高铁ATP车载设备主要技术方案.ppt

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1、2023/11/6,1,既有线200km/h动车组ATP车载设备配置及运用,主要技术方案,2023/11/6,2,一、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,2023/11/6,3,一、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。,2023/11/6,4,一、系统总体描述（车载设备

2、）,2023/11/6,5,一、系统总体描述（目标距离模式）,目标距离（Distance to go）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。,2023/11/6,6,一、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。,2023/11/6,7,一、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。,2023/11/6,8,一、系统总体描述（目标距离模式）,202

3、3/11/6,9,一、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,2023/11/6,10,二、ATP车载设备主要技术条件,1.CTCS级别：满足CTCS-2级，预

4、留CTCS3级。2.速度目标值：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。,2023/11/6,11,二、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

5、车组构造速度。防止列车超过临时限速。（3）防止列车溜逸。（4）制动与缓解。（5）故障后可隔离。,2023/11/6,12,三、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22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。,2023/11/6,13,三、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

6、相同，检测器给出相关输出。若存在任何差异，检测器将输出设置为限制状态。,2023/11/6,14,三、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。,2023/11/6,15,三、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。,2023/11/6,16,三、ATP车载设

7、备系统结构（关键设备）,4.司机操作界面DMI配备有按钮的液晶显示器，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。,2023/11/6,17,三、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）,2023/11/6,18,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）,2023/11/6,19,三、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

8、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。维修人员可通过专用电脑或IC卡等进行数据下载。,2023/11/6,20,三、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。,2023/11/6,21,四、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

9、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，目标距离通过应答器提供。,2023/11/6,22,2.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,2023/11/6,23,2.部分监控模式:（2）侧线发车，ATP

10、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（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,2023/11/6,24,四、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。,2023/11/6,25,4、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（20

11、km/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,2023/11/6,26,四、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）,2023/11/6,27,四、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

12、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车载设备提供机车信号，可人工转为LKJ控制列车。,2023/11/6,28,四、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。,2023/11/6,29,四、ATP车载设备主要控制模式,7

13、.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，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。,2023/11/6,30,五、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。,2023/11/6,31,五、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

14、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。,2023/11/6,32,五、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

15、道岔直向发车时，ATP车载设备按照完全监控模式运行。,2023/11/6,33,六、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。,2023/11/6,34,六、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。,2023/11/6,3

16、5,七、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,LKJ2000,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,2023/11/6,36,七、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

17、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,反向预告点,2023/11/6,37,八、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

18、制动控制。,2023/11/6,38,八、关于“人控”、“机控”优先的控车模式,ATP动作,设备自动缓解,2023/11/6,39,八、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。,2023/11/6,40,八、关于“人控”、“机控”优先的控车模式,2023/11/6,41,八、关于“人控”、“机控”优先的控车模式,常用,缓解,2023/11/6,42,九、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。,2023/11/6,43,介绍结束，谢谢大家！,