列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)

鐵路列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)維護(hù)組長(zhǎng)：高智強(qiáng)目錄

第一章.LKJ2000型運(yùn)行監(jiān)控維護(hù)第二章.CTCS-2級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備第三章.CTCS-2級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)地面設(shè)備第四章.CTCS-3級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備第五章.CTCS-3級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)地面設(shè)備第一章.LKJ列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置一、LKJ系統(tǒng)概述：二、LKJ系統(tǒng)組成：掌握要求LKJ2000型監(jiān)控裝置的功能；LKJ2000型監(jiān)控裝置的組成它LKJ是中國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)(CTCSChineseTrainControlSystem)體系的組成部分，是用于防止列車(chē)冒進(jìn)信號(hào)、運(yùn)行超速和列車(chē)溜逸的重要行車(chē)設(shè)備。它在實(shí)現(xiàn)安全速度控制的同時(shí)，可采集記錄與列車(chē)安全運(yùn)行有關(guān)的各種機(jī)車(chē)運(yùn)行狀態(tài)消息，促進(jìn)了機(jī)車(chē)運(yùn)行管理的自動(dòng)化。

LKJ是中國(guó)列控系統(tǒng)CTCS-0/1級(jí)的重要裝置組成在我國(guó)鐵路既有線(xiàn)第六次提速中采用CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)中，同時(shí)裝設(shè)LKJ。當(dāng)列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)正常工作時(shí)由ATP控車(chē)。當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備不滿(mǎn)足CTCS-2級(jí)條件，或列車(chē)超速防護(hù)故障時(shí)，C2可降低為CTCS-1級(jí)或CTCS-0級(jí)，由LKJ控車(chē)。LKJ列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置一、概述

列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)監(jiān)控裝置）源于上世紀(jì)80年代末，隨著鐵路運(yùn)輸發(fā)展對(duì)安全生產(chǎn)的要求，以及更為客觀地判定行車(chē)事故責(zé)任，構(gòu)思能否用微機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行情況的記錄，該建議并得到了鐵道部有關(guān)部門(mén)及一些高等院校的重視，于1986年研發(fā)出樣機(jī)――機(jī)車(chē)運(yùn)行記錄器（簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)記），開(kāi)始在江岸機(jī)務(wù)段和鄭州機(jī)務(wù)段的機(jī)車(chē)上安裝試運(yùn)行。監(jiān)控裝置起源伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步、軌道電路實(shí)現(xiàn)發(fā)碼化和在實(shí)踐中的不斷摸索完善，終于在1989年有了成型產(chǎn)品JK－Ⅰ型列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置，以后陸續(xù)開(kāi)發(fā)了JK－Ⅱ型、JK-2H型、LKJ-93型及LKJ2000型監(jiān)控裝置。監(jiān)控裝置的發(fā)展伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步、軌道電路實(shí)現(xiàn)發(fā)碼化和在實(shí)踐中的不斷摸索完善，終于在1989年有了成型產(chǎn)品JK－Ⅰ型列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置，以后陸續(xù)開(kāi)發(fā)了JK－Ⅱ型、JK-2H型、LKJ-93型及LKJ2000型監(jiān)控裝置。它們都是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用車(chē)載數(shù)據(jù)方式，將線(xiàn)路數(shù)據(jù)、允許速度及各類(lèi)信號(hào)機(jī)、車(chē)站坐標(biāo)預(yù)先存儲(chǔ)在監(jiān)控裝置數(shù)據(jù)芯片中。當(dāng)列車(chē)運(yùn)行中，根據(jù)機(jī)車(chē)實(shí)際坐標(biāo)位置調(diào)用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)芯片中的數(shù)據(jù)，同時(shí)采集列車(chē)運(yùn)行前方信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)，實(shí)時(shí)計(jì)算列車(chē)制動(dòng)距離，達(dá)到對(duì)列車(chē)運(yùn)行安全的監(jiān)控作用。二、系統(tǒng)成LKJ2000型監(jiān)控裝置于2000年通過(guò)部級(jí)鑒定，裝置基本組成結(jié)構(gòu)主要由主機(jī)箱、顯示器、速度傳感器、壓力傳感器等組成。列車(chē)行車(chē)命令通過(guò)軌道傳送給機(jī)車(chē)，地面線(xiàn)路數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在監(jiān)控主機(jī)中。主機(jī)完成列車(chē)運(yùn)行速度、機(jī)車(chē)牽引工況、列車(chē)管壓力、機(jī)車(chē)信號(hào)色燈條件及地面線(xiàn)路參數(shù)的判斷、計(jì)算，及時(shí)發(fā)出相關(guān)指令，控制列車(chē)安全運(yùn)行。LKJ2000主機(jī)箱控制輸出通用式機(jī)車(chē)信號(hào)Ⅱ端顯示器列車(chē)總線(xiàn)機(jī)車(chē)工況輸入Ⅰ端顯示器速度信號(hào)（2路）壓力傳感器1壓力傳感器2事故狀態(tài)記錄器Ⅰ端雙針表Ⅱ端雙針表壓力傳感器3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖（車(chē)載部分）

圖1-1車(chē)載原理方框圖①主機(jī)箱：控制中心，內(nèi)部由A、B兩組完全相同的控制單元組成。8個(gè)插件排列順序依次為：監(jiān)控記錄、地面信息、通信、模擬量輸入/出、預(yù)留、數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸入/出、電源。②屏幕顯示器：有屏幕顯示器和數(shù)碼顯示器，屏幕顯示器以屏幕滾動(dòng)方式顯示實(shí)際運(yùn)行速度軌跡曲線(xiàn)及模式限制速度曲線(xiàn)，以圖形、符號(hào)和文字形式顯示地面信號(hào)機(jī)的位置、種類(lèi)以及運(yùn)行線(xiàn)路的曲線(xiàn)、坡道、橋梁、隧道及道口信息。③列車(chē)事故狀態(tài)記錄器：在發(fā)生事故后可提供詳細(xì)、準(zhǔn)確的列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，事故狀態(tài)記錄器具備抗沖擊性能。系統(tǒng)組成④轉(zhuǎn)儲(chǔ)器：將車(chē)載記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄至地面微機(jī)系統(tǒng)供分析處理，采用RS232通信方式，能自動(dòng)識(shí)別不同設(shè)備類(lèi)型及記錄書(shū)記格式。⑤速度傳感器：提供速度信息，采用TQG15型或DF16型光電式速度傳感器，滿(mǎn)足相位防溜功能的需要，無(wú)相位防溜功能時(shí)，速度信號(hào)可分別取自?xún)蓚€(gè)速度傳感器。⑥壓力傳感器：提供壓力信息，采用TQG14型機(jī)車(chē)壓力變送器，均衡風(fēng)缸壓力信號(hào)用于反饋控制一提高常用制動(dòng)減壓量控制精度；制動(dòng)缸壓力信號(hào)主要在機(jī)車(chē)單機(jī)運(yùn)行時(shí)作為狀態(tài)記錄依據(jù)。⑦指針式速度指示：采用ZL型或EQG3/8型雙針?biāo)俣缺恚p針?biāo)俣缺淼膶?shí)際速度與限制速度指針依靠裝置主機(jī)驅(qū)動(dòng)。雙針?biāo)俣缺碚彰麟娫床捎脵C(jī)車(chē)照明電源。課后思考1、了解LKJ2000型監(jiān)控裝置發(fā)展概述。2、掌握系統(tǒng)方框圖的組成？各起什么作用？二：列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)———CTCS-2車(chē)載設(shè)備一、CTCS-2級(jí)車(chē)載設(shè)備的功能；二、CTCS-2級(jí)車(chē)載設(shè)備構(gòu)成；學(xué)習(xí)掌握要求：

CTCS-2級(jí)列控車(chē)載設(shè)備負(fù)責(zé)接收地面數(shù)據(jù)命令信息，生成速度模式曲線(xiàn)，監(jiān)控列車(chē)運(yùn)行，保證行車(chē)安全。車(chē)載設(shè)備的主要功能包括：自檢功能；數(shù)據(jù)的輸入和存儲(chǔ)；界面顯示；信息接收和發(fā)送；靜態(tài)曲線(xiàn)比較；動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)比較；列車(chē)定位；速度的測(cè)量及顯示；行車(chē)許可和限速命令顯示；行車(chē)許可和限制速度的監(jiān)督；司機(jī)操作的監(jiān)督；溜逸防護(hù)；信息記錄；自動(dòng)過(guò)分相；站名和公里標(biāo)顯示；在非CTCS-2級(jí)區(qū)段運(yùn)行功能；特殊行車(chē)功能；其他防護(hù)功能。一.CTCS-2級(jí)車(chē)載設(shè)備的功能車(chē)載設(shè)備構(gòu)成車(chē)載安全計(jì)算機(jī)軌道信息接收模塊

應(yīng)答器信息接收天線(xiàn)軌道電路信息接收模塊應(yīng)答器信息接收模塊速度傳感器人機(jī)界面列車(chē)接口單元運(yùn)行記錄單元注釋?zhuān)?/p>

動(dòng)車(chē)組的兩端各安裝一套獨(dú)立的ATP車(chē)載設(shè)備；總體結(jié)構(gòu)采用硬件冗余結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵設(shè)備均采用雙套，核心設(shè)備采用二乘二取二結(jié)構(gòu)，力求達(dá)到高安全性和可用性，安全等級(jí)達(dá)到SIL4級(jí)。二、車(chē)載設(shè)備的構(gòu)成：2.點(diǎn)式信息接收模塊（BTM)負(fù)責(zé)與地面?zhèn)鬏旤c(diǎn)式信息，一般指應(yīng)答器傳輸模塊。應(yīng)答器傳輸模塊通過(guò)應(yīng)答器天線(xiàn)不斷向地面發(fā)送信號(hào)，當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)地面應(yīng)答器時(shí)，地面應(yīng)答器被激活，并將存儲(chǔ)的報(bào)文信息發(fā)送給應(yīng)答器傳輸模塊，BTM接收并解碼得到應(yīng)答器報(bào)文.1.車(chē)載安全計(jì)算機(jī)（VCC)車(chē)載安全計(jì)算機(jī)是列控車(chē)載設(shè)備的核心，從各個(gè)模塊獲取信息，根據(jù)列車(chē)運(yùn)行速度、線(xiàn)路坡度、軌道電路的狀態(tài)等信息，生成制動(dòng)模式曲線(xiàn)，與控制速度與目標(biāo)距離模式曲線(xiàn)進(jìn)行比較，使列車(chē)安全運(yùn)行.3.連續(xù)信息接收模塊

連續(xù)信息接收模塊通過(guò)STM天線(xiàn)感應(yīng)軌道電路的信息，由軟件解調(diào)出信號(hào)的載頻和低頻信息，并將這些信息傳輸給安全計(jì)算機(jī)，從而為生成制動(dòng)模式曲線(xiàn)提供數(shù)據(jù)信息，并且將原始信息提供給LKJ監(jiān)控裝置。5.人機(jī)界面(DMI)DMI為司機(jī)提供列車(chē)數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)主要包括列車(chē)運(yùn)行速度，允許速度，目標(biāo)速度，和目標(biāo)距離等信息。

DMI主要由顯示器，鍵盤(pán)，音響，以及電源板，主板，CPU板組成.4.速度傳感器測(cè)速和測(cè)距是通過(guò)速度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。安裝在動(dòng)車(chē)組兩端車(chē)頭的第二軸和第三軸上，將各軸的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電信后進(jìn)行輸出給車(chē)載安全計(jì)算機(jī)。6.列車(chē)接口單元（TIU)

列車(chē)接口單元是車(chē)載設(shè)備與動(dòng)車(chē)組的接口。車(chē)載設(shè)備通過(guò)列車(chē)接口單元獲得來(lái)自動(dòng)車(chē)組的各種開(kāi)關(guān)量和反饋信息，并通過(guò)它將制動(dòng)和相關(guān)控制命令輸出至動(dòng)車(chē)組。列控系統(tǒng)和車(chē)載設(shè)備與列車(chē)之間有輸入和輸出信號(hào)7.記錄單元記錄單元用來(lái)記錄車(chē)載設(shè)備的工作等級(jí)，工作模式，設(shè)備狀態(tài)，司機(jī)的操作以及車(chē)載設(shè)備與地面設(shè)備間的全部信息交互等，目的是清楚的了解車(chē)載設(shè)備的功能及司機(jī)駕駛列車(chē)的過(guò)程.課后思考題了解車(chē)載設(shè)備的功能都有哪些？掌握各單元的功能是什么？第三章：列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)——CTCS2地面設(shè)備

列控系統(tǒng)地面設(shè)備車(chē)站列控中心室內(nèi)設(shè)備室外設(shè)備應(yīng)答器地面設(shè)備軌道電路學(xué)習(xí)要求一、車(chē)站列控中心技術(shù)特點(diǎn)二、應(yīng)答器工作原理三、級(jí)間切換一.車(chē)站列控中心（1）簡(jiǎn)介：

車(chē)站列控中心（簡(jiǎn)稱(chēng)TCC）是地面列車(chē)運(yùn)行控制的核心，傳輸車(chē)站連鎖、列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)所需要的全部地面信息，通過(guò)驅(qū)動(dòng)接口控制相應(yīng)的道岔、信號(hào)機(jī)及軌旁設(shè)別。采用冗余的硬件結(jié)構(gòu)，適用于裝備計(jì)算機(jī)連鎖或6502電氣集中、CTC或TDCS車(chē)站。CTCS-2列控系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖所示。車(chē)站列控中心根據(jù)調(diào)度命令、進(jìn)路狀態(tài)、線(xiàn)路參數(shù)等產(chǎn)生進(jìn)路及臨時(shí)限速等相關(guān)控車(chē)信息，通過(guò)有源應(yīng)答器及軌旁電路傳送給列車(chē)。既有線(xiàn)暫按獨(dú)立列控方式設(shè)置，將來(lái)可考慮聯(lián)鎖、列控、區(qū)間一體化設(shè)置。車(chē)站列控中心從CTC或TDCS獲得統(tǒng)一時(shí)鐘，并按統(tǒng)一時(shí)鐘進(jìn)行系統(tǒng)管理和控制。車(chē)站列控中心設(shè)備影響時(shí)間不大于1S。車(chē)站列控中心設(shè)備采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，具有通用性。在CTC或TDCS的車(chē)站車(chē)務(wù)終端上設(shè)有特定的列控中心人機(jī)界面，包括輸入、確認(rèn)等，與既有車(chē)站車(chē)務(wù)終端的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一。（2）主要功能：

a：臨時(shí)限速功能

b：接車(chē)進(jìn)路信息預(yù)告功能

（3）技術(shù)特點(diǎn)：

1）采用時(shí)鐘同步比較的2乘2取2安全型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，分為1、2兩系。各系內(nèi)部為2取2結(jié)構(gòu)，雙系互為備份。

2）以計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)采用相同的硬件平臺(tái)，為今后實(shí)現(xiàn)聯(lián)絡(luò)列控一體化、減少設(shè)備投資和維護(hù)費(fèi)用奠定了基礎(chǔ)。

3）采用雙套GPS始終系統(tǒng)，與調(diào)度中心接受相同的衛(wèi)星信號(hào)，最大可能的保證了列控系統(tǒng)的精確時(shí)鐘。

4）采用硬件電路實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備狀態(tài)控制保證在任意時(shí)刻只能有一臺(tái)處于主用狀態(tài)，雙擊切換時(shí)間少于200ms5）提供完善的維護(hù)系統(tǒng)，能夠記錄列控中心運(yùn)行的每個(gè)狀態(tài)并進(jìn)行數(shù)據(jù)回收。

6）采用高速的環(huán)形光纖網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成雙擊同步檢測(cè)通道。

7）與外部重要系統(tǒng)之間均采用交叉連接的通訊方式實(shí)現(xiàn)物理連接的冗余。

8）模塊化程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行固化并實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)保證數(shù)據(jù)正確性。（4）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

1）列控中心主要由列控中心主機(jī)（下圖）和檢測(cè)機(jī)組成，主機(jī)采用2乘2取2可靠性和安全性冗余結(jié)構(gòu)。

2)車(chē)站列控中心有兩種不同的結(jié)構(gòu)，分別適用于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖和6502電器集中聯(lián)鎖。它兩不同之處只在于列控中心要通過(guò)繼電接口采集6502電氣集中的進(jìn)路信息并控制其限速降級(jí)顯示，將對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的RS422通信接口更換為安全智能I/O組合。（5）系統(tǒng)接口1）與CTC/TDCS接口（P口）列控中心與CTC/TDCS系統(tǒng)的接口屬于安全通信接口，采用標(biāo)準(zhǔn)異步RS422串行接口，與CTC/TDCS的雙機(jī)之間形成交叉互連的冗余通道。列控中心主要功能需求①?gòu)腡DCS、CTC中獲取調(diào)度命令，包括接發(fā)車(chē)信息、臨時(shí)限速信息（起點(diǎn)里程、長(zhǎng)度、速度、車(chē)次、起止時(shí)間等）、運(yùn)行方向信息等。

②臨時(shí)限速信息也可由值班員在列控中心人機(jī)界面人工傳輸，通過(guò)TDCS、CTC戰(zhàn)機(jī)想列控中心傳送。③對(duì)于TDCS，經(jīng)車(chē)站值班員人工確認(rèn)后方可執(zhí)行。④應(yīng)能自動(dòng)反饋執(zhí)行結(jié)果，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)報(bào)警。

2）與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)接口（Q口）①?gòu)能?chē)站連鎖系統(tǒng)獲得得車(chē)站記錄和相關(guān)實(shí)習(xí)信息，包括進(jìn)路、出站、通過(guò)、進(jìn)路、股道號(hào)、信號(hào)機(jī)開(kāi)放等。②根據(jù)需要，輸入進(jìn)站或進(jìn)站信號(hào)機(jī)點(diǎn)黃燈、接近區(qū)段軌道電路發(fā)黃碼控制條件，由聯(lián)鎖完成控制和驅(qū)動(dòng)。③對(duì)于站型簡(jiǎn)單、6502電氣集中中間站，在保證安全控車(chē)的前提下，Q口可考慮簡(jiǎn)化處理：對(duì)進(jìn)站能區(qū)分進(jìn)站信號(hào)機(jī)，正線(xiàn)通過(guò)，道岔直向或側(cè)向接車(chē)，對(duì)出戰(zhàn)能區(qū)分是正向還是反向發(fā)車(chē)。3）與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接（R口）列控中心應(yīng)具有自檢、自診、檢測(cè)功能，含LEU及相關(guān)通道監(jiān)測(cè)，自動(dòng)向車(chē)站微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳送監(jiān)測(cè)信息。

4）與LEU接口（S口）①LEU按照列控中心產(chǎn)生的應(yīng)答器報(bào)文地址，實(shí)時(shí)選擇對(duì)應(yīng)的報(bào)文向有源應(yīng)答器傳送。②未辦理進(jìn)路或LEU與應(yīng)答器通信中斷時(shí)，應(yīng)答器應(yīng)有保證行車(chē)安全的缺省報(bào)文。

二.地面應(yīng)答器（1）簡(jiǎn)介：

應(yīng)答器是一種用于地面向列車(chē)信息傳送的電視設(shè)備，分為無(wú)源應(yīng)答器和有源應(yīng)答器。主要用途是向列控車(chē)載設(shè)別提供可靠的地面固定信息和可變信息，也能像車(chē)載子系統(tǒng)發(fā)送報(bào)文信息。（2)傳送信息:1）線(xiàn)路基本參數(shù)：如線(xiàn)路坡度、軌道區(qū)段等參數(shù)；

2）線(xiàn)路速度信息：如線(xiàn)路最大允許速度、列車(chē)最大允許速度等；

3）臨時(shí)限速信息：當(dāng)需要對(duì)列車(chē)運(yùn)行速度進(jìn)行限制時(shí)，向列車(chē)提供臨時(shí)限速信息；車(chē)站進(jìn)路信息：根據(jù)車(chē)站接發(fā)車(chē)進(jìn)路，向列車(chē)提供“線(xiàn)路坡度”、“線(xiàn)路速度”、“軌道區(qū)段”、等參數(shù)；

4）道岔信息：給出前方道岔側(cè)向允許列車(chē)運(yùn)行的速度；

5）特殊定位信息：如升降弓、進(jìn)出隧道、鳴笛、列車(chē)定位等;6）其他信息：固定障礙物信息、列車(chē)運(yùn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)、鏈接數(shù)據(jù)等。(3)地面應(yīng)答器設(shè)備組成:1)無(wú)源應(yīng)答器：傳輸固定信息，主要提供包括線(xiàn)路的坡度、閉塞分區(qū)和軌道電路長(zhǎng)度、載頻、線(xiàn)路固定限速等信息。

2)有源應(yīng)答器：傳輸可變信息。接收車(chē)站列控中心的信息，并向列車(chē)傳送。必須通過(guò)專(zhuān)用的應(yīng)答器電纜與LEU相連，用于發(fā)送來(lái)自于LEU的報(bào)文，在既有線(xiàn)提速區(qū)段，有源應(yīng)答器設(shè)置在車(chē)站進(jìn)站端和出站端，主要發(fā)送限速信息進(jìn)路。（4）地面電子單元LEU：用于實(shí)現(xiàn)車(chē)地信息傳輸。主要功能為接收外部發(fā)送的應(yīng)答器報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器轉(zhuǎn)發(fā)。每一臺(tái)LEU可以同時(shí)向4臺(tái)有源應(yīng)答器發(fā)送不同信息內(nèi)容的報(bào)文。如果LEU自身故障或輸入通道故障時(shí)，則會(huì)向應(yīng)答器發(fā)送預(yù)先存儲(chǔ)的報(bào)文信息。1）LEU的功能：

①存儲(chǔ)幾百條至上千條報(bào)文。②接收外部發(fā)送的應(yīng)答器報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器轉(zhuǎn)發(fā)。每一臺(tái)LEU可以同時(shí)向4臺(tái)有源應(yīng)答器發(fā)送不同信息內(nèi)容的報(bào)文。③接收外部發(fā)送的控制命令，根據(jù)控制命令選擇一條預(yù)先存儲(chǔ)的報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器發(fā)送。④如果LEU自身故障或輸入通道故障時(shí)，則會(huì)向應(yīng)答器發(fā)送預(yù)先存儲(chǔ)的報(bào)文信息。⑤當(dāng)有車(chē)載天線(xiàn)經(jīng)過(guò)有源應(yīng)答器上方時(shí)，LEU不轉(zhuǎn)換新的報(bào)文。⑥輸出開(kāi)路與短路信息。⑦設(shè)備自檢及事件記錄，并向外部設(shè)備上傳

2）內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)①電源板CALE：電源板通過(guò)插頭連接外部的DC24V電源，將其轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)EU所需的工作電源。

②數(shù)據(jù)處理板CRTE：數(shù)據(jù)處理板是LEU的核心處理單元。③串行輸入接口板SLEB：將RS422接口電平轉(zhuǎn)換為數(shù)字電路電平。④輸出板SERB：(5)應(yīng)答器應(yīng)答器系統(tǒng)是一種采用電磁感應(yīng)原理構(gòu)成的高速點(diǎn)式數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，用于在特定地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)地面與列車(chē)間的相互通信。車(chē)載天線(xiàn)與應(yīng)答器之間按電磁耦合的原理進(jìn)行工作。不論是有源應(yīng)答器還是無(wú)源應(yīng)答器，其工作原理相同：當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)地面應(yīng)答器上方時(shí)，應(yīng)答器接收到列控車(chē)載設(shè)備點(diǎn)式1）應(yīng)答器的工作過(guò)程

①接收電磁能量；②建立工作電源；③循環(huán)發(fā)送報(bào)文，直至能量消失。

2）應(yīng)答器的接口①A接口：是應(yīng)答器與列控車(chē)載設(shè)備之間的無(wú)線(xiàn)傳輸接口，有上行數(shù)據(jù)接口A1、信息接收天線(xiàn)發(fā)送的電磁能量后，應(yīng)答器將能量轉(zhuǎn)換為工作電源，啟動(dòng)電子電路工作，把預(yù)先存儲(chǔ)或LEU傳送的傳輸報(bào)文循環(huán)發(fā)送出去，直至能量消失。供電接口A4、編程接口A5。

A1接口是應(yīng)答器向列控車(chē)載設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)報(bào)文的接口。

A4接口是列控車(chē)載設(shè)備向應(yīng)答器提供工作電源的接口。A5接口用于對(duì)應(yīng)答器進(jìn)行編程，即寫(xiě)入報(bào)文及生產(chǎn)制造標(biāo)識(shí)信息。

②C接口：是LEU與有源應(yīng)答器之間的數(shù)據(jù)傳輸接口，具有C1接口、C6接口、C4接口。C1接口用于LEU向有源應(yīng)答器傳送報(bào)文。

C6接口是由LEU給有源應(yīng)答器接口電路提供電源的接口。

C4接口用與有源應(yīng)答器向LEU發(fā)送列車(chē)通過(guò)信息。3）應(yīng)答器的功能接收電能信號(hào)：探測(cè)、解調(diào)遠(yuǎn)程能量信號(hào)。

①上行鏈路信號(hào)產(chǎn)生，該功能是應(yīng)答器通過(guò)接口A1向車(chē)載傳送報(bào)文。

②啟動(dòng)時(shí)的方式選擇是發(fā)送自身存儲(chǔ)的報(bào)文還是發(fā)送接口C來(lái)的報(bào)文。③傳音防護(hù)：對(duì)上行鏈路的限制。④操作/編程模式的管理。

4)應(yīng)答器的安裝①應(yīng)答器應(yīng)按裝在軌枕中央，其表面應(yīng)低于鋼軌表面93~190mm②應(yīng)答器間最小安裝距離應(yīng)滿(mǎn)足：s≤180km/h時(shí)，d=2.3m180km/h＜s≤300km/h時(shí)，d=3.0m;300km/h＜s≤500km/h時(shí)，d=5.0m③應(yīng)答器課成組安裝，每組最多8個(gè)，同一組中兩相鄰應(yīng)答器的間距不得大于12m④應(yīng)答器應(yīng)盡量安裝在最小曲線(xiàn)半徑大于300m的線(xiàn)路上。⑤應(yīng)答器的具體安裝位置應(yīng)綜合其作用、車(chē)載天線(xiàn)位置、信號(hào)機(jī)等因素統(tǒng)籌考慮。

⑥有源應(yīng)答器地面電子單元（LEU）應(yīng)集中設(shè)置在信號(hào)樓，LEU與有源應(yīng)答器采用專(zhuān)用應(yīng)答器電纜連接，電纜最大長(zhǎng)度應(yīng)不小于5km.

⑦車(chē)載應(yīng)答器天線(xiàn)安裝在車(chē)載中心線(xiàn)位置，距離軌面156~279mm，兩相鄰天線(xiàn)間距至少應(yīng)為2m.5)應(yīng)答器的命名規(guī)則每個(gè)應(yīng)答器的編號(hào)由大區(qū)編號(hào)、分區(qū)編號(hào)、車(chē)站編號(hào)和單元編號(hào)組成。①大區(qū)編號(hào)：由三位十進(jìn)制表示，編號(hào)范圍為1～127.②分區(qū)編號(hào)：由一位十進(jìn)制表示，編號(hào)范圍為1～7.

③車(chē)站編號(hào)：由二位十進(jìn)制表示，編號(hào)范圍為1～60.④單元編號(hào)：由三位十進(jìn)制表示，編號(hào)范圍為1～255.(6)級(jí)間切換（補(bǔ)充）

1）CTCS-0級(jí)與CTCS-2級(jí)之間的轉(zhuǎn)換實(shí)際上是控車(chē)權(quán)的交換

2）圖中有三個(gè)應(yīng)答器均為無(wú)源應(yīng)答器，分別為：正向預(yù)告點(diǎn)（發(fā)送預(yù)告信息，提示做好轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備）、切換執(zhí)行點(diǎn)（實(shí)施切換）、反向預(yù)告點(diǎn)（發(fā)送預(yù)告信息，提示做好轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備）。

3）根據(jù)列車(chē)運(yùn)行方向，列車(chē)經(jīng)過(guò)正向預(yù)告點(diǎn)時(shí)，預(yù)告將在前方240m處要進(jìn)行級(jí)間轉(zhuǎn)換，到達(dá)切換執(zhí)行點(diǎn)時(shí)進(jìn)行切換，速度降低，控車(chē)權(quán)由ATP轉(zhuǎn)為L(zhǎng)KJ，當(dāng)0級(jí)向2級(jí)轉(zhuǎn)換時(shí)，列車(chē)經(jīng)過(guò)反向預(yù)告點(diǎn)。預(yù)告將在前方240m處要進(jìn)行級(jí)間轉(zhuǎn)換，到達(dá)切換執(zhí)行點(diǎn)時(shí)進(jìn)行切換，速度提高，控車(chē)權(quán)由LKJ轉(zhuǎn)為ATP。

4）當(dāng)在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，預(yù)先制動(dòng)后轉(zhuǎn)換。③有源應(yīng)答器的報(bào)文按應(yīng)答器編碼規(guī)則編制，各報(bào)文均固化在LEU中，內(nèi)容包括編碼、連接關(guān)系、臨時(shí)限速（至限速始點(diǎn)距離、限速區(qū)長(zhǎng)度、限速速度）、進(jìn)路長(zhǎng)度、電碼化及線(xiàn)路載頻、線(xiàn)路固定信息等。5）與GPS接口列控中心系統(tǒng)與GPS授時(shí)系統(tǒng)接口采用標(biāo)準(zhǔn)異步RS232串行接口，與兩個(gè)GPS系統(tǒng)形成交叉互連的冗余結(jié)構(gòu)。軌道電路（1）軌道電路的作用：①完成列車(chē)占用檢測(cè)及列車(chē)完整性檢查。②提供列車(chē)運(yùn)行前方空閑閉塞分區(qū)數(shù)量。③為CTCS-2級(jí)提供行車(chē)許可。（2）CTCS—2級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)采用既有的ZPW—2000系列無(wú)絕緣軌道電路。根據(jù)《機(jī)車(chē)信號(hào)定義及分配》，CTCS—2級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)中軌道電路的基本碼序?yàn)椋?/p>

1）停車(chē)碼序：L5→L5→L4→L3→L2→L→LU→U→HU;2）45km/h接車(chē)進(jìn)路碼序：L5→L5→L4→L3→L2→L→LU→U2→UU;3）80km/h接車(chē)進(jìn)路碼序：L5→L5→L4→L3→L2→L→LU→U2S→UUS;4）軌道電路信息中的HU、UU、UUS三個(gè)信息碼具有明確的速度含義，具體為：HU:0km/h;UU:45km/h;UUS:80km/h。課后思考題1、掌握地面設(shè)備的總體組成？2、車(chē)站列控中心的功能是什么？3、LEU的功能是什么？4、軌道電路的組成？5、軌道電路的作用？車(chē)站列控中心

車(chē)站列控中心（簡(jiǎn)稱(chēng)TCC）是地面列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)的核心，傳輸車(chē)站連鎖、列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)所需要的全部地面信息，通過(guò)驅(qū)動(dòng)接口控制相應(yīng)的道岔、信號(hào)機(jī)及軌旁設(shè)備。采用冗余的硬件結(jié)構(gòu)，適用于裝備計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖或6502電器集中、CTC或TDCS車(chē)站。車(chē)站列控中心根據(jù)調(diào)度命令、進(jìn)路狀態(tài)、線(xiàn)路參數(shù)等產(chǎn)生進(jìn)路及臨時(shí)限速等相關(guān)控車(chē)信息，通過(guò)有源應(yīng)答器及軌道電路傳送給列車(chē)。既有線(xiàn)暫按獨(dú)立列控方式設(shè)置，將來(lái)可考慮聯(lián)鎖、裂空、區(qū)間一體化設(shè)置。

車(chē)站列控中心從CTC或TDCS獲得統(tǒng)一時(shí)鐘，并按統(tǒng)一時(shí)鐘進(jìn)行系統(tǒng)管理和控制。車(chē)站列控中心設(shè)備影響時(shí)間不大于1s，車(chē)站列控中心設(shè)備采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，具有通用性。在CTC或TDCS的車(chē)站車(chē)務(wù)終端上設(shè)有特定的列控中心人機(jī)界面，包括輸入、確認(rèn)、顯示方式等，與既有車(chē)站車(chē)務(wù)終端的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一。列控中心設(shè)備

主要功能：根據(jù)其管轄范圍內(nèi)列車(chē)位置、聯(lián)鎖進(jìn)路以及線(xiàn)路限速狀況等信息，確定各列車(chē)運(yùn)行許可，并通過(guò)軌道電路及點(diǎn)式應(yīng)答器實(shí)時(shí)傳送給相關(guān)列車(chē)。具體功能如下：（1）接車(chē)進(jìn)路信息預(yù)告功能：在聯(lián)鎖系統(tǒng)上辦理接車(chē)、發(fā)車(chē)或通過(guò)進(jìn)路，信號(hào)開(kāi)放后，聯(lián)鎖系統(tǒng)把接發(fā)車(chē)進(jìn)路信息發(fā)送給列控中心。（1）臨時(shí)限速功能：在CTC車(chē)務(wù)終端的臨時(shí)限速界面上，調(diào)出限速命令窗口，在該窗口內(nèi)輸入（或選擇）操作員姓名、命令號(hào)、限速起點(diǎn)、限速長(zhǎng)度、速度級(jí)別、線(xiàn)路號(hào)和預(yù)計(jì)限速時(shí)間長(zhǎng)度等相關(guān)內(nèi)容。對(duì)輸入（或選擇）內(nèi)容進(jìn)行有效性檢查，如果輸入內(nèi)容不合法，則給出提示；如果輸入內(nèi)容合法，則生成限速命令數(shù)據(jù)包，然后將其發(fā)送至列控中心。

2.地面應(yīng)答器

地面應(yīng)答器是一種用于地面向列車(chē)信息傳輸?shù)狞c(diǎn)式設(shè)備，分為無(wú)源應(yīng)答器和有源應(yīng)答器。 功能:主要用途是向列控車(chē)載設(shè)備提供可靠的地面固定信息和可變信息，也能向車(chē)載子系統(tǒng)發(fā)送報(bào)文信息。地面應(yīng)答器

無(wú)源應(yīng)答器（組）：主要用于提供包括線(xiàn)路的坡度、閉塞分區(qū)或軌道電路長(zhǎng)度、載頻、線(xiàn)路固定限速等信息。 有源應(yīng)答器：傳輸可變信息。接收車(chē)站列控中心的信息，并向列車(chē)傳送。必須通過(guò)專(zhuān)用的應(yīng)答器電纜與LED設(shè)備連接，可以根據(jù)LED設(shè)備所發(fā)送的報(bào)文，變化的向列車(chē)傳送應(yīng)答器報(bào)

文信息。向列車(chē)傳送應(yīng)答器報(bào)文信息。與LED（地面電子單元）連接，用于發(fā)送來(lái)自于LED的報(bào)文，在既有線(xiàn)提速區(qū)段，有源應(yīng)答器設(shè)置在車(chē)站進(jìn)站端和出戰(zhàn)段，主要發(fā)送進(jìn)路信息和臨時(shí)限速信息。 地面電子單元LEU屬于地面應(yīng)答器的一部分，用來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)地信息傳輸。地面電子單元主要功能：接收外部發(fā)送的應(yīng)答器報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)控制命令選擇一條預(yù)先存儲(chǔ)的報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器發(fā)送。地面電子單元及應(yīng)答器

地面電子單元結(jié)構(gòu)與原理：應(yīng)答器地面電子單元是通過(guò)鐵道部開(kāi)展的重要技術(shù)裝備的技術(shù)引進(jìn)和國(guó)產(chǎn)化工作，LEU設(shè)備安裝與車(chē)站列控中心機(jī)柜中，占用一層。主要用于實(shí)時(shí)接受列控中心傳送的報(bào)文數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給有源應(yīng)答器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全傳輸。

LEU與有源應(yīng)答器連接，周期性地接受來(lái)自于車(chē)站列控中心的報(bào)文，并連續(xù)不斷的向有源應(yīng)答器發(fā)送可變信息的報(bào)文。既有線(xiàn)提速區(qū)段采用了歐標(biāo)點(diǎn)式應(yīng)答器，有阿爾斯通和CSEE兩家公司的LEU。兩種LEU外形和實(shí)現(xiàn)的方式不同，但基本功能相同，以下分別描述。LEU的功能LEU是故障----安全設(shè)備，是信號(hào)系統(tǒng)與應(yīng)答器之間提供接口主要有以下功能：①存儲(chǔ)幾百條之上千條報(bào)文。②接收外部發(fā)送的應(yīng)答器報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器轉(zhuǎn)發(fā)。一臺(tái)LEU可以同時(shí)向4臺(tái)有源應(yīng)答器發(fā)送不同信息內(nèi)容的報(bào)文。③接收外部發(fā)送的控制命令，根據(jù)控制命令選擇一條預(yù)先存儲(chǔ)的報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器發(fā)送。④當(dāng)輸入通道故障或LEU內(nèi)部有故障時(shí)，向應(yīng)答器發(fā)送預(yù)先存儲(chǔ)的默認(rèn)報(bào)文。

④當(dāng)輸入通道故障或LEU內(nèi)部有故障時(shí)，向應(yīng)答器發(fā)送預(yù)先存儲(chǔ)的默認(rèn)報(bào)文。⑤當(dāng)有車(chē)載天線(xiàn)經(jīng)過(guò)有源應(yīng)答器上方時(shí)，LEU不轉(zhuǎn)換新的報(bào)文。⑥輸出開(kāi)路與短路監(jiān)測(cè)信息。⑦設(shè)備自檢及事件記錄，并向外部設(shè)備上傳。LEU工作原理1）報(bào)文接收：微處理器通過(guò)通信接口周期性的從車(chē)站列控中心接收?qǐng)?bào)文，并把報(bào)文傳送到邏輯控制單元，有邏輯控制單元把周期性的報(bào)文輸入變?yōu)檫B續(xù)的報(bào)文輸出。2）邏輯控制：微處理器收到報(bào)文后，把報(bào)文轉(zhuǎn)出在邏輯控制單元中，邏輯控制單元相當(dāng)于發(fā)送緩沖器，以564.48kbit/s的速率把這個(gè)1023位的報(bào)文循環(huán)地輸出。軌道電路軌道電路完成列車(chē)占用檢測(cè)及列車(chē)完整性檢查，連續(xù)向列車(chē)傳送控制信息。車(chē)站與區(qū)間采用同制式的軌道電路。CTCS-2級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)采用既有的ZPW-2000系列無(wú)絕緣軌道電路。思考題1、掌握地面設(shè)備的總體組成？2、車(chē)站列控中心的功能是什么？3、LEU的功能是什么？CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)地面設(shè)備車(chē)載設(shè)備GSM-R無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)車(chē)載安全計(jì)算機(jī)GSM-R無(wú)線(xiàn)通信單元軌道電路信息接收單元應(yīng)答器信息接收模塊記錄單元人機(jī)界面列車(chē)接口單元RBCTCCZPW-2000系列軌道電路應(yīng)答器GSM-R通信接口設(shè)備四.列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)

——CTCS-3車(chē)載設(shè)備學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握車(chē)載設(shè)備的組成；2、掌握車(chē)載控制模式有幾種，其名稱(chēng)？CTCS-3級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備

系統(tǒng)功能：超速運(yùn)行防護(hù)：線(xiàn)路允許速度，近路允許速度，臨時(shí)限速和緊急限速。生成目標(biāo)距離模式曲線(xiàn)，根據(jù)來(lái)自STM的軌道電路信息、來(lái)自BTM的線(xiàn)路描述數(shù)據(jù)以及列車(chē)的特性，ATP車(chē)載設(shè)備生成一次制動(dòng)的連續(xù)控制曲線(xiàn)。CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備車(chē)載設(shè)備記錄單元(JRU)車(chē)載安全計(jì)算（VC）列車(chē)接口單元(TIU)應(yīng)答器信息接收模塊(BTM)測(cè)速測(cè)距單元（SDU）人機(jī)界面(DMI)軌道電路信息接收單元(TCR)GSM-R無(wú)線(xiàn)通信單元(RTU)CTCS-3級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系

統(tǒng)車(chē)載設(shè)備主要組成

①車(chē)載安全計(jì)算機(jī)：對(duì)列車(chē)運(yùn)行控制信息進(jìn)行綜合處理，生成目標(biāo)距離曲線(xiàn)，控制列車(chē)按命令運(yùn)行。

②無(wú)線(xiàn)通信(GSM-R)車(chē)載設(shè)備——作為系統(tǒng)信息傳輸平臺(tái)完成車(chē)-地間大容量的信息交換。

③軌道電路信息接收單元（TCR）：用于接收軌道電路信息，并將其傳給主機(jī)。

④應(yīng)答器信息接收模塊（BTM）：獲取前方進(jìn)路信息，確定列車(chē)位置，確定列車(chē)的運(yùn)行方向，獲得進(jìn)路信息，獲得臨時(shí)限速信息。

⑤記錄單元（JRU/DRU）：用于記錄列車(chē)運(yùn)行中，車(chē)載設(shè)備采集的原始信息和車(chē)載設(shè)備輸出的控制信息.⑥人機(jī)界面（DMI）:顯示列車(chē)當(dāng)前速度、最大限速、目標(biāo)速度、等駕駛信息。⑦列車(chē)接口單元(TIU）：用于連接車(chē)載其他模塊的接口。CTCS-3級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)

車(chē)載設(shè)備監(jiān)控模式

CTCS-3級(jí)列控車(chē)載監(jiān)控模式有九種主要工作模式。其中通用的模式有完全監(jiān)控模式(FS)、目視行車(chē)模式（OS）、引導(dǎo)模式(CO)、調(diào)車(chē)模式（SH）、隔離模式（IS）、待機(jī)模式（SB）和休眠模式等七種模式；僅適用于CTCS-2級(jí)的模式有部分監(jiān)控模式(PS)和機(jī)車(chē)信號(hào)模式（CS)。完全監(jiān)控模式（FS)部分監(jiān)控模式（PS）C2專(zhuān)有機(jī)車(chē)信號(hào)模式（CS)C2專(zhuān)有待機(jī)模式（SB）引導(dǎo)模式（CO）隔離模式（IS）調(diào)車(chē)模式（SH）目視行車(chē)模式（OS）休眠模式（SL）列控車(chē)載設(shè)備列控車(chē)載設(shè)備九種主要工作模式CTCS-3級(jí)列控車(chē)載控制模式CTCS-3級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)

車(chē)載設(shè)備監(jiān)控模式

①待機(jī)模式：當(dāng)列控模式上上電時(shí)，執(zhí)行自檢和外部設(shè)備測(cè)試正確后處于待機(jī)模式，車(chē)載設(shè)備禁止列車(chē)移動(dòng)。當(dāng)司機(jī)開(kāi)啟駕駛臺(tái)時(shí)，列控車(chē)載設(shè)備中的DMI投入正常工作。②完全監(jiān)控模式：當(dāng)車(chē)載設(shè)備具備列控所需的全部數(shù)據(jù)(包括列車(chē)數(shù)據(jù)、行車(chē)許可和線(xiàn)路數(shù)據(jù)等）時(shí)，列控車(chē)載設(shè)備生成目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線(xiàn)，并通過(guò)人機(jī)界面（DMI）顯示運(yùn)行速度、