列控重點總結

2021-12-21 14:26:22 字數 4489 閱讀 2720

中國鐵路列控系統的發展原則:

列控系統技術平台的確立遵循全路統一規劃的原則,實現互聯互通。

按照「先進、成熟、經濟、適用、可靠」的要求,我國300km/h及以上高速客運專線確定ctcs3列控系統作為全路統一技術平台體系,並相容ctcs2列控系統實現動車組上下線執行。

ctcs3系統採用gsm-r無線通訊傳輸列控資訊,主要由車載atp、無線閉塞中心rbc、微機聯鎖、排程集中ctc、應答器、zpw2000軌道電路構成,在引進消化吸收關鍵技術的基礎上,通過系統整合創新,我們將建立符合中國國情路情的、世界一流水平的高速鐵路ctcs3列控技術體系。

中國鐵路列控系統ctcs2:

ctcs2列控系統主要用於200~250km/h客貨混運客運專線,主要裝置包括:車載atp、列控中心、微機聯鎖、排程集中ctc、應答器、zpw2000軌道電路,並已基本實現國產化。

ctcs2列控系統採用軌道電路加點式應答器作為資訊傳輸手段,實現列車執行的安全控制。

經過改造的既有線也採用ctcs2列控系統,並在時速200公里提速線路上應用。

通過在時速300公里和200公里跨線列車上裝備ctcs2和ctcs3車載系統,實現高速列車的跨線執行。

城市軌道交通的發展方向:

由軌道電路向基於通訊的方向發展。

系統化。

通訊訊號一體化。

標準化和開放化。

列車執行控制技術的發展經過

地面人工訊號

地面自動訊號

出現機車訊號

發明自動停車

列控系統atc

綜合自動化系統

固定閉塞(fixed block):線路被劃分為固定位置、某一長度的閉塞分割槽,乙個分割槽只能被一列車占用,閉塞分割槽的長度按最長列車、滿負載、最高速、最不利制動率等最不利條件設計,列車間隔為若干閉塞分割槽,而與列車在分區內的實際位置無關,列車位置的解析度為乙個閉塞分割槽(一般為幾百公尺),制動的起點和終點總是某一分割槽的邊界,對列車的控制一般採用速度碼台階式制動曲線方式,該系統要求執行間隔越短,閉塞分割槽(裝置)數也越多。

移動閉塞 (moving block):線路沒有被固定劃分的閉塞分割槽,列車間的間隔是動態的、並隨前一列車的移動而移動,列車位置的解析度一般為10公尺範圍內,該間隔是按後續列車在當前速度下的所需制動距離、加上安全裕量計算和控制的,確保不追尾,制動的起始和終點是動態的,對列車的控制一般採用一次拋物線制動曲線的方式,軌旁裝置的數量與列車執行間隔關係不大。

準移動閉塞 (distance-to-go):線路被劃分為固定位置、某一長度的閉塞分割槽,乙個分割槽只能被一列車占用,列車間隔為若干閉塞分割槽,而與列車在分區內的實際位置無關,列車位置的解析度也為乙個閉塞分割槽(一般為幾十公尺—幾百公尺),制動的起點可以延伸,但終點總是某一分割槽的邊界,對列車的控制一般採用一次拋物線制動曲線的方式,要求執行間隔越短,閉塞分割槽(裝置)數也越多。

點式系統

點式系統在歐洲的幹線鐵路及城市軌道交通中應用十分廣泛。其主要優點是採用了有源、高資訊容量的地面應答器,結構簡單,安裝靈活,可靠性高,**低。

點式系統採用的應答器內部暫存器按協議以數碼形式存放實現列車速度監控及其他行車功能所必須的資料。置於訊號機旁側的地面應答器,用以向列車傳遞訊號顯示資訊,因此需要通過介面與訊號機相連。地面應答器內所儲存的部分資料受訊號顯示的控制,此介面即是前面所說的軌旁電子單元leu。

置於線路上的地面應答器通常不需與任何裝置相連,所存放的資料往往是固定的。

連續式系統:採用連續地車資訊傳輸系統實現地車大量資訊的系統,而不需要輔助其他地車傳輸裝置來進行資訊傳輸。一般包括:

數字軌道電路

漏瀉電纜

交叉軌道環線

波導管無線軌道交通訊號系統的發展方向

系統化。曏集排程指揮、執行控制及自動駕駛為一體的功能完善、層次分明的綜合自動化系統方向發展。

網路化。地面區域網、廣域網及車地間的無線通訊網將控制中心、車站及列車連成乙個有機整體。

資訊化。網路化使各類資訊上通下達,準確獲得各類實時資訊,在保證安全、高效運營的同時,大大提高維護、旅客服務水平智慧型化。

智慧型化。智慧型化使排程指揮系統根據運輸實時情況,借助先進技術及時自動調整,實現列車的無人駕駛。

標準化和開放化。

點式列車執行自動控制系統

特點採用點式傳輸資訊,用車載計算機進行資訊處理,最後達到列車超速防護的目的

優點採用無源、高資訊量地面應答器,結構簡單,安裝靈活,可靠性高,**明顯低於連續式列車執行自動控制系統

地車資訊的電碼結構

起始同步碼:識別一組碼的開始,車載、地面實現同步;

資訊碼:以電碼組合的方式傳輸控制資訊,可達到上千位資訊;

安全監視碼:增加電碼傳輸的安全、可靠性;

終止碼:識別一組電碼的結束。

地-車資訊傳輸通道是列車執行自動控制系統的重要組成部分。列控的車載裝置完全靠從地面控制中心接收的行車控制命令進行行車,實時監督列車的實際速度和地面允許的速度指令,當列車速度超過地面行車限速,車載裝置將實施制動,保證列車的執行安全。這就要求地-車傳輸資訊的可靠和安全。

地面資訊傳遞到車上目前有兩種方式,一種是連續式傳遞資訊方式,另一種為點式傳遞資訊方式。前者能連續不斷地將地面資訊即列車間隔、線路容許的速度等情況及時地向車上反應,使司機隨時掌握列車速度,有利於保證行車安全和提高行車效率。點式資訊傳遞方式有感應器、環線或應答器方式,它只能在閉塞區段內設若干點,通過感應點將地面資訊傳到車上,在地面資訊發生變化時,列車只能經過感應點時才能得到資訊,即實時性稍差。

n 在軌道電路上疊加多資訊訊號後必須同時滿足以下要求:

n 傳送裝置可集中設定在車站,與移頻軌道電路共用通道,不能影響移頻自動閉塞的正常工作;

n 點式資訊與移頻資訊共用移頻功率放大器;

n 每個訊號點均設定地面傳送裝置,資訊量應滿足列車超速防護系統「點」式資訊的要求傳送裝置;

n 具有故障檢測和報警功能,並應滿足「故障一安全」原則。

n gsm-r與基於軌道電路的系統相比有如下優點

n 在各種列車混跑的區間,由於軌道電路資訊量的侷限,無法向列車傳遞軌道電路長度資訊,因此,由軌道電路限定的閉塞分割槽通常設計成固定長度,從而根據兩列車相隔幾個閉塞分割槽獲得列車間的距離。而gsm-r的資訊量大,足以傳送前方列車的距離資訊,可以構成隨列車速度、線路引數改變的優化列車間隔。

n 在使用軌道電路時,閉塞分割槽的長度與該區段列車的最大執行速度有關。隨著列車執行速度的提高或制動效能的改善,固定長度的閉塞分割槽限制了運輸能力的進一步提高。對於無線控制系統來說,列車速度提高或制動效能的改善,對應的僅是程式引數的改變,系統發展、完善十分簡單。

n 無線列車執行自動控制系統由於無固定的閉塞分割槽長度,所以對於任何型別的列車都可以提高執行速度。

n gsm-r的應用可以進一步取消固定訊號機及軌道電路,又可以節省大量的安裝、維護費用。

n gps

n 共有24顆衛星繞著地球轉,它們全天候地晝夜傳送高精度的、連續的、實時的定位和定時資訊。提供給使用者三維座標、三維速度分量和精確定時。

n gps系統由三部分組成:

n 空間部分

n 控制部分

n 使用者部分

地面支撐系統:1個主控站,3個注入站,5個監測站。

n 故障-安全包括

n 失效:失效是導致錯誤的主要原因

n 系統或系統的部件不能在規定的限制內完成所需的功能;

n 乙個功能單元執行所要求功能的能力的終結;

n 程式操作偏離了程式需求;

n 故障:由於錯誤造成系統部件或程式或系統喪失必要的功能。

n 按時間間隔分:永久性故障、瞬時性故障;

n 按值分為:確定值故障、非確定值故障;

n 按故障影響的範圍分:區域性故障、分布式故障。

錯誤:指系統陷入不正常或執行非正常操作。

失誤:人為的失敗或錯誤。

危害:有可能給人類或財產帶來不良影響的事件。

風險:用來表示危及安全性的事件發生頻度以及事件危害程度。

容錯:指乙個系統發生故障後能提供需求的功能的存活屬性。

n 安全性指的是系統在執行過程中無論發生什麼變故都不會產生可能造**民生命財產損失的危險因素。

n 可靠性的定義為:系統或裝置(器件、產品)在規定的時間和規定的條件下完成規定功能的能力。

n 在系統設計時,保證在任何部分發生故障及系統處於任何可能的外界環境中時系統的輸出均處於安全狀態(安全側)。如列車執行自動控制系統車載裝置的任何故障,應使列車停車,不應使列車繼續執行,這就是訊號備要求的故障-安全的一般概念。

避錯技術: 採用正確的設計和質量控制方法盡量避免把故障引進系統,試圖構造乙個不包含故障和錯誤的「完善」系統的技術手段。

容錯技術:採用外加資源的冗餘技術使系統在出現某些硬體故障或軟體錯誤時,仍能正確執行規定的程式或實現規定的功能。

實現容錯技術

1. 硬體冗餘

2. 時間冗餘

消耗時間資源達到容錯目的。

3. 資訊冗餘

增加資訊的多餘度提高可靠性。 如編碼糾錯。

4. 軟體冗餘

無錯誤軟體設計,容錯軟體。

5. 各種冗餘技術綜合

歐洲訊號安全標準

en-50126鐵路應用:可靠性、可用性、可維護性和安全性(rams)規範和說明;

en-50128 鐵路應用: 鐵路控制和防護系統的軟體;

en-50159.1鐵路應用:通訊、訊號和處理系統。

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