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        高速鐵路軌道區(qū)段長(zhǎng)度對(duì)列車控制系統(tǒng)的影響

        2012-07-13 08:24:20
        關(guān)鍵詞:列控應(yīng)答器信號(hào)機(jī)

        王 威

        (北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司,北京 100073)

        1 概述

        當(dāng)前我國(guó)高速鐵路的建設(shè)正處于發(fā)展階段,中國(guó)列車控制系統(tǒng)(CTCS)是保證高速鐵路行車安全和效率的重要控制系統(tǒng),目前廣泛應(yīng)用的是CTCS-2和CTCS-3級(jí)(簡(jiǎn)稱C2和C3)列控系統(tǒng)。在列控系統(tǒng)中,車載設(shè)備根據(jù)應(yīng)答器和無線閉塞中心(RBC)存儲(chǔ)的線路數(shù)據(jù)控制列車安全運(yùn)行;軌道電路是地面設(shè)備中的基礎(chǔ)設(shè)備,用于列車占用檢查,軌道區(qū)段是構(gòu)成閉塞分區(qū)的最小單元。實(shí)際應(yīng)用過程中,軌道區(qū)段長(zhǎng)度是否準(zhǔn)確對(duì)列控系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。

        2 軌道區(qū)段長(zhǎng)度的影響

        在C2列控系統(tǒng)中,車載設(shè)備根據(jù)應(yīng)答器發(fā)送的每個(gè)軌道區(qū)段的長(zhǎng)度,結(jié)合軌道電路碼序計(jì)算行車許可長(zhǎng)度。在C3列控系統(tǒng)中,RBC根據(jù)列車報(bào)告的位置及前方閉塞分區(qū)和進(jìn)路情況,計(jì)算列車的行車許可長(zhǎng)度并發(fā)送給車載設(shè)備,行車許可長(zhǎng)度是前方各軌道區(qū)段長(zhǎng)度的總和。在C2和C3級(jí)列控系統(tǒng)中,當(dāng)軌道區(qū)段長(zhǎng)度存在較大誤差時(shí),會(huì)存在列車冒進(jìn)信號(hào)、異常制動(dòng)和緊急制動(dòng)的危險(xiǎn)。

        2.1 列車冒進(jìn)信號(hào)

        如圖1所示,對(duì)于C2列車控制系統(tǒng),當(dāng)列車收到地面應(yīng)答器發(fā)送的軌道區(qū)段長(zhǎng)度(設(shè)計(jì)長(zhǎng)度)是1 000 m,而現(xiàn)場(chǎng)安裝的軌道區(qū)段長(zhǎng)度(實(shí)際長(zhǎng)度)是900 m時(shí),則車載設(shè)備根據(jù)應(yīng)答器計(jì)算的行車許可長(zhǎng)度比實(shí)際長(zhǎng)度長(zhǎng)100 m;同樣對(duì)于C3級(jí)列車控制系統(tǒng), RBC中存儲(chǔ)的該軌道區(qū)段長(zhǎng)度是1 000 m,發(fā)送給列車的行車許可長(zhǎng)度比實(shí)際長(zhǎng)度長(zhǎng)100 m,這種情況下就存在列車冒進(jìn)信號(hào)的危險(xiǎn)。

        2.2 列車異常制動(dòng)

        在C2級(jí)列控系統(tǒng)中,應(yīng)答器發(fā)送軌道電路信息包括軌道區(qū)段長(zhǎng)度、載頻、信號(hào)機(jī)類型。車載設(shè)備根據(jù)這些信息進(jìn)行載頻鎖定,當(dāng)軌道區(qū)段長(zhǎng)度存在較大誤差時(shí),會(huì)存在車載掉碼觸發(fā)列車異常制動(dòng)的危險(xiǎn)。

        如圖2所示,列車收到地面應(yīng)答器發(fā)送的軌道區(qū)段載頻1 700 Hz的軌道區(qū)段長(zhǎng)度為1 000 m,而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝的軌道區(qū)段長(zhǎng)度是900 m,則車載設(shè)備在最后100 m時(shí)接收不到1 700 Hz的載頻信息,會(huì)出現(xiàn)掉碼現(xiàn)象導(dǎo)致列車異常制動(dòng)。

        2.3 列車緊急制動(dòng)

        C3列控系統(tǒng)中,如果軌道區(qū)段長(zhǎng)度存在較大誤差,會(huì)導(dǎo)致聯(lián)鎖發(fā)送的列車占用信息和RBC列車位置報(bào)告不一致而觸發(fā)緊急制動(dòng)。

        如圖3所示,B1應(yīng)答器距離S1軌道區(qū)段起點(diǎn)200 m,如果軌道區(qū)段的RBC數(shù)據(jù)描述長(zhǎng)度為1 000 m,而軌道區(qū)段實(shí)際長(zhǎng)度只有900 m。當(dāng)車載走行到距離B1應(yīng)答器1 150 m時(shí),RBC通過計(jì)算判斷列車還在S1區(qū)段,并沒有進(jìn)入下一個(gè)區(qū)段S2。而實(shí)際上列車已進(jìn)入S2區(qū)段,聯(lián)鎖將S2區(qū)段占用的信息發(fā)送給RBC。此時(shí)RBC會(huì)認(rèn)為不是本車占用,向列車發(fā)送至S2區(qū)段信號(hào)點(diǎn)的CEM(有條件制動(dòng)),導(dǎo)致車載觸發(fā)緊急制動(dòng)。

        3 軌道區(qū)段長(zhǎng)度誤差對(duì)工程數(shù)據(jù)的影響

        如果軌道區(qū)段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度和實(shí)際長(zhǎng)度的誤差較大,會(huì)導(dǎo)致應(yīng)答器、RBC、臨時(shí)限速服務(wù)器(TSRS)、列控中心、CTC數(shù)據(jù)的修改。如圖4所示,當(dāng)軌道區(qū)段B1的長(zhǎng)度誤差較大,信號(hào)機(jī)S10的里程錯(cuò)誤時(shí),需要修改的設(shè)備和數(shù)據(jù)如下。

        3.1 應(yīng)答器

        一個(gè)應(yīng)答器需要發(fā)送的軌道區(qū)段信息包括前方第二個(gè)應(yīng)答器組,再加一個(gè)制動(dòng)距離范圍內(nèi)的軌道區(qū)段,按照300 km/h到0的制動(dòng)距離,每個(gè)應(yīng)答器需要發(fā)送前方約20 km范圍內(nèi)的軌道區(qū)段。

        如圖4所示,正方向從S1信號(hào)機(jī)到S10信號(hào)機(jī)處的應(yīng)答器均發(fā)送B1軌道區(qū)段的信息。因此,當(dāng)B1軌道區(qū)段長(zhǎng)度存在誤差時(shí),正向需要修改22個(gè)應(yīng)答器的報(bào)文,反向需要修改至少7組應(yīng)答器的報(bào)文,整個(gè)修改的區(qū)間范圍約34 km。

        3.2 列控中心

        如果B1軌道區(qū)段距離車站較近,則所有的列車發(fā)車進(jìn)路報(bào)文需要修改;如果B1軌道區(qū)段是列控中心臨時(shí)限速管轄范圍的邊界,則必須修改列控中心報(bào)文;如果B1軌道區(qū)段是正向A站(左側(cè)車站)和反向B站(右側(cè)車站)列控中心管轄范圍的邊界,則A、B兩個(gè)車站均需要修改列控中心報(bào)文。

        3.3 RBC

        每個(gè)軌道區(qū)段長(zhǎng)度在RBC數(shù)據(jù)里都有定義,并且根據(jù)每個(gè)軌道區(qū)段的長(zhǎng)度給列車發(fā)送行車許可。如果B1軌道區(qū)段是兩個(gè)RBC管轄范圍的分界點(diǎn),則B1軌道區(qū)段長(zhǎng)度誤差會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)RBC數(shù)據(jù)的修改。

        3.4 TSRS

        TSRS配置了每一個(gè)閉塞分區(qū)信號(hào)機(jī)的公里標(biāo),在設(shè)置限速時(shí),根據(jù)設(shè)置的臨時(shí)限速公里標(biāo)和列車占用的區(qū)段,判斷列車距離限速區(qū)段的位置,判斷是否具備設(shè)置臨時(shí)限速條件。如果S10信號(hào)點(diǎn)為相鄰兩個(gè)TSRS的管轄邊界,則需要同時(shí)修改兩個(gè)TSRS的數(shù)據(jù)。

        3.5 CTC

        臨時(shí)限速在CTC設(shè)備操作終端進(jìn)行擬定,然后發(fā)送給TSRS。在CTC軟件中配置了每個(gè)信號(hào)機(jī)的公里標(biāo),當(dāng)S10信號(hào)點(diǎn)的位置變動(dòng)后,CTC必須修改數(shù)據(jù)。

        以上設(shè)備在數(shù)據(jù)修改后,必須經(jīng)過以下流程:軟件配置數(shù)據(jù)編制→軟件配置數(shù)據(jù)審核→室內(nèi)集成測(cè)試→電務(wù)段廠內(nèi)驗(yàn)收測(cè)試→現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收測(cè)試→現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)→現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)車組驗(yàn)證,可見數(shù)據(jù)修改帶來的工作量極大。

        4 軌道區(qū)段長(zhǎng)度的測(cè)量

        在工程設(shè)計(jì)初期,就需要進(jìn)行軌道區(qū)段長(zhǎng)度的測(cè)量工作,前期工作不到位,測(cè)量誤差較大不僅對(duì)系統(tǒng)集成和聯(lián)調(diào)聯(lián)試影響很大,同時(shí)也會(huì)帶來大量的數(shù)據(jù)修改工作。因此正確的軌道區(qū)段測(cè)量方法可大量減少重復(fù)性工作,避免人力與財(cái)力的浪費(fèi),提高系統(tǒng)集成、聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作的效率和質(zhì)量。

        4.1 區(qū)間軌道區(qū)段長(zhǎng)度測(cè)量

        區(qū)間軌道區(qū)段長(zhǎng)度需測(cè)量每個(gè)軌道區(qū)段及分割點(diǎn)的長(zhǎng)度,相鄰兩個(gè)區(qū)段正向運(yùn)行方向第一BA之間的距離,如圖5所示。

        4.2 站內(nèi)軌道和曲線軌道區(qū)段長(zhǎng)度測(cè)量

        站內(nèi)軌道區(qū)段長(zhǎng)度需測(cè)量每個(gè)道岔區(qū)段及股道長(zhǎng)度,如圖6所示。

        測(cè)量時(shí)如果是用鋼尺,測(cè)量軌道中心兩點(diǎn)長(zhǎng)度,對(duì)于岔區(qū)或曲線半徑較大的區(qū)段,每一次測(cè)距長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)減少,以減少曲線影響,確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;如果使用滾輪測(cè)距手推車,應(yīng)對(duì)里軌和外軌分別測(cè)量,并將長(zhǎng)度相加取平均值,不能以工務(wù)的百米標(biāo)為參照點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。

        4.3 分相區(qū)軌道區(qū)段長(zhǎng)度測(cè)量

        由于分相區(qū)可能存在實(shí)際位置和地面位置不符,或長(zhǎng)短不一致的情況,現(xiàn)場(chǎng)需要測(cè)量正斷標(biāo)和反斷標(biāo)距分相區(qū)附近最近信號(hào)點(diǎn)的距離和分相區(qū)的長(zhǎng)度。

        舉例:如圖7所示,假設(shè)距離正向斷標(biāo)最近的一架信號(hào)機(jī)3098,3098信號(hào)機(jī)公里標(biāo)為X km,以此為起點(diǎn)測(cè)出L1長(zhǎng)度和L2長(zhǎng)度,則A點(diǎn)斷標(biāo)公里標(biāo)為(X+L1)km,B點(diǎn)斷標(biāo)公里標(biāo)為(X+L1+L2)km,分相區(qū)長(zhǎng)度為(L2)km。

        4.4 數(shù)據(jù)整理

        測(cè)量后記錄所有測(cè)量長(zhǎng)度,以表格形式匯總整理并提供給設(shè)計(jì)單位,由設(shè)計(jì)單位依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量結(jié)果,修改列控系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)表和設(shè)計(jì)圖紙,作為應(yīng)答器報(bào)文編制和列控中心軟件配置的依據(jù)。

        如果圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的安裝位置,不滿足應(yīng)答器安裝要求,施工單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整安裝位置,并與設(shè)計(jì)單位確認(rèn),設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)際安裝位置修改列控系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)表和設(shè)計(jì)圖紙。

        5 結(jié)語

        在高速鐵路和客運(yùn)專線工程建設(shè)過程中,在應(yīng)答器、列控中心、RBC報(bào)文編制之前,如果現(xiàn)場(chǎng)施工單位測(cè)量的軌道區(qū)段的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)結(jié)果能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地反饋到列控工程數(shù)據(jù)中,可盡量減少因軌道區(qū)段長(zhǎng)度誤差較大導(dǎo)致的應(yīng)答器、列控中心、RBC數(shù)據(jù)反復(fù)修改,使聯(lián)調(diào)聯(lián)試更加順利,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備三位一體,今后的列車控制系統(tǒng)工程建設(shè)和系統(tǒng)集成水平將更上一個(gè)層次。

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