TVM430機車信號系統

TVM430信號系統是基於TVM300發展起來的，最新TGV線路上套用的高速鐵路的信號系統，分為車載和地面2部分。 車載設備包括：信號接收、處理、顯示單元,車速檢測單元,數據記錄單元以及電源等。目前，我國秦瀋客運專線上也套用了此種信號系統。

基本介紹

• 中文名：TVM430機車信號系統
• 背景：高速鐵路中套用的機車信號制式
• 基本特徵：允許列車最高運行速度為300km/h
• 組成：為車載和地面2部分

1.TVM430系統產生的背景及基本特徵

目前法國高速鐵路中套用的機車信號制式，主要是TVM300和TVM430二種，其中TVM430是基於TVM300發展起來的，最新TGV線路上套用的系統。TVM430系統採用的固定閉塞分區約1500m(TVM300系統使用更長的固定閉塞分區)，因為閉塞分區比列車制動距離(約6000m)短，所以一個制動過程通常要占用4個閉塞分區。短閉塞分區允許列車以較短的運行間隔運行，這樣可以在不對列車制動性能提出更高要求的前提下，提高高速線路的運營能力。在使用TVM300系統的法國東南線上，最小的運行間隔為5min；在大西洋線上為4min；而在採用TVM430系統的北方線上，最小運行間隔僅為3min。

TVM300系統允許列車最高運行速度為300km/h，最多可以產生18個連續信息或14個點式信息，並且只傳送當前閉塞分區的限制速度。而TVM430可傳送更多的信息，比如：本閉塞分區的限制速度、下一閉塞分區的限制速度、距離、線路的坡度等。表1為2種信號制式的比較情況。

對於占用閉塞分區的列車來說，每個閉塞分區有一定的特徵參數，其中不變的特徵參數有閉塞分區長度、線路的平縱斷面特性(坡道或彎道)、以及相應的最高安全速度(通常是300km/h)；可變的特徵參數一般要視前方列車的有無及其他障礙物而定，包括本閉塞分區末端的目標速度、下一閉塞分區末端的目標速度等(目標速度是指列車離開本閉塞分區進入下一閉塞分區的速度)。

2.TVM430系統的組成

TVM430信號系統分為車載和地面2部分。車載設備包括：信號接收、處理、顯示單元，車速檢測單元，數據記錄單元以及電源等。地面設備可以根據系統實現的原理，又分為2部分。

1.地面電子設備，其主要功能包括在上、下行2個方向實現同一功能，及在地面設備與軌道之間(最遠可達7km)提供遠程供電。

2.採用NS1技術，實現由“標準”信號設備控制的數據傳輸。

地面部分與控制中心相連，地面信息被編碼後以交流信號形式在軌道上傳輸。TVM使用4種不同的載頻，它們線上路上成對的在2個方向軌道上交替使用。一個方向使用1700Hz和2300Hz，另一個方向使用2000Hz和2600Hz。在TVM430系統中有27個不同的音頻信號，在同一時間可以任意組合，並以FM(頻率調製)的形式被調製在這些載頻上，這與早期的TVM300系統使用另外18個獨立的頻率，同一時間只能有一個頻率以FSK(移頻鍵控)的形式被調製在載頻上不同。每個軌道電路的一端連線1個信號傳送器，傳送器的相反端有1個接收器。當接收不到軌道電路信號(由於被列車的輪軌短路或其他故障)時，則認為軌道被列車占用。

3.TVM430的數據格式

軌道上傳送的信號被TGV列車前端的天線(感應器)接收，轉發到車上2套冗餘的數位訊號處理器，經過濾波、條件化、解碼等處理後，由車載顯示器顯示給司機。經過解碼後的TVM430信號是1個27bit的數據字，字中的每一位對應於軌道電路中調製在載頻上的1個頻率，這一數據字又分為5個碼，組成TVM430信號的數據格式。

1.速度碼(占8bit，頻率為0·88~4·08Hz)。包括本閉塞分區最高安全速度、本閉塞分區末端的目標速度及下一閉塞分區末端的目標速度。其代表的速度值有5個，在高速線路上分別表示為：300，270，230，170和0km/h。

2.坡度碼(占4bit，頻率為4·72~6·64Hz)。坡度信息由整個閉塞分區情況平均而得。列車在進行速度計算時要考慮到這一因素。

3.閉塞分區長度碼(占6bit，頻率為7·28~10·48Hz)。閉塞分區長度可能有多種，對於計算速度十分重要。例如，在平坦的高速線路上，一個閉塞分區可以長達1500m，而在海峽隧道閉塞分區的末端部分，閉塞分區長度只有這個數字的十分之一。

4.路網碼(占3bit，頻率為11·12~15·60Hz)。路網碼決定列車如何理解速度碼。例如，在最高允許速度為300km/h的高速線路上所用的路網碼，與在速度限制為160km/h的海峽隧道中所用的路網碼不同。

5.糾錯碼(占6bit，頻率為16·24~17·52Hz)。當信號誤讀時，糾錯碼不但能檢查出錯誤，在某些情況下還能糾正錯誤。糾錯碼採用6位循環冗餘校驗碼(CRC)。採用上述27bit的數據字傳遞信息，將給司機的控車帶來很大便利。在TVM300中，地面設備傳送的列車目標速度碼僅在每個閉塞分區邊界處更新，相應地就僅提供給司機離散的階梯狀的速度曲線，此曲線無法反映列車的連續速度變化。而TVM430則根據一次實時接收的閉塞分區長度碼及其他碼字信息，可以產生連續的速度變化模式的曲線，從而提供給司機更實際的速度變化信息（如下圖）。

4.TVM430系統在我國的套用

我國的秦瀋客運專線（京哈線秦皇島至瀋陽北區間）採用TVM430信號系統，與之配合的是配屬瀋陽鐵路局瀋陽機務段的部分SS9G型電力機車也裝配了車載TVM430系統。