☆ CTCS-3级列控系统总体技术方案
CTCS-3级列控系统总体技术规范
CTCS-3级列控系统总体技术规范1. 引言CTCS-3级列控系统是一种高铁列车自动控制系统，用于实现高速列车的运行控制和安全保障。
本文档旨在规范CTCS-3级列控系统的技术要求，确保系统能够稳定可靠地运行。
2. 系统概述CTCS-3级列控系统采用分布式控制架构，由列车自动驾驶模块、线路侧设备、通信网络和管理中心组成。
系统通过各个模块之间的通信和数据交互，实现列车的智能控制和安全运行。
3. 功能要求CTCS-3级列控系统应具备以下功能：- 列车自动控制功能：根据线路信息和车载设备数据，自动控制列车的运行、减速和停车。
- 列车运行信息采集：对列车的速度、位置、加速度等运行信息进行实时采集，并传输给管理中心和线路侧设备。
- 安全监控和故障诊断：对列车运行状态进行实时监控和故障诊断，及时发现并处理可能的安全隐患。
- 线路侧设备管理：对线路侧信号机、车站设备等进行实时管理和控制，确保线路侧设备与列车的协同工作。
4. 性能指标CTCS-3级列控系统应满足以下性能指标： - 系统稳定性：系统应能在各种环境条件下稳定可靠地运行，具备抗干扰和容错能力。
- 响应时间：系统对于列车运行状态的监控和响应时间应不超过10毫秒。
- 安全性：系统应具备高度的安全性，能够自动识别和阻止可能的安全事故。
- 可扩展性：系统应支持根据需要进行功能扩展和升级，以适应不同线路和列车的需求。
- 数据传输可靠性：系统中的数据传输通道应具备高可靠性和实时性，确保数据传输不丢失和不延迟。
5. 接口要求CTCS-3级列控系统应满足以下接口要求： - 列车-线路侧设备接口：通过接口实现列车和线路侧设备之间的数据交换和控制命令传递。
- 列车-管理中心接口：通过接口实现列车和管理中心之间的数据交互和命令控制。
- 数据存储接口：支持将系统产生的数据存储到本地或云端服务器，并具备数据读取和备份功能。
6. 数据安全与保护CTCS-3级列控系统应具备以下数据安全与保护措施： - 数据加密：对系统中的敏感数据进行加密保护，确保数据传输和存储的安全性。
CTCS-3级列控系统概述
车车车
车车车车车车车
C3 车车车车
C2 车车车车
车车车车车 车车车车车 车车车车 车车车车车
MVB
Profibus RS-485
车车车车车车车
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二、C3系统技术方案——系统构成
在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加RBC设备，车载设
备增加GSM-R无线电台和信息接收模块，实现基于GSM-R
无线网络的双向信息传输，构成CTCS-3级列控系统，用于
300-350km/h客运专线和高速铁路。
GSM-R 无线网络
调度集中 CTC
无线闭塞中心 （RBC）
由主体机车信号和安全型运行监 控记录装置组成。
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
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一、系统背景——中国列车运行控制系统
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一、系统概述——C3系统列控技术平台
➢ 基本原则和指导思想：按照全路一张网的原则规划列控系统的技术平台； 技术平台要实现300-350km/h客运专线、200-250km/h新建铁路和既有 提速线路的互联互通；列控技术平台的确定考虑技术的先进成熟、经济实用、 可靠。 ➢ 列车控制系统是高速铁路的关键技术之一，是铁路运营的安全保障。 在 我国300km/h及以上客运专线上选用CTCS3(CTCS3/CTCS2)列控系统作为 全路统一技术平台体系，其中CTCS3列控系统保证高速动车组的运行安全， CTCS2列控系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为CTCS3列控系统的后 备系统； ➢ 通过集成创新和对引进技术的消化吸收实现系统集成再创新，建立符合中 国国情路情的、具有自主知识产权的、世界一流水平的高速铁路列车控制技 术体系。
天线。
➢ RBC向列车提供行车许可。
CTCS-3级列控系统行车许可结合轨道电路信息技术方案
１．在 Ｕ２、Ｕ２Ｓ 之 前 的 区 段， 轨 道 电 路 信 息 表示的空闲 闭 塞 分 区 范 围 至 进 站 信 号 机； 而 ＲＢＣ 会根据进路 情 况， 按 照 最 大 ＭＡ 的 长 度 延 伸 行 车
２．ＣＴＣＳ－３ 级 列 控 系 统 行 车 许 可 结 合 轨 道 电 路 信息技术方案是加强列控系统信息安全保障的重要 技术手段。
信息安全和网络安全日趋成为铁路安全的重要 环节，网络信息安全是一个涉及信息传送、使用、 传播等多个方面的综合概念，成功的安全策略应当 满足各方面的要 求。ＣＴＣＳ－３ 级 列 控 系 统 采 取 了 大 量的安全技术以应对可能的包括黑客攻击、病毒侵 入等潜在风险。 例 如 ＲＢＣ 和 联 锁 等 采 用 物 理 封 闭 的信号安全数据网进行通信，并采取了严格的基于 开放信 息 传 输 的 通 信 协 议， 符 合 ＥＮ５０１５９－２ 标 准 （铁 路 应 用 ： 通 信 、 信 号 传 输 和 处 理 系 统 第 ２ 部 分 ： 开放式传输系统 中 与 安 全 有 关 的 通 信 ）； 行 车 许 可 虽然通过 ＧＳＭ－Ｒ 网 络 实 现 地－车 传 输， 但 ＧＳＭ－Ｒ 网络采用 了 双 向 鉴 权 机 制 以 提 高 信 息 安 全 防 护 能 力；ＡＴＰ 车载设备和 ＲＢＣ 间 采 用 了 ３ＤＥＳ 算 法 的 动态密钥机制等。尽管如此，但是理论上列控系统 仍可能存在密钥更新不及时被黑客暴力破解、密钥 因故 泄 露 等 客 观 风 险，存 在 黑 客 恶 意 攻 击 进 入 ＧＳＭ－Ｒ 网络， 向 ＡＴＰ 车 载 设 备 发 送 错 误 的 ＭＡ 的可能性。本 方 案 将 轨 道 电 路 信 息 生 成 的 ＭＡ 与 基 于 ＧＳＭ－Ｒ 传 输 的 ＭＡ 进 行 安 全 比 较， 并 由 ＡＴＰ 车载设备 进 行 实 时 判 断， 发 现 问 题 可 及 时 缩 短基 于 ＧＳＭ－Ｒ 网 络 传 输 的 ＭＡ， 即 使 黑 客 模 仿 ＲＢＣ 成功向 车 载 设 备 发 送 了 错 误 的 ＭＡ， 也 难 以 同时修改轨道电路发送的低频信息。通过两种不同 方式传输的 ＭＡ 的 安 全 比 较， 可 以 确 保 安 全 万 无 —２—
CTCS3系统总统技术方案介绍
停车 & 调车键 & RBC授权 停车 &调车键 & RBC授权 停车 &调车键 & RBC授权 RBC授权 & 停 车 &司机确认 RBC授权&司机 确认
停车 & 越行键
停车 & 关闭驾驶台
停车 &隔离开关隔离
-
停车 & 关闭驾驶台
停车 &隔离开关隔离
他端车载设备激 活为本务端 & 关 闭驾驶台 -
RBC的配置
全线RBC集中设置。 RBC与车站联锁间通过独立的以太网及信号安全接口协议进行 信息传输。 RBC间通过以太网及信号安全接口协议进行信息传输，RBCCTC间采用以太网接口。 与调度中心临时限速通过通信提供的以太网进行信息传输。
RBC
协议适配器 (VIA) 司法记录器 （WJRU）
RBC GSM-R
主机 备机 协议 转换器 RBC本地 操作终端 维护 终端 司法 记录器 ISDN 服务器 TRAU
移动 交换中心 OTE
通信 服务器
数据库 服务器
应用 服务器
接口 服务器
BSC
CTCS-3级列控系统总体结构
缩写对照表 BSC：基站控制器 OTE：光传输设备 BTS：基站 RBC：无线闭塞中心 DMI：人机界面 TRAU：码型转换和速率适配单元 图例 停车标志牌 无源应答器 有源应答器
二、列控系统总体技术方案
15 Km 15 Km
联锁车站
区间中继站
2 Km
联锁车站
轨道电路 车站监测局域网
列控 中心
车站 联锁
调度集中 （车站）
微机 监测
列控 中心
解读铁总企标《CTCS-3级列控系统总体技术规范》
（1. CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd, Beijing 100070, China）
（2. Beijing Engineering Technology Research Center of Operation Control Systems for High Speed Railways, Beijing 100070, China）
文章编号 ：1673-4440(2020)05-0092-05
Interpretation of Enterprise Standard of China Railway: General Technical Specification for CTCS-3 Train Control System
Yue Chaopeng1,2
S 标准与规范 TANDARDS & SPECIFICATIONS
DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2020.05.020
解读铁总企标 《CTCS-3级列控系统总体技术规范》
岳朝鹏1,2
(1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；
2．北京市高速铁路运行控制系统工程技术研究中心，北京 100070)
���� 年底，原铁道部成立了 C� 技术攻关组， 依 托 武 广 和 郑 西 等 高 速 铁 路 建 设 项 目， 组 织 开 展 CTCS-� 级列控系统的攻关研究工作，集中全路主 要技术力量，对总体方案搭建、系统集成、系统评 估等内容展开了深入研究。���� 年 � 月，首次发 布了《CTCS-� 级列控系统总体技术方案》[�] 规范 性 文 件， 该 文 件 明 确 了 在 系 统 集 成、 列 控 车 载 设 备、地面 RBC 软硬件技术、安全通信技术以及系 统仿真和测试技术等 � 个方面的技术要求，提出了 CTCS-� 级列控系统的标准体系，是指导 CTCS-� 级列控系统设计、开发、测试及系统评估工作的重 要参考文献。���� 年 �� 月 �� 日，武广客专成为 首条按此标准建设开通运营的线路。后续随着国内 高铁建设的全面铺开和高铁列控系统的推广应用， 出现了以京沪高铁为代表的长大干线铁路、以哈大 客专为代表的高寒铁路、以及以杭州、武汉等为代 表的枢纽多区域贯通线路等各类高难度铁路建设和 运营领域条件下的列控应用场景。此时，既有的标 准体系已经较难适应此类场景，需要不断创新完善。 文献 [�] 中对国内 CTCS 标准体系在 ���� 年底前的 发 展 过 程 做 了 较 为 详 细 的 描 述， 提 出 制 定 完 整 的 CTCS 标准体系规划，建立技术标准体系长期发展 的组织保障等建议，以推进 CTCS 标准体系建设。 与此同时，习近平主席在 ���� 年 � 月、�� 月先后 出访中亚四国和印尼时提出了“一带一路”的战略 构想，随之吹响了中国高铁“走出去”的号角，由 国内承建的海外铁路项目开始逐年增加。
CTCS-3级列控系统发展历程及技术创新
《ctcs-3级列控系统发展历程及技术创新》2023-10-26CATALOGUE目录•CTCS-3级列控系统发展历程•CTCS-3级列控系统技术创新•CTCS-3级列控系统应用现状及问题•CTCS-3级列控系统未来发展趋势及展望•CTCS-3级列控系统典型案例分析01CTCS-3级列控系统发展历程2004年中国铁路开始引进法国TVM-300系统，并将其应用于京沪高铁。
2006年中国铁路开始引进欧洲ETCS-1系统，并将其应用于武广高铁。
2009年中国铁路开始引进日本ATC系统，并将其应用于沪宁高铁。
引进阶段中国铁路开始对引进的TVM-300、ETCS-1和ATC系统进行技术消化吸收。
2010年中国铁路成功研发出CTCS-3级列控系统，并应用于京津、郑西高铁。
2012年技术消化吸收阶段032018年中国铁路成功研发出CTCS-3级列控系统升级版，提高了安全性能和可靠性，并应用于“八纵八横”高铁网。
技术创新阶段012013年中国铁路开始对CTCS-3级列控系统进行技术创新，引入了智能感知、大数据分析等技术。
022015年中国铁路成功研发出新一代CTCS-3+ATO列控系统，并应用于京沪、沪杭高铁。
02CTCS-3级列控系统技术创新信号系统升级是CTCS-3级列控系统技术创新的重要方面之一，旨在提高列控系统的安全性和效率。
详细描述信号系统升级包括采用先进的计算机技术、网络通信技术和信息安全技术，实现列车与地面设备之间的信息传输和处理，提供列车控制、监测、维护和管理的综合功能。
升级后的信号系统具有更高的可靠性和安全性，能够适应不同线路和运营条件的需求。
总结词信号系统升级VS轨道电路的升级改造是CTCS-3级列控系统技术创新的另一个重要方面，旨在提高轨道电路的可靠性和安全性。
轨道电路升级改造采用先进的轨道电路技术和设备，提高轨道电路的传输速度、可靠性和安全性。
同时，升级改造后的轨道电路能够适应不同线路的运营条件，提供更高的列车控制精度和运营效率。
CTCS-3级列控系统概述
轨道电路天线
雷达传感器
GSM-R 无线网络
无线闭塞中心 （RBC）
调度集中 CTC
TSR服务器
列控中心 LEU
车站联锁
ZPW-2000 轨道电路
应答器
列控系统 地面设备
CTCS体系结构
武汉高速铁路 职业技能训练段
❖ CTCS的体系结构按铁路运输管理层、网络传 输层、地面设备层和车载设备层配置。
铁路运输管理层
列控中心
车站联锁
LEU
轨Z轨P道W道电2电0路0路0
地面应答器
车载设备组成
武汉高速铁路 职业技能训练段
车载安全计算机 轨道电路接收单元STM 应答器BTM 测速测距单元 记录单元 接口单元 人机显示界面DMI 列车运行监控记录装置LKJ 外围设备：应答器天线、轨道电路天线、车轮速度传感器用于 CTCS2、TVM秦沈线的连续传输传感器和CTCS0/1级的连续传输传 感器等
一、系统背景——C3系统构建职武业汉技高能速训铁练路段
一、系统背景——用户需求
武汉高速铁路 职业技能训练段
CTCS-3级列控系统概述
目录武汉高速铁路 职业技能训练段
CTCS 3级
武汉高速铁路 职业技能训练段
CTCS 3级是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；CTCS 3级面向提速干线、高速新线或特殊线路，基于无线通信的固定闭塞或虚 拟自动闭塞；CTCS 3级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。
轨道电路
主要用于列车占用检测及列车完整性检查。
(2) 车载子系统组成
无线通信（GSM-R）车载设备 作为系统信息传输平台完成车－地间大容量的信息交换。
CTCS-3级列控系统标准体系及需求规范
临时限速服务器（TSRS）接口规范
6 （含TSRS与RBC、TCC、CTC/TSRT、CSM、 相邻TSRS接口）
7 司法记录器数据下载接口规范
正在编制
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CTCS-3级列控系统标准规范
一、标准体系结构：系统规范—测试规范
序号
规范名称
1 CTCS-3级列控系统测试案例（V3.0）
文号/进展情况 科技运[2009] 59号
接口规范 ➢设备接口规范
系统 规范
设备规范 ➢设备技术规范
测试规范 ➢ 测试案例
系统规范涵盖运营需求、设备、接口和测试四个方面。
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CTCS-3级列控系统标准规范
一、标准体系结构：系统规范—运营需求规范
序号
规范名称
文号/进展情况
1 CTCS-3级列控系统总体技术方案（含运营规则）（V1.0） 科技运[2008]34号
5 PTH、SMD元件进厂检验工艺规程
6 SMD元件贴装工艺规程
7 波峰焊接通用工艺规程
8 存储管理工艺规程
9 端子压接工艺规程
序号
规范名称
10 返工返修工艺规程
11 化学品物料使用工艺规程
12 回流固化通用工艺规程
13 庞巴迪产品条形码编码及标签管理要求
14 手工操作与完成过程自检程序
15 手工焊接通用工艺规程
➢强制性功能需求：在所有应用项目中都应遵守的要 求，并应遵守在系统需求规范（SRS）及相关强制 性规范中所描述的应用要求。
➢非强制性功能需求：如果选择该功能，应遵守在系 统需求规范（SRS）及相关强制性规范中所描述的 应用要求。
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CTCS-3级列控系统标准规范
二、功能需求规范（FRS）：概述