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1、铁路机车安全工程主要技术简介主讲郭正平2021/9/2412021/9/242LKJ2000型列车运行监控记录装置v一、系统组成v（一）系统结构v 主要由车载设备、数据转储器（或AC卡）和地面微机系统组成。车载设备包括一个主机箱（A、B两组）、两个屏幕显示器、速度传感器、压力传感器等。v（二）屏幕显示器v 1人机对话键盘v 2屏幕显示器2021/9/243v二、装置监控模式v （一）防冒和防超控制v 1、固定限速模式v 2、减速控制模式v 3、停车控制模式v （二）信号变更的控制v （三）ZTL状态控制v （四）防溜控制v （五）调车速度控制2021/9/244v三、功能v（一）监控功能v 1
2、、防止列车越过前方关闭的信号机v 2、防止列车超过线路（道岔）允许速度及机车、车辆允许的构造速度的情况下运行。v 3、防止机车以高于规定的速度进行调车作业v 4、在停车时防止列车向前或向后溜逸v 5、防止列车在临时限速区段超速2021/9/245v（二）记录功能v 1、开关机相关参数的记录v 2、乘务员输入参数记录v 3、列车运行参数记录v 4、IC卡达示参数记录2021/9/246v（三）显示功能v 1、显示列车运行实际速度及限制速度v 2、显示前方线号机种类及前方信号机距离v 3、显示前方线路的情况v 4、显示机车工况等信息参数v 5、显示前方分相位置2021/9/247v（四）语音提示功
3、能v 1、限制由高向低变化时的限速语音提示v 2、色灯变化时的色灯语音提示v 3、支线、侧线输入的提示语音v 4、语音报警等各种提示语音v 它是一电务机车信号设备作为列车运行指令的信息源，以线路数据预置于主机的方式获取运行线路参数，辅助人工校准列车走行位置，实现列车超速防护功能，同时完成机车运行管理和机车操纵规范化所需的列车运行实际参数的采集记录工作实现机车自动管理。2021/9/248机车信号装置v 是将列车运行前方铁路地面信号的显示状态，正确的复示与机车上的一种单方向的远程控制设备。它由信息接收、信息鉴别、信息译解、信息放大和双面六显示（或八显示）色灯信息柱及电源等部分组成，v 机车信号装
4、置分为连续式、接近连续式、通用式机车信号机。2021/9/249列车无线调度电话v 是供列车调度员、车站值班员等行车指挥人员和机车司机、运转车长及列车乘务员直接通话的设备。运行中随时在移动自己的位置，便于指挥机动灵活，提高运输效率，同时对防止行车事故，保证运行安全、遇有特殊情况的临时处理有积极意义。v 它由车站电台、机车电台、有线调度电话设备和有线、无线转接设备等组成。2021/9/2410列车尾部安全装置v 简称列为装置，是用于无守车货物列车的安全装置。主要由尾部主机和安装在机车司机室内的机车发码盒（也称机车遥控盒）及无线调度电台并联接口等组成，是保证无守车货物列车的运行安全不可缺少的一项重
5、要设备，可代替一下功能：v 1、监报列车尾部风压v 2、检测折角塞门的非正常关闭v 3、代替车长阀由司机遥控列尾排风制动v 4、作为列车完整的尾部标志2021/9/2411快速自动降弓装置v 是在受电弓上安装冲气滑条、拉出值超限阀及控制管道，在发生弓网故障时：如冲气滑条破裂、管路损坏、接触导线超过限位位置时，均可通过气路的压力变化，由气动控制箱发出关闭升弓主气路、切断机车主断路器、排空受电弓风缸内残余压缩空气等控制信号，使受电弓迅速脱离导线自动降弓，达到保护受电弓及接触网的目的。v 2021/9/2412v自动降弓装置的主要功能v 1、在受电滑板出现断裂、大沟槽、磨耗到限等损耗时、实现快速自动
6、降弓。v 2、在受电弓弓头被打翻、打偏时、实现快速自动降弓。v 3、在接触导线拉出值超过受电弓弓头两侧诱导角下的限位位置时，实现快速自动降弓。v 4、降弓动作的同时，自动切断机车主断路器，避免带负载降弓产生拉弧火花而损坏受电弓和接触导线。v 5、自动降弓的同时，可实现声响和指示灯报警，即内置报警；当机车语音想接口连接时，可同时实现语音报警，即外置监控语言报警箱，便于乘务员了解情况，及时采取措施。v 6、可方便实现运用和停用功能的快速切换，当自动降弓发生故障时，不影响机车正常运行。2021/9/2413车顶高压报警装置v 主要由吸盘天线和主机音箱两部分组成。v 主要用途：当作业人员打开车顶门时，
7、若接触网有电，发出报警信号，并随之发出“有电危险，严禁攀顶”的语音报警声，提醒作业人员勿攀车顶，避免电击事故的发生。2021/9/2414JYA安全系统v 用专用的读卡器与主服务器（综合信息处理）及待乘、出勤、监控装置信息检索、退勤、监控装置信息管理、监控装置质量管理六个工作站联络组成。v 是一个既能适应机车乘务员作业程序管理的需要又能实现铁道部、铁路局和站段有关各项安全制度信息反馈和会总要求的应用管路软件。通过机车乘务员专用AC卡和管理AC卡构成待乘出勤段外待乘运行监控结果的智能分析退勤的全过程控制。2021/9/2415读卡器待乘管理 工作站打印机AC卡主服务器UPS退勤管理 工作站出勤管
8、理 工作站综合信息处理器打印机读卡器打印机监控装置质量管 理工作站监控装置信息管理工作站运行记录器2021/9/2416列控ATP系统v 是超速防护和机车信号系统的一体化系统，由车载设备和地面设备组成。v 1、防止冒进关闭的信号机；v 2、防止列车错误出发；v 3、防止列车退行；v 4、防止列车超速通过信号；v 5、防止列车超速通过道岔；v 6、防止列车超速通过线路允许的最大速度；v 7、在出入库无信号区段限制列车速度；2021/9/2417v 国外主要有日本新干线ATC系统、法国TGV系统和韩国TVM300及TVM430系统、德国及西班牙LZB系统以及瑞典EBICA900系统。ATP系统的技
9、术分类如下：v 1、按照地面向机车传送信号的连续式来分类v （1）连续式列控系统v 如：德国LZB系统、法国的TGV系统、日本的ATC系统v 日本新干线列车追踪间隔为5min,法国TGV北部线区间能力甚至达到3min,可分为阶梯式和速度控制方式v （2）点式列控系统：如瑞典EBCAB系统v 接收地面信息不连续，但对列车运行与司机操纵的监督不间断。v 2、按照列车速度防护方式v （1）阶梯式控制v 出口速度检查：如法国的TVM300；入口速度检查：日本的新干线ATC；v （2）曲线控制v 分级曲线模式 如TVM430，速度距离模式 如德国LZB、日本新干线数字ATCv 3、按照人机关系来分类v
10、（1）设备优先控制方式 如日本新干线ATCv （2）司机优先控制方式 如法国TVM300/430,德国LZBv 2021/9/2418vATP以保障运行安全为目的，以监测运行速度为手段，是对列车运行进行控制的系统，称为列车自动防护系统。通常由系统指令信息传递、运行所处参数线路信息传递、列车自身运行状况信息的采集和对信息进行处理并作出控制的主机组成。2021/9/2419CTCS中国列控系统v 以分级方式满足不同线路的运输需求，在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效的保证列车运行的安全。v 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。v 运输管理层是行车指挥中心，通过通信网
11、络实现列车列车运行控制；v 网络传输层以无线和有线的方式实现数据的传输；v 地面设备层包括列控中心、点式设备、轨道电路等；v 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；v CTCS的主要功能：2021/9/2420v1、按照故障安全原则，任何情况下禁止列车无行车凭证许可运行。v2、防止列车超速运行、包括超过列车进路允许速度、线路结构规定速度、机车车辆构造速度、和紧急限速、铁路有关运行设备的速度；能以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、允许缓解等表示设备故障状态的报警。v3防止列车溜逸。2021/9/
12、2421v针对不同的线路、不同的传输方式和闭塞方式CTCS划分为5个等级vCTCS0：既有线的现状，目前使用的通用式机车信号机和运行监控记录装置。vCTCS1：由主体信号安全运行监控记录装置。面向160km/h以下的区段。vCTCS2：提速干线和高速新线，采用车地一体化设计，基于轨道电路传输信息的列车运行控制系统。适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员可通过车载信号行车。vCTCS3：面向提速干线、高速干线或特殊线路，基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统。适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。vCTCS4：面向高速新线或
13、特殊线路，基于无线传输信息的列车运行控制系统。地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。列车定位和完整性由无线闭塞中心和车载验证系统完成。2021/9/2422v1单元列车v列车质量一般为600015000以及20000吨以上，路网规模大、行车密度小，通过货物集中发运、快速装卸、加快列车周转，运输成本降低。固定机车、固定车底、固定编组、单一货物、单一到站在装车站至卸车站之循环往复直达运行。v2组合列车v对几列列车首尾相接组合运输分解，无需对固定设备进行大规模改造，可根据需要进行灵活组合、分解对于缓和繁忙干线的运力得到缓解。v3整列式重载列车v有一台或两台机车置于前部整列牵引运行v按照普通
14、列车的编组方式，充分利用车站到发线的有效长度，作业方式与普通货物列车相同重载列车的运输模式2021/9/2423v1986年加拿大召开的第三届国际重载会议决定：v 重载运输应满足下列三个条件的两个条件：v1、年运量不少于2000万t的线路；v2、列车质量达到或超过5000t；v3、车辆轴重至少为21t;2021/9/2424重载列车的简介：20世纪60年代以来 美国诺福克西方铁路公司开行运煤重载列 车，全长6500m，编组500辆，总重达44066t；南非铁路公司矿石重载列车全长7200m,编组660辆，总重达71600t;澳大利亚BHP铁矿公司在扬迪尔黑德兰港间开行一列净重8200t，总重9
15、9734T的重载列车，编组682辆，列车长度为7300m,由8台功率为6000马力（4474kw)的AC6000CW交流传动的内燃机车牵引；我国2004年12月12日在大秦线首次进行了2万t组合重载列车的试验，由4台各组5000t的列车牵引，总质量2002万t,全长653m,目前年运输量达4亿T；2021/9/2425v重载列车技术：v轴重大：30t、大型敞车达35t（美国）；澳大利亚BHP公司35t，巴西卡拉奇斯30t,南非窄轨26t,瑞典30t,俄罗斯27t,我国25tv新型材料：铝合金敞车、高强度合成材料试制的漏斗车；v新型结构：大宗货物和集装箱采用绞接式连接；v货车缓冲器MT2；v货车
16、车钩我国最强的13号车钩，采用级钢，抗拉强度达以上；v车辆使用80；vLOCOTROL（美国GE公司）传输距离790m，800HZ,同步无线遥控技术；vCCB型电控微控技术；v径向转向架；v交流传动：交直交；交直；v大秦线2万t组合方式：4x5000tSS4牵引运行；v 2x1000t4台SS4牵引运行；v 2x1000t2台HRD牵引运行；v以及多种组合方式等；2021/9/24262021/9/2427v 重载列车的技术研究方向2021/9/2428v1)采用IT技术改进整个重载运输管理服务系统，包括电子商务、电子咨询与追踪、电子预告及快捷可靠的运输服务系统。(2)采用IT技术包括GPS技
17、术改进重载运输的通讯信号及自动控制系统，保证指挥系统有效决策，并满足客户的各种需求。(3)采用IT技术建立轨道与设备的连续自动监测诊断系统，包括改进钢轨探伤技术，建立优化的轨道维修体系。(4)建立车载及道旁的机车车辆安全性能参数监测系统，包括应力应变式，声学检测，图象显示式等。(5)广泛地应用系统工程的观点深入研究轮轨相互作用，列车与线路桥梁的相互作用，用系统工程观点优化设计货运机车和货车，而不单纯是各部件的组装集成。以市场和维修的需求而不是用技术来决定重载列车的性能参数标准。(6)加强重载铁路节约能源与环境保护的研究。(7)进一步研究40t轴重的系统问题。(8)交流传动重载机车进一步提高粘着力，提高整体效率与可靠性的研究。(9)重载列车电控空气制动系统(ECP)的深化研究。(10)重载列车遥控及无人驾驶的研究。(11)货车车体新型材料(复合材料、铝合金、不锈钢等)的研究。(12)新一代钢轨材料研究。(13)重载单元列车缩短周转时间的系统研究。2021/9/24292021/9/24302021/9/2431