列控设备范文

列控设备范文（精选7篇）

列控设备 第1篇

关键词：列控,维修,分析,改进

在我国客运专线、高速铁路建设中, 列控车载设备占据着十分关键的地位。健全的设备维修体系, 可以及时检查、排除故障, 最大限度的降低经济损失, 避免造成严重的社会不良影响。

目前, 在车载列控设备的维修维护规范方面, 我国铁路部门实行的规范多为临时性的, 体制问题尚未根本解决。特别是在维修制度方面, 统一的、一刀切的定期维修方式多被采用, 列控设备的实际运行情况未被考虑其中, 这必将导致一些状态良好的设备出现故障或潜在的故障, 进而影响设备原有的可靠性的恢复, 以及使设备的故障隐患和故障率大为增加。此外, 为了减少不必要的检修造成的列控车载设备被迫下道的情况出现, 因此, 对我国目前列控车载设备的维修方式做详细分析和改进日益成为不可忽视的问题。

1 列控车载设备故障分析

列控车载设备主要由安全计算机 (VC) 、应答器信息接收模块 (BTM) 、轨道电路信息接收模块 (STM) 、速度传感器、列车接口单元 (TIU) 、人机界面 (DMI) 、运行记录单元 (DRU) 、轨道电路信息接收天线、应答器信息接收天线等部件组成, 如图1所示为CTCS-2级列控系统结构图。车载设备通过通信信道将地面传来的信号进行处理, 形成列车速度控制数据及列车制动模式, 监督和控制列车安全运行, 因此对列车车载设备进行故障分析及诊断就显的尤为重要。

在实际运用中, 由于运行环境的复杂多样, 列控设备遇到的故障也是层出不穷, 所以根据列控车载设备的机械和电器特性的不同, 按照引起故障的原因将这些设备分为以下三类。

(1) 机械类设备, 包括轨道电路信息接受天线、应答器接受信息天线、速度传感器的保护钢套和连接电缆等, 它们的故障通常是由于腐蚀、磨损、蠕变和疲劳损伤等引起的。 (2) 电路板类设备, 包括VC内部的主板和集成电路、STM和BTM的内部电路板、各类传感器中的电子元件和传感线圈、TIU和DRU内部的电子元件等。它们的故障通常是由电子元件的各种逻辑故障和非逻辑故障引起的。 (3) 软件设备, 主要是指安全计算机内的相关软件系统, 其故障通常是由列控系统软件缺陷引起的。

下面就根据实际运用中发现的故障情况分别分析各类设备的故障原因。

1.1 机械类故障

腐蚀、磨损、老化、疲劳、蠕变等外在原因常常使设备偏离其设计状态并最终丧失部分或全部功能, 这些外在原因也可以说是造成机械类设备故障的主要原因。如, 设备的磨损是逐步产生的, 设备的性能也是逐渐恶化的, 结构参数也是缓慢变化的, 所以在实际使用中不容易被发现。使用时间的延长会加剧设备性能恶化的程度, 加之机械性故障具有潜在性、不可逆性、不确定性、复杂性以及发展性的特点, 这些都会再在无形中对列控车载设备的安全、可靠方面增添不利因素。虽然通过润滑、调整、清洁等方法可以减缓或消除部分故障的发展, 但此时设备结构参数和故障的判断的标准已经发生了变化, 维修不能使设备的性能恢复到出厂时的良好状态。

1.2 电路板级故障

通常来说, 设备自身不完善的设计或物理原因是造成电路板故障的主要原因。在很大程度上, 亚稳触发或竞争冒险等问题是由不完善的设计所造成的。尽管大部分设计故障在印制电路板的设计阶段就能通过逻辑验证来消除, 但不能完全排除某些设计故障进入生产阶段。物理原因造成的故障, 多是由于电路板的物理结构或者电子元器件的电气性能参数改变引起的, 包括由制造环节引入的物理故障 (例如元器件安装错误、焊接不当造成的地线、信号线、电源线的开路或短路等) 和外界环境造成的物理故障 (例如搁置时间过长、温度变化剧烈、大幅度振动、强光、电、辐射干扰等产生的故障) 。

1.3 列控软件故障

列控软件的故障或错误通常是由于软件研发过程中程序结构错误 (程序控制顺序有误) 、软件实现和编码错误 (编码错误、语法错误、与编码标准不符、程序逻辑不当等) 、软件模块间的集成错误 (程序的对内对外接口定义有误、程序各模块间的数据交换和时间配合不协调等) 、软件系统结构错误 (操作系统调用错误或引用环境错误) 和测试定义与测试执行错误 (测试方案错误、测试用例不典型) 等导致的一些疏忽性错误、实际运行错误、清晰 (或模糊) 错误、速度错误和能力错误。

列控软件在使用过程中会碰到各种类型的软件故障, 这些故障的灵活性都很强。

2 列控车载设备的维修技术改进

目前我国高铁列控系统的维修制度都是按照设备生产厂家提供的修程修制定期对设备进行检修, 但遵循这种统一的方式去检修显然存在一些弊端。

(1) 未能充分考虑到各设备的实际健康状况。造成多数设备维修过剩, 少数设备维修不足, 这样既增加了不必要的工作量, 也可能会增加设备的潜在故障。 (2) 铁路运用所缺乏维修能力。目前我国运用所只能进行最基本的一级出入库检修和二级月检修, 三级修及以上级别的检修维护都要交给设备生产厂家进行检修。 (3) 不能对列控车载设备的运行状态进行全面监测。目前的检测系统仅能获得少量的实时检测数据, 对列控车载设备运行状态监测力度明显不足。 (4) 列控软件在交付使用后, 因开发测试时的不彻底、不完全性, 会有部分隐藏的错误遗留到运行阶段, 造成巨大的安全隐患。同时软件在使用过程中, 不能随着其外部环境 (如硬、软件配置等) 、数据环境 (数据库、数据格式、数据存储介质等) 的变化进行相应的升级更新。

通过上述四点可知, 我国铁路需在当前列控设备维修维护方式的基础上对当前的维修维护方式进行改进, 使修程修制更科学, 更合理。通过对国外高速铁路列控设备维修技术及标准和航空航天、军事等领域等先进装备维修技术的研究, 吸收先进的、成熟的方法和技术, 在此基础上提出列控车载设备的一系列维修技术改进措施。

2.1 机械类设备维修技术改进

列控车载系统机械类设备维护技术应当结合现代先进的维修技术, 将表面工程技术引入列控设备维修领域, 最大限度的保持和恢复设备良好工作状态, 实现设备维修的快速化、自动化和智能化。

(1) 纳米固体润滑干膜技术。

该技术是在固体润滑干膜中添加润滑和抗磨作用的纳米粒子, 能够在常规油脂不宜使用的特殊环境下实现有效润滑, 改善固体润滑干膜的耐磨和润滑性能。该技术最显著的优点就是不需要改变部件尺寸就可以用到几乎所有摩擦部件上, 具有良好的减磨、耐磨和防腐性能。

(2) 高速电弧喷涂技术。

该技术采用多种喷涂材料 (如防滑涂层、防腐涂层、耐磨涂层等) , 以电弧为热源, 快速修复和强化磨损零部件。其主要用于损伤表面涂层的制备, 装备结构件的防腐、防滑、电磁屏蔽等。

(3) 划伤快速填补技术。

该技术是利用专用材料和微区脉冲点焊设备等对列控车载设备零部件的损伤部件进行快速修复。该技术能对特型表面棱边损伤、沟槽和非均匀磨损等进行快速修复。

(4) 耐磨修补技术。

该技术可以对列控车载设备零部件的腐蚀、划伤、磨损等进行快速修复。这项技术采用的金属修补剂是以金属、陶瓷材料、合金、减磨材料等作为增强材料的聚合物复合材料, 这些材料具有优异的力学性能、摩擦学性能和机械性能, 固化后可进行各类机械加工, 能够用于修复摩擦磨损情况下的设备和零部件, 耐磨性是一般金属的2~8倍, 而且可以任意成型。

除此之外, 还有结构贴片修复技术、纳米颗粒复合电刷镀技术、纳米减磨与原位动态自修复技术等, 根据列控车载设备的具体性能指标、使用情况和经济成本等综合考虑选用其中的一种或多种技术, 提高列控车载设备的安全性、可靠性, 维修的高效性、准确性。

2.2 电子类设备的维修技术改进

高铁列控车载设备中的电子设备通常是由成百上千个元器件组成, 对故障的排除采用逐个检查元器件的方法显然是行不通的, 因此必须提出一种可行的电子设备故障检测技术或方法。由于电子类设备的故障种类繁多, 有些故障仅从表面观察就能够发现原因, 有些故障需要多次检查才能发现原因, 而有些故障需要借助专门的检测仪器仪表才能发现, 为此需要开发出专门的维护测试分析仪。

维护测试分析仪应能实现设备的各项性能检测, 包括检测电路板的安装故障和连接故障检测, 以及设计故障和元器件故障检测等, 包括在线功能测试, 电容感应式测试, 红外焊点检查, 针床式在线测试, 光学成像检测等设备, 将电子设备中的设计错误、元件失效、安装错误以及接线的开路短路等故障如实反映, 同时对电路板的故障分布能进行统计汇总。

电路板的制造缺陷是导致其故障的主要原因, 而维护测试分析仪可以直接描述其故障特征, 给故障的定位带来了方便, 也为铁路相关人员的分析和统计各种故障的原因和数量提供方便。利用这些统计数据可以方便的估计电路板的各种故障分布, 为电路板检测策略和制度的优化提供依据, 便于电路板维修。表1列出了维护测试分析仪实现的部分检测内容。

采用维护测试分析仪可以实现对于电子设备的故障分析排除, 而对电子设备的维护还可采用电子设备快速清洗技术。它可以对设备进行不拆卸清洗, 仅用喷雾清洗剂 (该喷剂能提导电部位的导电性和绝缘部位的绝缘性) 就能完成电子设备保养, 非常适合电子设备的现场维修保养。该技术能够对电子设备在带电状态下进行原位清洗, 操作方便简单、快捷高效, 在紧急状态下能发挥重要作用。

除此之外, 还可以结合常用的直接观察法、测量电压法、信号注入法和替换比较法实现电子设备的故障准确定位。在实际维修过程中应根据具体故障情况灵活采用某种方法或综合采用集中方法诊断故障、维修设备, 提高维修维护的高效性和准确性。

2.3 列控车载设备软件维护技术改进

高速铁路列控车载设备大量采用软件系统控制列车超速防护和自动驾驶等。由于列控软件是保证列车安全运行的核心, 所以对列控软件的维护操作流程要求比其他领域的软件维护更为严格。所以在列控软件交付使用后, 必须实现错误纠正、功能扩充、性能改进等功能。

(1) 错误纠正。主要是识别和纠正一些隐蔽的软件错误, 包括设计错误, 编码错误和文档错误等, 能尽最大可能识别和纠正软件中隐藏的错误、改正软件性能上的缺陷、排除实施中的误使用。 (2) 功能扩充。为了使软件产品适应运行环境的变化 (如C2、C3间的切换) , 有必要对软件部分进行相应的修改。当外界环境 (如硬软件配置、数据库、数据格式、数据存储介质、数据输入输出方式等) 发生变化后, 通过适应性维护能使软件正常运行。 (3) 性能改进。为满足用户在列控设备使用过程中出现的新需求, 能够修改和再开发软件, 以扩充软件功能、增强软件性能, 需要对软件进行扩充和完善。 (4) 为了提高软件的可维护性、可靠性、安全性, 以及为以后进一步改进软件打下良好基础也需要对软件做预防性维护。

3 结语

根据高铁列控车载设备中的故障分析及改进措施, 以及各种设备在不同阶段的状态建立适合于各自需要的修程修制, 最大限度的降低甚至消除过剩修, 对确定故障源、维修技术和方法准备了条件, 也为后期建立电子设备故障诊断系统奠定了基础。同时还可以减小维修技术不足, 使设备的修程修制更加科学和合理。

参考文献

[1]王青亮, 张杰.列控车载设备故障模型分析及探讨[J].工业技术, 2011, 21:98-101.

[2]许客亮.高速铁路综合维修必要性分析及方案建议[J].铁道勘察, 2010, 3:122-125.

列控设备 第2篇

监测与控制是保障列车行车安全行之有效的方法,我国现役列车基本配备了多种监测控制设备与系统(以下简称列控设备),其中最具代表性的是LKJ 2000型列车运行监控记录装置、TAX2型机车安全信息综合监测装置以及列车网络控制系统(TCMS)。现阶段这些车载设备在列车行车过程中容易形成信息孤岛,监测与控制信息只在本装置或本系统内部循环,列车检修部门、机务段或者铁路局信息中心难以获得列车运行时实时的机车状态信息、安全信息与监测信息,不利于列车实时状态监测与故障诊断。对此,唐国平针对列控设备数据分散的情况,利用列车既有的有线、无线网络,设计了LAIS列车运行状态信息系统,实现LKJ2000、TAX2等设备数据的整合[1];张启平在唐国平研究的基础上,对LAIS列车运行状态信息系统进行了整合改进,使其更加符合铁道部信息化总体规划的要求[2];文献[3,4]针对在线列车监测与控制信息共享不足,利用车载信息采集技术和通信技术,实现了机车安全信息(数据来源于LKJ、TAX)、状态信息与监测信息的整合。

上述系统结构复杂,对列车监测与控制信息的采集环节没有给出具体的采集方法与设计方案。本文通过分析车载TAX2、TCMS设备输出数据格式以及电气接口工作原理,通过改进UDP协议,使其支持拥塞控制方法来提高网络传输过程中的网络利用率。从硬件和软件两方面,设计了基于嵌入式Linux+ARM9的多通道串口列车监测与控制设备数据采集系统[5,6],旨在对车载TAX2、TCMS设备的数据进行集中化采集处理,为机车远程监测与故障诊断的列控设备数据采集环节提供解决方案。

1 系统原理分析

1.1 系统原理简介

结合列控设备的电气接口原理及数据报文格式,分析列控设备数据采集系统原理,系统原理图如图1。为解决列控设备接口电气特性差异以及减轻数据服务器的处理负担,在数据采集系统的列控设备数据采集端与数据服务器接收端之间设计一个在系统中起着列控设备与数据服务器通信互联关键作用的数据通信板。数据通信板作为一个特殊的网络节点,在系统中的作用如下:

(1)系统对LKJ2000的采集数据主要为TAX数据,采用RS485总线通信方式,波特率为28.8 kb/s[7]。TAX数据由数据通信板完成RS485协议到UDP/IP协议的转换,通过以太网发送到车载数据服务器,完成一次TAX数据的采集;

(2)为满足不同车型TCMS系统总线复杂多样的要求,数据通信板设计两种类型接口用来采集TCMS数据:1路基于HDLC(High-level Data Link Control)协议的通信接口用于HXD3型机车的TCMS数据采集;预留1路RS422通信接口,用于HXD2型机车TCMS或其他设备的数据采集。采集的TCMS数据由数据通信板完成协议处理,最后经以太网发送到车载数据服务器。

1.2 UDP拥塞控制

系统的数据通信板与数据服务器之间的通信采用UDP协议,该协议在数据量大传输的过程中由于缺乏拥塞控制机制易发生丢包与时延。文献[8-9]提出一种基于UDP协议的改进协议,通过速率调整策略实现UDP的可靠拥塞控制。下面介绍UDP拥塞控制具体实现过程。

(1)检测网络状态

定义预期接收时间(ET)和发送时间(ST)的差值与发送时间之比为拥塞值diff:

由网络状态划分的网络拥塞等级如表1所示,用于检测网络状态。其中,α为低网络负载上限,常取值2%;β为网络轻度拥塞下限,常取值4%。

(2)调整发送速率

在网络状态检测结束之后,判断网络处于何种状态,采用A-AIAD速率调整的方法改变网络状态。在UDP协议网络传输中,传输速率在一定区间范围[Rmin,Rmax]内变化,其中Rmin为UDP可接受速率下限,Rmax为目标速率。则在拥塞避免阶段,发送速率可表示为:

其中,

。a和b的值根据网络状态动态配置,通过自适应速率调整,解决基于UDP协议的网络传输过程中可能出现的网络拥塞。

2 系统软硬件设计

2.1 硬件设计

数据通信板作为系统的核心部件,硬件设计原理如图2所示,按功能可将硬件电路分为核心处理器模块、以太网传输模块、数据采集模块、调试模块、供电模块以及状态指示模块等其他辅助模块。

核心处理器采用基于Freescale i.MX287系列的ARM926EJ-S内核高性能处理器,其主频最高可达454 MHz。基于i.MX287核心板内部集成10/100 Mb/s以太网MAC,通过外扩PHY以太网收发器DP83848K,并采用HR60-1680作为以太网的网络隔离器接入以太网。数据采集模块根据接口电气特性的不同可分为1路RS485接口、1路HDLC接口、1路RS422接口以及1路RS232接口,其中HDLC接口电路是通过在核心处理器的D0~D7引脚与控制引脚外接增强型串行通信控制器Z85230,从而使其在数据链路层支持HDLC协议数据的收发[10]。供电模块负责电源供给,为保证元器件正常工作与系统稳定运行,采取了加入稳压二极管以及过流保护保险丝等措施。此外,为了提高RS485数据采集模块的稳定性,采用基于DCR010505U电源隔离芯片的稳压电路为RSM3485HT供电;状态指示模块加入了LED灯用来指示通信板的工作状态,即电源状态、程序运行状态、TAX2通信状态、TCMS通信状态、以太网通信状态。

2.2 软件框架设计

根据TAX、TCMS数据采集的要求,数据通信板采用多协议数据转换设计以满足异构网络之间的通信要求[11]。软件框架如图3所示,包括硬件层、操作系统层和应用层,还可具体分为硬件层、驱动层、核心层、接口层、应用层和数据层。

硬件层主要提供通信板与其他设备通信的电气接口,包括1个以太网接口和4个串口。其中i.MX287核心板的数据总线D0~D7与控制总线外接Z85230,实现基于HDLC协议数据收发操作。

操作系统层为通信板的硬件和软件资源的使用与运行提供管理和控制方案,主要包括Linux系统启动引导文件U-Boot、操作系统内核、根文件系统和设备驱动,设备驱动包括1个以太网驱动和4个串口驱动。Linux系统上电配置完成后,初始化硬件,加载驱动,为应用程序运行提供必要的服务和相应接口。

应用层提供实现通信板功能的应用程序,主要完成数据缓存。数据缓存区缓存采集到LKJ2000的TAX数据或者TCMS数据,最后根据数据类型完成对数据的处理转发。

2.3 软件工作流程设计

在网络系统中,利用数据寄存机制将两层网络间的通信事件分解为两个分时异步事件进行处理,形式上表现为完成异构总线间的通信协议转换,实质上实现了异构网络间的通信。本系统的数据通信板在以太网网络层作为UDP客户端talker,数据服务器作为UDP监听端listener,在数据采集过程中以数据通信板作为以太网主机,使用UDP协议与车载数据服务器建立通信链接,其工作流程如图4所示。具体步骤如下:

(1)读取配置文件,完成串口和以太网的接口映射;

(2)针对设备IP初始化Socket,建立数据通信板与数据服务器的UDP连接;

(3)Socket连接成功后,读取数据缓存区中的数据包,判断数据类型,调用相应的数据处理函数:

(1)若数据为HDLC数据,调用HDLCto Eth Task任务函数,将缓存区的HDLC数据处理封装为UDP/IP协议数据并将其转发到以太网。

(2)若为UART1数据,调用485to Eth Task函数,先将缓存区中的RS485数据解封装,再将其封装成符合UDP/IP协议以太网数据报文类型,以及完成后续的队列数据处理和转发。

(3)UART2的数据处理与UART1数据的处理方式相似。

3 系统测试与分析

为了验证数据采集系统的功能完整性与可靠性,对TAX2、TCMS数据进行仿真采集测试。本文以南宁机务段某HXD3c为试验对象,对TAX数据采集过程中的数据波形如图5所示,TCMS数据采集的部分结果如表2所示。

由表2可以清晰地看到TCMS系统的每个网络节点上的状态量及操作量,这些操作量与状态量能为机车的故障诊断提供重要事实依据。通过数据比对,统计得出数据采集正确率为100%。如图5所示,用示波器监视TAX数据采集过程中传输状态数据波形,数据包波形稳定无毛刺,验证了数据通信板协议转换的可靠性。通过TCMS数据采集分析和TAX2通信示波器波形捕捉试验,表明数据采集系统功能完整,数据采集准确、高效与可靠。

4 结语

基于列控设备的特点,针对性地设计了一套高效、准确的列控设备数据采集系统,该系统解决了多种列控设备相互独立、数据不集中的问题。在系统设计方面比以往的系统显得更加轻量化,易于开发与后期维护。在数据采集仿真测试的实验中表现出了较高的数据采集效率与准确率,满足列车TAX2、TCMS的数据采集要求。该系统在列控设备数据采集方面具有重要的参考价值和广泛的使用前景。

参考文献

[1]唐国平,李国华,王小方.LAIS列车运行状态信息系统[J].机车电传动,2007(4):52-56.

[2]张启平,寇树仁.机车安全管理信息系统整合改进方案[J].机车电传动,2009(1):70-71.

[3]龚利.铁路机车远程监测与故障诊断系统设计[J].计算机工程,2012(4):227-229.

[4]王庆武,唐国平.机车远程监视与诊断系统研究与设计[J].机车电传动,2012(3):42-44,57.

[5]陈红远,郭天太,吴俊杰,等.多通道微弱电压信号同步采集系统开发[J].电子技术应用,2014,40(2):78-80,84.

[6]王晨辉,吴悦,杨凯.基于STM32的多通道数据采集系统设计[J].电子技术应用,2016,42(1):51-53,57.

[7]杨志刚.LKJ2000型列车运行监控记录装置[M].北京:中国铁道出版社,2010:197-207.

[8]郭翠娟,苗长云,武志刚,等.具有拥塞控制机制的可靠UDP的实现[J].小型微型计算机系统,2012,33(9):2019-2022.

[9]陈波,陶威,王运明.基于ARUDP的指挥控制网络数据传输协议[J].火力与指挥控制,2016,41(4):157-160.

[10]邓亚波,杜庆,言凯.Z85230在机车串行总线设计中的应用[J].铁道机车车辆,2011,31(2):92-94.

简述CTCS-3列控系统组成 第3篇

1 CTCS-3列控系统的功能

CTCS-3级列控系统是保证列车运行安全,提高列车运行效率的重要技术。基本功能包括检测功能、安全防护、设备制动优先和人机交互。

2 CTCS-3列控系统的主要技术原则

①CTCS-3级列控系统必须满足高速状态下能正常工作(350km/h)、列车的最小追踪间隔3分钟要求;②CTCS-3级列车控制系统满足反向按自动站间闭塞运行,正向按自动闭塞追踪运行的要求;③CTCS-3级列车控制系统车载设备采用了目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行;④CTCS-3级列车控制系统应把CTCS-2级列车控制系统作为后备系统。当RBC或GSM-R无法正常工作时,CTCS-3级列车控制系统应自动降级为CTCS-2级列控系统控制列车运行;⑤大站在内的全线所有车站需被GSM-R无线通信所覆盖;⑥动车段及联络线采用CTCS-2级列控系统;⑦CTCS-3级列车控制系统车载设备允许的速度上限分别为:超过允许速度2km/h时向机车乘务员发出警报、超过允许速度5km/h列车自动触发常用制动。当列车允许运行速度在250km/h以上时,列车超速15km/h列车自动触发紧急制动;列车允许运行速度在小于250km/h时,列车超速10km/h自动触发紧急制动;⑧采用应答器实现列车自动过分相;⑨CTCS-3级列控系统安全性、可行性、可靠性、可维护性满足相关标准的要求,关键设备双机热备份冗余配置。

3 CTCS-3列控系统的系统组成

CTCS-3级列控系统由地面子系统组成和车载子系统组成。

3.1 地面设备

CTCS-3级列控系统地面设备由无线闭塞中心(RBC)、临时限速服务器、轨道电路、应答器、GSM-R接口设备等组成。

3.1.1 无线闭塞中心

无线闭塞中心(RBC)设备硬件采用冗余安全结构,由RBC主机、RBC接口单元、GSM-R接口单元、RBC维护单元(包括控制范围显示屏)等四部分。为了支撑设备各组成部分的工程数据配置,RBC设备应配备相应的工程配置工具。①RBC主机采用二乘二取二或三取二安全计算机平台,满足安全性原则下,实现RBC的安全相关逻辑运算和控制,如列车注册与注销、行车许可计算和发送、RBC移交等。RBC主机具有消息加密—解密功能;②RBC接口单元元实现RBC和外部设备的信息交互功能,采用硬件冗余结构,安全完整度为SIL0级;③GSM-R接口单元实现RBC通过GMS-R网络与列控车载设备的信息交互功能,采用硬件冗余结构。其对外接口为ISDN PRI接口,符合DSS1信令标准;④GSM-R维护单元由服务器和工作站组成,采用硬件冗余结构和以太网数据通信,实现RBC的维护与记录功能,主要完成进路及列车运行情况显示、站场图形显示、列车的注册与注销、紧急操作以及RBC设备的维护与诊断等功能。

RBC配置的原则主要考虑三大重要因素:接口能力、控制能力及维护适应性。RBC及其他关键设备采用双机热备份冗余配置,保证了系统的可靠性。每台RBC的控制能力包括:列车个数的同时记录、进路情况的同时设定、临时限速数量的同时激活、紧急区域数量的同时激活、临时调车区域的同时激活。

3.1.2 临时限速服务器

临时限速服务器内部采用二乘二取二系统,保证了系统的安全性和可靠性。系统内两个CPU各自采集通信数据并进行逻辑与运算,比较结果一致后输出。当一系列故障时,另一系列能够自动无缝隙切换为主机继续工作。

临时限速服务器设备主要由主机、维护终端、接口单元组成。

3.1.3 轨道电路

轨道电路由钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、接收端(轨道继电器)等组成。

当设有轨道电路的某段线路上空闲时,轨道电路上的继电器有足够的电流通过,吸起被磁化的衔铁,闭合前接点,接通色灯信号机的绿灯电路,显示绿色灯光,表示前方线路空闲,允许机车车辆占用。当机车车辆进入该线路区段时,由于轮对电阻很小,使轨道电路短路,继电器吸力减弱,释放衔铁,使之搭在后接点上,接通信号机的红灯电路,显示禁行信号。轨道电路的这一工作性能,能够防止列车追尾和冲突事故,确保行车安全。

3.1.4 应答器

应答器分为无源应答器和有源应答器两类。无源应答器常常用于发送固定不变的数据,为列车提供线路固定参数,如轨道电路参数、线路坡度、线路允许速度、链接信息、列控等级切换等。有源应答器用于传输可变信息。有源应答器通过专用的应答器电缆连接地面电子单元LEU,当列车的车载天线激活有源应答器的发射电路时,根据与LEU设备交换的报文,不断地向列车传送变化的报文信息,主要发送列车进路信息和临时限速信息。

3.2 车载设备

列控车载设备由车载安全计算机、GSM-R无线通信单元、应答器信息接收单元、列车接口单元、人机界面、测速测距单元等构成。

4 结束语

CTCS-3级列车控制系统在我国多条高速铁路上应用取得了巨大成果,保证了在列车时速达到350 km/h时的列车运行安全。在CTCS-3级列车控制系统成功运营的基础上,不断完善和发展CTCS-3级列控系统的标准体系,尽快实现不同高速铁路间互通互联的目标,为CTCS-3级列控系统发展和为我国实施“走出去”战略奠定坚实的基础。

参考文献

[1]中国铁路总公司.CTCS-3级列车运行控制系统[M].中国铁道出版社,2013.

CTCS2级列控中心仿真系统设计 第4篇

中国列车控制系统CTCS, 根据系统的相关配置及功能划分为5个等级, 即CTCS0级~CTCS4级:随着我国高速铁路和客运专线的大规模建设, CTCS2级列车运行控制系统得到了广泛地应用与发展。列控中心是我国客运专线CTCS2级列控系统地面信号处理、车—地通信控制的关键系统, 直接关系着列车的速度与间隔控制。由于列控中心系统的控制逻辑复杂, 安全性要求高, 同时是我国铁路信号系统的新技术, 所以研究列控中心的结构、功能及内部逻辑处理不仅可以更深地理解列控中心在我国列控系统中的作用, 同时对提高整个客运专线信号系统的安全性具有重要意义。

根据我国高速铁路和客运专线建设的实际情况, 研究CTCS2级列车运行控制系统的设计、方案优化及验证、试验方法是十分必要的。

一、系统硬件设计

控制中心仿真子系统主要由全线运行显示、仿真控制、统计分析等3部分组成。该子系统实时读取数据库管理子系统的动、静态数据, 完成整条线路和站场的图形显示和设备状态的动态显示。同时, 该子系统实时接收车载设备仿真子系统的列车运行信息, 完成列车运行显示。控制中心仿真子系统可以给列控中心、计算机联锁等地面设备仿真子系统发送故障设置、临时限速、进路控制等命令, 完成系统仿真控制功能。还可以对试验数据进行统计、分析, 并可回放, 辅助设计人员进行方案评估。

国内对列控中心的研制起步较晚, 设计中没有完全统一的标准, 因此国内出现了多种接口形式的列控中心设备, 但是列控中心的整体结构比较统一。

列控中心的整体结构中包括系统电源, 2x2取2安全机、通信接口单元或通信接口板, 驱动采集单元或驱动采集板、站间通信接口单元、在线调试终端以及辅助维护单元。

微处理器作为列控中心的核心部件, 在综合考虑芯片的主频、片内资源、技术支持、成本与功耗等因素的基础上, 结合列控中心工作时多通信接口、高速实时、多任务、大数据吞吐量的要求及特点, 选择NXP的LPC17xx系列处理器LPC1768为主CPU, 其与计算机联锁系统、微机监测系统、CTC/TDCS系统、地面电子单元LEU等的接口采用RS422异步接口, 通信通道采用点对点的通信方式;列控中心与轨道电路的接收、发送设备交换数据采用直接的CAN总线通信方式;相邻列控中心之间传输边界信息及区间闭塞方向信息采用以太网通信方式。

二、系统软件设计

列控中心采用μC/OS-II操作系统作为整个系统的软件开发平台, 应用程序代码均在KeilμVision4集成开发环境下编写, 程序调试和下载采用J-Link仿真器, 或者直接使用ISP串口下载。根据列控中心硬件结构、逻辑功能及嵌入式系统任务的特性, 对列控中心的软件部分进行了任务划分、任务优先级分配和主要任务的设计。

1. 应用任务的划分。

在进行任务划分之前, 充分考虑了LPC1768的多串口设置功能, 对四个串口做了如下分配:串口0接微机监测, 串口1接CTC/TDCS, 串口2接计算机联锁, 串口3接地面电子单元LEU, 这样的分配将有利于后期系统的测试与调试。

嵌入式应用系统中, 任务划分是否合理直接影响着整个系统的软件设计质量。本文结合任务的特性、任务对硬件设备的依赖性、任务的紧迫关键性、功能聚合性及列控中心的具体功能、硬件结构等对列控中心的软件部分进行了如下任务划分:联锁通信任务、CTC/TDCS通信任务、报文处理任务、CAN通信任务、键盘任务、TCP通信任务等。其中联锁通信任务、CTC/TDCS通信任务、CAN通信任务与中断相关联, TCP任务通过事件进行触发, 联锁通信任务与报文处理任务关联。根据任务的实时性、任务关键紧迫性、任务运行的频繁性、任务的顺序操作性、任务与中断的关联性及任务的传递性对上述任务的优先级进行了分配。

2. CTC/TDCS的通信设计与分析。

列控中心与CTC/TDCS间的主要通信数据内容包括:

(1) 时钟校验信息:CTC/TDCS作为整个系统的时间管理设备, 需要每隔一定的时间向列控中心、计算机联锁发送一帧时钟校验信息, 用于判定时钟的同步性。

(2) 临时限速命令信息:调度所集中管理限速, 当有临时限速时, 通过CTC/TDCS向列控中心发送临时限速命令信息。

(3) 通信应答信息:CTC/TDCS系统与列控中心在进行临时限速命令处理时, 采用通信应答机制。

(4) 请求临时限速状态信息:当CTC/TDCS需要获取线路的临时限速状态时, 需要向列控中心发送请求, 列控中心接收到“请求临时限速状态信息”后, 将“临时限速状态信息”发送给CTC/TDCS。

(5) 车站列控中心状态信息:列控中心需要每隔一定时间, 向CTC/TDCS发送一帧“车站列控中心状态信息”, CTC/TD-CS利用该信息在车务终端上显示列控中心的运行状态。

(6) 临时限速状态信息:当列控中心设置了临时限速时, 需要通知CTC/TDCS, 并向其发送“临时限速状态信息”。

(7) 临时限速设置异常信息:当列控中心收到无效的限速命令或可执行命令出现异常时, 需要向CTC/TDCS及时反馈“临时限速设置异常信息”。

三、测试与结论

列控设备 第5篇

CTCS-0/1级列控系统:既有线现状。

CTCS-2级列控系统:面向提速干线和新建200~250km/h客运专线, 300~350km/h客运专线的列控系统应兼容CTCS-2级功能。

CTCS-3级列控系统:面向提速干线、高速新线或特殊线路, 应用于时速300公里以上高速铁路的列车运行控制系统。

CTCS-4级列控系统:面向未来的列车运行控制系统, 采用移动闭塞设计, 能够有效缩短列车运行间隔, 提高运输效率。

1 CTCS-3级列控系统的结构原理

1.1 结构原理

CTCS-3级列控系统包括地面设备和车载设备。

无线闭塞中心 (RBC) 根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可, 通过GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备, 同时通过GSM-R无线通信系统接收车载设备发送的位置和列车数据信息。列控中心接收轨道电路的信息, 通过联锁系统传送给无线闭塞中心。应答器向车载设备传输定位和级间转换等信息, 同时向车载设备传送线路参数和临时限速等信息, 满足后备系统需要。应答器传输的信息与无线传输的信息的相关内容含义保持一致。车载安全计算机根据地面设备提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息和动车组参数, 按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线, 监控列车安全运行。

1.2 工作模式

CTCS-3级列控系统主要有9种工作模式, 分别是完全监控模式 (FS) 、部分监控模式 (PS) 、目视行车模式 (OS) 、调车模式 (SH) 、引导模式 (CO) 、待机模式 (SB) 、隔离模式 (IS) 、机车信号模式 (CS) 、休眠模式 (SL) 。

2 常见故障处理方法

以京沪高铁运营为例, 说明CTCS-3级列控系统常见故障处理的一些方法。

2.1 地面设备故障

1) CTCS-3控车:列车在尽量靠近故障区段前停车后, 司机按照有关行车办法执行。如需越过该信号机, 则选择目视行车模式。ATP在进入目视行车模式后, 要确保60秒内列车进入故障区段。 (具体允许运行速度需照路局相关规定) 的速度运行, 运行中根据语音提示 (每隔50秒或200米输出提示音) 按压“确定”键。当列车收到RBC的运行许可后, 自动进入完全监控模式。应该注意, 列车运行在目视模式下, 如果司机忘记按“警惕”键, 车载设备输出制动, 停车后, 司机要首先按“警惕”键, 再按“缓解”键才能缓解制动。

2) CTCS-2级转CTCS-3级不成功:越过地面级间转换应答器后, DMI无级间转换提示和语音提示。可维持CTCS-2控车, 继续运行, 同时司机立即向车站值班员、列车调度员报告。

3) 侧线接车时进站有源应答器故障或丢失:侧线接车时通过进站有源应答器时, DMI显示“应答器信息缺失败”或”有源应答器默认”, C2车载设备触发最大常用制动停车。停车后, 司机立即向车站值班员、列车调度员报告。按照运营规则, 转目视行车模式或者调车模式行车。

2.2 车载设备故障

1) 车载设备上电自检不通过:系统上电后, DMI一直显示“ATP正启动, 请等待”超过2分钟, 没有进入待机模式。确认启动时司机手柄处于非激活位, 重新启动, 如还不能正常启动, 则切换到备用车载设备, 并报告车站值班员、列车调度员。2) DMI黑屏或者白屏 (包括时间不刷新) :DMI黑屏或者白屏, 车载设备先触发常用制动, 再触发紧急制动。停车后, 切换到备用DMI, 重新启动车载设备, 并报告列车调度员和车站值班员。3) 系统故障:DMI显示“ATPCU故障”, “主机与DMI通信中断”等信息, 车载设备触发制动。停车后, 重启或切换到备用车载设备, 选择C3运行, 并报告车站值班员、列车调度员。4) 在CTCS-3控车时CTCS-2主机故障:DMI显示“CTCS2故障”。按“确认”键确认故障信息, 报告车站值班员、列车调度员。5) 在CTCS-2控车时CTCS-2主机故障:DMI显示“CTCS2故障”车载设备触发紧急制动。停车后, 重启或切换到备用车载设备, 选择运行CTCS-3, 并报告车站值班员、列车调度员。6) BTM故障:DMI显示“应答器信息接收模块故障”和ATPCU故障、主机与DMI通信中断”, 车载设备触发紧急制动。停车后, 重启或切换到备用车载设备, 选择运行, 并报告车站值班员、列车调度员。7) CTCS-2控车时TCR故障:DMI显示轨道电路接收模块故障。停车后, 重启车载设备。如故障不恢复, 司机与车站值班员、列车调度员联系, 按调度命令行车。8) 制动不缓解:在允许信号下, 车载设备制动后不缓解, 按压“缓解”键无效。重启或切换到另一套车载设备, 并报告车站值班员、列车调度员, 仍无效时, 检查车辆状态。

2.3 其它故障

1) 车载设备异常断电:车载设备异常断电后, DMI黑屏, 车载设备触发制动。停车后, 重启车载设备并报告车站值班员、列车调度员。2) 两套车载设备均不能正常工作:两套车载设备多次重启, 均无法进入待机模式。如果仍需使列车前行, 根据调度命令, 将车载设备隔离开关位置隔离位置, 车载转入隔离模式, 在没有ATP防护下移动列车。此时列车运行的安全防护由司机完全负责。3) 两套DMI同时上电:若两套DMI设备同时上电, 车载设备无法进行待机模式。关掉其中一个DMI的电源, 重新启动车载设备。4) RBC故障、无线通信故障:DMI显示与RBC的连接中断图标, 车载设备输出最大常用制动, 当速度降到CTCS-2控车速度后, 自动切换到CTCS-2级运行。司机报告车站值班员、列车调度员。

3 结语

中国列车运行控制系统 (CTCS) 是借鉴欧洲列车运行控制系统 (ETCS) 的发展经验, 结合我国铁路信号控制系统的特点, 构建的列车运行控制系统。CTCS-3级列车运行系统已在武广、郑西、京沪客运专线投入使用。现场维修人员在实际工作中要多观察、多分析, 多学习, 多总结, 不仅要维护好设备, 更要掌握CTCS-3级列控系统的原理技术规范, 提高处理故障的能力, 提升高铁信号设备维修人员的技术水平, 确保高速列车运行的安全。

参考文献

[1]张曙光.CTCS-3级列控系统总体技术方案[M].北京:中国铁道出版社, 2005.

列控设备 第6篇

关键词：GSM-R,RBS,应答器,转换点

0概述

两不同系统区段间的等级转换包括CTCS-2级向CTCS-3级和CTCS-3级向CTCS-2级的转换过程。

在CTCS-2级向CTCS-3级转换前, 应完成的工作包括列车与GSM-R网络的连接、列车与RBC的连接、车载设备从RBC获得行车许可等信息。

在CTCS-3级向CTCS-2级转换前, RBC提前一定距离给列车发送等级转换预告信息, 同时在转换分界点发送等级转换命令, 强制车载设备在通过分界点后转换为CTCS-2级控车。

在等级转换时, 车载设备的CTCS-2级控制单元与CTCS-3级控制单元应互相通信, 确保不会因为转换触发制动。

1 转换前准备

CTCS-3级与CTCS-2级之间的转换需要设置下列转换点、标志牌和确认区:

1.1 转换点设置

GSM-R连接点 (GRE) 、RBC连接点 (RE) 、转换预告点 (LTA) 、转换执行点 (LTO) 、转换取消点 (RT) 。

1.2 标志牌设置

通信连接标志牌、等级转换标志牌等。

1.3 确认区设置

在距等级转换边界前一定距离 (列车以最高速度运行至转换边界约5秒时间) 和转换后列车运行5秒的区域为等级转换确认区, 列车在区域内运行司机应根据车载设备提示对CTCS-2级向CTCS-3级或CTCS-3级向CTCS-2级转换进行确认。

2 CTCS-2级进入CTCS-3级

2.1 列车与GSM-R建立连接

从CTCS-2级控车转换为CTCS-3级控车首先应建立车载设备与GSM-R的通信连接, 一般情况下, 当GSM-R网络为唯一网络时, 车载设备中的无线电台检测到GSM-R网络后, 自动连接并注册到GSM-R网络。

当GSM-R网络与其他GSM网络存在互联互通时, 为避免车载设备错误注册到其他网络, 应设置GSM-R网络连接注册信息应答器组 (GRE) , 该应答器组应向接近的列车发送用于GSM-R连接并注册的命令信息。

为满足等级转换要求, 车载设备应在40秒内注册GSM-R并建立可靠连接。

2.2 列车与RBC建立连接

车载设备与GSM-R网络建立连接后, 从CTCS-2级转换为CTCS-3级控车应建立车载设备与RBC的通信会话, 为此在转换区入口处设置RBC连接应答器组 (RE) , 该应答器组应向接近的列车发送用于建立通信会话的命令。

车载设备接收到应答器组RE传送的与RBC建立连接的命令后, 开始与RBC进行无线通信连接。

2.3 获得行车许可

CTCS-3级系统应只向真正进入CTCS-3级区域的列车提供行车许可。由于CTCS-3级系统不对CTCS-2级线路进行控制, 无法确切掌握CTCS-2级线路实际进路情况, 为此在至转换边界前唯一进路的线路上设置用于向车载设备提供准确列车位置进路的等级转换预告应答器组 (LTA) 。当列车前端通过应答器组LTA时, 车载设备向RBC报告列车所处进路位置, RBC就可以知道列车接近的准确进路, 然后根据CTCS-3级控制区域联锁进路条件, 向车载设备提供包括线路参数的行车许可 (MA) 及等级转换命令。

2.4 等级转换执行

CTCS-2/CTCS-3等级转换边界一般应是闭塞分区和RBC控制范围的边界, 当列车前端通过CTCS-2/CTCS-3级边界时, 根据RBC的命令并具备CTCS-3级系统控车条件时, 车载设备将自动转为CTCS-3级模式控车。

等级转换命令由RBC通过GSM-R发送给列车。

在CTCS-2级向CTCS-3级转换时, 车载设备CTCS-3级控制单元和CTCS-2级控制单元应实时通信, CTCS-2级控制单元比较列车的实际速度与CTCS-3级控制单元的允许速度, 若实际速度高于允许速度, 则CTCS-2级控制单元触发常用制动, 当列车速度低于CTCS-3级控制单元允许速度后, 实施等级转换。

2.5 对司机的显示

根据RBC传送的等级转换命令, 车载设备将向司机显示即将进行的等级转换操作。当列车运行接近CTCS-2/CTCS-3级转换边界一定距离时 (列车需走行5秒时间) , 车载设备将请求司机确认即将进行的等级转换, 列车前端进入CTCS-3级区域并自动转为CTCS-3级系统工作后5秒钟内允许司机继续进行确认。如果司机未确认, 将对其非正常操作进行记录。当列车前端越过转换点后车载设备自动由CTCS-2级系统转换到CTCS-3级系统工作。

3 CTCS-3级进入CTCS-2级

3.1 等级转换预告

当列车需要驶离CTCS-3级线路并进入CTCS-2级区域时, RBC应在列车前端距CTCS-3/CTCS-2级转换边界一定距离时, 使用等级转换命令 (ETCS信息41包) 向车载设备发送在CTCS-3/CTCS-2级转换边界转换为CTCS-2级控车的等级转换预告命令。

3.2 等级转换执行

在CTCS-3级向CTCS-2级转换时, 车载设备CTCS-3级控制单元和CTCS-2级控制单元应实时通信, CTCS-3控制单元比较列车的实际速度与CTCS-2级控制单元的允许速度, 若实际速度高于允许速度, 则由CTCS-3级控制单元触发常用制动, 当列车速度低于CTCS-2级控制单元允许速度后, 实施等级转换。

在CTCS-3/CTCS-2级边界处设置转换执行应答器组 (LTO) , 当列车前端通过该应答器组还未转换为CTCS-2级控车时, 将命令车载设备转为CTCS-2级系统控车 (处于休眠模式 (SL) 的车载设备记录等级转换信息) 。

3.3 对司机的显示

当列车运行接近CTCS-3/CTCS-2级转换边界一定距离时 (列车需走行5秒时间) , 车载设备将请求司机确认即将进行的等级转换。当列车前端越过转换点后车载设备自动由CTCS-3级系统转换到CTCS-2级系统工作。列车前端进入CTCS-2级区域5秒前和自动转为CTCS-2级系统工作后5秒钟内允许司机进行确认, 如果司机不确认, 将对其非正常操作进行记录。

参考文献

[1]CTCS-2系统及技术规范[S].

列控设备 第7篇

郑西客运专线东起郑州站, 终止于西安站, 正线全长459.543双线公里。全线共设五个综合维修保养点。其信号设备主要由列车运行控制系统 (CTCS—3) 、车站计算机联锁系统、调度集中控制系统 (CTC) 、无线自动闭塞系统 (RBC) 、信号微机监测系统、电源供电系统等组成。其中列车运行控制系统 (CTCS—3) 包括地面列控中心、ZPW—2000A轨道电路、列控车载设备、应答器及地面电子单元 (LEU) 、信号传输网络、临时限速服务器及操作终端、GSM—R等设备。车站列控中心系统作为地面设备的总负责系统, 既需要和既有系统接口, 又是地面电子单元和点式应答器设备的控制中心, 所以列控中心系统是中国列控系统的核心安全设备。郑西客运专线采用的是LKD 2—H型列控中心, LKD 2—H型列控中心是在既有线列控中心基础上的第二代列控中心, 该系统除包含原有功能外, 还增加了轨道电路编码和站间通讯的功能[1,2]。

1系统的功能特点

LKD 2—H型列控中心功能较为完善。对于车站、区间及与临站的轨道电路, 实现按信息编码的逻辑控制;对轨道电路的传送方向实现控制, 使轨道电路迎着列车运行的方向发码;实现对区间通过信号机的控制;通过各种类型的应答器实现报文信息的传输;实现站间安全信息的传输;具有完善的故障诊断功能, 系统故障可以定位到单元模块[3,4]。

2 外部结构

2.1外部通信逻辑结构

高速铁路的信号与控制系统, 是高速列车安全高密度运行的基本保证, 是集微机控制与数据传输于一体的综合控制与管理系统, 国内外通称为列车运行控制系统。车站列控中心作为CTCS 2地面子系统的重要组成部分, 在列车运行控制系统中, 对于连接各个控制部分起到了关键作用。它根据其管辖范围内列车位置、联锁进路以及线路限速状况等信息, 确定各列车运行许可, 并通过轨道电路及点式应答器实时传送给相关列车。它为车载设备保证行车安全提供信息来源, 要求体系结构的设计必须具有故障—安全的性能。为实现其高可靠性和高安全性, 该系统采用二乘二取二的逻辑结构。利用二取二的双CPU互相校核实现安全性, 利用双套设备互为备用实现可靠性。中央控制计算机与通信交换机间使用具有应用安全协议的PROFIsafe连接, 使系统在单总线时具有较高的安全完整性, 技术成熟, 可靠性较强。具体的外部通信逻辑结构如图[5,6]

2.2外部逻辑接口结构

车站列控中心在信号系统中具有核心控制作用, 为满足其控车要求, 需要从轨道电路、 CTC、联锁设备、维护终端、微机监测、LEU、区间继电器以及临站列控中心等设备接口获得信息, 根据这些信息进行逻辑运算用以产生轨道电路的编码信息、确定应答器报文信息等, 形成用于提供联锁设备和CTC的信息, 保证其管辖范围内的所有列车的运行安全。接口结构如图2。

列控中心与维护终端以及临站列控中心之间用工业以太网通信, 列控中心之间通过安全局域网进行连接, 实现列控中心之间与车站联锁之间安全信息传输。除此之外的通信均采用PROFIsafe通信[7,8]。

2.2.1 与车站微机监测系统的接口

车站列控中心与车站微机监测系统通过100M的以太网进行连接, 报警信息即时产生即时发送。列控中心应具有自检、自诊、监测、接口与通道监测、值班员操作过程实时记录等功能。与此相关的信息通过车站微机监测系统传输。

列控中心与车站微机监测系统交换的信息较为丰富, 包括:车站列控中心状态信息;站内轨道电路方向控制状态;区间方向电路状态;轨道电路状态;发送给各轨道电路的编码信息;发送给LEU的报文信息;接发车进路信息;进站信号机降级显示命令;临时限速等信息。

2.2.2 与调度集中控制系统CTC的接口

车站列控中心与CTC的连接采用RS 422通信接口。列控中心从CTC中获得接发车信息、临时限速信息, 运行方向信息等调度命令。对于调度命令的执行结果可以自动反馈, 有问题及时报警。

2.2.3 与地面电子单元LEU的接口

车站列控中心与地面电子单元LEU通过10M的以太网进行连接。列控中心实时的向LEU发送应答器报文地址, LEU按照列控中心产生的报文地址, 实时选择对应的报文周期向列控中心发送。

2.2.4 与轨道电路的接口

车站列控中心与轨道电路通过CAN总线方式进行连接。列控中心与轨道电路通信接口主要传输轨道电路占用或空闲信息、轨道电路编码信息。

2.2.5 与车站联锁系统的接口

列控中心与车站联锁系统的连接通过CAN总线方式或者以太网均可连接。列控中心从车站联锁系统获得进站、出站、通过、进路、信号机开放等车站进路相关的实时信息, 向车站联锁系统发送闭塞分区状态、区间方向表示、离去区段红灯断丝等信息。

2.2.6 列控中心间的接口

列控中心间设备的连接采用100M的以太网进行连接。相互间的通信内容主要有:闭塞分区状态信息;临时限速信息;区间信号机信息;边界区段等信息。

3内部结构 (列控中心主机柜)

LKD2—H型车站列控中心机柜的重量一般不大于300 kg, 机柜外形尺寸:800 (深) ×600 (宽) ×2 350 (高) mm3。机柜内一般由维护终端单元、电源供电单元、主控单元和通信单元几部分组成。机柜的具体设备配置如表1和表2[9,10]。

5结束语

LKD2—H型车站列控中心符合客运专线列控系统的技术要求, 具有较高的可靠性、安全性、可用性, 能够实现轨道电路编码、生成应答器的报文和站间通信的功能, 具备统一的系统内部和外部接口。设备界面、接口方式和协议采用统一标准, 能进行系统监测, 具有完备的维护、测试、管理功能。系统设备以及与安全有关的接口和通道均符合故障—安全的原则。

摘要：车站列控中心是中国列车运行控制系统CTCS的核心安全设备, 属于地面部分设备之一。列控中心接收轨道电路的信息, 并通过联锁系统传送给无线闭塞中心;同时, 列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、站间安全信息传输、临时限速功能, 满足后备系统需要。介绍了郑西客运专线使用的LKD2—H型列控中心系统的体系结构。具体从系统的外部通信逻辑结构和接口结构以及列控中心主机柜的内部结构进行介绍。分析结果表明LKD2—H型列控中心系统体系结构功能更加完善, 可扩展性强, 接口功能尤为突出, 完全满足客运专线规定速度条件下对列车实行安全控制的要求。

关键词：列控中心,客运专线,通信,接口

参考文献

[1]董昱、陈永刚.区间信号与列车运行控制系统.北京:中国铁道出版社, 2008

[2]刘长波.车站列控中心应答器报文测试的探讨.铁路通信信号工程技术, 2007; (01) :6—7

[3]卢佩玲.TYLK—I型车站列控中心系统的研究.交通运输系统工程与信息, 2006; (03) :49—50

[4]吴江娇.LKD1—J型既有线车站列控中心的研究, 铁道通信信号, 2007; (07) :8—9

[5]王大群.LKD1—T型列控中心的工程接口和现场调试方法.铁路通信信号工程技术, 2007; (01) :3—4

[6]吴梦媛.中低速磁浮列控中心原理样机软件的设计与实现.北京交通大学学校, 2008:24—34

[7]郭永泉.客运专线CTCS—2级列控系统列控中心接口故障机制探讨铁道通信信号, 2008; (10) :11—12

[8]铁道部.CTCS—2级列车运行控制系统维护管理规则.北京:中国铁道出版社, 2007

[9]卢佩玲.铁路CTCS—2级列车运行控制系统列控中心及列控车载设备工程施工质量验收暂行标准.北京:中国铁道出版社, 2007