高铁概论第6章(高速铁路信号与控制系统)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2019/11/16,#,高速列车信号与控制系统,01,概述,03,高速列车,进路控制,02,高速列车间隔控制和速度控制,04,调度集中及行车指挥自动化,目录,概述,PART 01,1.,高速铁路信号与控制系统的概念、作用,3.,高速铁路信号与控制系统的发展,4.,中国列控系统发展规划,2.,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,6.1,概述,6.1.1,高速铁路信号与控制系统的概念、作用,高速铁路的信号与控制系统是集微机控制与数据传输于一体的综合控制与管理系统 ，是当代铁路适应高速运营、控制与管理而采用的最新综合性高技术，一般通称为先进列车控制系统（,AdvancedTrainControlSystems,）。,以调度集中为龙头，车站设备为基础，通信网络为骨架，集行车调度指挥、列车运行控制，设备检测，灾害防护和信息管理功能为一体的综合控制系统。,6.1.1,高速铁路信号与控制系统的概念、作用,高速铁路信号与控制系统是保障高速列车运行安全，提高运输效率的,关键技术装备。它是现代保障行车安全、提高运输效率的核心，也是,标志一个国家轨道交通技术装备现代化水准的重要组成部分。被称为,高速列车的中枢神经。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,高速铁路信号与控制系统,列控系统（,列车运行控制子系统,）,综合调度系统（,调度集中子系统,）,计算机联锁系统（,车站联锁子系统,）,信号,其他（,诊断服务子系统、微机监测子系统、,通信网络子系统、培训子系统,）,P166-167,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的,组成与特点,1.,列控系统：列车运行控制系统简称列控，是保证列车安全、快速运行的系统。,列车运行控制系统的,主要作用,是完成列车的间隔控制和速度控制。,完整的列车运行控制系统应包括车载设备和地面设备。,机车信号机设于司机驾驶室内。列车运行时，通过机车上的传感器接收列车运行前方轨面上的轨道电路信息，经译码使机车信号能复示前方地面信号的显示。司机行车时以列车运行前方地面信号显示为主，以机车信号显示为辅。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的,组成与特点,2.1,综合调度系统：又叫调度集中系统（,Centralized traffic control，,CTC,）是指行车调度员在调度中心集中控制和监视所管辖区段内各车,站信号设备，统一调度和指挥列车运行的遥控、遥信系统。,它由设于调度中心机械室的调度集中总机和设于各车站的调度集中分机,组成，总机与分机由数据传输系统相连，以向分机下达控制命令，并将,分机采集的现场状态、表示信息传至总机。,6.2,高速铁路信号与控制系统的,组成与特点,2.2,综合调度系统功能：,调度监督功能,、站场表示：信号、进路、区间状态，车次号显示、,调度集中分机故障表示,、电气集中挤岔、信号机灯丝断丝、报警信息等。,车次号跟踪：,自动跟踪列车车次号。车次号管理：调度员使用键盘或鼠标编辑车次号。列车记点：列车经过车站，自动记录列车到达、出发或通过时刻。,实际运行图显示实际运行图输出运行报告输出调度集中功能,：进路试排、进路存储控制、进路调度控制、进路车站控制、局部进路车站控制,45%,33%,68%,34%,64%,6.2,高速铁路信号与控制系统的,组成与特点,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的,组成与特点,2.3,调度所设备,调度集中总机：,联系中央计算机和调度集中分机。,中央计算机：,系统的中心环节，联系调度集中总机、操作员台、调度员台、显示盘和系统维护台。,操作员台：,供操作员发送控制命令。,调度员台：,供调度员指挥列车运行。,大屏幕显示盘：,显示相关信息，包括进路、信号机状态、车次号跟踪等。,系统维护台：,供系统维护用。,车站设备调度集中分机：,联系调度集中总机和车站的被控对象。,车站调度子系统：,完成计划的显示、下达、修改、车次号输入等。,与其他系统的接口：,实现车站子系统与其他信号基础设备（如,计算机联锁系统,、微机监测系统、,ATP,）的联系。,调度集中是分散型的,远动系统,，其控制中心在调度所，被控对象是铁路沿线各,车站,。,铁路总公司调度中心,铁路局高铁,CTC,系统,车站,CTC,子系统,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,2.4,国外,CTC,系统,1.,西门子,VICOS OC 501,在中国，西门子现代信号技术已成功应用于广州地铁,1,、,2,、,4,、,5,、,8,号线，深圳地铁,1,、,4,号线一期工程、南京地铁,1,号线、上海辛闵轻轨线，北京地铁,10,号线,(,含奥运支线,),项目。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,2.4,国外,CTC,系统,2.ALSTOM ICONIS ATS,系统,在欧洲、亚洲、美洲广泛应用；,分三个等级：等级,1,人工控制等级，基础数据；,等级,2,自动控制等级，自动操作；,等级,3,优化控制等级，支持资源决策和操作。,安全级别高。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,2.4,国外,CTC,系统,3.,日立,cosmos,系统,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,3.1,计算机联锁系统：,计算机联锁系统（简称：,CBI,）,是负责行车进路建立铁路行车核心控制设备。计算机联锁系统在信号操作员或者,ATS,系统操作下实现站内道岔、信号机、轨道电路之间联锁控制，是铁路安全高效行车不可缺少的保障装备。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,3.2,计算机联锁系统功能：根据列车运行图自动排列列车（或者,调车,）进路对信号机、轨道、道岔设备状态实行监测并显示监测道岔转换过程中转辙机电流及设备供电状态接收调度员进路操作命令或者,ATS,控制指令，进行运算处理拒绝执行错误的操作命令，对于操作失误及不满足联锁的状况给出语音提示对于设备故障或重要信息给出语音提示为其他设备提供接口,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,3.3,计算机联锁系统基本结构：,以“故障,安全”为核心的高安全性以及必须具备的高可靠、高可用、快速技术职称等要求，决定了计算机连锁结构的特殊性。,采用冗余设计,冗余设计又称余度设计技术，是指在系统或设备完成任务起关键作用的地方，增加一套以上完成相同功能的功能通道、工作元件或部件，以保证当该部分出现故障时，系统或设备仍能正常工作，减少系统或者设备的故障概率，提高系统可靠性。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,3.4,计算机联锁系统基本结构：,单机系统,双机冷备系统,双机热备,三取二结构,二乘二取二结构,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,3.5,国外典型计算机联锁,1.,西门子,SIMIS-W,微机联锁系统,联锁与接口计算机采用三取二、多数表决的工作原理，以增加可靠性。,2.,法国,TVG,高速铁路车站联锁控制系统,采取三中取二表决模式，保证故障安全。,3.,日本车站联锁系统,二乘二取二结构,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,4.,信号,铁路信号有广义和狭义两种含义。,广义的铁路信号,是在铁路运输系统中，为保证行车安全、提高区间和车站通过能力以及解编能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称，它包括车站信号、区间信号、道口信号、驼峰信号等。,狭义的铁路信号,是在行车、调车工作中，用特定物体,(,包括信号灯、仪表、音响设备,),的颜色、形状、位置和声音等向铁路司机传达有关前方路况、机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车命令等信息的装置或设备。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,4.2,信号的分类,一、铁路信号感官接受方式分为视觉信号、听觉信号。,1.,视觉信号是以物体或灯光的颜色、形状、位置、数目或数码显示等特征表达的信号。,2,听觉信号,听觉信号是以不同器具发出音响的强度、频率和音响的长短等表达的信号。,二、铁路信号按使用时间分为昼间信号、夜间信号、昼夜通用信号。,昼间信号使用时机是从日出到日落，夜间信号使用时机是从日落到日出。在昼间或在昼间遇降雾、暴风雨雪等情况时，昼间信号达不到规定的显示距离时，应使用夜间信号。隧道内光线较暗，采用昼间信号不易嘹望，故隧道内只采用夜间或昼夜通用信号。,三、按设置方式，铁路信号可分为固定信号、移动信号。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,4.3,铁路信号通常用不同的颜色显示其含义。我国铁路信号的显示颜色由基本颜色和辅助颜色组成。,基本颜色有红色、黄色和绿色三种，其显示基本含义如下：,红色,停车。,黄色,注意或减速运行。,绿色 按规定速度运行。,辅助颜色主要有月白色、蓝色、透明白色、紫色。月白色和蓝色主要用于调车信号，分别表示允许调车和禁止调车。透明白色用于信号表示器，紫色仅用于道岔表示器。,6.1.2,高速铁路信号与控制系统的组成与特点,4.4,信号,地面固定信号,线路标志,高速铁路标识设置实施细则,高速列车间隔控制和速度控制,PART,02,6.2,高速列车间隔控制和速度控制,高速铁路列车间隔控制是通过不同行车闭塞方式实现的。,通过相邻车站，线路所、闭塞分区的设备或人为控制，使列车与列车相互间保持一定时空间隔，以保证列车运行安全的行车方法称为行车闭塞法。,根据目标点位置或前行列车的位置自动调整后续列车的位置，保证两者之间在最小间隔距离之上。,6.2,高速列车间隔控制和速度控制,列车运行控制系统由车载系统和地面系统组成。功能和特点（,P171,）,1.,一体化、自动化,2.,车载信号属于主信号，直接给司机指示列车应遵循的安全速度。,3.,自动监控列车运行速度，是一种行车安全控制设备。,6.2,高速列车间隔控制和速度控制,350km/h,及以上高客专线列控条件：,安全追踪间隔约,13500m,最小行车间隔,3min 3/60*350=17500m,平均闭塞分区长度,2000-2400m,高速铁路信号与控制系统的发展,PART,3,6.3,高速铁路信号与控制系统的发展,1.,欧洲,ERTMS/ETCS,系统,2.,德国和西班牙,LZB,系统,3.,法国,TVM300/430,系统,4.,日本新干线,ATC,5.,意大利,9,码列车自动控制系统,6.,瑞典,EBICA900,系统,中国列控系统,发展规划,PART,4,6.4,中国列控系统发展规划,CTCS,（,Chinese train control system,）中国列车运行控制系统,CTCS0-4,共五个分级,0/1,速度小于,200km/h,2-4,列车运行速度大于,200km/h,