CTCS列控系统介绍详解
CTCS3列控车载系统介绍
CTCS3列控车载系统介绍CTCS3（China Train Control System Level 3）是中国高速铁路列控系统的第三代标准，是一种高度自动化的列车控制系统。
CTCS3系统以CTCS2为基础进行了进一步的改进和优化，引入了更多的先进技术和功能，提高了铁路运营的安全性、精确性和效率。
该系统于2024年开始投入使用，并已广泛应用于中国高速铁路网络中。
CTCS3系统的核心组成部分为列车位置信息系统（TrainPositioning System, TP）和列车运行控制系统（Train Operation Control System, TOC）。
TP系统负责实时监测列车的位置和速度，并向TOC系统提供运行参数。
TOC系统根据接收到的列车位置信息和运行参数，进行列车的自动控制和调度。
CTCS3系统采用了多种先进的技术来实现高效的列车控制。
其中之一是区段自动闭塞（Automatic Block System, ABS），通过电子信号和车载设备的配合，使列车能够在不同的区段之间自动切换。
这种自动闭塞技术可以大大提高列车的运行效率和安全性。
此外，CTCS3系统还引入了列车自动保护系统（Automatic Train Protection, ATP），用于监测列车的运行状况和环境条件，并在必要时发出紧急停车指令，保证列车的安全和乘客的安全。
总之，CTCS3（China Train Control System Level 3）是中国高速铁路列控系统的一种高度自动化的控制系统。
通过引入先进的技术和功能，该系统提高了中国高速铁路的安全性、精确性和运行效率。
通过实现高速列车的自动驾驶和运营控制，CTCS3系统为中国高速铁路的发展做出了重要贡献。
ETCS CTCS列控系统详细讲解
• 1级：基于点式信息传输 （EUROBALISE)； • 2级：基于无线信息传输 （GSM-R)＋轨道电路； • 3级：基于无线信息传输 （GSM-R)＋列车完整性
•
检查；
• STM级：专用列控模块。
ETCS 0级 ：在未安装ETCS设备的线路上运行
车载设备
轨道占用 检查设备
联锁设备
ETCS 1级
列车接口
人机接口
数据记录
ETCS
STM
安全计算机
车载设备
速度表
应答器接收 环线接收
无线接口
本国 信号系统
airgap
欧洲应答器 欧洲环线 Euroradio 无线注入设备
Euroradio
联锁设备和LEU CTC接口
RBC 1 RBC 2
ETCS地面设备
功能接口技术协议 功能接口规范
GSM-R 移动设备
互通运行（ Interoperation ）
跨国（区）互通运行在边界应满足以 下条件：
• 不更换机车 • 不更换司机 • 不停车
技术方面的互通性 （Technical interoperability）
确保列车可以从地面设备接收到必要 的信号命令并能正确理解其含义。
运用方面的互通性 （Operation interoperability）
ETCS-CTCS 列车自动控制系统
铁道科学研究院 2008年10月
目录
一、列控系统的原理和基本功能 二、ETCS技术规范 三、CTCS技术规范
一、列控系统的原理和基本功能
铁道科学研究院
列控系统是在传统自动闭塞基础上增 加列车自动控制功能的信号防护系统， 由地面设备和车载设备组成。
列控系统包含专门设计的满足信号安 全性要求的模块和功能，附加功能和 舒适性功能不要求安全设计。
CTCS-3级列控系统概述
电 力系统 统
远程监控系列控系统
联 锁 系统 统
调 度 统集 中 系
集 中 监 测 系通 信 系 统
总 成
车 体
转 向 架
牵 引 系 统
制 动 系统 统
列 车 网 络 系运 输 计 划
运 行 管 理
车 辆 管 理
供 电 管 理
客 运 调 度
综 合 维 修
票 务系统 统
旅市 客场 划服 理营 务销 系策
GSM-R 电台
动态监测 装置
DMI-1 DMI-2
列车转 换网关
司法记 录器
车载设备
输出 接口 MVB总线
＋
输入
接口
动车组
C3 控制单元
测速智能 单元
C2 控制单元
车载安全计算机
应答器 信息接 收模块
CAU 应答器天线
ProfiBus总线 RS-485总线 MVB总线
C2 控制单元
测速智能 单元
C3 控制单元
客 运 组 织 管
维修体系
➢ 工务工程、动车组和列控系统是客运专线系统的三大核心技术。
➢ 列控系统是保证高速列车运行安全、有序、高效的关键。
整理ppt
3
一、系统背景——列控系统
➢ 列控系统是确保行车安全的信号系统，包括地面设 备和车载设备。 ➢ 地面设备提供线路信息、目标距离和进路状态。 ➢ 车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线。
整理ppt
6
一、系统背景——中国列车运行控制系统
参照开放、统一的欧洲列车运行控制系统 （ETCS）规范和国外高速铁路列控系统运用经 验，结合我国铁路运输特点，遵循全路统一规 划的原则，铁道部确定构建符合中国国情路情 的中国列车运行控制系统（CTCS）技术体系。
浅谈列车控制系统(CTCS)
浅谈列车控制系统(CTCS)摘要：为了满足高速列车提速和安全运行的需要,同时也为了满足不同线路分级运输的需要,我国在参照欧洲列车控制系统(ETCS)的基础上,制定了适合我国铁路运行情况的中国列车控制系统(CTCS)。
CTCS系统有两个子系统,即车载子系统和地面子系统。
车载子系统通过与地面子系统交换信息来控制列车运行。
根据功能需要,我国列车控制系统划分为CTCS-0至CTCS-4五个等级。
关键词：列车控制系统；车载系统；地面子系统；CTCS-2；CTCS-3；前言列车运行控制系统是将先进的控制技术、通信技术、计算机技术与铁路信号技术融为一体的行车指挥、控制、管理自动化系统，是保证行车安全、提高运输效率的核心。
20世纪末，为解决跨国列车运行及高速铁路中列控系统的互联互通和兼容性问题，欧洲各种信号厂商联合制定了ERTMS/ETCS技术规范，包含了欧洲列车运行控制系统（ETCS）、欧洲铁路综合调度移动通信系统（GSM-R）两个方面。
随着我国铁路的不断发展，列车速度的不断提高，促进高速时代的到来，靠地面信号行车已不能保证行车安全,必须依靠车载信号设备对列车实施先进的运行控制才能得到安全保障。
依靠高速铁路通信信号列车速度控制技术、地面一车上信息传输技术、数字通信技术、移动无线组网技术、微电子设备安全技术、电磁兼容技术等关键技术的不断研究和发展，尤其是列车运行速度控制技术和与之相应的地面一车上信息传输技术的不断提高，我国在欧洲各国经验的基础上，结合我国国情、路情，制定了统一的中国列车运行控制系统为Chinese Train Control System的缩写——CTCS，它是参照欧洲列车运行控制系统(简称ETCS)编制的。
以下的介绍将以CTCS为主并以图表示：一、CTCS列控系统构成CTCS列控系统是为了保证列车安全运行,并以分级形式满足不同线路运输需求的先进列车运行控制系统，它有两个子系统，即车载系统和地面子系统。
CTCS列控系统描述
CTCS列控系统描述
安全防护
(1)在任何情况下防止列车无行车许可运行。
(2)防止列车超速运行：包括防止列车超过进路允许速度运行；防止列车超过线路结构规定的速度运行；防止列车超过机车车辆构造速度运行；防止列车超过临时限速及紧急限速运行；防止列车超过铁路有关运行设备的限速运行。
(3)防止列车溜逸。
(4)测速环节应保证：一定范围内的车轮滑行和空转不影响A TP( Automatic Train Protection)的功能，并具有轮径修正能力。
人机界面
(1)能够以字符、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。
(2)能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警。
(3)机车乘务员输人装置应配置必要的开关、按钮和有关数据输入装置。
(4)具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安全控制要求对输人数据进行有效性检
检测功能
(1)具有开机自检和动态检查功能。
(2)具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口
可靠性和安全性
(1)按照信号故障导向安全原则进行系统设计
(2)采用冗余结构。
(3)满足电磁兼容性相关标准。
铁路运输管理层
网络传输层
地面设备层车载设备层。
CTCS2-200H列控车载系统介绍PPT课件
2021/3/3
42
锁载频处理 ：
列车开始走行TC11 轨道电路后，只使用TC11的载频，对于轨道电路长 Ls11，从TC11 末端开始的[Ls11-X,Ls11+X]区间内，开始接收TC13内指定 的载频。当接收到TC13指定载频后，用TC13 所指定的频率锁定。直至运 行到TC13末端，反复实施本处理逻辑。
2021/3/3
38
人控优先的系统列车运行速度一般由 司机控制，只有列车超过允许速度， 设备才自动介入实施制动。司机制动 优先的系统优点是便于发挥司机的责 任感，充分发挥人的技术能力，减少 设备对司机操纵的干扰。
值得注意：无论是哪种制动优先，紧
急制动后只有停车后，才可缓解。
2021/3/3
39
完全 (FS)
部分 (PS)
-
启动SW
侧线发车∪既有线侧线通过∪侧 线进站时进站应答器丢失∪DPL 出站信号机处应答器丢失∪DPL 侧线通过时由于闭塞信息不足 VLF无信号时∪位置不定时
通过应答 器确定位 置
反向区间 结束
位置未确定
反向 (RO)
-
反向区 间在线
反向区 间在线
引导 (CO)
-
HB收信NBP 在25km/h以 下∩无信号
输入RLU 的继电器接点 输入风扇故障信号
在箱体外部组装上连接用的连接器 CND1 连接器：连接到风扇上
承接风扇故障信号 CND2 连接器：连接到RLU 上
在箱体外部组装上连接用的连接器 CND7 连接器：接到BTM,LKJ，VC1，VC2上
在箱体外部组装上连接用的连接器 CND3 连接器：连接到RLU 上
·运行监控记录装置(LKJ)
在CTCS0/1级或ATP某些故障的情况下，由LKJ 控车。当LKJ控车时，ATP负责向LKJ提供轨道电路 信息(机车信号)。另外，ATP与LKJ之间还存在一些 列车控制、状态信息的交互，用于运行管理。
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
CTCS2、3级列控系统配置及运用主要技术原则
2012年8月
CTCS体系介绍
CTCS是中国列车运行控制系统（Chinese Train Control System）的英文缩写，它以分级的形式满足不同线路运输需 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 一、CTCS基本功能
（三）总体技术要求
1. 新建200-250km/h客运专线应采用CTCS－2级列控系统，300350km/h客运专线的列控系统应兼容CTCS－2级功能。 2. 200-250km/h、300-350km/h客运专线的CTCS-2级列控系统应采 用统一的设备配置和运用原则，并应兼容既有线CTCS-2级列控 系统功能，具备互联互通运行条件。 3. 近期兼顾货运的客运专线，CTCS-2级列控系统应适应客车4分 钟、货车5分钟的追踪间隔要求。仅开行动车组的客运专线， CTCS-2级列控系统应按照正向运行追踪间隔3分钟进行检算。 客运专线正线反方向行车按自动站间闭塞方式运行。
（三）总体技术要求
4.动车组装备具有CTCS-2级功能的车载设备，客、货运 机车根据需要装备CTCS-2级车载设备。 5.300-350km/h客运专线列控系统应集成CTCS-2级功能， 统筹考虑车载及地面设备配置与兼容。 6.客运专线CTCS-2级列控系统应满足动车组在正常情况 下按完全监控模式运行的要求。 7.客运专线CTCS-2级列控系统应统一系统内部和外部接 口标准，并具备与防灾安全监控等其它系统的接口条 件。 8.客运专线CTCS-2级列控系统应符合高安全、高可靠、 高可用的要求，关键设备应冗余配置。
CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统
1.信息传输媒介采用轨道电路+应答器的方式，轨道 电路提供运行许可，应答器补充线路数据和临时限速信 息。
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CTCS列控系统介绍详解
为什么发展CTCS
1、既有线提速、客运专线和高速铁路建设，对信号技术的发展既提出了新的挑战，也提供了难得的发展机遇。
2、条件已成熟。
多年的实践摸索、经验积累；
欧盟的GSM-R/ETCS已进入实际运作阶段，给我们提供了良好的技术借鉴。
3、需要对中国列车控制技术发展进行规划。
1)列车速度的不断提高，使得铁路信号技术发生了巨大变化。
当列车速度大于160km/h后，列车的开环控制已不能满足要求。
A TP已成为行车安全不可缺少的重要技术装备。
(2)ATP是由地面信号设备和车载设备共同组成的闭环高安全系统，是地面联锁向车载设备的延伸，在此基础上实现了以车载设备为主的行车方式。
各国铁路在实施ATP过程中，都是以故障安全作为最重要的技术条件，将地面和车载设备按一个系统统一设计，同步进行技术更新或强化改造的，这样才能保证整个系统的高安全、高可靠性。
(3)通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势。
实现对移动体的控制，移动通信是最便捷的手段。
因此基于通信特别是基于无线移动通信的ATP是今后的重要发展方向。
(4) 技术标准统一，系统化设计，模块化产品，通用兼容是ETCS主要成功经验，值得我们认真学习和借鉴。
总体规划原则
借鉴世界各国经验，结合我国国情路情，制定我国统一的A TP系列技术标准和规范；
实行跨专业合作，集中全路专家智慧，共同确定总体技术方案和总体规划；
坚持技术先进、系统成熟、经济合理，等级配置的原则；
坚持通信信号一体化的方向，新线建设优先发展基于无线的ATP；
坚持新线建设与既有线改造并重，在总体规划的指导下，分步实施，有序发展；
坚持机车信号主体化与发展A TP相结合。
标准定义：
CTCS是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。
CTCS是Chinese Train Control System 的缩写，即中国列车运行控制系统，它以分级的形式满足不通线路的运输需求，在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行的安全。
系统总体描述
CTCS是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的技术规范，它的体系结构按铁路运输管理层、网络运输层、地面设备层和车载设备层配置，体系的构建原则是以地面设备为基础，车载与地面设备统一设计
列车运行控制系统包括地面设备和车载设备，根据系配置按功能划分为5级：CTCS0、CTCS1、CTCS2、CTCS3、CTCS4。
各级系统车载设备向下兼容，系统级间转换应自动完成。
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