CRH动车组车载行车安全设备

CRH动车组车载行车安

全设备

班级成铁培训

姓名何赛

学号

二〇一一年五月

我国铁路正处于高速发展时期，干线列车提速、客运专线、高速铁路建设全面进行。随着铁路运输压力的增大，对于列车运行控制系统的要求也随之提高。原有的基于轨道电路的列车运行控制系统已经日益不能满足的需要，新一代列车运行控制系统，也就是基于无线通信的列控系统将是未来发展的方向

2006年1月欧洲第1条采用基于通信的ETCSZ级的列车运行时速达300KM高速铁路一意大利罗马至那不勒斯高速铁路开通试运行。同时，法国TVIcE350E、西班牙Talg。一350等350公里/小时等级的高速列车，均安装有TcsZ级装置[l]。此外，瑞士等非欧盟成员国已成功在其国内建设基于s一2级的高速铁路。ETcsZ级列控系统在欧洲的成功运营，也加快了对于无线通信的CTCS3级列控系统的研制和实施步伐。我国300km/h及以上高速铁路将以CTCS3级列控设备作为控制系统，应用到铁路建设中。作为下一代的列车控制系统CTCS3，其设计要兼容既有线路CTCSZ级列控系统，在系统开通后，用于本线高速列车的运行控制，区间无源应答器提供列车轨道电路提供列车占用检查，RBC无线闭塞中心根据其管辖范围内各列车位置生成相应的行车许可命令，并将行车许可、相应的线路参数、接近进路条件、临时限速等信息通过GSM一R无线传输网络传送至列车，由

载设备计算生成目标距离模式曲线。

目前，我国CTCS3级列控系统尚处于研究和试运营阶段，各个功能模块研

究完善需要建立仿真测试平台进行评估测验。通过列车运行控制系统的仿真系统

研究，对解决铁路建设中的实际问题、提升我国在该领域的自主创新能力、掌握

运行控制系统的关键技术等均具有重大意义。

国内外列控系统的研究发展及现状：

目前，世界上己有许多国家开发了各自的列车运行控制系统，其中，比较成熟的主要有:欧洲ETCS系统、日本新干线A TACS系统、北美高速列车控制系统、法国的TVM300和TVM43O系统、德国的LZB系统等，这些系统的共同特点是:可以实现自动连续监督列车运行速度，可靠地防止人员误操作所造成的恶性事故的发生，保证列车的高速安全运行。它们之间的区别体现在控制方式、制动模式及信息传输等形式方面。

欧洲ETCS系统：欧洲是世界轨道交通最为发达的地方，现有的列车运行控制系统种类多且各国信号制式复杂多样、互不兼容。为保证高速列车在欧洲铁路网内顺利运

行，2001年欧盟通过立法形式确定欧洲列车控制系统(EuropeanTrtrolSystem，ETCS)成为强制性技术规范。欧洲各国列车安装符合ET规范的列车运行控制系统，不仅使列车能够在欧洲各国实现互通运行，更提高列车运行的安全性。根据欧洲ETCS计划，为了实现欧洲铁路互联互通，车载设备采用ET可以灵活地支持与各种传统设备及ETCS车载设备的通信;传输设备应答器和欧洲环路，即数据传输速率为565kb/s的磁应答器和采用漏泄

环路;欧洲无线也在进行工程实施。ERTMS系统是为了适应欧洲铁路互联互通的目的，符合兼容性要求而设计，它集联锁、列控和运行管理于一体。西班牙的马德里一巴塞罗拿线采用此系统，列控系统符合欧洲铁路统一标准ETCSZ级标准，速度监控方式采用连

续速度曲线控制模式(又称目标距离一次制动模式曲线方式)，列车占

MZOOO轨道电路，列车定位靠欧洲应答器，车与地双向传输靠无线数传输

ERTMS/ETCS技术规范核心思想是基于无线传输作为欧洲铁路列车运行

系统今后的发展方向。

2日本新干线列车控制系统：在欧洲发展ETCS列控系统的同时，日本也开始研究相当于欧洲ETC基于无线的移动闭塞信号系统一先进列车管理和通信系统(ATACS)，并在日

本铁路(JREast)开展测试工作。在A TACS中，通过对每列车地移动授权限速和轨道坡度等信息进行计算得到的速度检测曲线来控制列车间隔，转速传感器计算运行距离和靠检查设在地面上的ID信标来确定其所处，然后将这些定位信息通过无线设备进行传输，系统保持99.9

的帧频供错误检测。系统也具备自动转换功能，保证列车在两个无线基站间转够不间断的传输信息。这样，列车在不需要轨道电路数据的情况下，不更新自己的位置，列车前端和后端位置靠生成“虚拟闭塞”来表示列车的空间。

3北美增强型列车控制系统：美国通用电气公司(GE)的交通运输集团推出的增强型列车控制系统ementalTraineontrolsystem，ITes)，作为一个独立的信号系统，不仅能列车速度，缩短列车间隔，而且极大地减少了道边设备。ITCS的列车控制系统，也就是说主要由车载计算机实现列车的超速防护，车载设备通知司机前方速度限制。车载计算机存储着和线路有关的详细数据包括:股道数、曲线参数、速度限制、道岔、坡度变化、交叉道口、信号

里标等。此外一些动态信息，比如信号灯指示、转辙器位置、交叉口情况。

国内列控系统的现状：为了确保高速列车的安全运行，迫切需要装备性能先进、安全、可靠、高效的运行控制系统。2002年中国铁路从跨越式发展的高度在欧洲列车运行控制系统规范的基础之上提出了发展适于中国的列车运行控制系统(CTCS)，研究CTCS的总体框架和技术规范。铁道部也已明确在干线提速及新线中优先发展CTS系统，在消化、吸收国外先进技术的基础上，实现引进设备的国产化。2007年，中国铁路第六次大面积提速正式付诸实施，主要干线开始“时速200公里高速运行。我国在引进国外先进列控技术的基础上，通过消化、吸收和再创新基本掌握了CTCSZ级列控系统技术。随着基于通信的ETCSZ级列控系统在欧洲商业运行成功，中国也将加快CTCS3级列控系统的研制和实施步伐。2009年12月26日，高速铁路投入试运营，该高速铁路采用了适合中国国情的CTCS3级列控系统足时速350公里以上，动车间隔3分钟以内的列车运行指挥和控制要求，实现运营的高速度、高密度、高正点率和高可靠性。

列控系统的车载设备是一个复杂的安全计算机控制系统，系统硬件和软件均要安全完整性4级(sIL4)的标准。其硬件设计上普遍采用“2乘2取2”等方式，而在软件设计方面，需要严格分析其功能需求，按照安全性苛求的设计，对软件代码的可靠性和安全性有很高要求。CTCs3级列控系统基于GSM一R无线通信，实现车一地信息双向传输、无线闭RBC生成行车许可，满足300一350kln瓜运行速度、最小运行间隔3分钟运营要求。在高速条件下，CTCs3级列控系统对车载设备尤其是车载列车自动统(ATP)的软、硬件性能提出了更高的要求。ATP安全制动模型是列车自动防的核心，其直接影响着列车行车间隔、运输效率和行车安全;车载设备必须保列车在发生空转、滑行情况下的行车安全，因此对基于通信的列车自动防护系法的研究具有重要的意义。同时CTCs3级列控车载子系统的仿真研究，为关控制算法的研究提供了环境，对车载关键设备的研制也具有一定的借鉴价值。