CTCS2-200H型ATP系统介绍课件

CTCS2-200H型ATP系统介绍2010年11月ATP系统整体结构介绍ATP系统各单元模块功能ATP系统主要工作模式ATP相关处理逻辑异常情况应急处理CTCS2-200H技术参数培训提纲2024/4/161ATP：AutomaticTrainProtection中文：列车超速防护

ATP车载设备以接收到的地面信息为基础，由车载设备生成速度控制曲线，并实时与实际速度相比较，如果实际速度超过了速度控制曲线，车载设备就自动实施制动。一、ATP系统整体结构介绍2024/4/162车载安全计算机（VC）：VitalComputer轨道信息接收单元（STM）：SpecificTransmissionModule应答器信息接收单元（BTM）：BaliseTransmissionModue继电器逻辑单元（RLU）：RelayLogicUnit记录单元（DRU）：DataRecordUnit人机界面（DMI）：Driver-MachineInterface速度传感器（AG43E）：SpeedSensor轨道信息接收天线：STMAntennal应答器信息接收天线：BTMAntennalCTCS2－200H车载列控系统单元2024/4/163列控系统设备结构图人机接口地面应答器STM天线BTM天线记录器制动接口BTMSTM车载计算机CTC或TDCS站机车站列控中心车站联锁轨道电路LEU车务终端信号楼动车组信号机2024/4/164CTCS2-200H列控车载系统（ATP）设备根据开放式计算机体系结构进行设计，主要包括安全计算机（VC）、轨道电路信息接收模块（STM）、应答器信息接收模块（BTM）、继电器逻辑单元（RLU）、运行记录单元（DRU）、人机界面（DMI）等。二、ATP系统各单元模块功能结构介绍2024/4/165CTCS2-200H车载列控系统主体装置（前）2024/4/166CTCS2-200H车载列控系统主体装置（后）2024/4/167连接器序号种类连接端用途CN1GTC连接器连接速度传感器，速度信号输入CN2连接车体NFB盘，连接电源，MCR信号输入，给ATP供电CN3QE连接器连接司机操作盘，牵引/制动/零位/向前/向后指令输入CN4连接车体制动控制配电盘，制动指令输出CN5连接LKJ，制动指令和通信信号输入、输出CN6连接DMI，通信信号输入、输出，向DMI供电CN7连接制动控制单元BCU与监视器MON（CRH1留用），速度信号输出CN8GSM-R通信（预留）CN9STM天线信号输入CN10航空插座STM天线测试信号输出CN11BTM天线测试信号的输入输出CN12与LKJ相连的连接器2024/4/168CTCS2－200H车载列控系统主要功能·轨道电路信息接收·应答器信息接收·速度、距离计算·列车位置校正·模式曲线的生成·制动指令输出·防止列车溜逸·控制显示·异常检测·动作、状态记录·与LKJ的接口功能·与EMU的接口功能2024/4/169

ATP装置的核心部分，负责从ATP各个模块搜集信息，生成制动模式曲线，必要时通过故障安全电路向列车输出制动信息，控制列车安全运行。安全计算机为2×2取2结构，以保证列车控制的安全性和设备的冗余性。安全计算机的核心安全逻辑由FS-LSI（故障安全LSI）实现。FS-LSI对两个CPU的运算结果（制动指令条件等）输出进行校核，如果校核不一致就立即进行故障检测，确保故障-安全。安全计算机(VC)2024/4/1610SW1：车种设定SW2：机控/人控优先设定SW3：CTCS0/2启机设定车轮径设定VC外观图2024/4/1611序号PCB名称板卡功能１OPE8-6A

执行速度核查模式曲线和来自速度信号的速度核查演算将励磁制动指令（EB,BR7）输出到AMP基板将制动指令（BR4，BR1，PCUT）输出给RLU

和STM通信输入速度信号输入BTM的CD检测信号２FSC-6A

生成速度核查模式曲线解析Balise报文和BTM，DMI，DRU通信３AMP8-6A

在故障－安全（FailSafe）输出电路中将生成的制动指令（EB，BR7）输出给RLU。同时将故障信号输出给RLU４BUF8-4A

搭载有控制车辆运转条件的输入DI电路输入RLU的继电器接点向RLU输出继电器线圈励磁信号５QXC8-4A在箱体外部组装上连接用的连接器CNV1连接器：速度分配盘，连接到RLU上CNV2连接器：BTM(CD检测)，连接到RLU上６QXC8-3A在箱体外部组装上连接用的连接器CNV5连接器：接到STM，BTM，DMI，DRU上７QXC8-2A在箱体外部组装上连接用的连接器CNV3连接器：连接到RLU上CNV4连接器：连接到RLU上８EUR-E060BCN

印刷板用电源输入：DC110V输出：5V，24V2024/4/1612

该模块记录ATP装置的动作、状态、司机的操作等信息，采用PCMCIA卡作为存储介质，通过读卡器可将数据下载至地面分析管理微机，进行设备运行状况分析。数据记录单元(DRU)2024/4/1613DRU外观图2024/4/1614序号PCB名称板卡功能1PCR8-1A

在PC卡上记录ATP控制设备的动作状态，故障信息2FSC8-6A

编辑记录在PC卡上的ATP控制设备的动作状态，故障信息和BTM，LKJ，VC1，VC2通信3BUF8-4B

输入RLU的继电器接点输入风扇故障信号4QXC8-1A在箱体外部组装上连接用的连接器CND1连接器：连接到风扇上承接风扇故障信号CND2连接器：连接到RLU上5QXC8-3A在箱体外部组装上连接用的连接器CND7连接器：接到BTM，LKJ，VC1，VC2上6QXC8-2A在箱体外部组装上连接用的连接器CND3连接器：连接到RLU上输入风扇故障信号CND4连接器：连接到RLU上7EUR-E060BCN

印刷板用电源输入:DC110V输出:5V,24V2024/4/1615

这是主要由继电器组成的逻辑单元，实现输入与输出接口功能。它的作用是核对车载安全计算机各系统输出的制动指令，对两套车载安全计算机输出的制动指令进行“或”操作后，作为系统的最终输出。双系统中单系统故障时，该系统的常用、紧急输出短路，列车接口单元不再核对双系统的输出。此时，正常系统的制动指令输出将作为系统的最终输出。两系统均故障时，则认为ATP系统故障，最终输出紧急制动。继电器逻辑单元(RLU)2024/4/1616RLU外观图2024/4/1617序号PCB名称板卡功能1RLY8-15A

安装车载设备制动指令（EB、BR7）的最终输出继电器2RLY8-17A

安装输入车体的DC110V所用的继电器3RLY8-18A

安装监测系统故障继电器4RLY8-19A安装备用继电器、定时器电路5RLY8-20A安装车载设备制动指令（BR4、BR1、PCUT）的最终输出继电器6RLY8-21A安装LKJ的接口继电器2024/4/1618STM又称为轨道信息接收模块，该模块通过STM天线(感应器)接收轨道电路信号，解调轨道电路上传的信号信息，并将解调的信息传递给安全计算机，为安全计算机生成制动模式曲线提供依据。STM可以接收最多16种载频，包括国产移频以及ZPW-2000、UM71系列轨道电路信息。

STM可根据应答器信息、轨道电路载频锁定信息、司机操作锁定可接收的载频，以防止邻线干扰。为提高系统的可靠性和安全性，STM采用2×2取2结构，即STM由功能完全相同的2个系统，每个STM系统与一个安全计算机配合，组成一系控制系统。两系STM完全独立工作。轨道电路信息接收模块(STM)2024/4/1619STM外观图2024/4/1620STM天线感应钢轨中的轨道电路信号，传输至STM模块进行解码处理。STM轨道电路感应器是由感应线圈、固定支架和线缆组成，如图所示，它是STM的前端信号感应部件，安装于机车前部，感应线圈的底部距离钢轨面135±5mm（8列编组）。STM天线外观图2024/4/1621STM轨道电路感应器的最底部是带有保护外壳的感应线圈，它可以通过线缆将感应的轨道信号输出。在感应线圈的上面是两个固定固定支架，用于将STM轨道电路感应器固定在机车上，根据现场安装的需要，固定支架可以进行并更。STM物理连接图2024/4/1622

通过BTM天线，接收符合应答器信息定义标准的信息，经过校核后，将正确的信息传输至安全计算机，为安全计算机生成制动曲线提供数据。应答器信息包括线路参数信息、进路信息、临时限速信息以及级间切换等信息。在列车运行的整个期间，应答器信息接收模块（BTM）通过车载天线不断向地面发送27.095MHz的激活信号。当列车经过地面应答器时，地面应答器被激活并将存储在其内的报文信息发送给BTM主机。BTM主机接收到报文以后进行解码，并将解码后的数据传输给VC主机和DRU。应答器信息接收模块(BTM)2024/4/1623BTM外观图2024/4/16241项目规格2受电方式电磁感性式、点式信号调制方式FSK（FrequencyShiftKeying）接收频率载波频率4.234MHz+/-200kHz移频282.24kHz速率564.48kpbs3功率载频27.095MHz+/-5kHz4逻辑层符号方式BCH代号检定方式85bits循环冗余同步方式利用Blockcontrolheader电文位数1023bits利用电文位数830bits5冗余性单一系统湿度范围（天线）动作保证-40℃～70℃保存-55℃～85℃2024/4/1625BTM天线接收来自地面应答器的信号，传输至BTM模块进行信息解调处理。2024/4/1626

通过声音、图象等方式将ATP车载装置的状态通知司机。司机可以通过DMI上的按键来切换ATP装置的运行模式或是输入必要的信息。人机界面(DMI)DMI外观图2024/4/1627CTCS2－200H型车载列控系统的DMI（人机界面）由下列部分组成：◆显示屏，用于显示各种图形信息；◆键盘，供司机向车载设备进行各种操作和输入数据；◆扬声器，用于向司机输出语音或声音提示信息；

DMI提供车载子系统与司机之间的接口，通过声音、图象等方式向司机提供列车各种信息以及ATP的状态，提示驾驶员进行相应的操作。具体来说，人机接口的主要功能包括以下几个方面：（1）向司机显示下列信息：◆列车实际速度；◆最大允许速度；◆目标速度；◆目标距离；◆车载工作方式等（2）接受司机的数据2024/4/1628DMI显示界面2024/4/1629速度传感器

安装在头车的第2轴和第3轴轴箱上，通过车轮的转动产生脉冲信号，并输入至安全计算机，用于测量列车运行速度。速度传感器外形2024/4/1630隔离开关

隔离开关是有两个位置的凸轮式开关，两个位置分别是“正常”和“隔离”，具有14个独立的接点。将开关打到“隔离”位置时，可通过切断ATP的制动输出，停止列控车载设备控车。隔离开关外形2024/4/1631动车组(EMU)接口

ATP车载装置的控制对象。向ATP提供包括前进、后退、零位、制动、牵引在内的司机操作状态，同时接收ATP发出的制动、切除牵引等信息。CTCS2－200H车载列控系统相关设备运行监控记录装置(LKJ)

在CTCS0/1级或ATP某些故障的情况下，由LKJ控车。当LKJ控车时，ATP负责向LKJ提供轨道电路信息(机车信号)。另外，ATP与LKJ之间还存在一些列车控制、状态信息的交互，用于运行管理。2024/4/1632

系统外部连接电缆与ATP车载设备主机连接:CN1外接速度传感器CN2外接110V电源CN3外接手柄位CN4外接制动单元CN5外接LKJ-2000CN6外接DMICN7外接制动显示单元和车辆监视器CN8外接GSM-R（暂不使用）CTCS2－200H主机外部电缆2024/4/1633待机模式(SB)ATP车载设备在电源接通后的初始状态。ATP完全监控模式(FS)ATP车载设备接收到地面应答器信息并确定位置后，即转为本模式。（RO）ATP部分监控模式(PS)

无线路数据；侧线发车；线路数据丢失（BF）引导模式(CO)

适用于车站设备故障时，引导接车进站的模式目视行车模式(OS)ATP生成固定限速，司机负全部责任走行调车监控模式(SH)

适用于调车作业时的模式LKJ模式（CS）

LKJ控车模式三、CTCS2－200H车载设备主要工作模式2024/4/1634机控优先机控优先的系统当要求列车减速时，根据实际情况,输出不同级别的制动，低于允许速度后自动缓解。当列车速度超过紧急制动曲线时，则实施紧急制动，使列车停车。制动完全由列车运行控制系统自动完成，不必司机人工介入，其最大优点是能够减少司机的劳动强度，提高列车运行服务质量。也可适当缩短列车运行间隔时间。但为满足旅客乘坐舒适性，制动系统的自动化程度及制动性能要求非常高。人控优先和机控优先2024/4/1635人控优先

人控优先的系统列车运行速度一般由司机控制，只有列车超过允许速度，设备才自动介入实施制动。司机制动优先的系统优点是便于发挥司机的责任感，充分发挥人的技术能力，减少设备对司机操纵的干扰。

值得注意：无论是那种制动优先，紧急制动后只有停车后，才可缓解。2024/4/16362024/4/1637B7EB缓解制动2024/4/1638三、ATP相关处理逻辑限速处理

如果预先应答器传输静态限速位置和临时限速，ATP车载装置产生到指定限速起点前可减速的速度模式曲线。另外，对此模式也考虑坡度影响后作出。2024/4/1639应答器链接

使用如果应答器中的数据包含ETCS-5信息包，ATP车载设备根据测距情况，判断在恰当位置的测距窗口中是否找到下一个应答器。如果下一个应答器被找到，ATP车载设备根据正常情况进行控制。如果在恰当位置的测距窗口中没有找到下一个应答器，ATP车载设备根据从前一个应答器接收到的ETCS-5信息包中Q_LINKREACTION的定义进行处理。2024/4/1640ETCS-5为应答器链接信息包，其中变量Q_LINKREACTION为2位，当应答器链接失败时，根据此变量的值ATP采取的措施如下：

00=紧急制动，01=常用制动，10=无反应，11=备用既有线车站及区间，应答器组链接失败时，变量Q_LINKREACTION=10，ATP“无反应”。特殊车站及区间应答器丢失后，ATP控车可能存在不安全因素时，修改变量值为00或01。但是，不管Q_LINKREACTION的值是什么，如果应答器丢失，ATP车载设备都将进行报警并记录。2024/4/1641锁载频处理

列车开始走行TC11轨道电路后，只能检出在TC11使用的载频，对于轨道电路长Ls11，从TC11起点的Ls11-X跟前，TC13轨道电路内的Ls11＋X的区间有可能检出TC11使用的载频和TC13使用的载频这两个频率。之后，Ls11+X以后用TC13所指定的频率固定。以后，反复实施本处理。在这里在区间X=100m，在站内X=50m2024/4/1642注：此为37版，52版以后改为大滑行判断参数：空转：加速度a=5.5km/h

抱死：减速度b=6km/h滑行、空转时的处理2024/4/1643单系故障

DMI出现以下文本信息：

与安全计算机1系通信故障与安全计算机2系通信故障安全计算机1系故障安全计算机2系故障STM1系故障STM2系故障四、异常情况应急处理2024/4/1644

说明：在DMI报告上述文本信息时，表示ATP的其中一系发生异常，但另一系仍在正常工作。不具备处理异常条件下，列车可在ATP监控下，正常行车。

在该种情况下，司机应按照如下步骤进行操作：（1）使ATP断电30秒后，重新启动ATP。（2）ATP在重新启动后，如仍有此类故障文本提示，司机应立即报告列车调度员或车站值班员。2024/4/1645双系故障

DMI出现以下文本信息：测速系统异常安全计算机双系故障与安全计算机双系通信故障STM双系故障ATP设备故障BTM故障其他故障DMI双系全部不工作速度传感器断线检测2024/4/1646

说明：ATP双系故障，ATP在VC以及该系的STM正常，并且DRU正常的情况下可以向LKJ传输机车信号。此时，可以由LKJ控车。

LKJ设备的操作方法，参考LKJ司机操作手册

在该种情况下，司机应按照如下步骤进行操作：（1）使ATP断电30秒后，重新启动ATP。（2）ATP在重新启动后，如仍有此类故障文本提示，司机应立即报告列车调度员或车站值班员。（3）将列控车载设备（ATP）隔离开关转换到“隔离”位置，运行等级将自动切换到CTCS0级，按调度命令行车。2024/4/1647DMI显示异常

DMI出现以下文本信息：显示器故障（按键粘连）DMI显示不正常或无显示

在该种情况下，司机应按照如下步骤进行操作：（1）使ATP断电30秒后，重新启动ATP。（2）ATP在重新启动后，如仍有此类故障文本提示，司机应立即报告列车调度员或车站值班员。（3）对于单显示DMI，将列控车载设备（ATP）隔离开关转换到“隔离”位置，运行等级将自动切换到CTCS0级，按调度命令行车。（4）对于双显示DMI，司机按压DMI切换开关，将DMI显示功能切换到辅显示屏显示。2024/4/1648其他非ATP原因

地面列控中心、地面LEU、地面应答器故障，引发列车无法高速运行时，司机应立即报告列车调度员或车站值班员，按调度命令行车。说明：红光带等选择【目视】行车模式时，需停车2分钟后，手动切换可生效。紧急制动后，停车信号开放后，制动可手动缓解。2024/4/1649五、CTCS2-200H技术参数最大工作电压：DC110Ｖ＊1.25最低工作电压：DC110V＊0.7