动车组牵引与控制系统-列车运行自动防护装置(ATP)操作与维护

机
外
CN1 外接速度传感器
部
CN2 外接110V电源
电
CN3 外接手柄位
缆
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）
2.7 CTCS2－200H主机外部电缆
2.8 CTCS2－200H车载列控系统各部件安装位置
1.4 机控优先与人控优先
（1）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。同时也可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。
二. CTCS2－200H型车载列控系统介绍与
各部分简介
车 载 列 控 系 统
二. CTCS2-200H型车载列控系统介绍与
各部分简介
车 载 列
控 系 统
2.１控制条件
·线路参数 －－来自应答器BTM(点式信息)
包括坡段、线路限速、临时限速、等级切换命令等 ；
·轨道电路信号－－来自STM（连续信息）
信号 楼
车站列控中心 LEU
车站联锁
轨道电路
BTM天线
STM天线
地面应答器
列控系统设备结构图
列 控 系
统 构 成
框 图
EMU
RLU
GSM-R车载 电台
司机
LKJ
DMI
DRU
车载设备主机
车载主机VC
测速测距模块
BTM
STM模块
应答器 LEU
车站列控中心 车站联锁
调度集中系统（CTC）
轨道电路 编码设备
列车运行自动防护装置（ATP） 操作与维护
一、ATP系统名称、特点和功能
1.1 ATP的名称
• ATP是英文 Automatic Train Protection 的缩写 中文名为：列车超速防护系统。
1.2 ATP系统的主要特点
• 可有效地实现超速防护功能。 • 能给司机充分、确切的显示，有利于司机最
司机制动优先下的ATP动作原理
1.5 列控车载设备主要工作模式
• ATP完全监控模式(FS) • ATP部分监控模式(PS )
连续两组及以上应答器的线路数据丢失 侧线发车
• 引导接车(CO) • 目视行车模式(OS) • 调车监控模式(SH) • 隔离模式(IS)
二. CTCS2－200H型车载列控系统介绍与
• 系统平均故障间隔时间（MTBF） 大于
105 h
• 系统响应时间：
信息接受应变时间：
不大于 3.5s
列车超速至给出制动指令时间：不大于１ｓ
• 记录时间：
用于事故分析的详细记录时间： 不少于24h
用于一般设备状态记录时间： 不少于30天
• 测速误差：
列车速度低于30km/h时： 不大于2km/h
点 式 应 答 器
·速度传感器
安装在车辆2、3轴上，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。
2.6 CTCS2－200H车载列控系统相关设备
ATP 系 统 构 成
·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。
·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，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。
2.7 CTCS2－200H主机外部电缆
主
系统外部连接电缆与ATP车载设备主机连接:
车载设备安装位置:动车组两端各装一套，运行中只有 动车组行进方向段的车载设备工作
机柜安装位置： 设置在驾驶室后方的机械室。 DMI安装位置： 设置在驾驶台上 ATP的制动由ATP装置的继电器逻辑单元输出，并连
接到车体方的设备—综合配电盘上, 再通过该装置与制动装置连接。 STM天线及连接盒 ：从头车的第一轴起，在左右轨道 的正上方各设一台 BTM天线及天线保护板： 在头车的第一转向架的后 方，车体的左右中心线上。 测速传感器： 安装在头车的第2轴和第3轴的轴箱上
各部分简介
车 CTCS2－200H型车载列控系统，是在日本数字ATC系统
载 的基础之上，根据我国CTCS技术标准的要求，引进开 列 发的新一代列车控制系统，属于一种新型ATP系统,接
近于ATC系统。
控
系 统
CTCS2－200H型车载列控系统的引进开发，对实现我 国列控技术与国际接轨，加快发展我国CTCS建设具有 重大意义
1.4 ATP 系统控制模式、优先驾驶与工作模式
控制模式
分区 n
分区 n+1
分区 n+2
分区 n+3
分区 n+4
列车2
列车1
一般情况下的控制
分区 n
分区 n+1
分区 n+2
区间临时限速
分区 n+3
分区 n+4
列车2
列车1
有临时限速时的控制
1.4 机控优先与人控优先
• ATP车载设备具有两种模式。根据用户的要求， 允许通过列控车载设备内部设置（机柜内跳线） 选择其中一种模式。
·列车参数－－存储或用户输入
包括列车长度、列车制动减速度等 ；
·列车速度－－来自测速测距单元
·列车接口－－来自动车组接口
包括紧急和常用制动接口、司机手柄位、与LKJ接口等；
2.2 CTCS2－200H车载列控系统各单元
车载安全计算机(VC)
轨道信息接收单元（STM）、
系
应答器信息接收单元（BTM）、
STM轨道电路感应器的最底部是带有保护外壳 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。
·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。
点 式 应 答 器
2.5 CTCS2－200H车载列控系统主机外围设备
DMI
·人机界面(DMI)
人
通过声音、图象等方式将ATP车载装置的状
机
态通知司机。司机可以通过DMI上的按键来切换
界
ATP装置的运行模式或是输入必要的信息。
面
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3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135±5mm。
·记录单元(DRU)
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。
D
R
U 记 录 单 元
• ·继电器逻辑单元(RLU)
这是主要由继电器组成的单元，实现输入与 输出接口功能。
R
L
U 继 电 器 逻 辑 单
1.4 机控优先与人控优先
（1）机控优先
机控优先带来了高安全性和高运行效率，即： • 实现了运输的均一化； • 缩短了行车时间； • 具有良好乘车舒适度的控制； • 具有高度的安全性； • 充分考虑了人机界面的问题；
1.4 机控优先与人控优先
（2）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。
列车速度高于30km/h时： 不大于列车速度的
2%
• 测距误差：
系统测距误差：
不大于2%
区间累计测距误差： 不大于80m(包括一组 应答器信息丢失的情况)
站间累计测距误差： 不大于30m(包括一组 应答器信息丢失的情况)
DMI
controller
Distrib ution panel
Powering command
Brake command
LKJ MMI
系 统 构 成
GSM-R车 载电台
EMU RLU
司机 DMI DRU VC BTM
应答器
LEU 车站列控中心
车站联锁 调度集中系统(CTC)
LKJ
ATP 车载设备 测速测距模块 STM模块
STM
轨 道 信 息 接 收 单 元
ATP 系 统 构 成
·应答器信息传输模块(BTM)
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。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。
B
T
M 应 答 器 传 输 单 元
ATP 系 统 构 成
轨道电路 编码设备
2.3 CTCS2－200H车载列控系统 主要功能：
·轨道电路信息接收 ·防止列车溜逸
·应答器信息接收
·控制显示
·速度、距离计算
·异常检测
·列车位置校正
·动作、状态记录
·模式曲线的生成
·与LKJ的接口功能
·制动指令输出
·与EMU的接口功能
2. 4 CTCS2－200H车载列控系统主体装置
优地驾驶列车。 • 地面应答器安装方便,十分灵活。 • 车载计算机采用符合“故障－安全”准则的
计算机系统，安全性较高．
1.3 列控系统主要组成：
列控系统主要由六大部分组成：
列控中心 微机联锁 调度集中 轨道电路 应答器 车载设备
动车组
车载计算机
人
记
制B
S
机
录
动T
T
接
器
接M 口
M
口
车务终端
CTC或TDCS站机
主 体 装 置
2. 4 CTCS2－200H车载列控系统主体装置
·安全计算机(VC)
ATP装置的核心部分，负责从ATP各个模
系
块搜集信息，生成制动模式曲线，必要时通
统
过故障安全电路向列车输出制动信息，控制
构
列车安全运行。安全计算机为2×2取2结构， 以保证列车控制的安全性和设备的冗余性。
成
安全计算机的核心安全逻辑由FS-LSI实现。
系 统 整 体 主 机 柜
三. CTCS2-200H技术参数
➢ 最大工作电压：
DC 110Ｖ＊1.25
➢ 最低工作电压：
DC 110V＊0.7
➢ 最大功耗电流：
不大于13.5A
➢ 重量：
220kg
➢ 体积:
1250mm*1070mm*450mm
➢ 抗振性能指标： (试验工况属于车体安装A级,试验 范围频率 f在5Hz～150Hz)
统
继电器逻辑单元(RLU)、
构
记录单元(DRU)、 人机界面（DMI）、
成
速度传感器(AG43)
轨道信息接收天线、
应答器信息接收天线
系 统
BTM antenna
Speed sensor
BTM
ATP
VC
整
STM antenna
STM
体
组 成
LKJ Speed sensor
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSW
SW
Brake
ATP
Mhaansdteler
vc 安 全 计 算 机
ATP 系 统 构 成
·轨道电路信息接收模块(STM)
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，将解调 的信息传递给安全计算机。STM可以接收 最多16种载频，包括国产移频以及ZPW2000、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载频。
功能性随机振动试验: (试验时间不少于10min)
垂向加速度：
0.75 m / s2
横向加速度:
0.37 m / s2
纵向加速度：
0.50 m / s2
5
• 工作环境温度：
系统设备：
-25～70℃
存储温度：
-40～70℃
• 相对湿度：
当温度为25℃时，周围空
气 相对湿度不大于90%
• 适用海拔高度： 3000m 以下
• 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。
车
载 速度
设
备
基
本
工 作
紧急 强常用 弱常用
制动
原
理
列车运行曲线
弱常用制动级 强常用制动级
紧急制动曲线
距离
设备制动优先模式
车
载
速度
设
备
基
本
工 EB
ATP动作
作 原 制动
司机动作
理
列车运行曲线 报警曲线 常用制动曲线 紧急制动曲线 距离