路空闲提 醒 区 提醒注意第一制动区 预 告第二制动区 预 告第三制动区 停 车防护区占用区郑武段坡道较多，闭塞分区长度按上坡道、正向运行考虑。反向运行时，相应区段运行速度等级有所降低，划分为：客车120、90、70、0 km/h，货车80、65、50、0 km/h。TVM300在运用中存在一些问题：TVM300采用阶梯型制动模式，在一个闭塞分区的只监控一个速度等级-该闭塞分区的入口速度，这种滞后型的速度控制方式，要求地面必须设有“保护区段”，即双红灯防护，不仅影响通过能力，而且降低了红灯的严肃性。一“撞墙”就施行紧急制动，而且中途不能缓解，影响了行车效率且运行不平稳。留有25

24、km/h的开口也不安全，另外机器体积过大。图4-12区间正向运行速度检查 四、四、 TVM430超速防护系统超速防护系统 1.TVM430系统基本特征TVM430是基于TVM300发展起来的，在最新的TGV线路上应用的系统。TVM430系统采用的固定闭塞分区约1 500 m，因为闭塞分区比列车制动距离(约6 000 m)短，所以一个制动过程通常要占用4个闭塞分区。短闭塞分区允许列车以较短的运行间隔运行，这样，可以在不对列车制动性能提出更高要求的前提下，提高高速线路的运营能力。在使用TVM300系统的法国东南线上，最小的运行间隔为5 min；在大西洋线上为4 min；而在采用TVM430系统的北

25、方线上，最小运行间隔仅为3 min。TVM300系统允许列车最高运行速度为300 km/h，最多可以产生18个连续信息或14个点式信息，并且只传送当前闭塞分区的限制速度。而TVM430可传送更多的信息，比如：本闭塞分区的限制速度、下一闭塞分区的限制速度、距离、线路的坡度等。对于占用闭塞分区的列车来说，每个闭塞分区有一定的特征参数，其中不变的特征参数有闭塞分区长度、线路的平纵断面特性(坡道或弯道)、以及相应的最高安全速度(通常是300 km/h)；可变的特征参数一般要视前方列车的有无及其他障碍物而定，包括本闭塞分区末端的目标速度、下一闭塞分区末端的目标速度等(目标速度是指列车离开本闭塞分区进入下

26、一闭塞分区的速度)。 2.TVM430系统的组成TVM430信号系统分为车载和地面两部分。车载设备包括：信号接收、处理、显示单元，车速检测单元，数据记录单元以及电源等图4-13为系统的车载设备组成框图。图4-13 TVM430车载设备组成框图 地面设备可以根据系统实现的原理，又分为两部分。 （1）地面电子设备，其主要功能包括在上、下行两个方向实现同一功能，及在地面设备与轨道之间(最远可达7 km)提供远程供电。 （2）采用NS1技术，实现由“标准”信号设备控制的数据传输 地面部分与控制中心相连，地面信息被编码后以交流信号形式在轨道上传输。TVM使用4种不同的载频，它们在线路上成对地在两个方向轨

27、道上交替使用。一个方向使用1 700 Hz和2 300 Hz，另一个方向使用2 000 Hz和2 600 Hz。在TVM430系统中有27个不同的音频信号，在同一时间可以任意组合，并以FM(频率调制)的形式被调制在这些载频上，这与TVM300系统使用18个独立的频率，同一时间只能有一个频率以FSK(移频键控)的形式被调制在载频上不同。每个轨道电路的一端连接1个信号发送器，发送器的相反端有1个接收器。当接收不到轨道电路信号(由于被列车的轮轨短路或其他故障)时，则认为轨道被列车占用。 3.TVM430的数据格式 轨道上传送的信号被TGV列车前端的天线(感应器)接收，转发到车上两套冗余的数字信号处理

28、器，经过滤波、条件化、解码等处理后，由车载显示器显示给司机。经过解码后的TVM430信号是1个27 bit的数据字，字中的每一位对应于轨道电路中调制在载频上的1个频率，这一数据字又分为5个码，组成TVM430信号的数据格式。 （1）速度码(占8 bit，频率为0.884.08 Hz)。包括本闭塞分区最高安全速度、本闭塞分区末端的目标速度及下一闭塞分区末端的目标速度。其代表的速度值有5个，在高速线路上分别表示为：300，270，230，170和0 km/h。 （2）坡度码(占4 bit，频率为4.726.64 Hz)。坡度信息由整个闭塞分区情况平均而得。列车在进行速度计算时要考虑到这一因素。 （

29、3）闭塞分区长度码(占6 bit，频率为7.2810.48 Hz)。闭塞分区长度可能有多种，对于计算速度十分重要。例如，在平坦的高速线路上，一个闭塞分区可以长达1 500 m，而在海峡隧道闭塞分区的末端部分，闭塞分区长度只有这个数字的十分之一。 （4）路网码(占3 bit，频率为11.1215.60 Hz)。路网码决定列车如何理解速度码。例如，在最高允许速度为300 km/h的高速线路上所用的路网码，与在速度限制为160 km/h的海峡隧道中所用的路网码不同。 （5）纠错码(占6 bit，频率为16.2417.52 Hz)。当信号误读时，纠错码不但能检查出错误，在某些情况下还能纠正错误。纠错码

30、采用6位循环冗余校验码(CRC)。 采用上述27 bit的数据字传递信息，将给司机的控车带来很大便利。在TVM300中，地面设备发送的列车目标速度码仅在每个闭塞分区边界处更新，相应地就仅提供司机离散的阶梯状的速度曲线，此曲线无法反映列车的连续速度变化。而TVM430则根据一次实时接收的闭塞分区长度码及其他码字信息，可以产生连续的速度变化模式的曲线，从而提供给司机更实际的速度变化信息。图4-14描绘了模式曲线。图 4-14 模式曲线 4TVM430在秦沈客运专线上的应用秦沈客运专线采用列控系统和计算机联锁一体化的方案，用的是法国CSEE公司的SEI/TVM430设备，可以节省大量联锁系统的硬件和

31、联锁系统与列控系统的接口。秦沈客运专线因设有列车运行控制系统，区间不设通过信号机，车载信号设备为主体信号设备。SEI/TVM430系统的地面设备结构示意图如图4-15所示。由3种机柜组成，分别为应用机柜、外围接口柜和轨道接口柜。应用机柜也称主机柜，一个机柜包括3个应用组匣PAP1PAP3 ,含有3个CPU，3块通信板，2个比较器。采用三取二冗余结构，构成容错系统。即最多容许1个CPU 、1块通信板和1个比较器故障，此时不影响系统正常工作。外围接口柜包括最多6个外围接口组匣PIP1PIP6 ，控制并行输入和输出、安全和非安全接口。轨道接口柜完成轨道电路和连续传输信息的功能。每个柜包括最多6个轨道

32、接口组匣PIV，每个PIV可实现两个闭塞分区的CDV接口。1个CDV接口为1个轨道电路用，包括轨道电路发送器（CEC）和接收器（CRR）。列车上均安装TVM430车载设备，车载设备采用数字信号处理技术，接收地面设备经轨道电路传输的信息，产生列车速度控制曲线，用以监督或控制列车安全运行。列车控制模式采用人控为主、设备为辅的方式。司机按每个轨道电路地面信息给出的速度值运行时，速度监督设备不干预司机的正常操作。当司机违章操作或列车速度超过规定的允许速度时，速度监督设备则自动实施制动。TVM430采用UM2000数字编码轨道电路，除用于列车间隔的速度等级外，还可提供线路坡度、闭塞分区长度等线路数据，使

33、设备得以采用分级连续模式曲线控制方式。用于秦沈客运专线的速度分级为200km/h预告、200km/h、160 km/h、115 km/h、0 km/h。五、五、 LSK型列车速度控制系统型列车速度控制系统 新时速摆式列车是广深铁路股份有限公司于新时速摆式列车是广深铁路股份有限公司于1998年引进的年引进的瑞典瑞典Adtranz公司的公司的X2000型高速动车组。最高速度型高速动车组。最高速度250kmh，在广深线运行速度为，在广深线运行速度为200km/h. 新时速列车上采用了新时速列车上采用了LSK型列车速度控制系统型列车速度控制系统,为我国首为我国首款适用于速度款适用于速度200kmh旅客

34、列车的车载速度控制设备。旅客列车的车载速度控制设备。 LSK型列车速度控制系统是由型列车速度控制系统是由ZLSK型准高速旅客列车速型准高速旅客列车速度分级控制系统改进而成的。度分级控制系统改进而成的。 1系统特点 (1)信息接收具有兼容性。广深线要求车载信号接收设备在干线能接收UM71信息，在端站能接收移频信息，因此LSK系统必须可靠接收上述信息，且能自动识别并转换信号制式，自动转换上下行载频。 (2) 具有多种车型适应性。广深线由非电气化过渡到电气化，上道运行160kmh及以上的车型，从内燃机车、电力机车到引进的摆式列车共计5种，LSK系统必须满足所装车型对设备的要求。 (3)多种控车模式

35、滞后速度控制方式。LSK系统在U-T区间闭塞分区人口给出列车限制速度值，监控列车在本闭塞分区不超过限制速度，采取人控优先的方法，控制列车到出口不超过下一闭塞分区的限制速度。 连续信息+点式信息模式。LSK系统根据连续信息和点式信息的组合，产生模式曲线。 目标距离控制方式。LSK系统对于某些特定信息，产生目标距离控制模式。系统通过点式信息、载频信息或特定的码45A码转45E码启动模式，如启动侧线进站限速模式。 报警确认方式。LSK系统保留了既有机车信号的自动停车功能，并根据人控优先的原则，无码区段采取报警确认、限速运行。多种控车方式为司机正常驾驶创造了良好的环境，提高了运输效率；同时也有效地防止

36、了在各种情况下的“两冒一超”。(4)智能显示LSK系统显示器是一个智能终端。CPU接收局域网上的编码信息，进行二次处理。信号采用点阵显示，既可以显示目标速度，又可以显示色灯信号，实现了不同制式信号显示的 2系统组成 LSK系统由主机、显示器、信号感应器、速度传感器以及相应的按钮、开关等接口单元组成。系统采用3U结构，双机(A机、B机)冗余方式。主机系统包括电源、信息接收和速度控制单元。图4-16为系统硬件结构框图。图4-16 LSK系统硬件结构框图 六、六、 点连式列车运行控制系统点连式列车运行控制系统 LSK-2000型列车运行控制系统采用连续信息与点式信息相结合的信息传输方式，实现了一次模

37、式曲线控制列车运行。其车载设备需由地面设备提供大量信息，如列车运行前方区间空闲状态、列车位置、距目标点的距离、列车运行前方的线路情况(包括道岔限速、曲线限速、坡道限速)以及列车进正线、侧线信息等。如果这些信息全部靠轨道电路连续传送，由于轨道电路特性所限，难以完成。连续式加点式信息传送方式，具有构成简单、功能强、扩展灵活、信息传送安全可靠等特点。 在点连式列车运行控制系统中，连续轨道电路实时提供前方区间空闲数、进出站信号机开放状态和临时限速等信息。 LSK-2000型列车运行控制系统车载设备，采用多信息移频自动闭塞传送连续信息，查询应答器传送点式信息，采用点连结合的信息传输方式，实现一次模式曲线

38、控制。1系统特点 LSK-2000系统与LSK系统比较主要特点是： （1）增加点式应答器。车载设备包括查询器天线、查询器主机及其与列控主机的通信接口。查询器天线安装在列车头部，但不一定在第一轮对前方。 （2）以全数字处理机车信号代替原机车信号，译码品质更高，抗干扰性更强，适用性更广，并带有信号记录功能。 （3）改变了车载主机的结构。仍然与LSK系统一样采用积木方式，第一层为列控主机第二层为运行监控装置(预留)，第三层为查询器主机。第一层主机改为6U结构，双重系占一层(原LSK系统为3U结构，双重系占两层)。主机与其他设备接线原在主机箱背面，现改为正面。这样只需要在前面留出工作空间就可以了，减少

39、了车上的安装面积。 （4）扩展了输人输出接口。这可以使列控车载设备适应更多型号机车的接口要求，而无需更换硬件。 （5）加强了自检测、自诊断功能，增加自身记录功能，更符合维修管理现代化的要求。 （6）显示器从彩色点阵显示改为彩色TFT屏幕显示，显示更灵活，内容更丰富。 2系统控车模式 （1）站外停车控车模式 当列车运行前方有车占用或进站信号机关闭时，车载设备从连续信息中得知前方轨道区段空闲数，再根据点式信息提供的各轨道区段长度、坡度等线路数据，计算出停车点的距离，并根据线路条件和列车制动性能计算出一次模式曲线，控制列车在关闭的信号机前停车。 （2）进站停车控车模式 当列车进站停车时，车载设备首先

40、计算出在道岔区段前使列车速度低于道岔限速的模式曲线，然后根据股道长度，计算出列车进站停车的模式曲线。为了使司机能驾驶列车在规定位置停车，留有20km/h的开口速度。为防止列车冒进出站信号机，距其前50m处设有查询应答器绝对停车点，列车越过该点时使列车立即停车。 （3）线路及道岔限速模式曲线 车载设备根据线路(或道岔)限速值，控制列车速度在列车头部到达限速区段前降至限速值以下，直到列车尾部出清限速区段以后才允许列车提速，防止列车超速通过限速区段。 2系统构成 点连式列控系统包括连续信息传输设备、查询应答器点式信息传输设备、车载设备等，如图4-17所示。图4-17点连式列控系统构成框图 （1）地面

41、自动闭塞设备多信息无绝缘移频自动闭塞设备可检查轨道电路空闲状态，向车载设备传送连续信息。以往的自动闭塞信息由继电器接点编码，随着信息量的增加，这种方式已不能满足要求。地面列控中心根据各闭塞区段列车占用状况，通过与调度、联锁系统的信息交换，以及与相邻车站(或区间中继站)的信息交换和人机接口命令，并根据闭塞逻辑，计算出各发送点的发送信息，通过机柜内的局域网传输到各设备。（2）查询应答器设备查询应答器设备由地面应答器、车载查询器及车载主机组成。地面应答器发送地面点式信息，车载查询器发送功率并接收地面点式信息，车载主机对接收到的信息进行相应处理。应答器安装在钢轨间的轨枕中心，既符合规范要求且不影响工务

42、部门维修、捣固，又要保证应答器与查询器的相对耦合距离。车载查询器安装在机车底部转向架端梁下的中心位置，与轨面距离应为160200mm。查询应答器是一种点式数据传输设备，在列车高速通过地面点的瞬间，可接收地面信息并传送到列车上，也可将车上信息传送到地面。查询应答器传送的信息量大，可在不增加太多硬件投入的情况下，实现很多适应当前铁路技术发展的功能：提供距目标点的距离信息、提供线路数据、提供列车位置、鉴别列车运行方向、提供线路限速值和临时限速值、提供设备切换点等，通过应答器点前后的联锁关系，随时检查应答器上的有效性。另外，应答器还可实时传递车次号、提供临时限速、过分相控制等特殊点的防护。地面可变码应

43、答器，能根据列控中心传递的信息发送相应的信息。 （3）车载设备 车载设备由连续信息接收单元、点式信息接收单元、速度控制单元等组成，如图4-18所示。图4-18 车载设备构成框图 连续信息接收单元和点式信息接收单元接收地面设备发送的信息，列车速度控制单元根据接收的地面信息，和列车储存的信息计算出模式曲线，并将列车运行速度与模式曲线限速相比较，当列车实际速度超过目标速度时，设备给出超速表示，并语音报警提示司机采取减速措施。当列车实际速度超过信号规定的模式曲线速度时，设备根据不同情况实施制动，同时给出相应的制动表示和语音提示。当列车速度低于目标速度后，设备给出相应表示，并语音提示司机可以缓解。设备只

44、检查缓解条件，并指导司机缓解操作。紧急制动后，列车必须停车并经过延时才能给出允许缓解信号。司机控制台显示器除给出信号显示外，同时音响报警提示司机注意。显示器还提供列车实际速度、限制速度、列车距前方信号机的距离及设备的工作状态等。车载设备采用“人机联控、人控优先”的工作方式，一般情况下不干预司机的正常操作。当列车超速时先发出声光报警信号，要求司机采取减速措施，如果司机未采取有效制动措施，车载设备将强迫列车减速或停车，以保证列车运行安全。设备制动后，当列车速度满足缓解条件后，设备向司机发出允许缓解的提示，但列车是否缓解由司机决定，司机按下缓解按钮制动才缓解。车载设备测速、测距单元，具有防滑、防空转

45、和轮径补偿功能，测速误差为1%，测距误差为2%，具有分级速度控制和一次制动模式控制等多种控车方式，满足各速度等级下的超速防护功能。能与LKJ-93型运行记录器进行信息交换，共用显示屏，并记录列控数据。能与无线列调系统接口，实现车次号、列车停稳等信息的实时传递。接收信息和系统状态采用彩色显示，具有语音报警功能。 复习思考题 1、为什么要实行机车信号的主体化？ 2、填表：地面轨道信息与机车信号显示之间关系，轨道以ZPW2000A为例4、画出JTl-CZ2000主体化机车信号车载系统构成框图？ 5、机车信号双路接收线圈有什么特点？ 6、CTCS分为哪5级？主要内容有哪些？ 7、什么是ATP？主要功能有哪些？