《高速列车概论》全套精品课件-第六章-高速列车控制与诊断系统

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《高速列车概论》全套精品课件-第三章-高速列车转向架技术

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三、日、法、德国高速列车转向架的结构特点和主要技术参数
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一、高速列车的基本结构
1．编组结构长客高速列车编组：由8辆车组成，其中5辆动车
3辆拖车；首尾车辆设有司机室，可双向驾驶。
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四方高速列车：高速列车由8辆车组成，其中4辆动车4辆拖车；首尾车辆设有司机室，可双向驾驶。
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4．车端设备
设密接式车钩缓冲装置、折棚风挡及空气、电的连接设施等，包括：列车通信控制总线连接、制动控制线连接、AC380V列车供电母线连接、 DC24V直流供电母线连接、列车制动管和总风管、主电路电气设备的电缆连接、车顶高压电缆连接。
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要合理地兼顾车辆的曲线通过性能与抗蛇行运动稳定性要求。
此外，还需要控制噪声，减少自重，尤其是减轻簧下质量等。
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第二节高速转向架技术
一、高速转向架发展概况二、高速转向架技术
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一、高速转向架发展概况
20世纪50－80年代，一些国家开始将列车速度提高到140－160－200km/h。

【精品】高速列车的十大关键技术PPT资料

5、电磁涡流制动有较大的发展前景，闸瓦制动趋于淘汰。
谢谢！
CRH 2 四方股份
CRH 3 唐山工厂
CRH 5 长客股份
四、回顾与总结
1、高速列车的制动不能依靠单一的制动方式，必须采用综合制动方式。
2、动力车的制动大部分采用电阻制动或再生制动，并辅以盘形制动。
3、非动力车几乎都采用盘形制动，同时加上电磁涡流或电磁轨道制动。
4、磁轨制动虽然可实现较大制动力但磨损大，仅限于紧急制动时附加使用。
（四）、磁轨制动装置(轨道电磁制动)
升降风缸下降
44 22
11
5
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1-电磁铁 2-升降风缸 3-钢轨 4-转向架构架侧梁 5-磨耗板
电磁铁放下同时励磁磨耗板吸附于钢轨
产生于列车运行方向相反的摩擦力
车辆减速或停车
磁轨制动的特点：
1、不受轮轨间的粘着限制，属于非粘着制动； 2、能得到较大的制动力，缩短制动距离； 3、轴重增加，钢轨磨损加剧； 4、寿命短，不宜用于运行中的调速制动，常用作高速
白洁
一、制动系统的组成
制动控制系统
制动系统
制动执行系统空气供给系统
制动信号发生装置制动信号传输装置制动控制装置
基础制动装置
制动信号发生装置
制动控制系统
制动信号传输装置
空气供给系统
空气压缩机
干燥装置
制动执行系统
制动控制装置
基础制动装置
二、高速列车制动的特点
原理与常速列车相同方式采用复合式制动
再生制动+盘形制动
非动力车制动方式
电磁涡流转子制动+盘形制动电磁涡流转子制动+盘形制动
盘形制动+闸瓦制动盘形制动

2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件

CTCS列车运行控制系统ppt课件•CTCS列车运行控制系统概述•列车定位与追踪技术•列车运行控制策略与方法•车载设备与系统架构目录•地面设备与系统架构•CTCS列车运行控制系统应用前景与挑战01CTCS列车运行控制系统概述定义与发展历程定义发展历程自20世纪90年代起，中国开始研发列车运行控制系统，经历了多个阶段的发展，不断完善和提升系统性能。

系统组成及功能系统组成功能国内外应用现状国内应用现状国外应用现状02列车定位与追踪技术卫星导航定位技术卫星导航系统原理卫星导航在列车定位中的应用卫星导航定位技术的优缺点轨道电路定位技术轨道电路原理01轨道电路在列车定位中的应用02轨道电路定位技术的优缺点031 2 3传感器融合原理传感器融合在列车定位中的应用传感器融合定位技术的优缺点传感器融合定位技术列车追踪算法原理根据列车位置信息和运行状态，采用合适的算法对列车进行追踪和预测。

列车追踪算法的实现通过编程语言和计算机仿真技术，实现列车追踪算法的计算和模拟。

列车追踪算法的应用用于列车运行图编制、调度指挥、旅客信息服务等方面，提高铁路运输效率和安全性。

列车追踪算法及实现03020103列车运行控制策略与方法速度曲线规划速度跟踪控制曲线调整与优化030201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。

节能优化控制策略牵引力优化制动力回收空调系统节能控制控制策略应用阐述在该高铁线路上应用的列车运行控制策略，包括基于速度曲线的控制、基于时间间隔的控制和节能优化控制等。

实施效果评估对该高铁线路应用上述控制策略后的实际效果进行评估，包括运行安全性、准点率、能耗降低等方面的指标。

线路概况设计速度、车站数量等。

高铁列车运行控制系统课件

TCC：列控中心
CBI：计算机联锁系统
CSM：信号集中监测
（三）人控优先和机控优先
武汉高速铁路职业技能训练段
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。
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武汉高速铁路职业技能训练段
速度列车运行曲线
弱常用制动级
强常用制动级紧急制动曲线
紧急强常用弱常用
制动
ATP动作
控制中心
采用轨道电缆（交叉环线）方式传输车-地信息、使用S棒无绝缘轨道电路实现列车占用和完整性检查；车载设备利用轨道电缆信息生成一次连续速度控制曲线列车制动采用司机控制优先方式。
三、中国高铁及列控技术简介
武汉高速铁路职业技能训练段
CRH1动车组
时速250公里CRH动车组
CRH5动车组
应答器
ZPW200轨道电路
武汉高速铁路职业技能训练段
自动停车设备
通过接受轨道电路信息，目前只有一个空闲闭塞分区司机在5秒内没有确认→紧急刹车
武汉高速铁路职业技能训练段
停车
信号设备

司机依据地面信号或机车信号行车时，列车有冒进禁止信号
的可能。自动停车设备:根据轨道电路或机车信号的信息进行防护。如果是红灯信息，则自动停车设备输出连续报警信息，司机必须在5秒内确认，否则将实施紧急制动。
列车运行控制的定义
武汉高速铁路职业技能训练段
所谓列车运行控制系统（简称为列控系统CTCS）是铁道智能化的重要组成部分，它根据与先行列车之间的距离及进路条件，在车内连续地显示出容许的运行速度，列车按速度的显示自动或人工
控制其运行。在该系统中，车载信号直接指示列
车应遵守的速度，可靠地防止由于人为因素所造成的事故。列控系统已普遍应用于高速铁路、既有线路及城市轨道交通。

高速磁浮列车控制系统ppt课件

三、LIM特点
4）由于LIM驱动不用减速装置，所以没有电机的旋转和齿轮发出的噪声，也使保养维修工作简化。
由于上述3）的理由，通过弯道时轮轨间的磨擦碾压声也大大减少，同时减轻了轮轨的磨损。所以LIM驱动有利于实现低噪声运行、节省维护费用。
常导型磁浮列车利用电磁吸力实现悬浮
二、运行原理
定子通入上述交流电产生的磁通，根据楞次定律，将在动体的金属板上感应出涡流。
根据费莱明法则，涡流电流Ie和磁通密度B将产生连续的推力F，由于正推力远大于负推力，作用于车辆的力主要是正推力，这就是LIM的工作原理。
三、LIM特点
1）LIM的形状是扁平形的，且不需减速装置，如采用小直径的车轮则车厢距轨面的高度可以降低，有利于车辆的小型化，降低车辆地板面高度，这也可以使隧道的断面面积大大减小，从而使地铁的建设费用降低。东京地铁的都营12号线与都营新宿线的隧道断面比较图，前者的隧道内断面的面积只相当于后者的48.1%。
磁浮车是一种新的交通工具，研究的重点上海磁浮车（德国TR08）
HSST 磁浮车（日本）
西南交大 MST-1磁浮车
青城山磁浮车
国防科大磁浮车
7.2 直线感应电机的基本运行原理
一、基本结构
简单地说，直线电机的初级就好象把普通旋转电机的定子按径向剖开并将它拉直，次级亦按这种方式处理，作为初级的一列线圈按一定的相序通电流，初、次级之间就会产生电磁力。
三、LIM特点
3）LIM驱动的地铁车辆的车轮只起到支撑及导向的作用，故左右车轮可以做成独立旋转的，从而克服急转弯时内轨和外轨产生路径差的问题。同时由于转向架上不用安装旋转式电机，增大了转向架设计的自由度，使LIM驱动的地铁车辆能够行走在更小的转弯半径上。日本的实验线路的最小转弯半径为50m，大阪地铁鹤见绿地线的最小转弯半径为100m。采用小转弯半径及大坡道使地铁选线的自由度大大提高，便于回避地下的障碍物，节省建设费用。

高速铁路通信信号系统 ppt课件

PpPpTt课课件件
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二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
概述
内容
列车运行控制系统
概调度集中CTC
要
计算机联锁系统
（3）系统组成——地面子系统
轨道电路——铁路线路是否空闲是保证行车安全的重要条件，
区间轨道电路具有轨道占用检查、沿轨道连续传送地车信
息功能。
区间轨道电路的组成原理是：信息发送设备利用线路的两条钢轨作传输线，将信息传输至接收设备，用以完成列车占用检查、钢轨断轨检查以及传递各种行车有关信息等。
要
计算机联锁系统
CTCS是中国列车运行控制系统（Chinese Train Control System）英文缩写，它以分级的形式满足不同线路运输需求，在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行的安全。
2、体系结构
CTCS的体系结构按铁路运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层配置。
PpPpTt课课件件
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二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
（2）工作原理
概述
内容
列车运行控制系统
概调度集中CTC
要
计算机联锁系统
PpPpTt课课件件
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在CTCS-3级列控系统中，无线通信系统（GSM-R）完成车地双
向通信得知其管辖区域内的列车运行情况从而得到轨道占用情况，
并结合运行时刻表、线路数据等信息生成列车的移动授权，再由
化，实现了对调度中心管辖区段内的车站信号、道岔等设备和
进路集中控制。
临时限速服务器——调度中心设列控系统专用临时限速服务器
及临时限速操作终端。用于临时限速的下达与取消。临时限速
服务器与RBC和TCC的通信连接，传输临时限速相关信息。

《高速铁路概论》——06-高速铁路信号与通信

5.1.2 列车运行控制系统
高铁论坛
请同学们以小组为单位查阅资料，试着说一说ATP系统有哪些优势？
提示
ATC系统是比ATP系统高一级的列车运行控制系统，它可替代司机的部分操作，降低司机的劳动强度，并且能够提高运输效率。
5.1.2 列车运行控制系统
2．列车运行控制系统的分类
2）按人机关系不同分类
5.1.2 列车运行控制系统
3．中国的列车运行控制系统
2）CTCS的应用等级
CTCS-0级
• CTCS-0级由通用机车信号和运行监控记录装置构成，尚未成为安全系统，适用于列车最高运行速度在120 km/h以下的区段。
CTCS-1级
• CTCS-1级由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成，面向 160 km/h以下的区段，在既有设备基础上强化改造，以达到机车信号主体化的要求，实现列车运行安全监控功能。
高铁联调联试
任务引入
2．高铁枢纽站，高铁晚点牵一发动全身蚌埠南站是京沪高铁七大中心枢纽站之一，也是合蚌高铁的起点站，若其中一趟高铁晚点，可能会影响到整个高铁枢纽站的准点率。 3．高铁运行靠调度指挥，延误5 min扰乱运输秩序高铁调度指挥系统是一个计划性很强的系统，这5 min的延误可能导致调度员要为后续列车变更接车站台。车站接发车人员、其他车次的旅客要在短时间内从原定计划的站台转移到变更后的站台，这会给车站运输秩序带来极大的干扰。 4．全国铁路一张图，5 min可能影响全国路网运行对于整个高铁路网来说，延误超过5 min，这趟高铁的线路时间就要做出调整，随即可能就是整个干线的调整，以及所有与之相连的高铁线路的调整，最后甚至可能带来半个中国高铁时刻的变化。

高速铁路概论教案课件

高速铁路的发展历程
总结词：历史背景
详细描述：高速铁路的发展经历了初期探索、技术突破、商业化运营三个阶段，目前已经成为全球公共交通的重要组成部分。
高速铁路的运营模式与技术特点
总结词
运营模式与技术特点
详细描述
高速铁路的运营模式包括线路规划、列车运行组织、客货运输服务等方面，其技术特点包括高速度、大容量、高自动化、高安全性能等。
高速铁路信号与通信系统的安全保障
总结词
高速铁路信号与通信系统的安全保障是确保列车安全、可靠运行的重要环节，采取多种措施和技术手段，确保系统的安全性和稳定性。
详细描述
高速铁路信号与通信系统的安全保障包括硬件设备的冗余备份、软件的安全防护、信息的加密传输等措施，同时采取严格的维护和监测制度，及时发现和解决系统故障，确保
02
01
环境监测与评估
定期对高速铁路的环境影响进行监测和评估，及时发现问题并采取措施进行整改。
04
03
高速铁路的运营管理与安全保
06
障
高速铁路的运营管理模式与策略
运营管理模式
我国高速铁路的运营管理模式主要采用“调度指挥分级管理、设备维护分段负责”的方式，确保运营的高效性和安全性。
运营策略
03 高速铁路的列车与车辆
高速列车的分类与特点
高速列车的分类
根据运营速度和车辆类型，高速列车可以分为高速动车组、城际高速列车、市郊高速列车等。
高速列车的特点
高速列车具有高速度、高舒适度、高安全性和高密度等特点，能够实现快速、安全、舒适地运输乘客。
高速车辆的设计与制造
设计理念
高速车辆设计以安全、舒适、环保、节能为目标，采用先进的技术和工艺，确保车辆性能优良。

《高速铁路概论》

•ATP地面控制中心与CTC或TDCS联网，实现运输指挥中心对列车的直接控制，达到了车地一要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机显示器、速度传感器等组成。
•
•2.2列控系统的组成及主要功能
• （3）主要功能
✓防止列车冒进关闭的信号机； ✓防止列车错误出发； ✓防止列车退行； ✓防止列车超速通过道岔； ✓防止列车超过线路允许的最大速度； ✓监督列车通过临时限速区段； ✓在出入库无信号区段限制列车速度。
•
•第一节概 •复习述
•历史
•1840年代以前，列车运行以“时间间隔法”来保证安全，即每趟列车发出以后，间隔一段时间才发出后一列车，但是这种方法无法防止列车因晚点或故障停车导致运行时间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。
•以1•8视42为年是英现国代发闭明塞的技“空术间的间雏隔形法。”[1]，以两车之间相隔一段距离的方法来保证安全，可
•
•第一节概 •复习述
•闭塞系统分类 •铁路的闭塞技术可分为电话电报闭塞、电气路签路牌闭塞、继电半自动闭塞、单线计轴自动闭塞、双线单向自动闭塞、双线双向自动闭塞、移动闭塞等。 •人• 工闭塞 •电话电报闭塞是人工闭塞方式之一，即人工用电话和电报通知下一站区间占用状态。目前在干线上平时已不再使用，仅当闭塞设备、轨道电路、计轴设备等发生故障，自动闭塞或者半自动闭塞无法使用时，临时降级使用的闭塞方式。电气路签路牌闭塞只在单线铁路早期使用。 •在2008年初中国出现的冰雪灾害中，由于电力全部中断，铁路不得不再次使用人工闭塞，俗称“路票行车”的方式作业。半自动闭塞 •继电半自动闭塞是半自动闭塞技术之一，轨道电路与色灯信号机之间通过继电器连锁。是中国单线铁路区间闭塞的主要类型之一，目前正在逐步升级改造为单线计轴自动闭塞。

列车运行控制系统ppt课件

铁道信号远程控制
1
第四部分列车运行控制系统
中国列车运行控制系统CTCS（Chinese Train Control System）
列车运行控制系统是我国铁路提速线路和客运专线保证列车行车安全、提高列车运行效率的重要技术装备，以有效的技术手段对列车运行速度、运行间隔进行实时监控和超速防护；同时能够减轻司机劳动强度、改善工作条件，提高乘客舒适度。
德国LZB系统：采用轨道环线电缆传送列控信息；日本DS-ATC系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控信息；
法国UM2000+TVM430系统：采用无绝缘数字轨道电路传送列控信息（分级控制）；
以上三种高速列控系统均采用大量专有技术，相互间不兼容，技术平台不开放。
欧洲ETCS系统：为实现欧洲铁路互联互通，欧盟组织确定了适用于高速铁路列控的标准体系，技术平台开放；基于GSM-R无线传输方式的ETCS2系统，技术先进，并已投入商业运营；欧洲正在建设和规划的高速铁路均采用 ETCS列控系统，是未来高速列车控制系统的发展方向。
英国INVENSYS RAIL（英维斯）
SIEMENS
ETCS系统结构
列车
机车乘务员
输入模块
测速模块入模块
点式信息接收模块
输出模块
人机界面 jiemian 口
车载安全计算机
连续信息接收模块
无线通信模块
运行管理记录单元
设备维护记录单元
车载设备
点式设备
轨道电路
无线通信模块
列控中心
(3)通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势。实现对移动体的控制，移动通信是最便捷的手段。因此基于通信特别是基于无线移动通信的ATP是今后的重要发展方向。

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CTCS包括铁路运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层。
运输管理层是行车指挥中心，其通过通信网络实现对列车运行的控制；网络传输层以无线和有线的方式实现数据的传输。地面设备层包括列控中心、点式设备、轨道电路等；车载设备层包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块等。
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2．列车控制级
列车控制级主要由动力车上的主控单元 (MCU) 执行以下任务：
(1)从动力车上获取司机操纵台(包括牵引/制动指令)和列车自动防护装置(ATP)对列车控制的要求，并将控制所需的状态信息经过处理后送至各车辆的计算机接点，由后者再将状态的故障信息反馈给该主控单元；
《高速列车概论》
全套精品课件
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第六章高速列车控制与诊断系统
第一节高速列车控制与诊断网络的组成及功能
第二节 CTCS—2级列车运行控制系统第三节高速列车监测诊断系统
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第一节高速列车控制与诊断网络的组成及功能
一、高速列车监控与诊断网络的组成二、高速列车控制系统
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一、高速列车监控与诊断网络的组成高速高速列车的控制、监测与诊断系统是车载
分布式的计算机网络系统。
在每节车辆内通过车厢总线将分布在同一车厢内的各计算机控制装置联网；通过列车总线把分布在不同车厢中的主控单元(节点)联网，直至安装在列车前、后端动车上的列车控制、诊断中心，再通过动车司机操纵台上的显示屏，可选择显示列车中各受控设备的工作状态。
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(2)实现前导动力车对其他动力车的重联控制；
(3) 牵引和动力制动级位的控制；
(4)传送列车速度、动力制动级位和ATP要求，以便各动车和拖车的制动控制单元对各种制动设备进行制动力的分配，包括列车超速时的调速制动；
(5)在列车停站时按列车运行方向和站台位置，控制拖车侧门的开启和关闭；
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(6)收集各车厢中主要设备的诊断数据，采取相应的故障对策，并在显示屏上显示； (7)根据列车防护设备(ATP)的信号允许速度要求和实际运行速度，对备用制动线输出控制要求，以便在通信故障时，司机仍能对列车进行常用制动和紧急制动的控制； (8)与旅客信息系统接口； (9)对列车总线和车厢总线的信息传输实施管理。列车总线的拓朴结构如图7-2所示：
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(2)空气制动控制单元根据上一级指令对本动力车的空气制动设备分配制动力，并进行防滑保护；
(3)对动力车电气部分的主要参数进行监测和安全联锁的保护逻辑运算，并在必要时采取保护措施，以避免事故扩大；
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(4)网侧变流器控制，使网侧功率因数接近于1，并采取措施防止过分相区时的电流冲击； (5)司机室空调控制及轴温检测； (6)电机侧变流器控制； (7)辅助变流器控制； (8)通过列车总线传来的数据和人机接口查知本车各计算机控制装置的状态。动力车车厢总线的拓朴结构如图7-3所示：
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下图为我国高速试验列车监控与诊断系统的组成框图:
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二、高速列车控制系统
1．车载设备 2．列车控制级 3．动力车车厢控制级 4．拖车车厢控制级
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1．车载设备
从80年代以后，在日本、法国和德国等国的高速列车上发展新型控制系统,其主要特点是将列车位置传感器放在车上，不需要轨道电路等地面检测设备；在地面和车上之间的信息传输采用无线方式，从而能高速地进行大量的信息交换。由车载传感器接收地面的无线信息后，再通过车上的微机处理，根据列车制动性能、线路坡度及限速对制动模式进行计算，以防止超速和冒进。20Leabharlann 0/3/10中南大学信息院
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第二节 CTCS—2级列车运行控制系统
一． CTCS概述 CTCS是Chinese Train Control System 的缩写，即中国列车运行控制系统，它以分级的形式满足不同线路运输需求，在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行的安全。
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CTCS具有的基本功能：
1．系统按照故障-安全原则、采用冗余结构进行系统设计，在任何情况下防止列车无行车许可证运行。
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2．防止列车超速运行，包括列车超过进路允许速度、线路结构规定的速度、机车车辆构造速度、临时限速和紧急限速、铁路有关运行设备的限速；能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离；能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警。
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3．防止列车溜逸。
针对中国铁路不同的线路、不同的传输信息方式和闭塞技术，CTCS划分为5 个等级，依次为CTCS0—CTCS4级，以满足不同线路速度需求。
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3．动力车车厢控制级
动力车车厢总线上的控制信息主要是牵引和转向架控制单元、空气制动单元、空调装置与主控制单元之间的交换信息，其任务如下：
(1)牵引控制单元根据来自主控单元的指令及列车实际速度的目标控制值，分别对动力车的两个转向架进行牵引/动力制动和防空转/滑行控制；
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4．拖车车厢控制级的任务 (1)拖车车门控制； (2)防滑控制； (3)轴温检测：分为预告、报警、故障三个档次； (4)拖车车厢内压力和温度的空调控制； (5)拖车制动控制：根据列车速度和从上一级接收的制动指令计算目标控制值，自动地对本拖车的各种制动设备分配制动力； (6)列车和拖车车厢供电控制。拖车车厢控制级的拓朴结构见图7-4所示：