高速鐵路通信信號系統(tǒng)通用PPT課件

1、第六章 高鐵通信信號系統(tǒng)高速鐵路信號與控制系統(tǒng)1高速鐵路通信系統(tǒng)2第一節(jié) 高速鐵路信號與控制系統(tǒng)概述1列車運行控制系統(tǒng)2調(diào)度集中CTC3計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)4概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要一、概述1、定義高速鐵路信號與控制系統(tǒng)集計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)為一體的行車指揮、列車運行控制和管理自動化系統(tǒng)。2、組成高速鐵路信號系統(tǒng)主要由調(diào)度集中系統(tǒng)（用于指揮行車），計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)（用于控制進(jìn)路），列車運行控制系統(tǒng)（用于控制列車間隔），待用信號設(shè)備和專用通信設(shè)備等組成一、概述2、組成列車運行控制系統(tǒng)由列控地面設(shè)備和車載設(shè)備組成。作為保證列車行車安全（用于控制列車間隔）和提高運輸

2、效率的信號設(shè)備。列控系統(tǒng)從列車方面保證安全。概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要一、概述2、組成采用計算機(jī)技術(shù)來排列列車進(jìn)路，實現(xiàn)進(jìn)路鎖閉、進(jìn)路解鎖、信號機(jī)控制、道岔控制等邏輯功能稱為計算機(jī)聯(lián)鎖。計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)用于控制進(jìn)路，不管行車指揮，只從線路（區(qū)間和車站）上保證安全。概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要調(diào)度集中系統(tǒng)一、概述2、組成 綜合了計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，采用智能化分散自律設(shè)計原則，以列車運行調(diào)整計劃控制為中心，兼顧列車與調(diào)車作業(yè)的高度自動化的調(diào)度指揮系統(tǒng)。調(diào)度指揮系統(tǒng)從兩個底層系統(tǒng)（列控系統(tǒng)和聯(lián)鎖系統(tǒng)）中獲取信息，以進(jìn)行決策并

3、指揮行車概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要一、概述3、各組成部分間關(guān)系概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要1）調(diào)度集中系統(tǒng)CTC為核心，構(gòu)建調(diào)度指揮中心平臺。2）以車站列控中心、聯(lián)鎖系統(tǒng)和區(qū)間信號設(shè)備為核心，構(gòu)建區(qū)域控制中心平臺。3）以列車速度防護(hù)與控制為核心，構(gòu)建車載列車防護(hù)與控制平臺。4）以車-地通信系統(tǒng)為傳輸平臺。高速鐵路產(chǎn)生的原因內(nèi)容概要一、概述3、各組成部分間關(guān)系調(diào)度指揮系統(tǒng)按照運行圖計劃發(fā)出列車運行指令，列車通過地面軌旁設(shè)備或無線通信網(wǎng)絡(luò)獲得車站聯(lián)鎖和列控中心的行車信息和命令，車載設(shè)備控制列車運行。二、列車運行控制系統(tǒng)1、定義CTCS是中國

4、列車運行控制系統(tǒng)（Chinese Train Control System）英文縮寫，它以分級的形式滿足不同線路運輸需求，在不干擾機(jī)車乘務(wù)員正常駕駛的前提下有效地保證列車運行的安全。2、體系結(jié)構(gòu)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要CTCS的體系結(jié)構(gòu)按鐵路運輸管理層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、地面設(shè)備層和車載設(shè)備層配置。二、列車運行控制系統(tǒng)2、體系結(jié)構(gòu)鐵路運輸管理層 鐵路運輸管理系統(tǒng)是行車指揮中心，以CTCS為行車安全保障基礎(chǔ)，通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對列車運行的控制和管理。網(wǎng)絡(luò)傳輸層 CTCS網(wǎng)絡(luò)分布在系統(tǒng)的各個層面，通過有線和無線通信方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)

5、鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要二、列車運行控制系統(tǒng)2、體系結(jié)構(gòu)地面設(shè)備層 地面設(shè)備層主要包括列控中心、車站聯(lián)鎖、軌道電路、點式設(shè)備、無線通信模塊等。列控中心是地面設(shè)備的核心，根據(jù)行車命令、列車進(jìn)路、列車運行狀況和設(shè)備狀態(tài)，通過安全邏輯運算，產(chǎn)生控車命令，實現(xiàn)對運行列車的控制。車載設(shè)備層 車載設(shè)備層是對列車進(jìn)行操縱和控制的主體，具有多種控制模式，并能夠適應(yīng)軌道電路、點式傳輸和無線傳輸方式。車載設(shè)備層主要包括車載安全計算機(jī)、連續(xù)信息接收模塊、點式信息接收模塊、無線通信模塊、測速模塊、人機(jī)界面和記錄單元等。概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要二、列車運行控制系統(tǒng)3、組成部分間相互關(guān)系鐵路運輸管理

6、層地面設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)傳輸層車載設(shè)備層概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要二、列車運行控制系統(tǒng)5、應(yīng)用等級針對我國鐵路不同的線路和采用的閉塞技術(shù)設(shè)備的現(xiàn)狀，同時按照列車運行控制技術(shù)的高端水平進(jìn)行規(guī)劃，CTCS劃分為5個等級，依次為CTCS-0CTCS-4級，同條線路上可以實現(xiàn)多種應(yīng)用級別，向下兼容，以滿足不同線路速度需求。概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)（1）概述 CTCS-3級列控系統(tǒng)是CTCS技術(shù)體系中的一個應(yīng)用等級，是基于現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)（GSM-R）完成車地通信的列控系統(tǒng)，符合了CBTC （Communi

7、cation Based Train Control System）列控系統(tǒng)的發(fā)展潮流，是世界高端水平的列控系統(tǒng)。概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)（2）工作原理概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要在CTCS-3級列控系統(tǒng)中，無線通信系統(tǒng)（GSM-R）完成車地雙向通信得知其管轄區(qū)域內(nèi)的列車運行情況從而得到軌道占用情況，并結(jié)合運行時刻表、線路數(shù)據(jù)等信息生成列車的移動授權(quán)，再由無線通信網(wǎng)絡(luò)告知列車。列車通過移動授權(quán)得到目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路數(shù)據(jù)，結(jié)合自身制動性能產(chǎn)生一次制動曲線，監(jiān)控列車運行。（3）系統(tǒng)組成地面

8、子系統(tǒng) 其中GSM-R不屬于CTCS設(shè)備，但是CTCS的重要組成部分。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要調(diào)度集中系統(tǒng)CTC臨時限速服務(wù)器、聯(lián)鎖無線閉塞中心（RBC）無線通信網(wǎng)絡(luò)（GSM-R）列車控制中心（TCC）軌道電路、應(yīng)答器（3）系統(tǒng)組成地面子系統(tǒng)CTC調(diào)度集中系統(tǒng)設(shè)于調(diào)度指揮中心，實現(xiàn)了行車指揮自動化，實現(xiàn)了對調(diào)度中心管轄區(qū)段內(nèi)的車站信號、道岔等設(shè)備和進(jìn)路集中控制。臨時限速服務(wù)器調(diào)度中心設(shè)列控系統(tǒng)專用臨時限速服務(wù)器及臨時限速操作終端。用于臨時限速的下達(dá)與取消。臨時限速服務(wù)器與RBC和TCC的通信連接，傳輸臨時限速相關(guān)信息。

9、車站聯(lián)鎖設(shè)備保證車站列車運行的安全，以及提高車站通過能力。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要（3）系統(tǒng)組成地面子系統(tǒng)車站列車控制中心（TCC）是基于安全計算機(jī)的控制系統(tǒng)，根據(jù)軌道區(qū)段占用信息、聯(lián)鎖進(jìn)路信息、線路限速信息等，產(chǎn)生列車行車許可命令，并通過軌道電路和有源應(yīng)答器，傳輸給車載子系統(tǒng)，保證其管轄內(nèi)的所有列車的運行安全。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要（3）系統(tǒng)組成地面子系統(tǒng)軌道電路鐵路線路是否空閑是保證行車安全的重要條件，區(qū)間軌道電路具有軌道占用檢查、沿軌道

10、連續(xù)傳送地車信息功能。區(qū)間軌道電路的組成原理是：信息發(fā)送設(shè)備利用線路的兩條鋼軌作傳輸線，將信息傳輸至接收設(shè)備，用以完成列車占用檢查、鋼軌斷軌檢查以及傳遞各種行車有關(guān)信息等。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要（3）系統(tǒng)組成地面子系統(tǒng)應(yīng)答器向車載子系統(tǒng)發(fā)送報文信息的傳輸設(shè)備，既可以傳送固定信息，也可連接軌旁單元傳送可變信息。應(yīng)答器傳輸?shù)男畔⑴c無線傳輸?shù)男畔⒌南嚓P(guān)內(nèi)容含義保持一致。地面應(yīng)答器具有向車載設(shè)備發(fā)送點式信息的作用，根據(jù)其作用可以分為無源應(yīng)答器和有源應(yīng)答器。無源應(yīng)答器用于發(fā)送包括線路速度、坡度、信號點類型等固定信息；有源應(yīng)答器

11、用于發(fā)送實時變化的信息，包括進(jìn)站口和出站口的臨時限速、進(jìn)路長度、信號點類型等。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要（3）系統(tǒng)組成地面子系統(tǒng)車站無線閉塞中心（RBC）根據(jù)列車數(shù)據(jù)、軌道電路、聯(lián)鎖進(jìn)路等信息生成行車許可，并通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時限速等信息傳輸給CTCS-3級車載設(shè)備；同時通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接收車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息。無線通信網(wǎng)絡(luò)（GSM-R）用于車載子系統(tǒng)和車站無線閉塞中心進(jìn)行雙向信息傳輸?shù)能嚨赝ㄐ艂鬏斊脚_。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系

12、統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要（3）系統(tǒng)組成車載子系統(tǒng)車載設(shè)備通過GSM-R無線通信系統(tǒng)向RBC發(fā)送司機(jī)選擇輸入和確認(rèn)的數(shù)據(jù)（如車次號、列車長度），列車固有性質(zhì)數(shù)據(jù)（列車類型、列車最大允許速度、牽引類型等），車載設(shè)備在RBC的注冊、注銷信息，定期向RBC報告列車位置、列車速度、列車狀態(tài)（正常時）和車載設(shè)備故障類型（非正常時）信息，列車限制性信息以及文本信息等。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要車載ATPGSM-R無線通信模塊（RTU）測速測距模塊（SDU）應(yīng)答器接收模塊（BTM）軌道電路接收模塊（TCR）列車運行監(jiān)控記錄

13、裝置（LKJ）司法記錄器DMI、MMI（3）系統(tǒng)組成車載子系統(tǒng)車載設(shè)備接收RBC發(fā)送的行車許可（包括車載設(shè)備識別號、目標(biāo)距離、目標(biāo)速度），緊急停車（臨時限速），外部報警信息以及文本信息等。在CTCS-3級設(shè)備控車時，CTCS-2設(shè)備仍正常接收軌道電路信息和應(yīng)答器信息，并根據(jù)接收到的地面信息計算限速曲線，根據(jù)列車實際運行速度和限速曲線進(jìn)行比較，但計算和比較結(jié)果不作為控制列車的依據(jù)和不傳送DMI顯示，僅作為CTCS-3控制單元的備用，在CTCS-3轉(zhuǎn)換到CTCS-2時能馬上投入控車和送DMI顯示。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要（

14、3）系統(tǒng)組成車載子系統(tǒng)車載ATP是基于安全計算機(jī)的控制系統(tǒng)，通過與地面子系統(tǒng)交換信息來控制列車運行。GSM-R無線通信模塊（RTU）用于車載子系統(tǒng)和列車控制中心進(jìn)行雙向信息交換。應(yīng)答器接收模塊（BTM）用于接收地面應(yīng)答器傳輸?shù)男畔?，并通過解碼后傳送給車載ATP。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要（3）系統(tǒng)組成車載子系統(tǒng)軌道電路接收模塊（TCR）用于接收地面軌道電路傳輸?shù)男畔?，并通過解調(diào)后傳送給車載ATP和LKJ。測速測距模塊（SDU）一般采用多普勒雷達(dá)和車輪傳感器來實現(xiàn)列車的測速和測距，所得到的距離和速度信息送給ATP和LKJ，

15、用于防護(hù)列車運行。車載列控設(shè)備利用多普勒雷達(dá)和車輪傳感器的數(shù)據(jù)配合，可識別列車發(fā)生的“空轉(zhuǎn)”和“滑行”現(xiàn)象。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要（3）系統(tǒng)組成車載子系統(tǒng)機(jī)車運行監(jiān)控記錄裝置（LKJ）具有速度防護(hù)功能，裝備于CTCS-0/1/2級的列車上。在CTCS-0/1的線路上由LKJ防護(hù)列車運行；在CTCS-2級的線路上由ATP防護(hù)列車運行。司法記錄器將RBC所有狀態(tài)以及列車報告的數(shù)據(jù)和狀態(tài)均記錄下來，以備分析檢查。DMI和MMI分別是ATP和LKJ-2000的人機(jī)交互界面，為列車運行提供數(shù)據(jù)以及圖形顯示，同時為機(jī)車乘務(wù)員提供

16、數(shù)據(jù)輸入功能。二、列車運行控制系統(tǒng)6、CTCS-3列控系統(tǒng)概述列車運行控制系統(tǒng)調(diào)度集中CTC計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)內(nèi)容概要第二節(jié) 高速鐵路通信系統(tǒng)概述1系統(tǒng)構(gòu)成2一、概述1、定義概述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容概要高速鐵路通信系統(tǒng)以傳輸及接入、電話交換、數(shù)據(jù)網(wǎng)、GSM-R專用移動通信等設(shè)備為基礎(chǔ)，建立調(diào)度、電視會議、救援指揮、環(huán)境監(jiān)控和同步時鐘分配等通信系統(tǒng)，將有線和無線通信有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、圖像、列控的多種功能。保證指揮列車運行的各種調(diào)度指揮命令信息的傳輸。必須通過各種通信手段來保證信息的及時、準(zhǔn)確、可靠的傳輸。為旅客提供各種服務(wù)的通信。例如預(yù)售客票系統(tǒng)、車站內(nèi)旅客向?qū)到y(tǒng)等。為設(shè)備維修及運營管理提供通信條

17、件。線路維修人員在沿線作業(yè)時信息互通，列車乘務(wù)員在運行中及時與調(diào)度員或車站值班員聯(lián)系，及其他傳真電報、地區(qū)電話等。一、概述2、任務(wù)概述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容概要通信應(yīng)具有高可靠性，保證列車高速安全運行。通信應(yīng)保證運營管理的高效率。通信和信號系統(tǒng)緊密結(jié)合，形成一個整體。通信與計算機(jī)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，形成一個現(xiàn)代化的運營、管理、服務(wù)系統(tǒng)。通信應(yīng)完成多種信息的傳輸和提供多種通信服務(wù)。多種通信方式結(jié)合形成一個統(tǒng)一的鐵路通信網(wǎng)。一、概述3、特點概述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容概要二、構(gòu)成概述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容概要傳輸及接入系統(tǒng)為各專業(yè)提供信息傳輸通道，滿足語音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸需要。2、電話交換系統(tǒng)電話交換系統(tǒng)主要解決鐵路公務(wù)電話通信

18、問題。3、數(shù)據(jù)網(wǎng)為非行車安全、資金安全的數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)提供路由、交換等功能，滿足旅客服務(wù)、視頻監(jiān)控及信息系統(tǒng)等對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理需要。二、構(gòu)成1、傳輸及接入系統(tǒng)概述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容概要功能滿足調(diào)度通信、專用通信、站場通信、站間通信調(diào)度通信列車調(diào)度、牽引供電調(diào)度、貨運調(diào)度（客專無）。專用通信車務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、供電、電力等部門內(nèi)部。站場通信車站內(nèi)各行車作業(yè)部門間。站間通信相鄰車站間辦理行車作業(yè)。5、會議電視系統(tǒng)客運專線會議電視系統(tǒng)在路局管理部門配置主會場設(shè)備，調(diào)度所、沿線車站、動車段、動車運用所、綜合維修段配置分會場設(shè)備，組成客運專線會議電視系統(tǒng)。二、構(gòu)成4、調(diào)度通信系統(tǒng)概述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容概要實現(xiàn)對客運專線通信系統(tǒng)的故障管理、資源管理和性能管理。實現(xiàn)對傳輸及接入系統(tǒng)、電話交換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、專用移動通信系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、光纖監(jiān)測等系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層面的綜合網(wǎng)管功能。7、同步及時鐘分配系統(tǒng)同步及時鐘分配系統(tǒng)為通信網(wǎng)絡(luò)提供頻率同步信號源，為客服系統(tǒng)及各部門提供時間同步信號源。二、構(gòu)成6、通信綜合網(wǎng)管系統(tǒng)概述系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容概要功能系統(tǒng)實時對通信電源設(shè)備及通信、信號無人值守機(jī)房環(huán)境集中監(jiān)測。通信電源供電指標(biāo)及機(jī)房內(nèi)的溫濕度、煙