列车自动防护系统车载设备组成
动车组牵引与控制系统-列车运行自动防护装置(ATP)操作与维护
机
外
CN1 外接速度传感器
部
CN2 外接110V电源
电
CN3 外接手柄位
缆
CN4 外接制动单元 CN5外接LKJ-2000
CN6 外接DMI
CN7外接制动显示单元和车辆监视器
CN8外接GSM-R（暂不使用）
2.7 CTCS2－200H主机外部电缆
2.8 CTCS2－200H车载列控系统各部件安装位置
1.4 机控优先与人控优先
（1）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。同时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。
二. CTCS2－200H型车载列控系统介绍与
各部分简介
车 载 列 控 系 统
二. CTCS2-200H型车载列控系统介绍与
各部分简介
车 载 列
控 系 统
2.１控制条件
·线路参数 －－来自应答器BTM(点式信息)
包括坡段、线路限速、临时限速、等级切换命令等 ；
·轨道电路信号－－来自STM（连续信息）
信号 楼
车站列控中心 LEU
车站联锁
轨道电路
BTM天线
STM天线
地面应答器
列控系统设备结构图
列 控 系
统 构 成
框 图
EMU
RLU
GSM-R车载 电台
司机
LKJ
DMI
DRU
车载设备主机
ATP系统资料
4.1.1列车自动防护系统基本原理城市轨道交通的信号控制系统中，列车自动防护系统是信号控制系统非常重要的组成部分，它为列车提供安全保障，有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高行车作业效率。
如果没有列车自动防护系统，列车的行车安全需要由列车驾驶员人工保障，这样会造成列车驾驶员过度疲劳，产生安全隐患，对行车作业效率也会带来负面影响。
因此在城市轨道交通中尤其是运营作业频繁的线路上，信号控制系统中设置列车自动防护系统是非常必要的，它是行车作业的安全保障和体现列车自动防护系统，其英文名称为“Train Automatic Protect System”,简称为ATP系统1.列车运行的几个基本概念在介绍列车自动防护系统如何控制列车运行速度时，需要简单了解列车如何启动和停车，以及列车常用制动和列车紧急制动的基本概念。
（1）列车启动和停车列车在人工驾驶时，列车驾驶员操作驾驶手柄，通过列车的牵引系统施加牵引力使列车向前加速行驶，或通过列车的制动系统施加制动力使列车减速行驶，列车驾驶手柄平常放中间位置，将驾驶手柄从中间位置向前推时，列车向前加速行驶，越往前推施加的牵引力越大将驾驶手柄从中间位置向后推时，列车减速行驶，越往后推施加的制动力越大，这时列车在制动力的作用下减速行驶。
（2）列车常用制动和紧急制动列车常用制动就是列车正常行驶过程中，由列车的制动系统施加给列车的制动。
列车的紧急制动就是列车在超速行驶，或遇到其他不正常会危及列车行车安全的情况时，对列车施加的制动。
列车紧急制动时所产生的制动力，是列车制动系统能提供的最大制动力。
列车紧急制动的响应时间比列车常用制动的响应时间要短；一旦对列车施加了紧急制动，只能通过特殊处理才能将紧急制动从列车上解除。
（3）速度限制城市轨道交通中，列车在轨道线路上行驶时，受轨道线路弯道、坡道、列车自身构造以及运营需求等因素的影响，列车只能在规定的速度范围内运行，如果列车运行速度比规定的运行速度值高，则会危及到列车的行车安全，导致列车相撞、出轨或颠覆等事故的发生。
CBTC系统组成
CBTC系统组成系统组成：CBTC系统的组成可以分为列车控制和信息传输两大部分，其中列车控制部分为ATC系统，包括ATP、ATO、ATS三个子系统，完成列车状态信息以及数据信息的处理并控制列车运行。
信息传输部分采用无线通信系统，进行连续双向的车-地通信，完成列车向地面控制设备传递列车的位置、速度以及其他状态。
下图是CBTC系统的具体结构示意图，该系统以列车为中心，其主要子系统包括：区域控制器，车载控制器，列车自动监控ATS（中央控制）数据信息系统和司机显示等。
1. 区域控制器（ZC：Zone Controller），即区域的本地计算机，与连锁区一一对应，通过数据通信系统保持与控制区域内的所有列车安全信息通信。
ZC根据来自列车的位置报告跟踪列车并对区域内列车发布移动授权，实施联锁。
区域控制器采用三取二的检验沉余配置。
沉余结构的列车自动监控可实现所有列车运行控制子系统的通信，用于传输命令及监督子系统状况。
2. 车载控制器：（VOBC）与列车（指一个完整的编组）一一对应，实现列车自动防护ATP和列车自动运行ATO的功能。
车载控制器也采用三取二的沉余配置。
车载应答-查询器和天线与地面的应答器（信标）进行列车定位，测速发电机用于测速和对列车进行校正。
3. 司机显示提供司机与车载控制器及列车自动监控ATS的接口，显示的信息包括最大允许速度、当前测得速度、到站距离、列车运行模式及系统出错信息等。
4. 数据通信系统实现所有列车运行控制子系统间的通信，该系统采用开放的国际标准，即以802.3（以太网）作为列车控制子系统间的接口标准，以802.11作为无线通信接口标准，这两个标准均支持互联网协议（IP）。
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城市轨道交通ATP故障的处理
TRANSITION 过渡页
PAGE
安全管理
危险源识别 预防控制
安全管理 安全管理 （1）危险源识别
按故障因素来源，有无线通信功能故障、 ATP车载设备故障、地面设备故障和人为输 入故障等4个方面，具体体现在ATP车载设备 与地面通信故障、设备自身模块故障、地面 输入数据错误（应答器或轨道电路等）和人 为操作导致的故障（司机介入或地面特殊要 求执行的命令故障）。
事件描述
3. ATP 系统 传递 速度 命令 的方 式
（2）.连续式 连续式ATP系统是利用专用的通信信道进行车
地数据双向通信。国内有些城市轨道交通的移动 闭塞，就是采用交叉感应环线作为通信信道的。 由于点式ATP系统不能满足大客流量和运行间隔 短的运行线路，所以连续式ATP系统是城市轨道 交通ATP系统的主流。
另外，它还能防止列车在开门状态下启动，列车在车 门未全部关闭状态运行。若出现上述情况，ATP会产 生紧急制动。
事件描述
2. A T P 系 统 的 功 能
（7）.列车自动折返监控 自动折返运行模式使列车在终点站能够自动折返
（包括无人折返）。在这种模式下，列车在ATP系统 的控制下运行，就是说ATP车载单元通过速度曲线连 续对列车的运行进行监督。
阶段 负责人
行动
列车司机 ●列车紧急停车时，立即向行车调度员报告。●广播安抚乘客。
发现 与 报告
●同一区域接到多列车司机报告发生紧急制动后，报告线路值班主任。 行车调度员 ●查明前方区间空闲后，命令列车司机采用RM模式动车。
●向通号部生产调度室报修。●通知车站值班人员加强监控。
通号部生产 调度室
●接行车调度员报修后，立即通知信号值班人员进行处理。
安全管理 安全管理 （1）危险源识别
CTCS2 200C列控车载设备介绍
降低列车运 行风险
提高列车运 行安全性
应用优势
提高列车运行效率：通过实时监控 和调整列车速度提高列车运行效率
降低运营成本：通过实时监控和调 整列车速度降低运营成本
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
保障列车安全：通过实时监控和调 整列车速度保障列车安全
提高乘客舒适度：通过实时监控和 调整列车速度提高乘客舒适度
列车自动控制系统：实现列 车的自动驾驶和自动控制
列车自动监控系统：实时监控 列车运行状态及时发现和处理
故障
列车自动调整系统：根据列车 运行情况自动调整列车速度提
高运行效率
工作参数
工作电流：5
工作压力：0.1MP至 0.5MP
工作温度：-40℃至 +85℃
工作寿命：≥10年
工作响应时间： ≤10ms
添加标题
设备工作原理主要包括：接收地面信号、处理信号、 发送控制指令、执行控制指令等步骤。
添加标题
处理信号：设备对接收到的信号进行处理判断列车 运行状态并生成控制指令。
添加标题
执行控制指令：列车控制系统根据控制指令控制列 车运行确保列车安全运行。
关键技术解析
列车自动防护系统：确保列车 的安全运行防止碰撞和脱轨
技术创新方向
智能化：提高 设备的智能化 水平实现自动 控制和故障诊
断
集成化：将多 个功能模块集 成到一个设备 中提高设备的 集成度和可靠
性
网络化：实现 设备间的网络 通信提高设备 的协同工作能
力
节能环保：采 用节能环保技 术降低设备的 能耗和排放提 高设备的环保
性能
市场前景展望
随着高铁技术的不断发展CTCS2 200C列控车载设备将迎来更大的市 场需求。
ATC子系统介绍
站台屏蔽门/安全门
CC确定列车停在规定的停车窗内，才允许ATO开车门和屏蔽门。开关门命令由CC传给CBI，再经室 内信号设备传送至屏蔽门系统。信号系统向屏蔽门系统发送的开、关门信息必须是连续的信号。 屏蔽门系统向信号系统提供全部门关闭且锁闭状态信息和互锁解除信息。，再由CBI传送给CC.。
列车位移和速度测量：
通过列车车头上的编码里程计测量车轮的角速度进行速度测量。列车 校准编码里程计通过1组MTIB（两个相隔21m的重定位信标）。（CC系统将
测量到的距离与预设距离进行比较。当所有校准条件满足后，CC导出编码里程计的一个校准常数， 该值将应用于后面所有的距离测量中。否则，车载系统采用计算出的速度和距离的最大值作为缺 省值。 ）
临时限速管理
线路控制器管理线路的临时限速，周期性地发送给车载CC。在LC设备初始化时应用最具 限制的临时限速，直到从ATS接收到ATP/ATO管理范围内临时限速设置 。 CC从LC未接收到TSR信息，或接收到的TSR信息在一定时间内未得到更新，列车将考虑 最严格限制的临时限速。 （信息：有没有限速设置。保持通实时讯。）
静态线路描述（SGD）是对轨道的描述，其在离线状况下存入区域控制器（ZC） 及车载控制器（CC）中的。
列车通过信标位置在轨道上进行定位（使用SGD），以得到线路上奇点的位置并计算其目标距 离。 ZC利用SGD以得到列车的位置，线路奇点的位置（此信息由车载CC经过计算后告知轨旁），并 计算出每列车的授权终点。 SGD包含以下内容： 线路地图：线路地图编制的基本原则是通过连续的区段表来说明该线路 ，线路上的每个设 备（信标，信号机，道岔，车站）由特定的区段识别号和它在该区段的位置来识别。特别的是 每个道岔由3个区段组成。 奇点：对象及其相关数据的列表（奇点）使得可以系统的方式描述线路的布局。CC需使用 该线路信息以执行ATP和ATO功能。 每个奇点用常量来描述，即“不变量”：线路上奇点的位置、坡度变化值、永久限 速值、信标标识等。可变的奇点的子集：如道岔可以是定位或反位，信号机可以是绿灯或者红 灯。
高速列车安全控制技术ATP
列车自动保护系统（ATP）的简介（西南交通大学交通运输与物流学院，四川省成都市 610031）摘要：在高速铁路列车自动控制系统(ATC)中，列车自动防护(ATP)系统担负着列车运行间隔控制、进路控制、超速防护的重要作用，是列车运行自动控制的基础。
其中，ATP车载设备是ATP系统中保证行车安全的关键设备，它根据地面信息和机车信息生成列车速度控制曲线，并与列车实际速度进行比较，监督列车运行，实现超速防护、零速检测、无意识移动防护、制动确认和车门防护等功能。
本文在详细阐述ATP设备功能及构成的基础上，阐述了高速铁路ATP设备的不足，为后续研究提供参考。
关键词：列车自动保护系统；高速铁路；安全；不足；中图分类号：U238 文献标识码：AIntroduction of Automatic Train Protection (ATP) System and the Current ResearchQIU Qian-qian（School of transportation and logistics, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031）Abstract：Serving as the basis of Automatic Train Control (ATC) system of high-speed railway, Automatic Train Protection (ATP) system plays an important role in interval control, route control and over-speed protection. The onboard ATP, however, is the key component of ATP system to insure the train safety. It calculates the train speed-control curve based on the railway information stored in the host computer and the data received from wayside. It constantly compares the velocity calculated with the train actual velocity to supervise the train operation. It executes over-speed protection, zero-speed check, unexpected movement protection, brake confirmation and door protection. The paper introduces the function and the formation of ATP system and describes the shortage of ATP in details. The paper aimed to make a guidance for future research. Key words：Automatic Train Protection system; high-speed railway; safety; shortage; CLC number: U292.4 Document code: A0 简介高速铁路是解决交通拥挤的有效手段，它的最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全、正点。
CTCS列车运行控制系统ppt课件
轨道电路定位技术
轨道电路原理
01
通过轨道上的电路和车载设备之间的电磁感应或电信号传输实
现列车位置检测。
轨道电路在列车定位中的应用
02
利用轨道电路分段或编码方式，确定列车在轨道上的具体位置。
轨道电路定位技术的优缺点
03
优点包括成熟可靠、适用于各种天气条件；缺点包括精度相对
较低、需要铺设专用轨道电路等。
基于时间间隔的控制策略
列车追踪间隔控制
通过调整前行列车与后行列车的追踪间隔时间，确保列车在区间 内安全、有序运行。
车站间隔时间控制
根据车站到发线运用和列车停站时间等因素，合理设置车站间隔 时间，提高车站通过能力。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
系统架构将向更加分布式、智 能化、自适应的方向发展。
未来发展趋势预测
• 列车协同控制将实现更加精细化、个性化 的运行调整和优化。
未来发展趋势预测
应用前景展望
01
02
03
CTCS列车运行控制系统将在高 速铁路、城际铁路等更多领域得 到广泛应用。
随着技术的发展和应用的深入， CTCS系统将不断升级和完善， 为铁路运输提供更加安全、高效、 智能的保障。
多列车协同控制的复杂性
解决方案
采用高速、可靠的通信技术，如 LTE-R等，确保车地通信的实时性和 准确性。
关键技术挑战及解决方案
采用冗余设计和故障导向安全原则， 确保系统的高可用性和安全性。
采用先进的列车协同控制算法，实现 多列车的协同控制和优化运行。
未来发展趋势预测
技术发展趋势
车地通信将向更高速度、更大 容量、更低时延的方向发展。
CTCS2-200C列控车载设备介绍
Transmission Voie Machine (Track-Train
Transmission)
地面－列车传输
TVM2G TVM sensor
TVM传感器
2019/11/15
12
序号 1 2
术语 允许速度 目标速度
说明
列车运行过程中允许达到的最高安全速 度。
列车到达前方目标点时允许的最高速度。
• 200C列控车载设备设备构成、工作原理、工作模 式、各项功能。
2019/11/15
6
200C型列控车载设备介绍
2019/11/15
7
目录
1.0 200C型列控车载设备简介
2.0 200C型列控车载设备列车接
口
3.0 200C型列控车载设备功能模
式
2019/11/15
8
200C型列控车载设备简介
C
EVC-B
H -
2
A C S D V 2
C C T E 2
C O D O U 2
C P O V
C R N B 5 0
CC TD PP (( 秦秦 沈沈 ))
C F S K
C O R 6 U
M T O R E
3
VME 总线
C
L
I R | C T C S
C I M R E 3
A C S D V 3
C C T E 3
波信号； 1组与列车的接口，用于获取电源、向列车输出制动和
获取列车工况信息； 1组与LKJ的接口，用于与LKJ通信和制动接口交互； 1台速度信号隔离装置（仅针对CRH2型动车组），用于
实现速度信号的抗干扰。
2019/11/15
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍
城市轨道交通信号系统ATC、ATS、ATO、ATP介绍城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。
城市轨道交通信号系统通常由列车自动控制系统（Automatic Train Control，简称ATC）组成，ATC系统包括三个子系统：—列车自动监控系统（Automatic Train Supervision，简称ATS）—列车自动防护子系统（Automatic Train Protection，简称ATP）—列车自动运行系统（Automatic Train Operation，简称ATO）三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。
一、列车自动控制系统（ATC）分类1、按闭塞布点方式：可分为固定式和移动式。
固定闭塞方式中按控制方式，又可分为速度码模式（台阶式）和目标距离码模式（曲线式）。
2、按机车信号传输方式：可分为连续式和点式。
3、按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场子系统。
二、固定闭塞ATC 系统固定闭塞ATC系统是指基于传统轨道电路的自动闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确定，一旦划定将固定不变。
列车以闭塞分区为最小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥和列车运行的自动控制。
固定闭塞ATC系统又可分为速度码模式和目标距离码模式。
1、速度码模式（台阶式）如北京地铁和上海地铁1号线分别引进的英国西屋公司和美国GRS公司的ATC系统均属此类ATC系统，该系统属70～80年代的产品，技术成熟、造价较低，但因闭塞分区长度的设计受限于最不利线路条件和最低列车性能，不利于提高线路运输效率。
固定闭塞速度码模式ATC 是基于普通音频轨道电路，轨道电路传输信息量少，对应每个闭塞分区只能传送一个信息代码，从控制方式可分成入口控制和出口控制两种，从轨道电路类型划分可分为有绝缘和无绝缘轨道电路两种。
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1. 2. 3. 4. 速度显示 目标速度 目标距离 时间
指示灯
1. 超速指示灯 2. 慢速前行指示灯 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 列车自动运行指示灯 列车自动防护控制下的人工驾驶模式指示灯（简称人工ATP） 旁路指示灯 发车测试指示灯 列车自动防护系统故障指示灯 运行方向指示灯 当列车处于自动驾驶（ATO）状态时，发生事故，指示灯会点亮，如跳停 指示灯和停战结束指示灯等
列车自动防护系统车载设备组成
1、车载设备主要组成 2、状态显示单元
1、车载设备主要组成
1. 2. 3. 4. 5. 6. 车载主机 驾驶员状态显示单元 速度传感器 列车地面信号接收器 列车接口电路 电源和辅助设备等
状态显示单元
1. 2. 3. 4. 按钮部分 信息显示部分 指示灯 报警器
按钮部分