动车组控制系统(2)
《动车组控制系统》课件
动车组控制系统的 实际案例分析
案例背景:某国内动车组控制系统的实际应用 控制系统组成:包括信号处理、控制算法、人机交互等模块 控制效果:实现了动车组的精确控制和稳定运行 应用效果:提高了动车组的运行效率和安全性,降低了维护成本
案例背景:某国际 知名动车组制造商
控制系统特点:采 用先进的信号处理 技术,实现高速、 稳定、安全的运行
子系统。
动车组控制系统 通过接收来自司 机的指令,控制 动车组的运行速 度和方向,确保 动车组的安全、
高效运行。
动车组控制系统 采用先进的计算 机技术、通信技 术和控制技术, 具有较高的智能 化和自动化水平。
列车控制单元(TCU):负责列车的运行控制和故障诊断 牵引控制单元(TCU):负责牵引电机的驱动和控制 制动控制单元(BCU):负责制动系统的控制和故障诊断 车门控制单元(DCU):负责车门的开关和故障诊断 空调控制单元(ACU):负责空调系统的控制和故障诊断 乘客信息系统(PIS):负责向乘客提供信息和娱乐服务
动车组控制系统
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动车组控制系统的 概述
动车组控制系统的 技术原理
动车组控制系统的 应用和发展
动车组控制系统的 实际案例分析
结论与展望
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动车组控制系统的 概述
动车组控制系统 是动车组列车的 核心组成部分, 负责控制动车组 的运行、制动、 车门开关等操作。
动车组控制系 统包括列车控 制、牵引控制、 制动控制、车 门控制等多个
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汇报人:
展望:未来动车组控制系统将更加智能化、自动化,实现列车的自动驾驶和智能调度,提高 列车运行效率和安全性。
智能化:实现动车组控制系统的自动化、智能化,提高运行效率和安全性 绿色环保:采用环保技术,降低能耗,减少对环境的影响 网络化:实现动车组控制系统的网络化,提高信息共享和协同能力 创新技术:不断研发新技术,提高动车组控制系统的性能和可靠性
CTCS-2级列控系统概述
目标距离:9-2-0--0mm
=1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 = 9200m
速度曲线
码序 空闲分区数量
1300m 1250m 1300m
L5 L4 L3 765
1350m
L2 4
1300m
L 3
1350m
LU 2
1300m
U 1
1350m
HU 0
L2
1300m
L
1350m
LU
1300m
U
1350m
HU
二、C2系统技术方案——系统构成职武业汉技高能速训铁练路段
列控系统 车载设备
速度传感器
应答器天线
轨道电路天线
基于无线信息传输,机车乘务 员凭车载信号行车 。 用于300-350km/h线路。 基于应答器和轨道电路信息传输 ,机车乘务员凭车载信号行车。 已应用于200-250km/h线路。
由主体机车信号和安全型运行监 控记录装置组成。
CTCS-0
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
一、系统概述——C2&C3系统列控技职术武业汉平技高能速台训铁练路段
点式信息接收模块 完成点式信息的接收与处理。
测速模块 实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。
设备维护记录单元 对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。
车载安全计算机 对列车运行控制信息进行综合处理,生成控制速度与目标距离模式曲线,控制列车按命令运行。
人机界面 车载设备与机车乘务员交互的设备。
牵 引 系 统
制 动 系统 统
列 车 网 络 系运 输 计 划
CTCS2列控系统
既有线时速200公里电务新技术培训教材CTCS2列车控制系统简介既有线200km/h动车组CTCS2列控系统由地面和车载设备两部分组成。
地面设备由列控中心、K5B计算机联锁、CTC、ZPW-2000A轨道电路和应答器等设备组成。
车载设备安装在动车组上,ATP车载设备由车载安全计算机、轨道信息接收单元(STM)、应答器信息接收单元(BTM)、制动接口单元、记录单元、人机界面(DMI)、速度传感器、轨道信息接收天线、应答器信息接收天线等组成。
ATP车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关动车组数据,生成控制速度和目标距离模式曲线,控制列车运行。
同时,记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。
CTCS2列控系统设备构成见下图。
CTCS2列控系统设备构成图从上图可以看出,CTCS2级区段地面信号系统中除了通过轨道电路向列车传输连续信息外,还要通过应答器把地面的一些线路静态数据、临时限速以及进路参数等发送到机车上,以保障列车安全行驶。
第一章列控系统地面设备列控系统地面设备主要由车站列控中心、应答器设备、ZPW-2000轨道电路等组成。
第一节车站列控中心(TCC)车站列控中心设置在各车站机械室,是一套二乘二取二安全计算机系统,它与K5B计算机联锁、CTC车站自律机接口,根据调度命令、进路状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息,通过安装在进、出站口的有源应答器传送给列车。
CTC调度中心的调度员向车站自律机发送临时限速命令(包括操作员姓名、命令号、限速起点、限速终点、限速级别、线路号和预计限速时间长度等相关内容),经车站值班员签收确认后,将限速命令发送给列控中心;列控中心通过P口与自律机通信,接收来自CTC的限速命令,并对收到的数据进行有效性检查;同时通过Q口与计算机联锁系统通信,获取进路信息、股道信息、区间运行方向信息,根据这些信息和限速命令在报文存储器内检索到相应报文,通过S口发送给LEU;LEU装设在列控中心机柜内,实时接收列控中心传送的数据报文并通过应答器数据传输电缆,送给对应室外有源应答器,实时更新有源应答器的数据,实现应答器对变化数据的发送。
CTCS-2级列车运行控制系统
铁路客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术1. CTCS-2级列控系统技术路线按照CTCS-2级列控系统的总体技术目标,以及统一技术标准、技术平台、用户需求,主要依靠国内技术力量、借助国外先进经验,自主实施CTCS-2列控系统开发与集成,满足200~250km/h线路的运营要求,满足作为300~350km/h线路后备模式的运营要求。
在ZPW-2000轨道电路基础上,通过地面加装点式应答器、列控中心、临时限速服务器等,动车组装备列控车载设备,实现与车站联锁、行车指挥等设备的有机结合,由地面设备、车载设备、信号安全数据网,共同构成完整CTCS-2列控系统。
逐步建立完整的CTCS-2级列控系统技术体系,包括技术标准、产品标准、建设标准,以及联调联试、运用、维护规则等。
1.1. CTCS-2级列控系统原理客运专线CTCS-2级列控系统是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标-距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。
客运专线CTCS-2级列控系统由地面和车载设备构成。
地面设备由临时限速服务器、列控中心、ZPW-2000(UM)系列轨道电路、应答器设备等组成。
车载设备由车载安全计算机(VC)、轨道电路信息接收单元(TCR)、应答器信息接收模块(BTM)、记录单元(DRU)、人机界面(DMI)等组成。
轨道电路实现列车占用检查,并连续向列车传送空闲闭塞分区数量等信息。
应答器向车载设备传输定位信息、线路参数、临时限速等信息。
列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息(区间轨道电路状态、中继站临时限速信息、区间闭塞和方向条件等信息)传输等功能,根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生行车许可,通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给列车。
临时限速服务器完成临时限速命令的存储、校验、撤销、拆分、设置和取消及临时限速设置时机的辅助提示。
车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息和动车组参数,按照目标-距离模式生成控制速度,监控列车安全运行。
CTCS2级列控系统的功能及技术特点
CTCS2级列控系统的功能及技术特点CTCS2级列控系统适用于各种限速区段,面向提速干线、客运专线,是一种列车运行控制系统,用以控制、传递点式设备传输信息、轨道电路,有效地确保动车组安全。
首先阐述了CTCS系统组成及CTCS2级列控系统的特点,其次,分析了CTCS2级列控系统总体构成及技术特点,提出了自己的建议和见解,具有一定的参考价值。
标签:CTCS2;列控系统;总体构成;专线营运1 前言为了能够满足国内日益增长的铁路快速客运需求,时速达200km/h的动车组已投入到客运和城际专线营运。
而高速火车的大量采用,给火车运行安全带来了较大的隐患,因此,铁道部针对这种情况,组织相关单位,在引进欧洲和日本列控系统的基础上,国内技术人员消化、研发了CTCS2级列控系统。
CTCS2级列控系统适用于各种限速区段,面向提速干线、客运专线,是一种列车运行控制系统,用以控制、传递点式设备传输信息、轨道电路,有效地确保动车组安全。
2 CTCS系统组成及CTCS2级列控系统的特点2.1 CTCS列控系统的系统构成CTCS系统包含地面子系统和车载子系统两个子系统,在铁路行业也被称为中国列车运行控制系统,目的在于对不同线路运输需求以分级形式来进行满足,同时还要保证列车安全运行。
地面子系统由轨道电路、应答器、列车控制中心(TCC)/无线闭塞中心(RBC)和无线通信网络(GSM-R)等几部分组成。
车载子系统由无线系统车载模块和CTCS车载设备组成。
其中GSM-R虽然不属于CTCS设备,但也是重要的组成部分。
2.2 CTCS2级的特点CTCS-2级列控系统项目是采取一次制动方式的全自动化体系,由计算机系统直接进行控制,面向高速线和提速干线,由列控中心、计算机联锁、ATP车载设备、车站电码化、ZPW-2000、应答器、CTC等設备组成,能够应用于各种限速区段,同时还能够对列车速度进行有效地实时监控。
在行车指挥中心收到了路轨上的电路信息应答器、读取器传送的行车信息之后,才能够生成行车许可,传输进路参数、线路参数、定位信息、限速以及停车信息等。
CTCS2列车控制系统介绍
郑铁科技通讯 1/200636一、系统概述CTCS2级列控系统是列控系统的一种,是基于轨道电路和点式设备传输信息的列车运行控制系统。
它主要用于客运专线、提速干线,适用于各种限速区段、机车乘务员凭车载信号行车。
1. “CTCS2级”本身是《CTCS技术规范总则》中根据系统配置按功能划分的一个等级标准,有相应的技术条件。
近期在铁道部的组织下,基本确定了一种符合CTCS2级标准的列控系统,明确了其系统构成、设备和具体规定,初步形成具备了设计条件的列控系统,即CTCS2列控系统。
2. 欧洲ETCS1级列控系统是为了实现互连互通的目的,仅把轨道电路作为轨道占用设备,摒弃了不同制式轨道电路地对车信息传输方式,完全采用应答器或点式设备来传输线路参数和目标距离,构成了点连式列控系统。
我国铁路鉴于已确定的统一采用ZPW-2000系列轨道电路的实况,为充分发挥18信息的作用,确定CTCS2级的目标距离(移动授权凭证)由轨道电路进行连续信息传输,构成了近似连续式的列控系统。
这在系统功能上就优于欧洲ETCS1级,它具有中国特色。
3. CTCS2级线路数据由地面传送,而CTCS1级的线路数据是在车上贮存的,这是两者的主要区别。
4. CTCS2级用于200km/h既有线时,为了少改动,少投资,地面应答器相对少设;用于350km/h客车专线时,地面应答器相对多设。
二、系统构成列控系统分为车载设备和地面设备两部分,地面设备又分轨旁和室内设备两部分。
其总体结构见图。
1. 地面设备1.1 车站列控中心:既有线暂按独立列控方式设置,将来要求与车站计算机联锁相同,采用联锁、列控、区间一体化结构。
1.2 轨道电路:采用ZPW-2000系列轨道电路,完成列车占用检测及列车完整性检查,连续向列车传送允许移动控制信息。
1.3 站内轨道电路:车站正线及股道采用与区间同制式轨道电路。
1.4 车站联锁:采用计算机联锁或6502型电气集中。
1.5 点式应答器:采用电气特性与欧洲ETCS技术规范相同的大容量应答器(分固定和可变应答器两种)。
动车组网络控制系统及技术分析
动车组网络控制系统及技术分析摘要:网络控制系统是列车安全运行的中枢,既能够提高动车的安全性能,也能为乘客提供更加舒适的乘车服务。
本文针对动车组控制系统的构成体系、模块功能、发展前景等方面进行了分析研究。
关键词:网络控制系统;功能分类;技术发展方向引言:动车组的网络控制系统包含控制、监控、诊断等多项功能。
它能对各个子系统进行实时控制,也能实时监控系统和设备运行情况,及时分析处理、记录存储故障数据。
网络控制系统依靠网络传输数据信息,保证了信息传递的及时性、安全性。
一、车组网络控制系统的构成目前的动车组网络控制系统主要由主处理单元、TCN网关、远程模块、监视器及高压控制单元等部分组成。
主处理单元具有控制车辆运行、实时监测动车情况、诊断分析故障原因等功能,主处理单元也是动车上网络控制系统的子系统进行交流通信、数据交互的媒介。
在日常使用时,通常按照连接动车总线的不同将主处理单元分为牵引类和舒适类。
牵引类主处理单元通过与MVB信号线和MVB牵引线连接,从而控制、监测、诊断与运行相关的动车系统。
舒适类主处理单元连接到MVB信号线、MVB舒适线和CAN总线,实现对空调等与运行无关的辅助系统的控制、维护和管理。
TCN网关通常有两个接口,是动车总线与车辆总线之间信息交互的桥梁,并随时为动车提供可靠的网络通信,保证数据合理分配。
目前列车总线和车辆总线之间的信息传输有TCN和UIC两类标准。
TCN网关既是车辆总线的仲裁设备,从WTB总线角度看,也是一个可以配置为主或者从的节点。
远程模块主要用来收集列车的各类数字数据和模拟信号,同时可以实现对信号的输入和输出,并将收集的信号与变量按照通讯协议的要求,传输到主处理单元。
动车工作人员可以根据动车运行中的实际需求配置该模块的功能。
监视器也是显示屏,通常配置有Windows XP Embedded操作系统,可以实时监控列车上各类子系统的状态和列车运行过程中的数据信息,并将监测到的信息及时存储。
动车组网络控制系统概述
动车组网络控制系统概述发布时间:2021-07-02T07:56:34.121Z 来源:《中国科技人才》2021年第10期作者:吴连军[导读] 网络控制系统作为高速动车组的关键系统之一,对列车的正常运行至关重要。
近年来,随着互联网技术的不断发展,高速动车组日趋智能化,列车生产、运行、维护产生的信息量越来越大,这对整个网络控制系统提出了更高的要求。
中车工业研究院(青岛)有限公司青岛 266109摘要:网络控制系统作为高速动车组的关键系统之一,是列车正常运行必不可少的一部分。
本文对动车组网络控制系统的拓扑结构、系统配置、系统功能等进行了综合论述。
关键词:动车组;网络拓扑;系统配置;系统功能1.引言网络控制系统作为高速动车组的关键系统之一,对列车的正常运行至关重要。
近年来,随着互联网技术的不断发展,高速动车组日趋智能化,列车生产、运行、维护产生的信息量越来越大,这对整个网络控制系统提出了更高的要求。
动车组网络控制与管理系统[1](Train Control and Management System,TCMS)作为列车中枢神经系统,通过贯穿列车的总线进行信息传输,对车辆运行和车载设备动作的相关信息进行集中管理,实现车辆逻辑控制、状态监视、故障诊断及测试功能,从而保证列车安全可靠的运行,为司机和乘务员的操作提供有效指导,为设备的维护保养和乘客的服务提供支持。
本文论述了动车组网络控制系统的结构、系统配置、系统功能,提供了网络系统的整体框架,并为后续网络系统的发展提供理论支持。
2.系统拓扑结构动车组网络控制系统采用TCN+以太网(环形)拓扑架构[2]。
其中,TCN符合列车通信网络IEC 61375标准及GB/T 28029标准的列车网络,为两级总线式拓扑结构,两级总线分别为列车级WTB总线和车辆级多功能MVB总线,两级总线之间的数据转换采用WTB/MVB网关。
同时,列车级总线还设置有以太网(环形)。
WTB 总线为绞线式列车总线,是连接在动车组MVB单元之间的双绞屏蔽线线路[3],由网关控制,通过自动车钩覆盖整车,允许重联操作。
CTCS-2介绍
7
系统基本功能
防止列车无行车许可的运行。 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; 防止列车超过动车组构造速度; 防止列车超过限速及紧急限速。
防止列车溜逸。列车停车后自动启动防止列车溜 逸功能,列车继续运行前由机车乘务员人工解除 该功能。
–通过RS485/422串行接口
• 向有源应答器发送报文
–通过专用电缆(LEU置于室内,电缆最大长度2.5km)
• 检测外部电缆状态
–断线、短路
• 记录状态信息
–向地面列控中心提供维护数据
21
CTCS-2级列控系统建设
22
标准体系建设
• 为确保CTCS-2级列控系统顺利实施,必须首先建 立完善的标准体系。 • 经过近5年的努力,CTCS-2级列控系统标准体系已 基本形成。形成统一标准包括:
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地面列控中心-接口关系图
P口:调度命令、限速接收,执行情况信息反馈, 轨道电路占用/空闲信息和区间信号机状态 Q口:进路相关信息、区间闭塞和方向条件信息, 部分站联条件信息 S口:LEU控制 R口:设备状态信息 T口:轨道电路占用/空闲信息、轨道电路低频编 码信息 U口:站间安全信息 V口:信号点灯控制(可选) W 在线测试 W口: 在线测试 端口 U 车站列控中心
• CTCS-2级列控系统相关设备包括:
- 车站联锁:采用国内成熟设备; - 调度集中:采用国内成熟设备; - 信号监测:采用国内成熟设备。
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结束语
CTCS-2级列控系统技术体系和标准体系具有 中国特色和自主知识产权,通过各项试验和运行 检查,以及第六大提速一次性完成延展里程 6000 余公里的工程实践,全面验证了CTCS-2列控技术 路线和技术体系的正确性,控车模式的先进性, 动车组运行速度200~250km/h、追踪间隔5min的适 应性,以及各类型列车高密度混合运输、跨交路 运行和互联互通的兼容性,为客运专线建设奠定 了坚实的基础,创造了很好的社会、技术和经济 效益。这是中国的既有线提速技术、列车运行控 制技术达到了世界先进水平的重要标志之一。
CTCS-2级列控系统操作
■目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车 制动曲线,不设定每个闭塞分区速度等级,采用一次制动方式。目标距离 控制模式追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端,而后行列车从最 高速开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算 决定的。目标点相对固定,在同一闭塞分区内不依前行列车的走行而变化, 而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的。两列车空间 间隔的长度是不固定的,所以称为准移动闭塞。
CTCS-2列控系统速度防护模式
• 目标距离速度控制线,从最高速至零速的列车控制减速线为一条连贯 和光滑的曲线,列车实际减速运行线只要在常用制动控制线以下就可以了, 列车超速碰撞了常用制动速度控制线,设备报警并自动实施常用制动,如 继续超速碰撞了紧急制动速度控制线,则引发紧急制动,因为速度控制是 连续的,全程监控的,所以不会超速太多,紧急制动的停车点不会冒出闭 塞分区,可以不需增加一个闭塞分区作为安全防护区段,当然设计时会在 停车点与自标点之间留有一定的安全距离。
• 当列车经过地面无源应答器上方时,无源应答器接收到车载天线发射的电 磁能量后,电子电路工作,把存储的1023位数据报文循环发送出去,直 至电能消失。
• 车载天线将接收到的数据报文传送给应答器传输模块(BTM),经过滤波、 放大、解调后,对接收到的数据报文进行解码,还原得到用户报文,然后 发给车载列控设备。
• 级间转换分界标设在级间转换应答器组对应的线路左侧,为涂有白底色、 黑框、写有黑“C2”(或C0)字样的反光菱形板标志。如下图:
车站值班员操作
一、岗位职责
二、岗位基本作业
• 2.收集资料
• 3.参加点名
ctcs2中国铁路列车控制系统
CTCS体系的建立
■ 目前国内系统虽大大降低了铁路行车重大、大事故发生率和险性事故发生率, 但尚不能满足铁路跨越式发展的需求。
■ 为确保列车运行安全和提高运输效率,迫切需要装备性能先进、安全可靠的列 车运行控制系统。
■ 铁道部战略决策: 研究ERTMS/ETCS体系,结合中国特点,创立CTCS体系 ■ 开发策略: 引进和自主研发并举、在消化吸收国外先进技术的同时,对引进设
传输点式列控信息。 ➢ 动车组车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及
有关动车组数据, 生成控制速度和目标距离模式曲线, 控制列车运行。同时, 记录单元 对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。 ➢ 适用于ZPW-2000(UM)系列自动闭塞, 车站计算机联锁, 行车指挥CTC或TDCS调 度区段。
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与车站微机监测系统联接(R口)
列控中心应具有自检、自诊、监测功能, 含有源应答器 的监测、接口与通道监测、值班员操作过程实时记录, 并向车站微机监测系统传送相关信息。
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与地面电子单元(LEU)联接(S口)
➢ LEU实时将来自STCC报文向有源应答器传送; ➢ 未办理进路或LEU与应答器通信中断时, 应答器应有保证行车安全的缺省报文; ➢ 报文按应答器编码规则编制, 各报文均固化在STCC中, 内容包括编号、链接关系、临
时限速(至限速始点距离、限速区长度、限速速度)、进路长度 ➢ 、电码化及线路载频、线路固定信息等。
27
二、点式应答器
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点式应答器设置原则
➢车站进站口处: 设置1个有源应答器和1个无源应答器; ➢车站出站口处: 设置1个有源应答器和1个无源应答器; ➢区间间隔2.8km(2个闭塞分区)根据需要单个或成对设
CRH2动车组列车控制网络结构
ONL1 ONL2
ONL1 ONL2 FLT1 FLT2 BER1 BER2 SD1
一 般
SN 2 SN 1
+5 Vadl
FLT1 FLT2 BER1 BER2
+5 Vadl P5
检 修
P5
SD1
1 2 3 4 5 6 7
ONLINE 1 ONLINE 2
FCT1
SN2 SN2 SN1 SN1
+24 DSW1 DSW2 RESET DSW1 DSW2 RESET
CRH2动车组列车信息网络 动车组列车信息网络
1
内容提要
1. CRH2动车组信息网络系统 动车组信息网络系统 系统结构与技术规格(性能指标) 系统结构与技术规格(性能指标)
传输介质与布线方法 系统组成 信息传输通道及冗余设计
列车网络节点设备(中央装置、终端装置) 列车网络节点设备(中央装置、终端装置) 网络拓扑结构
自我诊断传送线
编组重联网络连接线
双重环形光纤网络 布线 编组重联网络连接线
三重安全冗余: 三重安全冗余: 双重光纤环形网; 自我诊断传送线的备份传输。
7
中央/终端装置内部信息传送结构 中央 终端装置内部信息传送结构
(司机室:正面) 显示器 中央装置 监视器部(1系) 控制指令 控制发信部1系 控制发信部2系 ③ ③ ① 卡架 至电气连接器 车辆信息传送线(2.5Mbps)
19
显示控制装置外形图
20
显示控制装置电路板布置
+5 Vadl P5
N5
+24 Vadl P24
N24
PSB
CPU6
21
显示器结构及外形图
22
动车组网络控制系统-CRH2A、CRH380A型动车组网络控制系统
局 No.2
D7 D6
D5 D4 D3 D2 D1 D0
RESET
0 T-SW
T-CN
T-CN
+5 Vadl
P5 N5
+24 Vadl
P24 N24
RD SD CH 1 2 3 4 5 6 7
R/H W/F
CPURUN ONLINE1 ONLINE2
SN2 SN1 CT2 CT1 TN2 TN1 TL2 TL1
+24 Vadl
P24 N24
ONL1 ONL2 FLT1 FLT2 BER1 BER2 SD1 RD1 RS1 SD2 RD2 RD3 RD4
局 No.1
局 No.2
D7 D6
D5 D4 D3 D2 D1 D0
RESET
0 T-SW
ONL1 ONL2 FLT1 FLT2 BER1 BER2 SD1 RD1 RS1 SD2 RD2 RD3 RD4
23:23:42
23:23:42
23:23:42
23:23:42
+5 Vadl
P5 N5
+24 Vadl
P24 N24
CPURUN ONLINE1 ONLINE2 SN2 SN1
CT2 CT1 TN2 TN1 TL2 TL1
R/E F/W/H
SD / RD SD / RD CH 1/5 2/6 3/7 4/8
1
1*1
列车信息显示器 MS-A942 2
1
2
显示控制装置
MS-A943
2
1
2
IC卡读写装置
MS-A944
2
2
乘客信息显示器
CRH2型动车组控制系统冗余安全设计
CRH2型动车组控制系统冗余安全设计摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进轨道交通建设项目的增多。
随着武广、京沪等高速铁路的正式开通,我国的高铁事业蓬勃发展,针对高速铁路的运营需要,相继出现了一系列高速动车组。
目前高速铁路动车组的持续运营速度为300km/h,因此高速动车组的安全可靠性倍受关注。
动车组制动系统的安全性能和控制模式直接决定了动车组运行的安全性和舒适度,制动系统各子系统、关键部件和控制软件等在设计时必须安全可靠并有足够的冗余。
本文就CRH2型动车组控制系统冗余安全设计展开探讨。
关键词:CRH2型动车组;故障导向安全;安全可靠性引言CRH2型动车组控制系统在设计过程中充分考虑基于故障导向的安全,冗余通信保障和联锁保护等措施,以提升整车控制系统的安全可靠性。
整车控制系统围绕控制指令这一核心要素,在指令传送环节采用了指令安全采集和冗余传送设计,在指令控制方面采用安全联锁设计以及在其他方面的安全可靠性设计。
1制动系统基本功能制动系统具有常用制动、紧急制动、停放制动、备用制动、乘客紧急制动等功能。
(1)常用制动。
常用制动包括直通电空制动(EP制动)和再生制动(电制动)。
首先在动轴上施加电制动,如果电制动力不足,在从轴上施加EP制动进行补充。
当动轴的电制动不能使用时,用空气制动代替。
(2)紧急制动。
在紧急情况下,制动管被快速彻底的排空,电制动、直通电空制动和间接空气制动冗余产生紧急制动作用。
紧急制动可通过以下情形产生:(1)制动手柄处于紧急制动位置;(2)按下司机室的紧急制动按钮;(3)安全环路断开;(4)列车安全装置(ATP、ASD)启动;(5)列车断开;(6)列车运行时意外施加停放制动。
(3)停放制动。
转向架上设有足够数量的停放制动缸,可保证动车组安全地静置停放在20‰的坡道上。
(4)备用制动。
如果直通电空制动发生故障,动车组可启动备用制动继续运行。
(5)乘客紧急制动。
客室内的乘客紧急制动手柄可将制动信号迅速传递到司机室,并施加最大常用制动作用。
CTCS-2列控系统
车载
机车信
设备
号 LKJ
BMT
ATP
GSM-R
适应最 高速度
160 km/h
160 km/h
200-250 km/h
(理论300 km/h)
300-350 km/h
RBC GSM-R
GSM-R
高速和 特殊线路
级间转换
CTCS-2级(ATP)
CTCS-0/1级
正向预告点
切换点
反向预告点
26
级间转换
车站正线采用与区间同制式的轨道电路,侧线采用与区间 同制式的叠加电码化设备。
12
CTCS-1级
点式信息设备 宜设置在车站附近,主要用于向车载设备传输定位信息。
(2)车载子系统组成 主体机车信号
完成轨道电路信息的接收与处理。 点式信息接收模块
完成点式信息的接收与处理。 安全型运行监控记录装置
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a.总体规划
我们在充分借鉴欧洲发展ETCS成功经验的基础 上,经过充分调查研究和专家论证,已对CTCS 作出了总体规划。中国发展CTCS技术既要兼顾 既有设备的现状,也要充分考虑未来的发展, 避免造成人力物力的浪费和制式的混乱。
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b.系统设计
ATP是由地面信号设备和车载设备共同组成的闭环高安全系统, 是地面联锁向车载设备的延伸,在此基础实现了以车载设备 为主的行车方式。
CTCS-4级
(2) 车载子系统组成
无线通信(GSM-R)车载设备
作为系统信息传输平台完成车-地间大容量的信息交 换。
测速模块
需要时,实时检测列车运行速度并计算列车走行距离 。
设备维护记录单元
对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。
CTCS-4级
动车组控制系统维护与检修任务2-2(2)
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任务二 牵引控制器维护与检修
以下是主控制继电器的控制条件,在如下条件下,主控 制继电器MCR闭合: ①制动控制器不在拔取位:B运非R励磁: ②MCRR非励磁:相反侧的先头车的MCR非励磁 ③MXR非励磁(2P191563-10E):与其他编组没有联挂
3
任务二 牵引控制器维护与检修
T1c-1车主控制器继电器MCR以3线(103线) 作为电源 ,在制动设定器手柄位置(运转~快速)位(制动设 定器手柄没有拔下、有效)使“B运非R”接点闭合及 主控制器辅助继电器MCRR常闭接点NC闭合(另一侧 司机台的主控制器非有效)的条件下动作。 为了保证只能在一侧的司机室驾驶,即在T1c-1车驾驶 时,T2c-8车操作无效(反之亦然),MCR和MCRR的 进行联锁控制。
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任务二 牵引控制器维护与检修(二)
3.测量200A~大地间、200J~大地间的绝缘性能(第一单 元) ③断06车负载; 运行配电盘:「保温1」、「保温2」 服务配电盘:「空调排水1」、「空调排水2」、「换气 通风机控制1」、「换气通风机控制2」、「目的地显 示器」、「车号显示器(侧面)」、「空气清洁机」 ; 接触器配电盘: 「保温4」、「水泵加热器」、「水泵」 ;
动车组控制系统维护与 检修
1
任务二 绍了司机控制器操作及直接相关牵引控制电路 ,为了便于对系统的理解,与司机控制器相关的一些 控制电路也在此予以说明。 主控制继电器MCR 主控制继电器决定司机的操作是否有效,每端司机室 内有一个主控制继电器,只有在主控制继电器闭合时 ,其操作有效。当在动车组其中一端司机室进行主控 操作时,通过联锁控制,另一端司机室的操作无效。 主控制器继电器的操作和联锁如图2-45和图2-46所示
CRH2型动车组列车运行控制系统车载设备概述
CRH2型动车组列车运行控制系统车载设备概述列车运行控制系统ATC(AutomaticTrainControl)是铁路运输的基础设施,是保证列车运行安全、提高运输效率、实现铁路统一指挥调度的关键技术设备,也是铁路信息化技术的重要技术领域。
列车运行控制系统ATC(AutomaticTrainControl)包括3个子系统:列车超速防护系统ATP(AutomaticTrainProtection);列车自动操作系统ATO(AutomaticTrainOperation);列车自动监控系统ATS(AutomaticTrainSupervision)。
在我国铁路领域中,列车自动操作系统ATO的应用目前尚未提到日程,所以不常提及,目前主要采用列车超速防护系统ATP,以下简称“列控系统”。
(1)CRH2型动车组列控系统的组成列控系统由地面和车载设备构成,见图16.1。
列控ATP的控制中心在地面。
它以地面控制中心的信息作为列车运行指令的信息源,通过轨道电路和应答器设备获取前方运行区段的运行线路参数信息,以应答器等设备自动校核列车走行位置,实现对列车运行速度的安全监控和列车运行实际参数的采集、记录,车载ATP本身具有主体机车信号、通用式机车信号功能。
地面设备由车站列控中心,地面电子单元(LEU)、点式应答器、ZPW-2000A(UM)系列轨道电路、车站闭环电码化、车站计算机联锁等组成。
ATP地面控制中心与CTC或TDCS联网,实现运输指挥中心对列车的直接控制,达到了车地一体化的列车控制能力。
CRH2型动车组车载列控系统同时装备ATP车载设备和列车运行监控装置LKJ2000,如图16.2。
车载设备由车载安全计算机、轨道信息接收单元(STM)、应答器信息接收单元(BTM)、制动接口单元、记录单元、人机界面(DMI)、速度传感器、BTM天线、STM天线等组成。
车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关动车组数据,生成控制速度和目标距离模式曲线.控制列车运行。
动车组制动系统(二)
B
Bfc-1 Bfc-2 BCU Brake panel Bogie Brake Equipm. BCU Brake panel Bogie Brake Equipm. BCU Brake panel Bogie Brake Equipm. BCU Brake panel Bogie Brake Equipm. BCU Brake panel Bogie Brake Equipm. BCU Brake panel Bogie Brake Equipm. BCU Brake panel Bogie Brake Equipm. Bfc-2 BCU Brake panel Bogie Brake Equipm. Bfc-1
根据制动管空气压力的变化情况产生相应的作用位置从而控制向副风缸充入压缩空气的同时把制动缸内压缩空气排向大气实现控制向副风缸充入压缩空气的同时把制动缸内压缩空气排向大气实现制动机缓解或者将副风缸内压缩空气充入制动缸产生制动机的制动作制动机缓解或者将副风缸内压缩空气充入制动缸产生制动机的制动作用
二 按作用方式分
控制管内压缩空气的压力变化来实现操纵列车各车辆制动机产生相应的作用。
(二) 自动空气制动机 1、自动式空气制动装置的组成
• (5). 车辆制动阀(控制车辆制动机产生不同作用的部件) • 用途:根据制动管空气压力的变化情况,产生相应的作用位置,从而
控制向副风缸充入压缩空气的同时把制动缸内压缩空气排向大气实现 制动机缓解或者将副风缸内压缩空气充入制动缸产生制动机的制动作 用。
为发电机;不同的是,它将电能反馈回电网,使 本来由电能变成的列车动能再生为电能,而不是 变成热能消散掉。
四 按制动力形成方式分
• (一) 粘着制动 • 1 粘着力:在制动时,轮轨间的(最大)水平作 • • • • • • •
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20第一节Βιβλιοθήκη 动车组控制电路的构成谢 谢!
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第一节 动车组控制电路的构成
三、有关牵引变流器和真空断路器VCB电路间的接口
(1)VCB投入的条件 为防止VCB投入时对牵引变流器的冲击电流,牵引变流器 1次侧电源接触器(K)先不投入,投入继电器 (KRR)消磁 状态。VCB投入状态输入到牵引变流器后,能够先进行滤波 电容器预备充电(CHK),牵引变流器1次侧电源接触器(K) 再投入。 (2)VCB断开的条件 在VCB处在投入的状态,当牵引变流器发生故障,故障 检测用继电器 (CIFR1)消磁;或牵引变流器接地发生异常, 接地检测用继电器 (CIGRR1)励磁时,就会断开VCB。
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第一节 动车组控制电路的构成
四、滤波电容器预备充电
为防止牵引变流器1次侧电源投入用接触器(K)投入时的 过大冲击电流,在K投入前对滤波电容器进行充电。开始充电 的时机是从终端装置输入换向器(reverser)投入信号的时候。 以下表示从充电开始到K投入为止的流程。 ① ② ③ ④ ⑤
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换向器投入 输出充电用接触器(CHK)投入 滤波电容器充电 充电用接触器(CHK)断开 K投入
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第一节 动车组控制电路的构成
五、故障保护动作
4.CTU、CTV、CTW 检测牵引电机的U、V、W三相电流。一旦检测到过电流 或电流不平衡时,就会把脉冲整流器 逆变 gate-off)及牵引变 门极封锁
1次侧电源接触器(K)断开。
非过电流的情况则是:当电流值为设定值以下时,脉冲 整流器 逆变 门极开 (gate-on)。
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第一节 动车组控制电路的构成
二、牵引变流器和制动控制装置间的接口
通过牵引变流器对电制动力的不足进行检测。如检测 出电制动力不足时,则UBCDR(再生有效信号)接点处在打 开的状态,向空气制动转移。 UBCDR接点处在打开状态,在制动控制装置侧: ① 速度在160km/h以上时,BCS2(制动控制用压力开关, 压力不足检测,低压)因压力不足而断开; ② 或速度在160km/h以下时,BCS1(制动控制用压力开 关,压力不足检测,高压)因压力不足而断开; ——UBTR(制动不足检测用定时继电器)其自保持电路断开 被释放,UV(紧急制动阀)的励磁断开,紧急制动动作。
(MMBM)及送风机的电源切断(BMK)时,通风 的信息输入到牵 (gate-off) ——当输入以上信息时,脉冲整流器-逆变 这些信息也输入到终
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第一节 动车组控制电路的构成
五、故障保护动作
3.ACCT 通过ACCT检测出牵引变压器2次电流。当检测到牵 引变压器2次过电流时,通过电流值把脉冲整流器 逆变器 门 极 封 锁 ( gate-off) 或 脉 冲 整 流 器 - 逆 变 器 门 极 封 锁 (gate-off)、牵引变流器1次侧电源接触器(K)断开。
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第一节 动车组控制电路的构成
牵引系统的组成:
CRH2动车组的牵引电路系统以M 1 车、M 2 车的2 辆 作为1 个单元为基础。电源由接触网通过受电弓从单相交流 25kV、50Hz的接触网电压来获得, 通过VCB与牵引变压器 的1 次侧绕组连接。牵引电路开闭由VCB来实施。牵引变压 器2次绕组侧设有2个线圈,1次侧的电压为25kV时,2次侧 绕组电压则为1500 V 。 牵引电路的基本单元装置由1台牵引变压器—2 台主变 流装置—8台牵引电机构成。由1台主变流装置控制4台牵引 电机,在牵引时向牵引电机提供电力、在制动时进行电力 再生控制。此外, 还具有保护功能。
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第一节 动车组控制电路的构成
牵引主电路:
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第一节 动车组控制电路的构成
一、牵引变流器和车辆信息控制终端装置间的接口
牵引变流器和终端装置间的数据传送通过光缆传送进 行,传送和接收控制指令信息及故障信号等。除了使用光 缆传送的控制指令信息之外,作为备份,使用硬导线把下 述信号输入到牵引变流器。 - 前进(4线) - 后退(5线) -复 (6线) - 牵引级位A(9A线) - 牵引级位B(9B线)
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第一节 动车组控制电路的构成
五、故障保护动作
7.冷却单 、机械室内过温度
分别检测脉冲整流器U、V相温度(THCU、THCV)、逆 变器U、V、W相温度(THIU、THIV、THIW)、机械室内温 度(CITHR1~5)。当检测到过温度时,采取脉冲整流器 逆 变器门极封锁(gate-off)、牵引变流器1次侧电源接触器(K) 断开的保护措施。
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第一节 动车组控制电路的构成
二、牵引变流器和制动控制装置间的接口
从制动控制装置向牵 - 再生制动模式 变 传 信号
从牵引变 制动控制装置传送的信号 - 再生反馈 - 再生有效信号 牵引变流器根据从来自制动控制装置的再生制动模式信 号,控制电气制动。牵引变流器根据逆变器的输出电流和牵 引电机的转速,计算制动转矩,作为再生反馈信号向制动控 制装置传送。制动控制装置操作必要的制动力,当电气制动 的制动力不足时,用空气制动加以补足。
第一节 动车组控制电路的构成
五、故障保护动作
1.1次电 交流过电流,3次电 接地异常 接地异
当检测到1次电
交流过电流(ACOCR)、3次电 变
常(GR3)时,VCB跳闸,牵
1次侧电源接触器(K)断 装置。
开。此外,此信息(ACOCRR1、 GRR3-1)还会输入终
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第一节 动车组控制电路的构成
五、故障保护动作
2.牵引变压器异常,通风 停止 当检测到牵引变压器温度异常(MTThRR)、牵引变 压器油压泵异常(MTOFRR)时,牵引变压器异常信息输入 到牵 变 当牵 。 变 送 风 机 ( CIBM)、 牵 引 电 机 送 风 机 停止 变 牵引变 。 门极封锁 1次侧电源接触器(K)断开。 装置。
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第一节 动车组控制电路的构成
五、故障保护动作
5.GCT 检测牵引变压器2次侧接地电流。根据设定値,OVTH on,脉冲整流器 逆变器门极封锁(gate-off)及牵引变流 器1次侧电源接触器(K)断开。
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第一节 动车组控制电路的构成
五、故障保护动作
6.过电压 OVTh单 OVRe2)、缓 当检测到滤 电 电 单 (OVTH单元) (snubber)电阻器(OVRe1、 、栅级驱动基板、直流电压检测 过电压时,在控制电源关断(Off) 电 放电的机能。 FC 可控硅、缓
高速动车组技术
第四章 动车组控制系统
胡汉春 西南交通大学
第一节 动车组控制电路的构成
第一节 动车组控制电路的构成
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第一节 动车组控制电路的构成
动车组控制电路——是将控制牵引变流器、牵 引变压器、制动装置及辅助装置的控制电器、信号 装置和控制电源连成一个电气控制系统,并接收和 传递列车网络信息控制装置的指令和状态信息,实 现对动车组的操纵和控制。
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第一节 动车组控制电路的构成
牵引系统的组成——一个动力单元
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第一节 动车组控制电路的构成
牵引主电路——一列编组两个动力单元
由4号车或者6号车的受电弓进行的受电,通过车顶上 的特高压导线,经由VCB后被送到2号车或者6号车的主变 压器。车顶上安装有保护接地装置(EGS),运行中,需 要紧急让变电所区间内的所有车辆停车时,让其动作,使 架线接地短路。EGS的操作必须按照铁道部的规定执行。
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第一节 动车组控制电路的构成
一、牵引变流器和车辆信息控制终端装置间的接口
另外使用硬导线,把下列故障、状态信号等从牵引变流 器输入到终端装置。 - 控制装置正常診断用继电器 (WDTR) - 牵引变 - 牵引变 - 牵引变 - 主电 故障检测用继电器 (CIFR2) 接地检测用继电器 (CIGRR2) 控制电源用继电器 (DCR) 电流检测装置用继电器 (CDR2)
器(DCPT1、DCPT2)等构成。 时,可控硅为导通(ON),让滤
DCPT 组装在OVTh单元内,对直流电压进行检测。当检 测到OVTh false firing 误点弧)、直流过电压、直流低电 压、电压异常等时,根据条件,脉冲整流器 逆变器门极封锁 (gate-off)、牵引变流器1次侧电源接触器(K)等断开。