西南交大列控系统资料4

列车运行控制系统

张亚东博士

西南交通大学

2014年

第四章列控系统地面设备功能原理

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轨道电路有两大基本功能：

1.实现列车占用检测

2.利用电磁感应原理实现与车载设备之间的单向信息传输。

第一节

机车信号系统地面设备

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2014/12/11机车信号原理图

轨道电路按相邻轨道电路的绝缘方式，可分为：有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路。有绝缘轨道电路：通过钢轨进行物理分离后再加入绝缘材料形成相应的机械绝缘节来实现相邻轨道电路分隔的。

无绝缘轨道电路：不需要对钢轨进行物理分离，而是利用电气绝缘节（调谐区）对轨道电路信号所产生的谐振特性达到绝缘效果。（优点：无需分隔钢轨，满足无缝长钢轨的运用要求，易于实现牵引电流的回流，降低车轮与钢轨的冲击和噪声，提高舒适度等）

一、ZPW-2000A无绝缘轨道电路

1.轨道电路基本原理

发送设备：所发送的信号具有指定的信息特征，例如：信号的频率参数、相位等。

接收设备：接收由轨道传送的信号并根据信号的信息特征控制相应的防护设备，如通过信号机的显示。

轨道绝缘：对钢轨上不同的轨道电路进行分隔，避免信号的相互串扰。

轨道电路工作状态包括：调整状态、分路状态、断轨状态。调整状态如下图所示：

分路状态

断轨状态

一种是列车在钢轨上行驶的冲击力使钢轨折断，另一种是工务施工或自然灾害等使钢轨折断。防护设备显示轨道电路“占用”信息，禁止列车驶入本轨道电路。

为满足轨道电路反向运用的需要，发送电缆和接收电缆、发送端与接收端的调谐区、发送端与接收端的匹配变压器等设备在结构和功能上都相同。

由于钢轨电感对信号传输衰耗很大，在钢轨线路上每隔一段距离并接了补偿电容，保证轨道电路的传输距离。

站内电码化：

为了能在站内连续不断地提供机车信号信息，必须对站内轨道电路实行电码化，使站内轨道电路根据相应的条件，在适当时机，转发或叠加发送机车信号的信息。

范围：经道岔直向的接车进路中的所有区段和发车进路中的所有区段，以及经道岔侧向的接车进路中的股道区段。

闭环电码化：具有闭环检测功能的站内电码化。（即：能够实时检测信息是否确实发送至轨道）

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CTCS-2级是基于轨道电路和应答器传输列车行车许可信

息并采用目标距离连续速度

控制模式监控列车安全运行

的列控系统。

列控中心车站联锁调度中心CTC 轨道电路应答器道岔信号机

车载设备包括:轨道电路、应答器

列控中心、车载设备等

CTCS-2级列控系统

实现列车占用检查

轨道电路功能：

线路允许速度和闭塞分区长度等提供临时限速和进路信息应答器功能：提供行车许可及闭塞分区数量综合轨道电路、应答器信息和动车组参数，自动生成连续速度控制模式曲线

，实时监控列车安全运行

车载设备功能：轨道电路为

CTCS-2提供连续

的行车许可速度曲线

基本工作原理

202014/12/11码序

L5L4L3L2L LU U HU 空闲分区数量

76543210 应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度。1300 + 1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 =10500m

空闲数量：目标距离：当前码序：----m --------10500m

7L5 轨道电路以码序形式提供空闲闭塞分区数量。 车载设备综合计算出目标距离，生成速度曲线。CTCS-2级列控系统—行车许可

CTCS-2级列控系统—行车许可（续）
目标距离: 9200 7950 6650 5300 4000 2650 1350 0
空闲区段： 空闲区段： 空闲区段： 7 6 5 4 3 2 1 0
1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350
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应答器
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应答器系统组成框图
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应答器基本工作原理
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LEU： 具有数据采集、处理及传送的功能。应采取安全措 施保证数据接收的正确性及发送数据的时效性。 列车接近有源应答器的时候，LEU发送的数据报文 应保持不变。一个LEU可同时向4个地面可编程应答 器发送4种不同数据报文。 通道状态监测： 当LEU与列控中心通信故障，向应答器发默认报文 ；当LEU与应答器通信故障，应答器向列车发默认 报文。
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应答器系统接口： 1.A接口：车载与应答器。电磁耦合，车对地的功率载波为 27.095MHz，正负5kHz。地对车为4.234MHz，FSK数据信 号调制方式（逻辑0：3.951MHz；逻辑1：4.516MHz）; 2.B接口：BTM与安全计算机，采用RS-485、CAN总线或其 他串行数据总线方式。 3.C 接口：LEU与应答器。传输介质为专用屏蔽双绞电缆； LEU向应答器传输数据报文的C1接口采用双相差分电平编码 ，DBPL编码，传输速率：564.48kbit/s. 4.S接口：LEU与列控中心，采用RS-422、RS-485、CAN总 线、以太网等。
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应答器报文编码： 应答器报文分为用户报文和传输报文。用户报文时 根据用户信息包格式编制的报文。传输报文指用户 报文经过应答器编码算法（采用85bit BCH循环码） 后存储在应答器中或通过LEU传输的报文。 传输报文分为长帧报文、短帧报文两种。其中长帧 报文可发送1023bit信息（传输报文），可用码长 830bit（用户报文）；短帧报文341bit（传输报文） ，可用码长210bit （用户报文）.目前，我国采用长 帧。
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