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毕业论文：列控车载设备动态监测系统的原理及性能分析毕业论文：列控车载设备动态监测系统的原理及性能分析毕业论文：列控车载设备动态监测系统的原理及性能分析:2013-4-26 23:00:09毕业论文：列控车载设备动态监测系统的原理及性能分析提示：本文原版含图表word版全文下载地址附后（正式会员会看到下载地址）。这里只复制粘贴部分内容或目录（下面显示的字数不代表全文字数）,有任何不清楚的烦请咨询本站客服。中文摘要摘要 在我国高速发展的今天，客运专线已经成为我国发展的重点。在借鉴欧洲列车运行控制系统（ETCS）的基础上，我国已经开始自行研制和开发符合我国国情和路情的中国列车控制系统。目前研制的是CTCS-3级列车控制系统，主要运用于客运专线和高速铁路等。车载设备是列控系统的重要组成部分，为确保列车运行安全，对车载设备的测试尤为重要。信号动态检测系统是对铁路信号相关设备运用状态进行动态检测的综合系统，能对检测数据进行统计分析，指导维护生产，提供决策依据。列控设备动态监测系统（简称：DMS）由车载信息采集装置、地面数据中心及查询终端三部分组成。车载信息采集装置安装在动车组相应机柜内，在运行中完成ATP列控系统运用状态、应答器位置及报文、轨道电路传输特性等信息的采集，其数据通过GPRS网传回地面数据中心，经处理、分析、统计后，通过互联网或铁路办公网传给各查询终端，配以地面网络传输管理分析设备，从而达到动车组运用过程中，对涉及行车安全的信号设备ATP、应答器、轨道电路、补偿电容等内容的监测，实现列控设备和地面设备的检测、分析。总体做到列控设备日检测，达到利用车载动态设备检测地面静态设备的目的。最后，本文对列控车载的常见故障进行了分析和总结，发现目前所采用的故障处理技术主要有三种，其中第三种方法效果最好而且应用最广。关键词 控制 检测 监测 采集 Train control on-vehicle equipment dynamic monitoring system principle and performance analysis English abstractAbstract In Chinas rapid development today, dedicated passenger line in China has become the focus of development. In reference to the European train control system ( ETCS ) based on the, our country has started its own research and development accords with our country national condition and road feeling of Chinese t02.2.7 列车定位202.2.8速度的测量及显示202.2.9 行车许可和限速命令显示202.2.10 行车许可和限制速度的监督212.2.11司机操作的监督212.2.12溜逸防护212.2.13 信息记录212.2.14自动过分相212.2.15 站名和公里标显示222.2.16在非CTCS-2级/CTCS-3级区段运行功能222.3特殊行车功能222.4其他防护功能222.4.1紧急停车222.4.2施工维护222.4.3进路适应性防护232.5 安全技术平台232.6 车载设备接口232.6.1内部接口232.6.2外部接口233 信号动态监测系统233.1 轨道电路检测243.2补偿电容检测和应答器检测243.3牵引回流检测243.4轨道电路补偿电容测试243.5 应答器测试254 列控设备动态监测系统254.1 体系结构254.2 系统组成264.3 主要功能265 有源应答器检测系统(BME)276 信号动态监测仪286.1 主要功能286.2 主要特点26.3 技术指标26.4 系统组成27 故障处理技术27.1 故障处理主要技术27.1.1基于信号处理的方法27.1.2 基于知识的方法27.1.3 多种方法融合272 列控系统的故障处理3参 考 文 献31 引言 CTCS是Chinese Train Control System的缩写，中文意为中国列车运行控制系统，源于ETCS（Europe Train Control System,欧洲列车控制系统）。基于我国自己独特的国情，终国铁道部门参考欧洲ERTMS/ETCS标准制定了适合中国国情的CTCS系列技术标准，为中国铁路信号的跨越式发展确定了总体技术方案和总体规划。CTCS的体系结构分为以下几层： 1.1 铁路运输管理层铁路运输管理系统是行车指挥中心，以CTCS为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列车运行的控制和管理。 1.2 网络传输层CTCS网络分布在系统的各个层面，通过有线和无线通信方式实现数据传输。 1.3 地面设备层地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。列控中心是地面设备的核心，根据行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，实现对运行列车的控制。 1.4 车载设备层 车载设备层是对列车进行操控和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。车载设备层主要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、测速模块、人机界面和记录单元等。 CTCS-3级列控系统是基于无线通信（GSM-R）的列车运行控制系统，通过无线网络实现列车与地面无线闭塞中心（RBC）的双向信息传输。线路上安装固定应答器为列车提供定位信息，列车速度控制采用的方式是目标距离模式控制（distance to go）,轨道电路仅用于列车的占用检查和列车完整性检测，而列车的运行控制由信号系统（CTC，联锁、轨道电路等）、无线闭塞中心等组成的地面设备和车载设备共同完成。CTCS-3级系统分成地面子系统和车载子系统两个部分。地面子系统包括应答器、无线闭塞中心（RBC）等。车载子系统包括车载安全计算机（VC）、应答器接收模块（BTM）、轨道电路信息读取器（TCR）、GSM-R接收模块（RTM）等。客运专线列车时速将达到300km/h350km/h，传统的列车控制系统不能适应如此高速下安全行车的要求。目前，客运专线列车控制系统方案采用CTCS-3级组成冗余配置的列控系统，它是基于ZPW2000轨道电路+点式应答器构成的CTCS-2级和GSM-R无线传输方式。CTCS-3级作为下一代的列车控制系统，其设计既要兼容既有线路CTCS-2级列控系统，也要满足CTCS-3级列控系统的运行要求。系统开通后，用于本条线路高速列车的运行控制，区间无源应答器提供列车定位，轨道电路提供列车占用检查，RBC无线闭塞中心根据其管辖范围内各列车运行位置生成相应的行车许可命令，并将行车许可、相应的线路参数、接近车站的进路条件、临时限速等信息通过GSM-R无线传输网络传送至列车，由列控车载设备进过计算后生成目标距离模式曲线。目前，列控系统CTCS-3级处于研究开发阶段，各个功能模块的研究完善需要建立仿真测试平台进行评估测验。CTCS作为对安全性要求非常严格的铁路控制系统，需要通过一系列彻底的测试，以实现对系统进行全面测试的目的。其中的功能测试部分是最重要的环节，其目的是验证系统是否满足需求规范。车载系统作为CTCS-3级系统的重要组成部分，对其进行互操作方面的测试是必须的。在车载设备正式投入使用之前该测试可以及时发现设备问题，改进设备性能，也可以评估设备的可用性和可靠性。2 CTCS列控车载设备2.1 车载设备构成CTCS-3级列控车载设备包括：车载安全计算机（VC）、应答器信息接收模块（BTM）、轨道电路信息读取器（TCR）、无线通信模块（RTM）、测速测距单元（SDU）、人机界面（DMI）、司法记录单元（JRU）、列车接口单元模块（TIU）、GSM-R无线通信单元(RTU)、动态监测接口等。采用分布式结构。车载设备与动车组的接口采用继电器或MVB总线方式。车载安全计算机（VC）：是车载设备的核心功能模块。主要功能包括：确定允许的CTCS等级、实时计算目标距离模式曲线、监督比较运行速度和列车位置、实施制动干预以及处理与地面设备的通信数据等。TCR模块：轨道电路信息专用传输模块。接受轨道电路信息，通过串行接口把轨道电路信息传送至主机。BTM模块：应答器信息传输模块。接受地面应答器信息，将应答器信息传送给安全计算机。RTM模块：无线传输模块。与GSM-R连接，实现与RBC之间的双向通信，处理通信链路的建立、维护、终止等操作。SDU模块：根据速度传感器模拟产生的脉冲信息，实时计算列车运行速度和列车走行距离，报告给车载安全计算机。JRU司法记录器：记录与运行管理相关的数据。DMI模块：人机界面。DMI向司机显示当前的CTCS等级和模式等提示信息，遇到紧急情况时显示报警信息；司机通过DMI输入列车参数和司机号。TIU模块：列车接口单元，是车载设备与动车组的接口。输出安全计算机的制动指令，并检查动车组的制动反馈状态。2.2 车载设备功能CTCS-3级列控车载设备负责接收地面数据命令信息，生成速度模式曲线，监控列车运行，保证列车运行安全，包括以下基本功能：2.2.1自检功能车载设备启动时首先进行系统自检以确认设备是否有效，自检包括：测试常用制动、紧急制动命令能否正确输出，测试TCR完好、DMI显示等。车载设备的自检完成后能在DMI上显示自检结果。2.2.2数据的输入和存储车载设备能记录外部输入的列车参数以及发生变化的时间，记录存储的列车参数包括：（1）车次号，由司机手动输入并存储。（2）司机ID号，由司机手机输入并存储。（3）列车长度，由司机手动输入并存储。（4）列车类型，司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。（5）列车最大允许速度（结构速度），司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。（6）列车装载限界，司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。（7）列车轴重，司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。（8）列车供电类型，司机通过菜单选择并存储，未选择时采用默认值。（9）应答器天线1距离车头的距离，司机手动输入并存储，未选择时采用默认值。（10）应答器天线2距离车头的距离，司机手动输入并存储，未选择时采用默认值。2.2.3 界面显示列控车载设备提供显示和操作界面DMI，安装在司机便于操作和观察的位置，为司机提供驾驶过程的参考信息。DMI显示满足CTCS-3级系统显示、兼容CTCS-2级系统显示的要求。显示内容包括：（1）警示信息显示：预警时间、目标距离、目标信息等信息。（2）速度信息显示：列车当前速度、控制模式、实际运行状态、缓解速度等信息。（3）设备状态信息显示：设备运行状态、列控车载设备制动、工作模式等信息。（4）距离信息显示：距离坐标；开始实施制动的地理位置；命令和通告；坡度曲线；与速度曲线有关的信息；最不利限制速度曲线；起模点；列车位置及地理位置等信息。（5）报警信息显示：车次号和司机号；日期和时间；文本信息；列车制动标识；司机活动监督；GSM-R状态监视等信息。2.2.4信息接收及发送在CTCS-3级模式下，车载设备通过GSM-R向RBC发送司机选择输入和确认的数据（如车次号、列车长度），列车固有性质数据（列车类型、列车最大允许速度、牵引类型），车载设备在RBC的注册、注销信息，定期向RBC报告列车位置、列车速度、列车状态（正常时）和车载设备故障类型（非正常时）信息，列车限制性信息以及文本信息等。同时，车载设备接收RBC发送部分的行车许可(包括车载设备识别号、目标距离、目标速度以及可能包括的延时解锁相关信息、防护区相关信息、危险点相关信息)、紧急停车（无条件紧急停车和有条件紧急停车）、临时限速、外部报警信