CTCS-2级列控系统常见故障分析

华东交通大学理工学院毕业设计

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单元名称 电源单元 维修终端 采集驱动单元 LEU通信接口单元 轨道电路通 信接口单元 主机单元 主备机切换单元 以太网交换机 LEU电子单元 LEU切换单元 主要用途 提供列控中心内部冗余直流供电电源 提供列控中心的维修诊断、故障状态记录，与集中报警系统通信功能 提供开关量的状态采集驱动功能 提供列控中心对LEU等外部设备的通信接口功能 提供列控中心对轨道电路的通信接口功能 提供列控中心的数据通信、逻辑运算和输出控制功能 提供手动切换主备机及状态显示功能 提供列控中心站间通信 提供列控中心报文的输出驱动及状态检测功能 提供自动切换LEU输出功能 （2） LEU

LEU实现相连是利用串行通信接口与列控中心设备相通，向车载设备发送可变信息功能的实现依赖于列控中心向有源应答器发送实时有效的信息报文。LEU构成模块主要由发码主备板、电源板、功放板，选择采用二乘二取二冗余模式。

（3）应答器设备

无源应答器和有源应答器构成了地面应答器设备。

无源应答器内部存储有着固定信息而不依靠连接外部电源，其向车载设备循环发送固定报文主要依靠于列车经过无源应答器上方时，无源应答器由车载应答器天线激活，实现列车的精准定位。在一定范围内的线路参数、自动过分相、级间转换等信息提供给列控系统。

有源应答器除此之外可接收LEL〕中的数据向车载提供线路参数信息及临时限速信息相对于具备有无源应答器的全部功能。它可实时发送LEU传送的数据报文依靠与LEL通过专门电缆连接来实现。

（4）zpw-2000A轨道电路

采用ZPW-2000A系列轨道电路向列车发送允许移动控制信息来实现轨道占用和列车完整性检测。发送器、接收器、通信接口板、衰耗器、调谐匹配单元、空心线圈、匹配变压器等构成组装了轨道电路。ZPW-2000A各部件用途和轨道电路结构如表所示。

表 2-3 ZPW-200轨道电路结构及部件功能一览表

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单元名称 发送器 接收器 电缆模拟网络 调谐单元 空心线圈 主要用途 轨道电路信号发送 轨道电路信号接收 雷电防护、补偿电缆长度 连接发送器与接收器 用来平衡两根钢轨间的不平衡牵引回流 XXX：CTCS-2级列控系统常见故障分析

6 7 匹配变压器 补偿电容 实现轨道和电缆的阻抗匹配 为了抵消钢轨的感性，保证轨道电路的传输距离和机车信号的可靠工作，分段加补偿电容 车载子系统主要由VC(Vital Computer，安全计算机)、BTM(BaliseTransmissionModule，应答器信息接收模块)、STM(Specific Transmission Module，轨道电路信息接收模块)、TIU(Train Interface Unit，列车接口单元)、DRU(Data Record Unit，运行记录单元)、DMI(Driver Machine Interface Unit，人机界面)、速度传感器、轨道电路信息接收天线、应答器信息接收天线等部件组成。

（5）VC

VC是自动生成制动模式曲线依靠各个模块所采集的线路和速度信息来绘制，是最重要的设备在整个车载子系统。列车安全运行保障是由列车运行速度超过制动曲线时制动提供。

VC采用冗余结构由VC 1, VC2双系统组成整体，分为二乘二取二，在其整体正常工作中，即使某一系统出现故障都可以正常进行。相同的功能两个CPU组成每一个系统。用于接收速度传感器、轨道电路信息的OPRS-6A板、用于接收应答器和DMI信息的FSCS-6A板、故障一安全信号输出电路、车体信息采集板、PCB转换板、电源等模块构成了VC。

（6）BTM及天线

利用BTM天线接收应答器报文并将其信息传输给安全计算机来完成应答器信息接收模块，安全计算机生成制动模式曲线中由安全计算机提供正确的线路信息。包括有数据有线路参数信息、进路信息、临时限速信息及级间切换等。

在应答器信息的错误校对中，据BTM的结构为二取二结构完成，。

传送地面电信号给BTM模块依靠BTM天线安装在列车头部，车体底部的横向中心线上的基本模式实现。BTM所包含电路板及电路板的作用如表所示。

表 2-4BTM所包含电路板及其功能表

序号 1 2 单元名称 电源板 发送器 3 接收器 4 5

解码板 通信板 主要用途 将DC110V转换为BTM工作所需要的DC24V , DCSV以及DC3.3V 产生27.095Hz的能量信号并经由天线电缆传送给电缆；接收天线从地面应答器接收到的FSK信号并将该信号传送给接收器；产生BTM主机工作所需的时钟信号 在特殊情况下，如天线切换或系统自检时，控制发送端的工作；接受由发送器传过来的地面应答器FSK信号，并从该信号中解调出数字信号；将解调出的信号发送给解码板； BTM主机工作状态的指示 对接收到的应答器报文进行解码处理，并判断报文的有效性。 通过接口与列车控制计算机通信二接受VC发送的查询命令；发送有效的应答器报文或系统状态信息在VC计算机； 系统华东交通大学理工学院毕业设计

诊断、检测功能依赖于诊断和检测接口实现

（6） STM及天线

STM结构是二乘二取二，，用于接收轨道电路信息依靠每个STM与一个安全计算机配合实施完全工作独立的运作，并通过模拟量输入板传输给解码板，解码板进行解调后通过VC1, VC2进行发送。BTM所包含电路板及电路板的作用如表 所示。

表 2-5STM模块包含的电路板及电路板的作用

序号 1 2 3 4 5

（7）TIU

电路板名称 主要用途 电源板 用于板卡的供电 解码板 与VC通信用来解读轨道电路关于STM天线的信息 模拟量输入 与VC的通信接口用来对来自STM天线的轨道电路信号分配给解码板 记录板 记录STM的动作状态、故障信息等在CF卡中 测试板 输出轨道电路的载频信息，对STM天线进行检测 “或”操作的制动指令是TIU对车载vc各个系统的进行实施，并输出。TIU单元各电路板名称及作用如表 所示。

表 2-6TIU单元各电路板的名称及作用

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单元名称 RLYB-15A RLYB-17A RLYB-18A RLYB-19A RLYB-20A RLYB-21 A 主要用途 安装车载设备制动指令的最终输出继电器 安装输入车体的DC110V所用的继电器 安装检测系统故障继电器 安装备用继电器和定时器电路 安装车载设备制动指令的最终输出继电器 安装LKJ的接口继电器 两个VC系统的输出集中管理是由于来自TIU进行实施的，为防止使整体动作不正常，倘若VC单系出现故障，将隔离故障系达到工作正常。

（8）DRU

行车及系统自身运行情况的信息可由DRU模块记载在PCMCIA卡上，列车子系统的动作、状态、司机操作等信息包含在其中。对设备的运行状况进行分析是通过数据由相关读卡器下载到地面分析管理计算机中进行的， DRU电路板名称及作用如表3.6所示。

表 2-7 DRU单元各电路的名称及作用

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单元名称 PCR8-1A 主要用途 在PC卡上记录列控车载设备的动作状态和故障信息 XXX：CTCS-2级列控系统常见故障分析

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（9）DMI

FSCB-6A BUFB-4B QXC8-1A QXCB-2A QXCB-3A EUR-E060BCI 接受应答器报文信息通过BTM进行通信完成，；与DMI进行通信；生成模式数据 采集来自TIU的继电器节点的信号；采集风扇的故障信号 用于和外部连接的PCB转接板 用于和外部连接的PCB转接板 用于和外界连接的PCB转接板 电源，输入DC110V，输出DCSV和DC24V DMI安装在驾驶台上，在司机面前呈现出声音和图像来表示列控车载设备及列车运行状态。

显示器、键盘、扬声器、航空插座、电源板、主板、嵌入式CUP构成了DMI。各种图形信息由显示器提供； 司机操作及数据输入由键盘进行； 语音提示由扬声器向司机提供； A系连接车载设备的VC1系，B系连接车载设备的VC2系为两系由航空插座连接车载设备电源，DM所需的电压则由电源板输入的电压转换； 嵌入式CPU控制主板将其提供通信接口和采集接口键盘等各种连接通道，嵌入式CPU内部装有嵌入式系统，控制DMI的中心。

（10）速度传感器

磁电压式速度传感器是200H型车载设备所配备的，各轴转速的计数由其完成，将数字信号转变为交流频率实施对该信号输出。，求解速度和距离需要VC对该频率进行计数便可知道。