城轨列车网络控制系统第1次作业
方进路空闲并锁闭及道岔开通直股方向，列车按ATP速度命令运行。有的城市把红色十黄色作为开放引导信号，列车在获得特别批准后，可按规定速度前进。白色信号表示在车辆段、停车场，前方进路空闲并锁闭，列车按规定速度可安全行至下一个信号机或指示标志。
15.极性交叉的作用和原理有哪些？
参考答案：答：对于有钢轨绝缘的轨道电路，为了实现对钢轨绝缘破损的防护，要使绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位，这就是轨道电路的极性交叉。
极性交叉可防止在相邻轨道电路间的绝缘节破损时引起轨道继电器的错误动作。如图2-1所示的直流轨道电路。1G和3G是两个相邻的轨道电路，他们没有实现极性交叉。当1G有车占用而绝缘破损的情况下，流经轨道继电器1 GJ的电流等于两个轨道电源所供的电流之和，1GJ有可能保持吸起，这将危及行车安全。若按极性交叉来配置，绝缘破损时，轨道继电器中的电流就是两者之差，只要调整得当，1GJ和3GJ都会落下，从而满足了故障安全的要求。
16.计轴器的基本工作原理？
参考答案：答：计轴器在区间始端和末端各有一传感器，当车轮进入始端轨道传感器作用区时，传感器发出电脉冲信号给计数器，开始计轴进行加轴运算。当车轮进人末端轨道传感器作用区时，传感器同样发出电脉冲给计数器，进行减轴运算。计数器显示如为0，表明此时区间无车占用；如不为0，则表明此时区间有车占用。
17.查询应答器的功能？
参考答案：答：査询应答器是一种采用电磁感应原理构成的髙速点式数据采集/传输设备，并已成为实现现代轨道交通地面与列车间相互通信的重要设备。查询应答器技术在铁路上的应用比较广泛，例如进行车辆的测速和定位时，在地面固定地点道床上设置应答器，列车上安装査询器，列车经过应答器时通过向地面无源应答器发射能源，通过短程无线电波，使査询器立即从应答器反馈获得列车自身精确定位数值。如在轨道道床上按给定距离敷设多个应答器，则列车从它们可以连续定点地获得定位信息，从获得两个定位信息的间隙时间长短经过处理后，则可以进一步判断求得列车实际运行的速度。
在城轨交通中查询应答器往往应用在运行移动列车和某个固定地点之间的信
息传输。传统的做法是查询器装在机车上，而应答器装在地面轨道上，形成机
城轨列车网络控制系统第2次作业
一、不定项选择题(有不定个选项正确，共7道小题) 1. 程控数字电话交换机的组成包括（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 控制系统； (B) 数字交换网络； (C) 用户接口卡； (D) 外围设备。 正确答案：A B D 解答参考： 2. 数字交换网络的数字接线器包括以下哪些类型？（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 空分接线器； (B) 时分接线器； (C) 时空接线器； (D) 总线接线器 正确答案：A B C 解答参考： 3. 常规广播是在列车的正常运营过程中所使用的广播，包括（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 离开广播； (B) 运营延误； (C) 到达广播； (D) 故障延误。 正确答案：A C 解答参考： 4. 紧急广播为在运营中出现紧急情况时列车使用的广播信息，包括（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 区间清客； (B) 疏散乘客； (C) 紧急撒离； (D) 故障延误。 正确答案：A B C 解答参考： 5. 旅客信息系统按控制功能划分为：（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 信息源； (B) 中心播出控制层； (C) 车站车载播出控制层；
(D) 车站车载播出显示终端设备。 正确答案：A B C D 解答参考： 6. 旅客信息系统按结构划分为四部分：（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 中心子系统； (B) 车站子系统； (C) 网络子系统； (D) 车载子系统。 正确答案：A B C D 解答参考： 7. 实现多址连接的无线通信多址方式有（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 频分多址（FDMA）； (B) 时分多址(TDMA）； (C) 空分多址(SDMA）； (D) 码分多址(CDMA）。 正确答案：A B C D 解答参考： 二、判断题(判断正误，共18道小题) 8. 在旅客信息系统中，紧急灾难信息的优先级最高，然后依次是列车服务信息、旅客导向信息、站务信息、公共信息和商业信息。（） 正确答案：说法正确 解答参考： 9. 在旅客信息系统中，高优先级的信息可中断低优先级信息的播出，低优先级的信息也可中断高优先级信息的播出。（） 正确答案：说法错误 解答参考： 10. 二级母钟自动接收标准时间信号，校准自身的时间精度，并分配精确时间给一级母钟。（） 正确答案：说法错误 解答参考： 11. 当一级母钟不能正常接收GPS信号时，则通过自身高稳晶振运作提供时间信号给二级母钟等终端用户，以满足地铁运营的要求。（） 正确答案：说法正确 解答参考：
高速铁路列车运行控制系统 ----轨道电路 李波 一 CTCS的体系结构 CTCS分为CTCS0至CTCS4五级，按铁路运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层配置，如图1所示。 二 CTCS2系统 CTCS-2级列控系统是基于轨道电路加点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统，包括车载设备和地面设备。 1 地面子系统 （1）列控中心：根据列车占用情况及进路状态计算行车许可及静态列车速度曲线并传送给列车。 （2）轨道电路：完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送控制信息。车站与区间采用同制式的轨道电路。 （3）点式信息设备：用于向车载设备传输定位信息，选路参数，线路参数，限速和停车信息等。
2 车载子系统 车载ATP设备包括：安全计算机、STM、BTM、DMI、记录单元，机车接口单元，测速单元，LKJ监控装置。 三轨道电路 轨道电路提供的信息包括：行车许可，空闲闭塞分区数量，道岔限速等。 1 车站采用ZPW-2000系列电码化，为列车提供运行前方闭塞分区空闲数，道岔侧向进路等信息。 2 车站相邻股道电码化应采用不同载频，列控车载设备根据进站信号机处应答器的轨道信息报文对接收轨道电路信息载频进行锁定接收。 3 车站电码化轨道同一载频区段轨道电路最小长度，应满足列车以最高运行速度时车载轨道电路信息接收器（STM）可正常接收信息。 4 轨道电路采用标准载频为1700HZ﹑2000HZ﹑2300HZ﹑2600HZ。低频信息按表进行。 5 轨道电路信息满足最高250Km/h速度列车安全运行的要求，基本码序为： 1）停车：L5- L4- L3- L25- L- LU- U- HU
CRH1型动车组列车控制系统ATP控制模式 概述 一、ATP列控系统速度防护模式 ATP列控系统共有十一种速度防护模式： (1)区间追踪运行模式。 (2)带LU2的区间追踪运行模式。 (3)机外停车模式。 (4)正线停车模式。 (5)股道停车模式。 (6)正线通过模式。 (7)经18号及以上道岔侧向通过模式。 (8)引导接车模式。 (9)正线发车模式。 (10)股道发车模式。 (11)区间反向运行模式。 二、ATP装置区间追踪运行模式在区间跟踪运行模式时，设备核对速度产生的曲线控制。
三、ATP装置带LU2的区间追踪运行模式 1.如果轨道电路信息码包含LU2(单黄码)，在列车未到达LU2(单黄码)区间的情况下，是否有LU2就会不明确。 2.列卓进入了LU2(单黄码)分区后，会判明从LU2(单黄码)确定的实际停车点。重新画出新的核对速度曲线。 四、ATP装置机外停车模式 在区问内站间停车模式时的核对速度曲线。 五、ATP装置正线停车模式正线停车模式时的核对速度曲线的生成。 六、ATP装置股道停车模式 1.列车处于U2码(黄灯)区间之前的一段时间内，生成
机外停车模式曲线。 2.接收到U2码(黄灯)后，会生成形成NBP为50km的模式曲线。 3.进入列车接近的区间后，会接收UU码(双黄灯)，通过进站信号机时破坏掉以前的正线Balise信息，根据进站口的Balise信息生成曲线。 4.股道停车时，在站外即使是『机控优先』通过进站信号到列车停车之间的过程自动切换到『人控优先』。正线停车时不为人控优先。 5.股道停车时收UU(双黄灯)信号后的『无信号』作为『HU』(半红半黄)信号处理。因此，在上图状态下可将TC6，TC7两个轨道电路作为一个闭塞区处理。 6.其后进入无码的区间。列车保持NBP为50km/h的限制速度。从入口的有源应答器接收应该进入的线路的数据。列车发出停止在B6的终端的核对速度图形。 7.列车进入TC7后，考虑到列车长度，在前450m保持NBP50km/h的限制速度。然后，该NBP50km/h限制被解除，曲线状的核对速度图形即有效。
CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点 一、CRH2A型动车组网络控制系统： 1、网络控制概述： CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车的总线来传送信息，从而减轻了列车的重量，并且通过对列车运行以及车载设备动作的运行信息进行集中管理，可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用，加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。 2、网络控制系统的组成： CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成。硬件一体化装置，但各自独立构成网络，系统为自律分散型。 控制传输部分为双重系统，确保系统的冗余性。通信采用ARCNET网络标准。头车设置的中央装置为双重系统构成，确保其可靠性。前后中心的控制单元采用母线仲裁。 CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成，同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施。 3、网络控制系统的功能： 1）牵引、制动指令传输； 2）设备启动、关闭指令的传输；3）显示灯/蜂鸣器控制指令传输；4）乘务员支持信息传输；5）服务设备控制信息传输；6）数据记录功能；7）车上试验；8）自我诊断传送线；9）远程装载功能；10）列车信息装置的自我诊断功能；11）信息显示功能。 4、网络控制系统的拓扑结构： CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。列车网络为连接编组各车辆的通信网络，以列车运行控制为目的，以光纤和双绞线为传输介质，连接各中央装置和终端装置，采用双重环结构。车辆级网络结构为连接车厢内设备的通信网络，主要传输介质为光纤和电流环传输线。 1）列车总线 列车总线有两种类型：其一为列车信息传输线，以光纤为传输介质，连接所有中央装置和终端装置，采用ARCNET协议，传送速度为2.5Mb/s;其二为自我诊断传输网，以双绞线作为传输介质，连接中央装置和终端装置，采用HLC作为通信协议。 列车总线的设备由中央装置、终端装置、显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成。在光纤网中，中央装置和终端装置由双重环形构成的光纤连接，采用不易发生故障的双向环形网络方式。它具有向左和向右两条线路，是一种分散型的系统。如果在一个方向的环绕中检测到没有应答的情况，就向另一个方向的环绕传送，即使在2处以上的线路发生故障，环路网络断开时，也可以继续有其他连接着的正常线路进行传送，避开故障部位。 2)车辆总线： 车辆总线是指中央装置/终端装置与车辆内设备之间信息交换通道。各车的中央/终端装置与车辆设备之间的接口以光传送、电流环传送，DIO等形式传送，他们构成信息网络节点与车载设备的联系通道，车载设备与网络控制系统节点之间爱用点对点通信方式，有多种通信规格，总结如下： 终端装置——设备（牵引变流器/制动控制装置）之间的传送： ①通过点对点连接进行的光纤2线式半双工传送； ②轮询方式； ATC检查记录部和车内引导显示器、空调显示器、自动播放装置、辅助电源装置—监视器部之间的传送。
CRH1型动车组列车控制系统概述 一、ATC列车运行自动控制系统概述。 1.是对列车运行全过程或一部分作业实现自动控制的系统。 2.其特征为：列车通过获取的地面信息和命令，控制列车运行，并调整与前行列车之间必须保持的距离。 3.列车运行自动控制系统(简称列控系统)是保证列车按照空间间隔制运行的技术方法，它是靠控制列车运行速度的方式来实现的。 4.列车运行自动控制系统ATC包括三个子系统： (1)ATP列车超速防护系统。 (2)ATO列车自动驾驶系统。 (3)ATS列车自动监控系统。 二、列车运行自动控制系统的控制原理 1.采用速度一距离模式曲线控制，不再对每一个闭塞分
区规定一个目标速度，而是向列车传送目标速度、列车距目标的距离(和TVM430不一样，它可以包括多个闭塞分区的长度)的信息。 2.列车实行一次制动控制方式。列车追踪间隔可以根据列车制动性能、车速、线路条件调整，可以提高混跑线路的通过能力。 3.速度一距离模式曲线控制实现了一次制动方式，列控车载设备为智能型设备，它根据目标速度、目标距离、线路条件、列车性能生成的目标一距离模式曲线进行连续制动，缩短了运行问隔，提高了运输效率，增加了旅行舒适度。 4.为了实现这一方式，地面设备必须向列车发送前方列车的位置、限速条件等动态数据，以及线路条件等固定数据，地面设备以数据编码向列车传送信息，信息量明显增加，可靠性高。 三、列控系统的基本功能 1.列控系统是在传统闭塞基础上增加列车自动控制功能的信号防护系统，由地面设备和车载设备组成。 2.列控系统包含专门设计的满足信号安全要求的模块和功能，附加功能和舒适性功能不要求安全设计。 四、车载设备功能 1.开口速度计算；测速测距；列车定位。 2.行车许可及限制速度的监督和显示。
目录 列车网络控制系统 (2) 一、列车网络控制系统概述 (2) 1. 列车网络系统的发展 (2) 2. 列车网络控制系统的功能 (4) 二、我国城市轨道交通列车网络控制系统的应用 (5) 1. SIBAS系统 (5) 2. MITRAC.系统 (6) 3. AGATE系统 (9) 4. TIS信息系统 (13) 5. DETECS系统 (15)
列车网络控制系统 一、列车网络控制系统概述 列车网络控制系统是列车的核心部件，它包括以实现各功能控制为目标的单元控制机、实现车辆控制的车辆控制机和实现信息交换的通信网络。列车网络系统的发展过程从系统功能来看经历了由单一的牵引控制到车辆（列车）控制，再到现在已经进入分布式控制系统的发展阶段。 1. 列车网络系统的发展 70年代末至80年代初，车载微机的雏形分别在西门子公司和BBC公司出现。开始仅仅是用于传动装置的控制，随着控制、服务对象的增多，人们把铁道系统依次划分为 6 个层次：公司管理、铁路运营、列车控制、机车车辆控制、传动控制和过程驱动，于是列车通信网络在初期的串行通信总线的基础上应运而生，并从原来不同公司的企业标准推向国际标准，逐步形成了列车通信与控制系统的标准化、模块化的硬件系列和全方位的开发、调试、维护、管理软件工具。 1988年IEC第9 技术委员会TC9成立了第22工作组WG22，其任务是制订一个开放的通信系统，从而使得各种铁道机车车辆能够相互联挂，车上的可编程电子设备能够互换。 1992年6 月, TC9WG22以委员会草案CD（committee Draft）的形式向各国发出列车通信网TCN（Train Communication Network）的征求意见稿。该稿分成4个部分：第1 部分总体结构，第 2 部分实时协议，第 3 部分多功能车辆总线MVB，第4部分绞式列车总线WTB。 总体结构把列车通信网规定为由多功能车辆总线MVB和绞式列车总线WTB 组成。MVB的传输介质可以是双绞线，也可以是光纤。在后一种场合，其跨距为2000m，最多可连接256个职能总线站。数据划分为过程数据、消息数据和监管数据。对过程数据的传输作了优化。发送的基本周期是lms或2ms。 WTB的传输介质为双绞线，最多可连接32个节点，总线跨距860m。WTB 具有列车初运行和接触处防氧化功能。发送的基本周期是25ms。 1994年5 月至1995年9 月，欧洲铁路研究所（ERRI）耗资300万美元，在瑞士的Interlaken至荷兰的阿姆斯特丹的区段，对由瑞士SBB、德国DB、意大利FS、荷兰NS的车辆编组成的运营试验列车进行了全面的TCN试验。 1999年6 月，TCN标准草案正式成为国际标准，即IEC61735。该标准对列
C R H A型动车组和 C R H A型动车组列车网络控制系统的技术特点公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点 一、CRH2A型动车组网络控制系统： 1、网络控制概述： CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车的总线来传送信息，从而减轻了列车的重量，并且通过对列车运行以及车载设备动作的运行信息进行集中管理，可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用，加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。 2、网络控制系统的组成： CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成。硬件一体化装置，但各自独立构成网络，系统为自律分散型。 控制传输部分为双重系统，确保系统的冗余性。通信采用ARCNET网络标准。头车设置的中央装置为双重系统构成，确保其可靠性。前后中心的控制单元采用母线仲裁。 CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成，同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施。 3、网络控制系统的功能： 1）牵引、制动指令传输； 2）设备启动、关闭指令的传输；3）显示灯/蜂鸣器控制指令传输；4）乘务员支持信息传输；5）服务设备控制信息传输；6）数据记录功能；7）车上试验；8）自我诊断传送线；9）远程装载功能；10）列车信息装置的自我诊断功能；11）信息显示功能。
4、网络控制系统的拓扑结构： CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。列车网络为连接编组各车辆的通信网络，以列车运行控制为目的，以光纤和双绞线为传输介质，连接各中央装置和终端装置，采用双重环结构。车辆级网络结构为连接车厢内设备的通信网络，主要传输介质为光纤和电流环传输线。 1）列车总线 列车总线有两种类型：其一为列车信息传输线，以光纤为传输介质，连接所有中央装置和终端装置，采用ARCNET协议，传送速度为 2.5Mb/s;其二为自我诊断传输网，以双绞线作为传输介质，连接中央装置和终端装置，采用HLC作为通信协议。 列车总线的设备由中央装置、终端装置、显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成。在光纤网中，中央装置和终端装置由双重环形构成的光纤连接，采用不易发生故障的双向环形网络方式。它具有向左和向右两条线路，是一种分散型的系统。如果在一个方向的环绕中检测到没有应答的情况，就向另一个方向的环绕传送，即使在2处以上的线路发生故障，环路网络断开时，也可以继续有其他连接着的正常线路进行传送，避开故障部位。 2)车辆总线： 车辆总线是指中央装置/终端装置与车辆内设备之间信息交换通道。各车的中央/终端装置与车辆设备之间的接口以光传送、电流环传送，DIO等形式传送，他们构成信息网络节点与车载设备的联系通道，车
C R A型动车组和C R A型动车组列车网络控制系 统的技术特点 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022
CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点 一、CRH2A型动车组网络控制系统： 1、网络控制概述： CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车的总线来传送信息，从而减轻了列车的重量，并且通过对列车运行以及车载设备动作的运行信息进行集中管理，可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用，加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。 2、网络控制系统的组成： CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成。硬件一体化装置，但各自独立构成网络，系统为自律分散型。 控制传输部分为双重系统，确保系统的冗余性。通信采用ARCNET网络标准。头车设置的中央装置为双重系统构成，确保其可靠性。前后中心的控制单元采用母线仲裁。 CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成，同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施。 3、网络控制系统的功能： 1）牵引、制动指令传输； 2）设备启动、关闭指令的传输；3）显示灯/蜂鸣器控制指令传输；4）乘务员支持信息传输；5）服务设备控制信息传输；6）数据记录功能；7）车上试验；8）自我诊断传送线；9）远程装载功能；10）列车信息装置的自我诊断功能；11）信息显示功能。 4、网络控制系统的拓扑结构：
CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。列车网络为连接编组各车辆的通信网络，以列车运行控制为目的，以光纤和双绞线为传输介质，连接各中央装置和终端装置，采用双重环结构。车辆级网络结构为连接车厢内设备的通信网络，主要传输介质为光纤和电流环传输线。 1）列车总线 列车总线有两种类型：其一为列车信息传输线，以光纤为传输介质，连接所有中央装置和终端装置，采用ARCNET协议，传送速度为 2.5Mb/s;其二为自我诊断传输网，以双绞线作为传输介质，连接中央装置和终端装置，采用HLC作为通信协议。 列车总线的设备由中央装置、终端装置、显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成。在光纤网中，中央装置和终端装置由双重环形构成的光纤连接，采用不易发生故障的双向环形网络方式。它具有向左和向右两条线路，是一种分散型的系统。如果在一个方向的环绕中检测到没有应答的情况，就向另一个方向的环绕传送，即使在2处以上的线路发生故障，环路网络断开时，也可以继续有其他连接着的正常线路进行传送，避开故障部位。 2)车辆总线： 车辆总线是指中央装置/终端装置与车辆内设备之间信息交换通道。各车的中央/终端装置与车辆设备之间的接口以光传送、电流环传送，DIO等形式传送，他们构成信息网络节点与车载设备的联系通道，车
南京理工大学 控制系统案例分析 （二） 姓名: 杨荣宗学号：913110200228 学院(系):自动化院 专业:自动化专业 任课教师:张益军 综合评定成绩：
《高速动力组列车网络控制若干问题研究》读后感 我国的高速铁路网经过近几年来的发展，已经初具规模。2015年是铁路“十二五”规划的收官之年，以高速铁路为主骨架的快速铁路网将基本建成，总规模达4万公里以上，其中高速铁路通车里程达到1.9万公里，较2012年翻了一番，与其他铁路共同构成的快速客运网可基本覆盖50万以上人口城市。2012年底，我国的高铁路运营里程达9356公里，居世界第一位，在建里程超过一万公里。自2007年4月18日零时起，我国铁路正式实施第六次大面积提速和新的列车运行图。列车在京哈、京沪、京广、陇海、胶济等既有铁路干线上实施时速200公里的提速，部分区段列车运行时速达到250公里。提速后，全国铁路客运能力增长18%以上，货运能力增长12%以上。我国高速铁路正处在高速发展阶段。 我国的高速铁路从一开始就瞄准世界一流的水平，从铁路道岔到机车再到信号设备，都是采取引进加学习的方法，即首先引进国外的技术，在消化这些先进技术的基础上不断创新，研制出适合我国情况的设备，短短几年的时间，我国便掌握了高铁这个庞大的系统各个组成部分的先进技术，特别是机车车辆方而，我国的“和谐号”动车组采纳了加拿大、德国、法国、日木等国的先进技术，在此基础上创新研发，现己形成一个比较完善的车型系列。 随着中国高速铁路建设速度的加快，高速动车组列车控制技术成为高速铁路发展的难点。与传统的工业控制系统相比，高速动车组列车控制具有新的特点，同时面临着一些新的问题： ①由于国内高速动车组的整体设计技术落后国外将近十年，这就使得我国在设计能力、设计经验上存在不足，尤其是最为核心的网络控制的设计上存在显著的差距； ②高速动车组的干扰状况和运行环境的恶劣程度是其他工业场合不可比拟的，其网络控制要求更高的实时性和可靠性，因此对总线网络性能的分析和预测至关重要； ③高速动车组集控制、监控、诊断、管理于一体，同时网络控制节点数比较多，为了完成如此复杂的过程，要求动车组网络管理机制健全，网络协议在实现功能的同时，尽可能简洁；
CRH1型动车组计算机控制系统计算机设备 及功能概述 一、计算机系统的功用 1.CRHl型动车组从牵引动力、系统设备、控制电器、都是分散安装，对各车辆系统设备的操作必须具备远程、集中、程序化控制。为保证实现车组的功能控制，必须通过计算机系统来进行控制和监控。 2.车组安装几个计算机系统，彼此间通过一个网络进行通信，实现列车程序化控制。 二、计算机系统设备组成 CRHl型动车组计算机系统设备组成： (1)线路列车总线(WTB)；(2)多功能车辆总线(MVB)(见图3－1)；(3)以太网通信；(4)四个串行连接器。(5)远程通信控制器(AXSCCU)；(6)通信控制器(COMC)；(7)牵引控制系统(PCUCCU)；(8)智能显示器(IDU)；(9)驱动控制器，网侧变流器(DCU/L)；(10)驱动控制器；(11)辅助逆变器(DCU/A)； (12)驱动控制器，电机逆变器(DCU/M)；(13)制动控制器(BCU)。(14)火灾探测器。
三、四种不同的通信原理 1.CRHI型动车组列车总线WTB的通信原理，在动车组内各基本列车单元之间传递数据及重联时与其他动车组传递数据。 (1)它是一个动态配置，可随连接单元数量的变化而变化(最多两列动车组16辆)，由网关单元将WTB列车总线连到每个动车组的动力单元上。 (2)当一个司机室启动时，主控网关即检查WTB列车总线上的其他节点，并对网络进行配置。 2.CRHI型动车组多功能车辆总线MVB的通信原理是在基本动车组单元内的各车辆之间传递数据。 (1)在作为二级主控的情况下，它还能够在动车组内其他列车基本单元之间传递数据。 (2)这种通信是固定配置，由TDSCCU单元在每个基本列车单元内进行本地管理。 3.CRHl型动车组以太网通信原理是在IDU作为网桥将信息进一步传递到MVB的TDSCCU之间传递数据。 4.四个串行连接器的通信原理。
CTCS CTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。CTCS根据功能要求和设配置划分应用等级，分为0~4级。 1. CTCS概述 TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校核、自动报点、正晚点统计、运行图自动绘制、调度命令及计划的下达、行车日志自动生成等功能，换句话说就是原来行车调度员和车站值班员需要用笔记下的东西现在都可以由TDCS自动完成。 中国铁路调度指挥系统 参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成了自己的CTCS（Chinese Train Control System）标准体系。如何吸收ETCS规范并结合中国国情更好地再创新，是值得深入研究的课题。 铁路是国民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先行产业，是社会的基础设施，铁路运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。为了满足国民对铁路运输的要求，进入二十一世纪以后，铁路部门致力于高速铁路和客运专线的建设，并取得了骄人的成绩。
为了适应中国高速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功了“CTCS系统”（即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System 的缩写“CTCS”） 2. 产生背景 由于早期欧洲铁路的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互不兼容，为有效解决各种列车控制系统之间的兼容性问题，保证高速列车在欧洲铁路网内跨线、跨国互通运行，1982年12月欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。 2001年欧盟通过立法形式确定ETCS（European Train Control System）为强制性技术规范。ETCS的主要目标是互通互用、安全高效、降低成本、扩展市场，在规范的设计上融入了欧洲各主要列控系统的功能，制定了比较丰富的互联互通接口。经过长期的发展，ETCS系统目前已经比较成熟，得到了欧洲各国铁路公司和供货商的广泛认可。 中国人口密集，资源紧张，城市化发展非常迅速。一直处于发展中的中国铁路，始终存在着运量与运能之间的突出矛盾。铁路运输至今仍相当程度地制约着国民经济的快速发展，铁路仍是我国国民经济发展中的一个薄弱环节。为了缓解铁路运输的压力，铁路部门先后实行了六次大提速。 与此同时，高速铁路的蓬勃发展，对铁路的中枢神经——信号系统也提出了新的技术要求。但由于历史及技术原因，中国铁路存在多种信号系统，严重影响了运输效率。铁路信号系统迫切需要建立统一的技术标准，确立数字化、网络化、智能化、一体化发展方向，国产高速铁路列车运行控制系统标准的制定迫在眉睫。为实现高铁战略，铁道部组织相关专家开始制定适合我国国情的中国列车控制系统CTCS（Chinese Train Control System）。 在CTCS 技术规范中，根据系统配置CTCS按功能可划分为5 级。为满足客运专线和高速铁路建设需求，通过对ETCS标准的引进、消化、吸收，并结合成功应用的CTCS-2级列车运行控制系统的建设和运营经验，我国构建了具有自主知识产权的CTCS-3级列控系统标准。CTCS-3级列车运行控制系统是基于GSM-R无线通信的重要技术装备，是中国铁路技术
2014届毕业设计任务书 列车网络控制系统分析及故障排除 专业系轨道交通系 班级城轨车辆 111班 学生姓名赵蒙 指导老师陶艳 完成日期 2014届毕业设计任务书 一、课题名称： 城轨车辆电力牵引交流传动控制系统的分析及故障排除 二、指导老师： 陶燕 三、设计内容与要求： 1、课题概述: 随着电力电子技术的发展，电力牵引交流传动系统逐步替代了早期的直流牵引传动系统，在轨道交通领域得到了广泛应用，成为铁路实现高速和重载运输的唯一选择和主要发展方向。而交流传动控制系统是交传机车和电动车组的核心部件，是列车运行的神经中枢系统。分析该系统的工作原理，掌握常见故障的处理方法有着非常重要的现实意义。 本课题主要分析电力牵引交流传动控制系统的组成结构及各组成部件的主要功能原理，以及常见的交流传动控制技术；分析系统常见的故障现象及应急处理方法。 2、设计内容与要求： （1）设计内容 本课题下设3个子课题： ①CRH动车组交流传动控制系统的分析及故障排除 ②HXD交传机车传动控制系统的分析及故障排除 ③城轨车辆交流传动控制系统的分析及故障排除 每个子课题设计的主要内容可包括： a.电力牵引交流传动控制系统的发展历史及现状分析 b.电力牵引交流传动控制系统的组成结构分析
c.电力牵引交流传动控制系统主要组成部件功能和原理分析 d.各种交流传动控制技术的对比和分析 e.电力牵引交流传动控制系统的常见故障排除 f.结论 （2）要求 a.通过检索文献或其他方式，深入了解设计内容所需要的各种信息； b.能够灵活运用《电力电子技术》、《交流调速技术》、《CRH动车组》《HXD型电力机车》等基础和专业课程的知识来分析电力机车交流传动控制系统。 c.要求学生有一定的电力电子，轨道交通专业基础。 四、设计参考书 1、《现代变流技术与电气传动》 2、《电力牵引交流传动与控制》 3、《CRH2动车组》、《CRH3动车组》 4、《HXD1型电力机车》 5、《HXD2型电力机车》 6、《HXD3型电力机车》 五、设计说明书内容 1、封面 2、目录 3、内容摘要(200-400字左右，中英文) 4、引言 5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、分析、论证，设计结果的说明及特 点） 6、结束语 7、附录(参考文献、图纸、材料清单等) 六、设计进程安排 第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。 第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导。 第4－7周：进行毕业设计，完成初稿。 第7-10周：第一次检查，了解设计完成情况。 第11周：第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。 第12周：毕业答辩与综合成绩评定。 七、毕业设计答辩及论文要求 1、毕业设计答辩要求 （1）答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要
先进的列车运行控制系统 2008年在世界高速铁路大会上，与会代表就高速铁路定义进行讨论，最后提出高速铁路有三个标准：一.新建有专用铁路；二.开行250公里以上的动车组列车；三.必须用先进的列车运行控制系统。 先进的列车运行控制系统与信号，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，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。这种运行控制系统与普速的铁路是完全不同的，它是一个计算机（电脑）化的控制系统，这就是高速铁路的最核心技术。 所有列车运行控制系统说通俗点就是机器控制与人控制如何结合。传统普速铁路是以人控为主，机器做辅助的；而高速铁路是反过来，优先以机器控制为主，人是辅助的。高速铁路必须采用先进的列车运行控制系统，我们才能认定说这条线路是高速铁路。 传统普速铁路将列车在区间运行过程中实现自动化的设备统称为区间设备，包括各种闭塞设备及机车信号与自动停车装置，其一般以地面设备为主。 在高速铁路上，由于行车速度较高，如仍用地面的区间设备来调整列车运行，将产生很大困难。首先是地面信号的显示距离和显示数量不能给司机作出一个准确的速度限制，甚至模糊、不确定性极强。另外，固定的闭塞分区将影响区间的行车效率。为此，在高速铁路的列车运行过程中，必须在实现自动化的前提下，采用新的信号区间设备。首先是取消了分散安装在地面上，线路两侧的区间中的传统信号设备，列车运行控制功能全集中于列车上。其次是列车位置由车上设备进行自身检测，而地面设备是根据由车上传送的位置信息实现间隔控制。再次是列车运行安全速度是根据地面设备传递的信息，由车上设备进行自动控制。还有是地面、列车之间的信息传递可采用查询应达器（Transponder），多信息无绝缘轨道电路与无线传输信道来实现。 先进列车控制系统是铁路在技术上的一次突破，它将使铁路和整个国民经济取得巨大的经济效益。从80年代初开始，世界各国研究的先进列车控制系统,现仍处于研究、试验与完善之中。 如美国的先进列车控制系统英文写法为AdvancedTrainControlSystems缩写成叫ATCS，美国的另外一种先进列车控制系统叫ARES。由此推理，欧洲列车控制系统叫ETCS，法国的实时追踪自动化系统叫ASTREE，日本的计算机和无线列车控制系统叫CARA T等等。全是英文名称的缩写而言。 近年来，许多国家为先进列车控制系统研制了多种基础技术设备，如列车自动防护系统、卫星定位系统、车载智能控制系统、列车调度决策支持系统、分散式微机联锁安全系统、列车微机自动监测与诊断系统等。世界上许多国家如美国、加拿大、日本和西欧各国都将在20世纪末到21世纪初，已经开始分层次的实施、逐步推广应用这些新技术。 美国的ARES系统采用全球定位卫星接收器和车载计算机，通过无线通信与地面控制中心连接起来，实现对列车的智能控制。中心计算机根据线路状态信息和机车计算机报告的本身位置和其他列车状态信息等，随时计算出该采取的相对应措施，使列车有秩序地行驶，并能控制列车实现最佳的制动效果。全球定位卫星系统定位精确，误差不超过1米，ARES并利用全球定位卫星来绘制实时地图，使司机能在驾驶室的监视器上清楚地了解列车前方的具体情况，从而解决了夜间和雨雾天气时的观察困难。而ATCS列车控制系统与ARES系统最大区别，在于采用设在地面上的查询应答器，不用全球定位卫星。 当然，ARES和ATCS的功能不限于列车自动驾驶，它们的潜力还很大。计算机还可以在30秒以内，计算出一条铁路线的最佳运行实时计划，以便随时调整列车运行，达到安全效率和节能的最佳综合指标。 除美国研制的ATCS与ARES系统外，其他各国发展高速铁路的国家也都十分重视行车安全与控制系统的开发研究。作为世界高速铁路发展较快的日本、法国和德国，在地面信号设备中，区间设备都采用了符合本国国情的可靠性高、信息量大、抗干扰能力强的微电子化或微机化的不同形式的自动闭塞制式。车站联锁正向微机集中控制方向发展。为了实现高速铁路道岔转换的安全，转辙装置也向大功率多牵引点方向发展，同时开发研究了道岔装置的安全监测系统。在车上，世界各国的高速铁路都积极安装了列车超速防护和列车自动控制系统。 日本在东海道新干线采用了A TC系统，法国TGV高速线采用了TVW300和TVM430系统，德国在ICE高速线上采用了LZB系统。这些系统的共同点是新系统完全改变了传统的信号控制方式，可以连续、实时监督高速列车的运行速度，自动控制列车的制动系统，实现列车超速防护。另外，通过集中运行控制，系统还可以实现列车群体的速度自动调整，使列车均保持在最优运行状态，在确保列车安全的条件下，最大限度的提高运输效率，系统进一步还可以发展为以设备控制全面代替人工操作，实现列车控制全盘自动化。这些系统的不同点主要体现在控制方式、制动模式及信息传输的结构方面。 德国的LZB连续式列车运行控制系统，其运营速度可达270km/h。它是目前世界上唯一采用以轨道电缆为连续式信息传输媒体的列车控制系统，可实现地面与移动列车之间的双向信息传输，同时还可利用轨道电缆交叉环实现列车定位功能，控制方式是以人工控制为主。LZB系统首先将连续式速度模式曲线应用于高速列车的制动控制，打破了过去分段速度控制的传统模式，可以进一步缩短列车运行的时隔时分，因
专业班学号: 姓名: 《城轨列车网络控制系统错误！未指定书签。》课程 （第2次作业） 评分 评分人 四、主观题(共20道小题) 28.列车自动防护系统（ATP)是一个什么样的系统？ 参考答案：答：城市轨道交通的信号系统中，列车自动防护〔ATP）系统是非常重要的组成部分，它 为列车行驶提供安全保障，有效降低列车驾驶员的劳动强度，提高行车效率。如果没有ATP系统，列 车的行车安全需要由列车驾驶员人工来保障，这样会造成列车驾驶员过度疲劳，产生安全隐患，为行 车作业效率带来负面影响。因此在城市轨道交通中，尤其是在运营作业繁忙的线路上，信号系统中设 里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。 ATP系统是保证行车安全、防止列车进入前方列车占用区段和防止超速运行的设备。ATP负责 全部的列车运行保护。ATP系统执行以下安全功能：限制速度的接收和解码、超速防护、车门管理、 自动和手动模式的运行、司机控制台接口、车辆方向保证、永久车辆标识。 29.简述ATP系统具有的主要功能。 参考答案：答：ATP车载设备能连续检测列车的位置、监督速度限制、防护点和根据列车在站台区域 的精确停车控制列车车门和站台安全门。联锁是底层的基本防护系统。ATP轨旁设备连续监视和检查 联锁条件，比如道岔的监督、紧急停车按钮监督、侧面防护和其他进路的情况。这些信息是轨旁设备 计算移动授权的基础。 （1）速度监督与超速防护 轨旁设备从联锁和轨道空闲检测系统获得驾驶指令，整理为相应格式的数据后传输至ATP车 载设备。驾驶指令通常包括目标速度、目标距离、最大允许线路速度和线路坡度等。ATP车载设备通 过此数据计算当前位置的列车允许速度。最终将列车运行所需的数据由驾驶室显示器指示给司机。 实际的列车速度和驶过的距离由测速装置连续进行测量。ATP车载设备将列车实际速度与列车允许速 度进行比较。当列车速度超过列车允许速度时，ATP的车载设备就会发出制动命令，发出报警后控制 列车进行常用全制动或实施紧急制动，使列车自动地制动。 （2）测速与测距 列车运行速度的测量是速度控制的依据。速度值的准确和精度直接影响列车控制的效果。 在目标距离模式中，列车位置对于安全性至关重要。如果列车无法掌握它在线路中的准确位置， 那么它就无法保证在障碍物或限制区范围内减速或停下。ATP车载设备通过连续测量列车行驶的距 离，可以随时査找列车的精确位置。 （3）车门与站台安全门的控制 在通常的情况下，在车辆没有停稳在站台或是车辆段转换轨上时，ATP不允许车门开启。当列车 在车站的预定停车区域内停稳且停车点的误差在允许范围以内时，地面定位天线会收到车载定位天线 发送的停稳信号，列车从ATP轨旁设备收到车门开启命令，ATP才会允许车门操作，车载对位天线和 地面对位天线才能很好地感应耦合并进行车门开关操作。有了车门开启命令后，使ATP轨旁设备发送
铁路列车运行控制系统（CTCS） 列车运行控制系统(简称列控)是铁路运输极重要的环节。随着对铁路运输要求的提高,如何改进列车控制系统,实现列车安全、快速、高效的运行是目前的主要问题。随着计算机技术、通信技术、微电子技术和控制技术的飞速发展使得无线通信传递车地大容量信息成为可能。 传统的列车运行控制系统是利用地面发送设备向运行中的 列车传送各种信息，使司机了解地面线路状态并控制列车速度的设备，用以保证行车安全，同时也能适度提高行车效率。它是一种功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术。它包括机车信号、自动停车装置以及列车速度监督和控制等。依据不同的要求安装不同的设备。机车信号和自动停车装置都可单独使用，也可以同时安装。 新一代铁路信号设备是由列车调度控制系统及列车运行控 制系统两大部分组成的。从技术发展的趋势看是向着数字化、网络化、自动化与智能化的方向发展。它是列车运营的大脑神经系统，直接关系保证着行车安全、提高运输效率、节省能源、改善员工劳动条件。发展中的列控系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为一体的综合业务管理的自动化系统。
列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的，从初级阶段的机车信号与自动停车装置，发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统。 随着列车速度的不断提高,随着计算机、通信和控制的等前沿科学技术发展，为通信信号一体化提供了理论和技术基础。尤其，其所依托的新技术，如网络技术与通信技术的技术标准与国外是一致的，可属于技术上借鉴。近年来,欧洲铁路公司在欧盟委员会和国际铁路联盟的推动下,为信号系统的互联和兼容问题制定了相关的技术标准,其中包括欧洲列车运行控制系统———ETCS标准。在世界各国经验的基础上，从2002年开始，结合我国国情、路情，已制定了统一的中国列车运行控制系统为ChineseTrainControlSystem的缩写——CTCS（暂行）技术标准。随后，还做了相关技术标准的修订工作,2007年颁布了《客运专线CTCS—2级列控系统配置及运用技术原则(暂行)》文件,明确规定了CTCS—2级列控系统运用技术原则,对CTCS—3级列控系统提出了技术要求。 CTCS列控系统是为了保证列车安全运行,并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。CTCS系统包括地面设备和车载设备,根据系统配置按功能划分为以下5级: 1.CTCS—0级为既有线的现状,由通用机车信号和运行监控记录装置构成。
高速动车组网路控制系统对比分析 车辆工程2012-1卓越班张明康 [摘要]列车网络控制系统是高速动车组主要控制系统之一，是列车正常运行不可缺少的部分。对CRH 型高速动车组采用的TCN、ARCNET 和CAN3 类总线的工作特性进行分析对比，进而对CRH 型动车组网络控制系统结构、网络控制系统设备等方面进行分析比较。 [关键字]高速动车组；网络控制系统；网络总线 随着中国高速动车组的发展及对其研究的深入,列车网络控制作为其关键技术之一,得到越来越多的研究者的关注。由于动车组采用动力分散方式，如何通过列车通信网路实现整列车的实时控制和信息传递显得尤为重要。动车组的列车通信网络是指采用分布式机通信网络控制技术，集中监控牵引、制动和辅助系统等车载设备，借助列车通信网络，自动监测车载设备状态和数据，与地面进行实时通信，实现列车安全运用和高效检修。 我国生产的CRH型高速动车组，由于生产厂家和设计系统本身存在差异，使得每种动车组的网络控制系统和和通信网络总线、动车组网络控制系统网络结构、系统设备、系统主要控制对象也不尽相同。我国CRH 型动车组通信网络总线有以下几种：基于TCN标准的CRH1、CRH3 和CRH5，基于ARCNET 的列车总线和基于HDLC的CRH2型动车组，以及一些在列车上常用的工业总线，如CAN总线、HDLC车辆总线。 1 三类网络总线 我国CRH 型动车组采用的网络总线主要有TCN、ARCNET和CAN3 类，其中TCN的WTB 和MVB分别作为列车总线和车辆总线进行信息传输，不同总线的应用和工作特性如下： 1.1TCN总线 CRH1、CRH3 和CRH5 动车组均基于TCN 标准构建其网络控制系统，列车总线和车辆总线通过节点来连接，一般每节车辆有一个节点。WTB 和MVB 均采用集中控制、周期性预分配的主从方式对总线介质进行访问控制。WTB 负责列车车辆间的数据通信，是一种用于连接各节点可动态编组的车辆间的绞线式列车总线, 能自动识别车辆在列车编组中的位置和方向。MVB 负责车辆内部的数据通信，是一种用于连接车辆（或固定编组的车辆单元）内部设备的多功能车辆总线。 1.2ARCNET总线 CRH2 动车组基于ARCNET 的网络控制系统，是一种基于令牌传递协议的现场总线，网上的各个节点轮流支配这个网络，所有总线上的站是平等的，网络中每个节点保存有下一个节点的逻辑地址，可以生成一个网络活动节点地址表，使用光纤作为传输总线，传输速率为2.5Mbps，拓扑结构采用双环形网络。ARCNET 的网络可以采用 3 种物理介质：同轴电缆、双绞线、光纤；其接线方案也非常灵活，支持总线型、星型以及分布式星型等拓扑。ARCNET 协议支持网络自动重构，可以自动适应网络的变化，当网络中加入或删除一个字节，ARCNET 将自动重新分配网络。 1.3CAN 总线 CRH5 还采用CAN 总线用于连接对网络性能要求低、重要性也比较低的设备。CAN 是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信总线，具有突出的可靠性、实时性和灵活性。其传输介质可采用双绞线、同轴电缆和光纤等，支持总线型拓扑结构。CAN 采用带优先级机