北交大列车运行控制系统重点作业题答案

第5章重点作业题

1、CTCS列控系统的分级，每个级别的核心设备

与作用

CTCS根据系统配置按功能划分为5级，CTCS 0级（通用机车信号+列车运行监控记录装置（LKJ）,既有线现状，司机按地面信号显示行车；储存线路数据，识别地面信号，校准列车位置，列车运行监控记录装置（LKJ）负责超速防护。

CTCS 1级（主体机车信号+LKJ）,司机按车载机车信号显示行车，全天候运行；储存线路数据，识别地面信号，校准列车位置，LKJ负责超速防护。

CTCS 2级（轨道电路+点连式应答器+模式曲线控制）ATP按模式曲线控制列车减速和超速防护，全天候运行

应答器提供线路数据、位置、临时限速、进站信息，轨道电路提供前方信号空闲闭塞分区和道岔限速信息；列控中心控制有源应答器发送报文、轨道电路发码和信号降级。

CTCS 3级（GSM-R+轨道电路+ RBC+模式曲线控制）,地面设备大大减少，易于维护；控制数据全部来自RBC，不用担心数据缺失，控制更有前瞻性。基于无线通信(如GSM-R)的列车运行控制系统，它可以叠加在既有干线信号系统上。轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正。无线通信系统实现地—车

间连续、双向的信息传输，行车许可由地面（列控中心）无线闭塞中心RBC产生，通过无线通信系统传送到车上。

CTCS 4级（GSM-R+GPS+ RBC+模式曲线控制）,完全基于无线控制，卫星定位，无须地面信号设备；车载列车完整性检查；实现移动闭塞，提高运输能力.由地面无线闭塞中心(RBC）和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正。其他方式同CTCS3级系统。

2、CTCS2列控系统地面设备构成与作用

：CTCS-2级列控系统地面设备主要由列控中心、ZPW-2000系列无绝缘轨道电路、区间信号机、应答器和轨旁电子单元等构成。

车站列控中心是实现应答器报文选择和发送的重要设备，它依据调度指挥系统下达的临时限速命令和联锁系统当前的进路状态，选择相应的应答器报文数据，控制有源应答器向列车动态传送相应信息，从而实现对列车运行的动态控制。

进站信号机处设置有源应答器，以提供接车进路参数及临时限速信息。接车进路建立后，进站应答器发送相应的接车进路信息；当列车通过车站时，应同时提供发车进路及前方一定距离（离去区段）内的线路参数和临时限速信息。各有源应答器应有缺省报文，缺省值应按照该进站口所有接车进路范围内的最低道岔限速和

最短进路长度等最不利条件设置。

车站出站口处设置无源应答器和有源应答器。无源应答器提供前方一定距离内的线路参数等信息；有源应答器提供前方一定距离内的临时限速等信息。

区间间隔3-5km成对设置无源应答器分别提供正向、反向前方一定距离内的线路参数及定位信息，原则上设置在闭塞分区分界处。根据需要可设置特殊用途的无源应答器（如CTCS级间转换、换相等）。ZPW-2000系列无绝缘轨道电路按自动闭塞、站内电码化，完成列车占用检测，并向车载设备发送列车前方空闲闭塞分区数量信息（轨道电路信号码序）及进站道岔侧向位置进路信息。

3、CTCS2列控车载设备的构成与主要功能

设备构成9大部分：车载安全计算机(VC)；轨道电路信息接收模块(STM)；应答器信息接收模块(BTM)；机界面(DMl)；速度传感器；

列车接口单元(TIU)、运行记录单元(DRU)、轨道电路信息接收天线、应答器信息接收天线等部件组成。

主要功能：车载安全计算机（VC）是列控车载设备的控制核心，主要完成测速定位计算、车地信息处理、显示/记录信息处理、速度监控模式控制模式曲线计算（依据从车载设备各个模块及相关地面设备获得信息，如轨道电路信息、列车制动力、线路坡度、列车运行速度等信息，按照列车牵引计算模型的要求，生成安全制动模式曲线，

并把列车运行速度与模式曲线相比较，必要时通过故障－安全电路向列车输出制动信息，控制列车安全行驶）。功能：TIU也称为信号继电器逻辑单元，车载设备通过TIU（输入接口）获得来自动车组列车状态的各种开关量和反馈信息，并通过TIU（输出接口）将制动指令（包括EB、B7N、IMN、BIN的4挡指令）和相关控制命令输出给动车组列车，实施制动控制。

应答器信息接收模块（BTM）功能

BTM通过BTM天线，接收来自地面应答器的线路信息，校核后，将解调的用户信息传送至VC，为VC 生成制动模式曲线提供数据。来自应答器的数据

包括线路参数信息、进路信息、临时限速信息以

及级间切换等信息。

轨道电路连续信息接收模块（STM）功能及原理

STM通过STM天线（感应器-无线通信单元）接收地面轨道电路的信息，通过信息读取器（解码器-TCR）解调轨道电路上传的信号信息（码序），并将解调的信息传递给安全计算机（VC）和LKJ监控装置，为VC生成制动模式曲线提供依据。

人机（司机）操作界面模块（DMI）功能

DMI实现列控车载设备的操作和显示界面信息处理，以图像、声音的形式输出速度信息、显示信息；

输入“模式切换”、“等级切换”等司机指令。车载设备运行记录装置（DRU）功能

车载设备配备了内部记录器，主要用于设备状态和故障信息以及各种事件的记录。事件：包括司机对ATP设备的操作，轨道电路信息，车载设备与机车的信息交换等。速度传感器功能

功能：速度传感器属于磁电式感应器，安装在动车组两端车头的第二轴和第三轴上，将各轴的转速转变成电信号后加以输出。车载设备根据速度传感器传输的速度脉冲信号检测列车速度，并根据列车速度判断是否出现空转、滑行现象。

4、CTCS2生成行车许可的基本工作原理与过程行车许可生成-目标距离/速度控制原理CTCS-2级列控系统，由轨道电路以码序形式向车载系统发送列车运行前方空闲的闭塞分区数量信息（信号显示编码信息）；无源应答器（固定应答器）向车载系统发送列车运行前方多个轨道区段/闭塞分区的线路参数（包括轨道区段/闭塞分区长度、线路顶棚速度和线路坡度等固定信息）；有源应答器（可变应答器）向车载系统发送其管辖范围内的轨道区段/闭塞分区的临时限速信息或者车站接发车进路信息；车载系统综合轨道电路和应答器发来的信息，并结合列车的制动性能计算生成行车许可（目标距离模式曲线-目标控制速度曲线），控制列车安全运行。

5、CTCS2列控中心的主要功能

总体功能：车站列控中心是实现应答器报文选择和发送的重要设备，它依据调度指挥系统下达的临时限速命令和联锁系统当前的进

路状态，选择相应的应答器报文数据，控制有源应答器向列车动态传送相应信息，从而实现对列车运行的动态控制。

具体功能：既有线CTCS-2级列控系统列控中心：主要根据进路状态、线路参数、临时限速命令等产生进路及临时限速等编码信息，通过可编程应答器传送给列车。客运专线CTCS-2级列控系统的列控中心：除上述功能外还负责区间信号机控制、自动闭塞系统轨道电路码序编码和占用等安全信息传输等工作。

6、CTCS2列控中心对轨道电路进行编码规则（区

间及站内轨道电路编码）

站内无进路时，列控中心控制股道区段和其他区段发送默认码。在股道电码化模式下，正线接发车进路上所有区段发送有效码，侧线接发车进路，仅股道区段发送有效码，在进路电码化编码模式下，当排列进路后，进路上所有轨道区段应发送有效码。对于站内轨道区段，进路某区段占用或解锁，本区段及其前方区段保持正常发码，后方区段恢复发送默认码。

7、CTCS2车载设备的工作模式

CTCS2-200H型列控车载系统有2种设备工作状态：

完全由CTCS2车载系统设备控车时的CTCS2设备工作状态

由LKJ监控记录装置控车时的机车信号设备工作状态：

[当通过CTCS级间切换到CTCS-0/1级后，CTCS2车载ATP功能相当于一个机车信号设备，即当地面具备CTCS-1级条件时，ATP设备相当于主体机车信号，当地面具备CTCS-0级条件时，ATP设备相当于通用机车信号。在这种模式下，车载ATP设备仅为LKJ 设备提供机车信号信息输出，不产生列车控制输出，列控防护功能由LKJ设备实施。]

在CTCS2设备工作状态下，列控车载设备具有6种工作模式：

待机模式-SB；完全监控模式-FS

部分监控模式-PS；目视行车模式-OS

调车监控模式-SH；隔离模式-IS

8、CTCS3列控系统地面设备构成与作用

CTCS-3级列控系统地面设备主要包括：无线闭塞中心（RBC）、临时限速服务器（TSRS）、轨道电路-列车占用、列控中心（TCC）、应答器/轨旁电子单元（LEU）-列车定位、GSM-R接口设备等，

9、CTCS3列控车载设备的构成与主要功能

车载设备包括车载安全计算机（VC）、应答器信息传输模块（BTM）、轨道电路信息接收单元（TCR）、测速测距单元（SDU）、人机界面（DMl）、列车接口单元模块（TIU）、司法记录器（JRU）、GSM-R无线通信单元（RTU）、动态监测接口等。采用分布式结构。车载设备与动车组的接口采用继电器或MVB总线方式。

1）安全计算机：根据与地面设备交换的信息监控列车安全运行。

2）轨道电路信息接收单元：接收轨道电路的信息。

3）应答器传输模块及应答器天线：通过与应答器天线连接，接收地面应答器的信息。

4）无线传输模块：通过与GSM-R车载电台连接，实现车—地双向信息传输。

5）人机界面：实现司机与车载设备之间的信息交互。

6）列车接口单元：提供安全计算机与列车相关设备之间的接口

7）测速测距单元：接收测速传感器等设备的信号，测量列车运行速度和运行距离。

8）司法记录器：用于记录与列车运行安全有关的数据，并在需要时下载进行数据分析。

10、CTCS3列控RBC生成行车许可的基本工作原

理与过程

RBC生成行车许可MA过程：

许可定位：通过列车位置报告从列车获得当前的列车位置，并且在内部拓扑图上对列车精确定位；

RBC接收车站联锁和TSRS的进路信息和临时限速信息，并将其映射到内部拓扑数据库；

许可范围：根据从联锁获得的列车前方进路状态和RBC允许最大MA长度约束，将尽可能多的空闲进路分配给列车，计算空闲进路的总长度，填充行车许可终点范围信息；

许可信息：根据分配给列车进路范围内的静态线路描述信息（应答器、变坡点、变速点、分相区、等级转换区、RBC切换区等信息）和内部拓扑图上的动态临时限速信息，填充安全链接信息、坡度曲线、静态速度曲线、等级转换命令、设置临时限速、线路条件、RBC切换命令等信息，共同组成行车许可消息发送给车载设备。

11、CTCS3列控系统RBC切换过程以及列车、地

面设备间的信息交换内容。

切换过程：列车前端通过切换预告应答器发送

位置信息，RBC1接到信息后，负责向RBC2 发

送切换预告信息（车载设备ID，RBC边界的应

答器组ID、列车数据等）、进路请求信息、切

换通告信息，同时RBC2响应请求向RBC1发送

进路信息；当列车前端通过切换应答器并发送

位置信息后，RBC1向RBC2 发送切换确认信息

-控制权转移通报、切换取消信息，当前RBC1

停止对列车的控制，切换到另一个RBC2进行控

制。

12、CTCS3级列控系统RBC与外部的接口关系

RBC与车站联锁设备接口-冗余配置TCP/IP信号

专用安全通信网连接

RBC与调度集中接口-CTC/ RBC接口服务器通过以太网

通信端口接入RBC网络（RBC登录及注销、紧急停车命

令、时间同步、RBC工作状态、列车状态、报警信息等）

RBC与临时限速服务器接口-

RBC通过信号专用安全数据通信网直接与临时限速服务器连接，传输临时限速相关信息。

RBC与GSM-R网络之间的接口-

RBC通过ISDN PRI接口与GSM-R网络移动交换机（MSC）连接。

RBC与车载设备接口-

GSM-R网络

RBC与相邻RBC接口-

信号专用安全通信网连接

13、CTCS3级列控系统RBC的主要功能

（1）RBC数据配置技术功能

（2）RBC地面动态状态映射技术功能

（3）RBC列车管理技术功能

（4）RBC的行车许可MA生成技术功能

（5）RBC的切换技术功能

（6）RBC与其他设备的信息交互接口技术功能

14、CTCS3列控车载设备人机界面DMI的功能主要有哪些

人机界面：实现司机与车载设备之间的信息交互。

15、CTCS3车载设备的工作模式

通用的模式7种：完全监控模式、目视行车模式、引导模式、调车模式、隔离模式、待机模式和休眠模式等；仅适用CTCS-2级的模式有部分监控模式和机车信号模式。