CTCS-3列控系统及车载设备介绍~资料
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ctcs-3级列控系统概述最新版本
BTS
OTE
BTS
OTE
车
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
车
车
车车
CTC车 车
车车
车车
车车
车车车车
车车车车
车车
车
CTC
车车车
车车 车车车
综合 车 修车
临时限速 操作终端
车车
车车
车车
车车车
车车
接口
车车车
车车车
车车车
车车车
临时限速服务器
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
ZPW-2000 车车车车
12. CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足IEC 62280标准要求的安全通信协议。
13. CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足IEC
62280等相关标准的要求，关键设备冗余配置。
Juli 2003
CTCS-3级列控系统构成
CTCS-3级列控系统结构
制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。
Juli 2003
CTCS-3级列控系统主要技术原则
5. CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。RBC或无线通信故障时
，CTCS-2级列控系统控制列车运行。
6. 全线RBC设备集中设置。 7. GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。 8. 动车段及联络线均安装CTCS-2级列控系统地面设备。 9. 300km/h及以上动车组不装设列车运行监控装置（LKJ）。
CTCS-2：最高速度300km/h，计算速度防护曲线，防止列车超速和越过危险点。
CTCS-2：发送进路信息，临时限速 CTCS-3：发送等级转换；用于列车位置校准
CTCS-3列控系统及车载设备介绍-PPT课件
系统接口组
仿真测试 实验室
国产化制 造小组
GSM-R 接口小组
通号集团专家团队（支撑）
目录
1 2 3 4
CTCS-3列控攻关背景
CTCS-3列控系统介绍
CTCS-3列控车载设备介绍 CTCS-3列控车载模式介绍
CTCS-3列控系统介绍—CTCS列控系统分级
CTCS-4 CTCS-3 CTCS-2 CTCS-1 CTCS-0
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
ZPW-2000 车车车车
轨旁 电子单元
车车 车车
CTC车 车 车车车车
车车 车车车车
车车 车车
车车车 车车车车
车车 车车 信号集中监测数据通信以太网 列控中心安全数据通信局域车
车车 车车
车车 车车车车
CTC车 车 车车车车
车车 车车
信号安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
Profibus RS-485
车车车 车车车
车车车车车
车车
PG
车车
PUC
CAU
车车车车车车车车
车车车车车车车车 车车车车车车车
车车 车车车
车车 车车车
车车车车 车车
BTS
OTE 车车 车车
CAU PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
车 车 车 车
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
CTCS-3列控系统介绍—主要技术原则
（ 5 ） CTCS-2 级作为 CTCS-3 级的后备系统。无线闭 塞中心或无线通信故障时， CTCS-2 级列控系统控制 列车运行。
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
.
17
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 。
8
一、系统背景——中国列车运行控制系统
.
9
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级列控车载系统介绍
2018/8/2 21
三、车载系统体系结构
CTCS-3车载设备的结构是基于2X2取2的结构。 每个安全模块（例如ERTMS/EVC模块、BTM模块、 TMM模块、CTCS2模块）均按照2X2取2的结构设 计和实施。 每个安全模块组成一个故障安全区 为了保证可用性，ALA机柜包含2套独立的安全模 块 每个安全模块均由主模块和备有模块组成
2018/8/2 22
车载系统构成
车载机柜：包含ALA机柜及相关子系统 ALA机柜：包含EVC、RIM, TMM,和CTCS单元模块 1、EVC：执行CTCS-3逻辑功能的安全计算机； 2、TMM：实现列车的接口及转速转矩功能； 3、RIM：通过移动终端与无线网络连接 4、C2单元：实现CTCS2逻辑功能，同时与DMI、 CTCS2传感器接口并处理轨道电路信息
2018/8/2 18
紧急停车区域
如果紧急停车区域处于激活状态，联锁装 置会向RBC发送报告。 紧急停车区域可以是无条件的，也可以是 有条件的。如果是无条件，RBC会向每一 列到达那里的列车发送紧急停车消息。如 果是有条件的，只有接近该区域的列车才 会收到紧急信息。已经到达那里的列车应 该离开该区域（可能是隧道内起火或出现 烟气）。
Odometric sensors
antenna
antenna
2018/8/2
25
车载系统构成
Diagnostic & Configuration Interface Micro A Micro B RS232
GSM-R MT
RS232 Igsm V24
ALA SSB
ALM
(ATC Logic Module)
三、车载系统体系结构
CTCS-3车载设备的结构是基于2X2取2的结构。 每个安全模块（例如ERTMS/EVC模块、BTM模块、 TMM模块、CTCS2模块）均按照2X2取2的结构设 计和实施。 每个安全模块组成一个故障安全区 为了保证可用性，ALA机柜包含2套独立的安全模 块 每个安全模块均由主模块和备有模块组成
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车载系统构成
车载机柜：包含ALA机柜及相关子系统 ALA机柜：包含EVC、RIM, TMM,和CTCS单元模块 1、EVC：执行CTCS-3逻辑功能的安全计算机； 2、TMM：实现列车的接口及转速转矩功能； 3、RIM：通过移动终端与无线网络连接 4、C2单元：实现CTCS2逻辑功能，同时与DMI、 CTCS2传感器接口并处理轨道电路信息
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紧急停车区域
如果紧急停车区域处于激活状态，联锁装 置会向RBC发送报告。 紧急停车区域可以是无条件的，也可以是 有条件的。如果是无条件，RBC会向每一 列到达那里的列车发送紧急停车消息。如 果是有条件的，只有接近该区域的列车才 会收到紧急信息。已经到达那里的列车应 该离开该区域（可能是隧道内起火或出现 烟气）。
Odometric sensors
antenna
antenna
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车载系统构成
Diagnostic & Configuration Interface Micro A Micro B RS232
GSM-R MT
RS232 Igsm V24
ALA SSB
ALM
(ATC Logic Module)
CTCS-3列控系统介绍
CTCS-3级列控系统的分析与研究20100175 李洪赭摘要:CTCS一级列控系统是我国通过自主创新建成的具有自主知识产权的列车运行控制系统，凝结了我国铁道部、高校、科研院所和骨干企业群策群力的智慧结晶。
通过对国外列车控制系统发展现状及我国列控系统发展历程的介绍，阐述了我国CTCS一级列控系统研究的必要性及技术方向的选择;说明了我国CTCS一级列控系统的技术特点;同时还对CTCS一级列控系统结构及主要设备的功能作了简要介绍，并总结了系统研发的主要创新成果。
关键词:高速铁路;CTCS一级列控系统;控制模式CTCS一级列控系统是中国列车运行控制系统((Chinese Train Control System)简称CTCS)的重要组成部分，基于GSM-R无线通信实现车地信息双向传输，无线闭塞中心(RBC)生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，满足动车组运营速度350 km /h和最小追踪间隔3 min的要求，并具备CTCS-2级列控系统功能，满族200-250 km /h动车组跨线运行要求。
依托武广、郑西和广深港高速铁路的建设，铁道部成立了C3技术攻关组，组织开展CTCS 3级列控系统的攻关研究工作。
通过自主创新，经过两年多的努力，武广、郑西高速铁路己分别于2009年12月26日和2010年2月6日投入商业运营。
CTCS 3级列控系统的攻关工作在标准规范、车载和RBC等关键设备、CTCS 3级列控系统的测试验证、系统评估、GSM-R系统承载列控信息传输等方面取得了一大批创新成果，初步建成具有完全自主知识产权的CTCS一级列控系统技术标准体系和技术平台。
一、国外列控系统发展概况自1964年日本铁路新干线开始运营时速210 km高速列车以来，高速铁路的高安全、高可靠、高效率、高舒适等特点已引起世界铁路运输界的高度重视，德国、法国、意大利等发达国家也相继结合本国国情发展自己的高速铁路。
CTCS-3概述
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
ZPW-2000 车车车车
轨旁 电子单元
车车
CTC车 车
车车
车车
车车
车车车车
车车车车
车车
车车车
车车
车车车车
车车
车车
车车
CTC车 车
车车
车车
车车车车
车车车车
车车
信号集中监测数据通信以太网
信号安全数据网 调度集中数据通信以太网
CTC 车车车
车车 车车车
综合 车 修车
列控中心 区域联锁
300km/h动车组 按CTCS3的无线命令
运行
应答器、 道岔、
轨道电路 信号机
ETCS2的 无线命令
CTCS3的 无线命
令
L5
L4
L3
L2
L
LU
U
HU
CTCS3的 无线命
令
CTCS-3基于GSM-R无线通信传输列控信息，其中的CTCS-2 功能是通过轨道电路信息码传输列控信息实现，点式应答器信 息共用。
➢ 车载设备增加GSM-R无线通信单元及
天线。
列控中心
➢ RBC向列车提供行车许可。
GSM-R无线
➢ 车地实现连续、双向、大容量信息传输通。信模块及天轨线
➢ 使用临时限速服务器管理临时限速临，
道
限速灵活设置，实现任意位置、长度和
电Hale Waihona Puke 数量的临时限速设置。路
应 答 器
RBC为CTCS-3
提供行车许可
TSRS CTC
速度曲线
CTCS-3控车场景——区间追踪+目标点停车
时 速
• 速度限制曲线
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级列控系统概述
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
Juli 2003
12
CTCS-3级列控系统结构
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
OTE 车载 设备
CAU PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
地 面 设 备
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
车站 联锁
CTC车站 自律分机
车站 列控中心
微机 监测
中继站 列控中心
微机 监测 信号集中监测数据通信以太网
Juli 2003
9
CTCS-3级列控系统主要技术原则
10. 在300km/h及以上线路，CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定 为超速2km/h报警、超速5km/h触发常用制动、超速15km/h触发紧急 制动。 11. RBC向装备CTCS-3级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级车载 设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。
车载设备 有源应答器 无源应答器
CTCS-2：发送进路信息，临时限速 CTCS-3：发送等级转换；用于列车位置校准 CTCS-2：发送等级转换；用于列车位置校准；发送线路参数等 CTCS-3：向RBC下达临时限速设置和取消
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图例 停车标志牌 无源应答器 有源应答器
CTCS-3级列控系统总体结构包括：地面设备、车载设备、GSM-R无线 通信网络、信号数据传输网络四部分。
CTCS-3列控系统介绍—主要技术原则
（1）CTCS-3级列控系统满足运营速度 350km/h、最小
追踪间隔3分钟的要求。
（2）CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，
GSM-R 无线网络
调度中心 CTC
无线闭塞中心 RBC
列控中心
车站联锁
ZPW 2000 轨道电路 轨道电路
LEU LEU
地面应答器
CTCS-3列控系统介绍—系统总体结构
车 载 设 备
司机操纵台及常用制动接口 输入 接口 输出 接口 车载安全计算机 C3 控制单元 C2 控制单元 MVB 车载安全计算机 C2 控制单元 C3 控制单元 测速 单元 轨道电路信 息接收单元 应答器信息 接收模块
CTC车站 自律分机
车站 列控中心
微机 监测
中继站 列控中心
微机 监测 信号集中监测数据通信以太网
微机 监测
车站 列控中心
CTC车站 自律分机
车站 联锁
列控中心安全数据通信局域网 信号安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
CTC
行调台 维修 中心 其他 调度台 综合 维修台
TSR
临时限速服 务器
PG
GSM-R 电台
DMI
DMI MVB 列车转换网关
测速模块 测速 单元
紧急制动接口
无线通信模块 通信 接口 单元 通用 加密 单元
Profibus RS-485
记录器 应答器信息 接收模块 CAU 轨道电路信 息接收单元
PUC
安全数 字接口
继电器接口
雷达
PG
雷达
PUC
CAU
应答器接收天线 轨道电路接收天线
系统接口组
仿真测试 实验室
国产化制 造小组
GSM-R 接口小组
通号集团专家团队（支撑）
目录
1 2 3 4
CTCS-3列控攻关背景
CTCS-3列控系统介绍
CTCS-3列控车载设备介绍 CTCS-3列控车载模式介绍
CTCS-3列控系统介绍—CTCS列控系统分级
CTCS-4 CTCS-3 CTCS-2 CTCS-1 CTCS-0
基于无线通信传输平台，取消轨 道电路，实现虚拟闭塞或移动闭 塞。未来发展方向。 基于无线信息传输，机车乘务 员凭车载信号行车 。 用于300-350km/h线路。 基于应答器和轨道电路信息传输， 机车乘务员凭车载信号行车。 已应用于200-250km/h线路。 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 。
CTCS-3列控系统介绍—系统动画演示
CTCS-3列控系统动画演示
CTCS-3列控系统介绍—系统组成
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。
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
临时限速 操作终端
临时限速 维护终端
BSC
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 TSR：临时限速服务器
反向按自动站间闭塞运行的要求。
（ 3 ） CTCS-3 级列控系统满足互联互通的运营要求。
（4）CTCS-3级列控系统车载设备采用目标距离连续速 度控制模式、设备要技术原则
（ 5 ） CTCS-2 级作为 CTCS-3 级的后备系统。无线闭 塞中心或无线通信故障时， CTCS-2 级列控系统控制 列车运行。
轨道电路接收天线 应答器接收天线
速度 传感器
速度 传感器
紧急制动 接口
BTS
OTE 车载 设备
CAU PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
地 面 设 备
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
车站 联锁
2007年CTCS-2级1-3月试运行，4月商业运营
2007年8月启动CTCS-3级技术攻关
CTCS-3列控攻关背景—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、200250km/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。
CTCS-3列控攻关背景—C3攻关内容
列控 系统
车载设备 地面RBC设备
1
系统设计技术
2
生产制造技术
3
系统集成技术
4
工程应用技术
5
实验室仿真测 试技术
CTCS-3列控攻关背景—C3攻关组织机构
铁道部C3攻关组 通号集团领导小组 （领导层）
通号集团C3列控 系统技术实施组
（执行层）
车载设备 小组
RBC设备 小组
CTCS-3列控系统及车载子系统介绍
2009.1.12
目录
1 2 3 4
CTCS-3列控攻关背景
CTCS-3列控系统介绍
CTCS-3列控车载设备介绍 CTCS-3列控车载模式介绍
CTCS-3列控攻关背景—列控技术体系形成过程
2002年铁道部确定发展CTCS的战略目标
2003年北京UIC年会，铁道部宣布CTCS的基本架构和分级 2004年铁道部制定CTCS-2级技术规范 2005年初开始CTCS-2级工程实施 2006年CTCS-2级试验和测试