第十六讲CTCS-2级列控车载设备

6 . 3 . 5 工作模式 在 CTCS-2 级工作状态下，列控车载设备主要有以 下六种工作模式。 1. 待机模式（ SB ) 在列控车载设备默认等级设置为 CTCS-2 级的情况 下，上电后，列控车载设备应自动进入待机模式。 在待机模式下，列控车载设备应保持接收轨道电路 信息、接收应答器信息功能有效，不进行速度比较控制。 处于本模式时，应自动启动防溜逸控制功能。
屏幕显示器上车次输入方法
6 . 3 . 4 车载设备的主要功能 1. 载频锁定功能
STM 应具有接收多个载频的能力。
采用以下三种方法锁定载频： ⑪利用应答器信息锁定载频：根据应答器信息中的
【CTCS】包锁定轨道电路载频。
⑫利用 DMI 的选择：根据 DMI 上下行载频按键选 择锁定载频。
⑬利用轨道电路的载频锁定逻辑。
②TSM （目标速度监控区）区间 在设备制动优先情况下的 TSM 区间的速度控制： 运行速度达到应实施弱常用制动速度、中等常用制 动速度时，列控车载设备对应输出弱常用制动、中等常 用制动，运行速度达到常用制动模式曲线时，输出最大 常用制动。 运行速度低于常用制动模式曲线时，可输出中等常 用制动，低于中等常用制动速度时，输出弱常用制动。 如图 6-22 所示。
当运行速度达到紧急制动模式曲线时，输出紧急制动， 运行速度降到 0 km/h 司机按压缓解按键后，缓解制动。
⑫模式曲线与制动指令之间的关系（司机制动优先）
①CSM 区间 在司机制动优先情况下的 CSM 区间的速度控制： 当运行速度达到报警速度时，输出制动预警音，运行 速度低于报警速度 2s 后制动预警音停止。 运行速度达到常用制动模式曲线时，输出最大常用制 动速度低于缓解速度时向司机提示允许缓解，司机按压缓 解按键后，缓解制动。 运行速度达到，紧急制动模式曲线时，输出紧急制动， 运行速度降到 0 km/h 司机按压缓解按键后，缓解制动。 如图 6-23 所示，左图为常用制动，右图为紧急制动。
②TSM 区间 在司机制动优先情况下的 TSM 区间的速度控制： 当运行速度达到报警速度时，输出制动预警音。当 运行速度低于报警速度 2s 后制动预警音停止。 运行速度达到常用制动模式曲线时，输出最大常用 制动，速度低于缓解速度时向司机提示允许缓解，司机按 压缓解按键后，缓解制动。 运行速度达到紧急制动模式曲线时的工作逻辑与在 CSM 区间相同，参见图 6-24 。
4 ．防溜逸功能 停车检测状态，是指当列控车载设备检测到列车速度 低于预先设定的速度值并持续一定时间后，且司机操纵手 柄处于非牵引状态，列控车载设备所处的状态。 速度值和持续时间应在满足运用要求的前提下根据设 备的特性确定。 在停车检测状态下，列控车载设备应采取措施防止列 车移动，可持续输出制动命令。
列控车载设备向动车组输出的接口包括：最大、
中、弱三级常用制动、紧急制动等； 输入包括牵引制动手柄状态、运行方向手柄状态
等。列控车载设备向动车组的输出可采用继电器接口。
最大常用制动和紧急制动采用失电制动方式。 列控车载设信息的接口。
2. 与 LKJ 接口 列控车载设备与 LKJ 之间设有数据交换接口、轨道 电路信息接口、列车控制权切换接口，如图 6-20 所示。
3 . BTM 天线 BTM 天线安装在动车组头部距离车头一定范围 内，车体底部的横向中心线上，其周围一定范围内应 保证无金属或磁性材料。可以实现车载设备对 BTM 天线的检测。 4 . 速度传感器 速度传感器应在车辆的第 2 和 3 轴端，按冗余 方式设置。
6 . 3 . 3 车载设备外部接口 1. 与动车组接口
机控/人控
文本信息
文本信息滚动操作
车次号
时间
5 ．轨道电路信息接收天线（ STM 天线） 在列车运行头部的第一轴前，在左右轨道的正上方 各设一台 STM 天线。 STM 天线利用电磁感应原理接收流经钢轨的信号电 流。 STM 两个天线所接收到的信号被传送到设置在列 控车载设备主机柜内的 STM 主机上，由 STM 主机对该 信号进行选择和解调。
各种载频锁定方法的相互关系： 在 CTCS-0级区段，按上述 DMI 选择和轨道电路 信息锁定载频的方法中最新接收的指令锁定载频； 在 CTCS-2 级区段，优先采用应答器信息锁定载频。 如果未收到应答器信息，也可通过 DMI 选择或轨道电 路信息锁定载频。
2. 速度、距离计算 列控车载设备实时监测列车速度并计算列车走行
⑪具备下列任一条件时，应转入本模式： ①在车体主电源接通的情况下，列控车载设备上电 后（默认 CTCS 等级设置为 CTCS-2级时）； ②退出调车模式时； ③退出隔离模式时。 在待机模式下，列控车载设备应采取措施防止列车 移动。但不进行限速控制。 ⑫列控车载设备转入到 SB 模式时可输出文本信息。 ⑬车体主电源接通时，打开列控车载设备电源列控 车载设备应自动转入待机模式。 ⑭在待机模式下设备制动优先和司机制动优先相同。
第十六讲 CTCS-2级列控车载设备技术
6 . 3 . 1 列控车载设备主机 列控车载设备主机由以下几部分组成。 ⑪安全计算机（ VC ） 安全计算机是列控车载设备的控制核心，采用硬件 安全冗余结构。 ⑫测速测距单元（ SDU ） 测速测距单元对速度传感器信号进行处理，计算列 车实际运行速度和走行距离。测速测距单元可独立设置， 也可集成在安全计算机中。
⑮运行记录单元（ DRU ） DRU 用于记录列控车载设备的工作状态及各种输入 输出信息。 DRU 可独立设置，也可采用在安全计算机中 内嵌入方式设置，记录内容应能下载分析。
⑯列车接口单元（ TIU ） ①继电器接口:继电器接口用于与动车组间接口，该 接口主要由继电器组成。将来自外部的输入分配给列控车 载设备的各个部分，并将来自车载设备内部各部分的输出 集中对外输出。 ②开关量接口:开关量接口用于数字量的输入输出。 ⑰隔离开关 列控车载设备应设置隔离开关，用于隔离列控设备的 制动输出。 ⑱其他设备根据需要可设置 CTP 、CDP 等其他设备。
⑬声音 当列控车载设备处于以下状态或发生有关事件 时， DMI 应给出声音提示： ①目标速度或目标点位置变化； ②有报警信息输出； ③有新的文字信息提示； ④制动预警； ⑤设备制动结束； ⑥需要司机应答； ⑦司机操作按键； ⑧侧线接车设备制动优先转司机制动优先时； ⑨级间切换执行时； ⑩错误或故障发生时。
距离。能校正空转或滑行对测速测距的影响。
列控车载设备应根据应答器信息进行位置校正， 两个应答器间的位置校正也可通过检测轨道电路的边
界（绝缘节）实现。
3. 制动输出功能 ⑪模式曲线与制动指令之间的关系（设备制动优先） 制动模式曲线分常用制动模式曲线和紧急制动模式曲线 两种。 当运行速度达到常用制动模式曲线时，列控车载设 备触发最大常用制动（B7N）。列控车载设备按照一定 条件在触发最大常用制动之前适当的时机发出弱常用制 动和中等常用制动命令（B1N 、B4N）。 当运行速度达到紧急制动模式曲线时，列控车载设 备发出紧急制动命令（EB）。
⑭文本信息 当列控车载设备处于以下状态或发生有关事件时， DMI 给出文本提示信息： ①系统自检、测试完成； ②级间切换预告、执行； ③模式转换； ④应答器丢失； ⑤应答器数据异常； ⑥列控车载设备发生故障； ⑦接收调车危险信息； ⑧允许缓解制动时。
6. 记录功能 记录单元应能记录列控车载设备的输入输出及运行 状态，并应能通过记录读取装置读取数据并再现列控车 载设备的工作状态。 一般设备状态记录不少于 30 天，详细数据记录不 少于 24h ，记录的周期为300ms。 一般设备状态主要记录设备故障及发生故障的时间。 详细数据记录应包括下表所列项目。
D6
运行等级
A3
B6
B3
B4
B5
B7 D1
F5
ATP设备制动
C8 C5 C9 E3 E19 E24 E4 E5 E22 E1 E23 E25 E16a E16 E17 F8 E20 E21 E11 E12 E13 E14 E15 F7 C6 C7 C1 C2 C3 C4 E6 E7 E8 E9 E10 F6
⑬应答器信息接收模块（ BTM ) BTM 用于接收应答器信息，宜采用冗余结构。通过 BTM 天线接收，解调地面应答器的信号，将解调后的用 户信息传输给 VC 。 ⑭轨道电路信息接收模块（ STM ) STM 用于接收轨道电路信息，采用冗余结构。 STM 具有同时接收不同载频的功能，可根据应答器信息或司机 操作锁定上下行载频或单载频。 STM 将接收的频率、解 调后的信息发送给 VC 。
①CSM（顶棚速度监控区） 区间 在设备制动优先情况下的在 CSM 区间的速度控制： 运行速度达到报警速度时，输出制动预警音，运行速度 低于报警速度 2s 后制动预警音停止。 运行速度达到常用制动模式曲线时，输出最大常用制动， 运行速度低于缓解速度时停止输出最大常用制动。 运行速度达到紧急制动曲线时，输出紧急制动，运行速 度降到 0 km / h 、司机按压缓解按键后，缓解制动。 如图 6-21 所示。
5. 显示和提示功能 显示功能的详细定义在专门规范中规定，应遵循以 下主要原则： ⑪DMI 显示区划分 DMI 显示区（横坐标像素 578× 纵坐标像素 480 ） 的内容，如图 6-25 所示。
⑫语音当列控车载设备处于以下状态或发生有关事 件时， DMI 应给出语音提示： ①允许缓解； ②级间切换； ③前方限速； ④超速； ⑤处于目视行车模式需要司机确认时。
7. 与动态监测设备接口功能 列控车载设备应设有用于进行动态监测的通信接口。 通过监测接口应能够实时监测列控车载设备的运行 情况，应能提供接收的轨道电路信息、应答器信息、工作 模式、模式速度、车体输入状态、对车体输出状态、设备 工作状态等。
8 . EMU 的接口功能 ⑪从 EMU 输入 ①牵引位置； ②制动位置； ③零位位置（非牵引、 非制动位置）；④向前位置；⑤向后位置。 ⑫向 EMU 输出 ①紧急制动（ EB ）； ②最大常用制动； ③中等常用制动； ④弱常用制动； ⑤切除牵引（可选项）。
⑪数据交换接口 数据交换接口采用 RS-422 串行异步通信方式。 列控车载设备发往 LKJ 的信息应包括日期、时间、 工作状态、列车相对于最后接收的应答器组的位置、列 车实际速度、限制速度、目标速度、目标距离、所处 CTCS 等级、工作模式、机车信号信息、车次号、司机 号、司机操作按键信息、刚通过的应答器编号信息、控 制命令状态、报警信息、车轮滑动和空转信息息、地面 信息异常等。 LKJ 主要向列控车载设备发送司机号、车次号、日 期、时间等信息。
6 . 3 . 2 外围设备
1. 人机界面单元（ DMI ） DMI 是列控车载设备的显示和操作界面，安装在 便于司机操作和观察的位置。相关规定应符合有关标准 和技术条件的要求。 2. STM 天线 STM 天线安装在列车运行头部第一轮对前，左右 轨道的上方，其周围一定范围内应保证无金属或磁性材 料。接收线圈应冗余设置，外部应采取防护措施。可以 实现车载设备对 STM 天线的检测。
⑫轨道电路感应信号接口 列控车载设备将 STM 天线接收的轨道电路感应信号 传送给 LKJ 。 ⑬与 LKJ 列车控制权切换接口 与 LKJ 列车控制权切换接口采用继电器接口方式。 控车权状态，由列控车载设备向 LKJ 输出。当控制 权在列控车载设备一侧时，向 LKJ 输出高电平。 ⑭制动控制接口 LKJ 经列控车载设备与列车的制动控制接口连接。 当控车权在 LKJ 一侧时，列控车载设备通过其内部的继 电器电路接通 LKJ 与列车的制动控制接口。
安全计算机VC
车轮径设定
SW1：车种设定 SW2：机控/人控优先设定 SW3：CTCS 0/2启机设定
轨道电路信息接收模块 STM
应答器信息接收模块 BTM
人机界面 DMI
制动预警时间
限制速度、 实际速度 目标速度
ATP模式
A1
B2
F1
Dx
F2
目标距离
D 9
A2
B1B1
F3
D7 F4