CTCS2级列控系统的功能及技术特点
CTCS-2级列控仿真培训系统
CTCS-2级列控仿真培训系统CTCS-2级列控仿真培训系统随着铁路运输的迅速发展，列车运行管理的安全和高效成为了铁路行业的重要任务之一。
为了提高铁路行业人员的培训和训练，CTCS-2级列控仿真培训系统应运而生。
本文将介绍CTCS-2级列控仿真培训系统的背景、功能特点以及应用场景，并探讨该系统对铁路从业人员培训的重要意义。
首先，我们来了解一下CTCS-2级列控系统。
CTCS-2级列控系统是指根据CTCS-2级标准进行的一种列车运行保障系统，该系统通过无线通信技术将列车与地面控制中心连接起来，实现列车运行状态的监控和控制。
CTCS-2级列控系统在提高列车运行的安全性和准确性方面具有重要意义，因此对于从业人员的培训成为了一个迫切的需求。
CTCS-2级列控仿真培训系统作为一种虚拟仿真培训系统，能够为铁路从业人员提供具有真实感的培训环境。
首先，该系统能够模拟出各种不同的列车运行情况，包括不同的天气条件、信号故障等，使从业人员能够在虚拟的环境中进行实践操作，提高其应对突发情况的能力。
其次，该系统还能够模拟不同的人为操作错误，如错误设定信号，错误解析命令等，让从业人员能够及时发现和纠正错误，提高其运行管理的准确性。
与传统的培训方式相比，CTCS-2级列控仿真培训系统具有明显的优势。
首先，该系统能够大大降低培训的成本。
传统的培训方式往往需要在现场搭建训练场地，并购买大量的设备和设施，而仿真培训系统只需要一台计算机即可实现。
其次，该系统能够提高培训的效果。
由于仿真环境的真实性和灵活性，从业人员能够更加真实地体验到各种不同的列车运行情况，提高其培训效果。
此外，该系统还具有时间和空间的灵活性，可以根据需求随时随地进行培训，不受时间和地点的限制。
CTCS-2级列控仿真培训系统适用于多种应用场景。
首先，该系统可以用于铁路从业人员的初始培训。
对于新员工来说，熟悉CTCS-2级列控系统和相关操作是非常关键的，而仿真培训系统能够提供一个安全、真实的学习环境，帮助他们快速掌握所需技能。
CTCS-2级列控系统概述
目标距离：9-2-0--0mm
=1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 = 9200m
速度曲线
码序 空闲分区数量
1300m 1250m 1300m
L5 L4 L3 765
1350m
L2 4
1300m
L 3
1350m
LU 2
1300m
U 1
1350m
HU 0
L2
1300m
L
1350m
LU
1300m
U
1350m
HU
二、C2系统技术方案——系统构成职武业汉技高能速训铁练路段
列控系统 车载设备
速度传感器
应答器天线
轨道电路天线
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。
CTCS-0
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
一、系统概述——C2&C3系统列控技职术武业汉平技高能速台训铁练路段
点式信息接收模块 完成点式信息的接收与处理。
测速模块 实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。
设备维护记录单元 对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。
车载安全计算机 对列车运行控制信息进行综合处理，生成控制速度与目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。
人机界面 车载设备与机车乘务员交互的设备。
牵 引 系 统
制 动 系统 统
列 车 网 络 系运 输 计 划
中国CTCS2级列控系统的功能及技术特点
的ＵＭ ７ 系列设 备 ，随着 在 郑 武 、京 郑 、广 深 、哈 ｌ 大 、武 广 、京 山 、沈 山 等繁 忙干 线 上 的 成功 运 用 ，
以其 轨 道 电路 可做 到 一次 调 整 、有 断 轨检 查 、 抗干
扰性 强 和 工 作稳 定 等 显著 优 势 ，得 到 用 户的 广 泛认
ｏ ｅｃ ｎ ｉｏ ｆｏ ｒｏ ｎ ｃ ｕ ｔ ，ｈ ｕｈ ｒｓｏ ｅｂ ｓ ｃ ｅ ｓ ｎ ｖ ｌ ｏ Ｔ Ｓ（ ｈｎ ｓ ｆ ｏ ｄｔ ｎｏ ｕ ｗ ｏ ｎｒ ｔｅａ ｔｏ ｈ ｗｓｔ ａｉ ｓｈ ｍｅ ｄ ｌ ｅ ｆＣ Ｃ Ｃ ｉｅｅ ｈ ｔ ｉ ｙ ｈ ｃ ａ ｅ 广 。
２中国铁路列控系统发展回顾 ２ 世 纪 ８ 年 代 初 ，全 路 大 部 分 机 车 都 安 装 了 ０ ０ 机车 “ 大件 ” ，即机 车 信 号 、 自动停 车 和 无 线列 三
调 ，行 车 安全 形 势大 有好 转 。随 之 国 内 多家 单 位积
Ｋｅ ｒ ｓ Ｃ ｙｗｏ ｄ ： ＴＣＳ ＡＴ ， ＲＴ Ｓ／ ＴＣＳ ａ ｄＣＴ ２ ， ＰＥ Ｍ Ｅ ， ｎ ＣＳ
１引言
先进 技 术 ，更重 要 的是 学 习到 了新 的理 念 。作 为车
载超 速 防护 的 基 础— — 地 面 ＵＭ７ 系统 以及 国 产化 ｌ
为 了满 足 国 内 日益 增长 的快 速 铁路 客 运 需 要 ， 时 速达 ２ ０ ０ ｋｍ／ ｈ的动 车 组 已 经 投 入 城 际 和 客 运 专 线营运。为了保证动车组２０ ０ ｋｍ／ 的 运 行 安 全 ， ｈ 铁道 部组 织 有关 单位 ，在 借 鉴欧 洲 和 日本 列 控 系统 的 基 础 上 ，引 进 、 消 化 、研 发 了 中 国 铁 路 既 有 线
CTCS-2级列车运行控制系统
铁路客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术1. CTCS-2级列控系统技术路线按照CTCS-2级列控系统的总体技术目标，以及统一技术标准、技术平台、用户需求，主要依靠国内技术力量、借助国外先进经验，自主实施CTCS-2列控系统开发与集成，满足200～250km/h线路的运营要求，满足作为300～350km/h线路后备模式的运营要求。
在ZPW-2000轨道电路基础上，通过地面加装点式应答器、列控中心、临时限速服务器等，动车组装备列控车载设备，实现与车站联锁、行车指挥等设备的有机结合，由地面设备、车载设备、信号安全数据网，共同构成完整CTCS-2列控系统。
逐步建立完整的CTCS-2级列控系统技术体系，包括技术标准、产品标准、建设标准，以及联调联试、运用、维护规则等。
1.1. CTCS-2级列控系统原理客运专线CTCS-2级列控系统是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标-距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。
客运专线CTCS-2级列控系统由地面和车载设备构成。
地面设备由临时限速服务器、列控中心、ZPW-2000（UM）系列轨道电路、应答器设备等组成。
车载设备由车载安全计算机（VC）、轨道电路信息接收单元（TCR）、应答器信息接收模块（BTM）、记录单元（DRU）、人机界面（DMI）等组成。
轨道电路实现列车占用检查，并连续向列车传送空闲闭塞分区数量等信息。
应答器向车载设备传输定位信息、线路参数、临时限速等信息。
列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息（区间轨道电路状态、中继站临时限速信息、区间闭塞和方向条件等信息）传输等功能，根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生行车许可，通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给列车。
临时限速服务器完成临时限速命令的存储、校验、撤销、拆分、设置和取消及临时限速设置时机的辅助提示。
车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息和动车组参数，按照目标-距离模式生成控制速度，监控列车安全运行。
中国CTCS2级列控系统的功能及技术特点
1 引言为了满足国内日益增长的快速铁路客运需要，时速达200k m/h的动车组已经投入城际和客运专线营运。
为了保证动车组200k m/h的运行安全，铁道部组织有关单位，在借鉴欧洲和日本列控系统的基础上，引进、消化、研发了中国铁路既有线200km/h动车组列控系统（CTCS2）。
本文着重对CTCS2级列车控制系统进行了分析与研究，对CTCS2级列控系统中地面设备和车载设备各组成部分的功能和技术特点进行了详细描述，并对C T C S2级列控系统的控制模式进行了简要说明。
2 中国铁路列控系统发展回顾20世纪80年代初，全路大部分机车都安装了机车“三大件”，即机车信号、自动停车和无线列调，行车安全形势大有好转。
随之国内多家单位积极开展列车超速防护系统（A T P）的研究，探索中国铁路列控系统发展之路。
但是，既有闭塞制式的复杂多样性大大增加了系统研制的难度，特别是既有观念上的束缚，使得列车超速防护系统的研究止步于试验阶段。
1985年，我国开始酝酿引进国外的无绝缘轨道电路和车载A T P系统。
郑武线电气化工程中率先引进UM71无绝缘轨道电路和TVM300超速防护系统，推动了我国多信息速差式自动闭塞和列车超速防护的发展。
郑武线的引进不仅使我们接触到了国外的中国CTCS2级列控系统的功能及技术特点(北京电铁通信信号勘测设计院 裘 韧)先进技术，更重要的是学习到了新的理念。
作为车载超速防护的基础——地面U M71系统以及国产化的U M71系列设备，随着在郑武、京郑、广深、哈大、武广、京山、沈山等繁忙干线上的成功运用，以其轨道电路可做到一次调整、有断轨检查、抗干扰性强和工作稳定等显著优势，得到用户的广泛认可，逐步成为我国铁路自动闭塞制式的主流。
1995年，国家“ 八五” 攻关项目“LSK 旅客列车速度分级控制系统”在广深线160～200k m/h 的列车上投入运营。
L S K系统作为我国自行研制的准高速旅客列车超速防护系统，在“人机联控，人控优先”的设计原则下，综合信号安全技术、机电控制技术、计算机和网络通信技术，以及可靠性与故障安全理论，构成新型人机关系的信号安全防护系统，并首次以车载信号作为行车凭证，实现了我国超速防护系统历史性的突破。
高速铁路信号系统-第四章 CTCS-2级列控系统
4.3 系统构成
CTCS-2 列控系统分为车载设备和地面设备两部分，地面设备又分为轨旁和室内设 备两部分
图4.1 CTCS-2系统构成图
4.3 系统构成
1．地面设备 列控中心的硬件设备结构要求与车站计算机联锁相同，采用联锁列控一体 化结构，根据列车占用情况及进路状态，通过对轨道电路及可变应答器信 息的控制产生行车许可信息和进路相关的线路静态速度曲线，并传送给列 车。 轨道电路采用ZPW-2000系列，完成列车占用检测及列车完整性检查，连 续向列车传送允许移动的控制信息。
4.4 技术规范
1．总体要求 （4）系统采用目标距离模式曲线监控列车安全运行。生成监控曲线所需的行车 许可、线路参数、限速等信息由轨道电路和应答器提供。 （5）列控车载设备具有设备制动优先和司机制动优先两种控车模式，一般应采 用设备制动优先控车模式。 （6）系统设备的可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）应符合EN50126 的有关规定。
4.4 技术规范
3．车站列控中心技术要求 （1）车站设置车站列控中心，主要用于实现对有源应答器报文的存储与控制。 报文存储器应至少有 20% 的余量。 （2）当车站联锁建立列车进路后，车站列控中心通过控制进站端处有源应答器 为列车提供车站进路信息和车站及区间的限速信息，车站进路信息报文包括：应 答器链接、线路速度、线路坡度、限速、轨道区段等信息；车站列控中心通过控 制出站端处有源应答器为列车提供限速信息，根据需要还可提供区间线路参数、 应答器链统
1 4.1 概述
2 4.2 技术条件
3 4.3 系统构成
4
4.4 技术规范
4.1 概 述
根据《CTCS技术规范总则》的描述，CTCS-2级列车控制系统是基于轨道电路和点式设备传 输信息的列车运行控制系统。它面向客运专线、提速干线，适用于各种限速区段，机车乘 务员凭车载信号行车。CTCS-2是结合中国实际情况，具有中国特色的列车控制系统，具有 以下特点： （1）基于轨道电路和应答器进行车地间信息传输。 （2）采用目标距离的控制模式，实现一次连续制动的控制方式。 （3）能在既有提速线路上叠加，实现在同一线路上与既有信号系统的兼容。 （4）采用了具有自主知识产权的ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，采用国内已有厂家试制 成功的欧标应答器，这就意味着地面设备已能国产化。车载信号设备已通过引进设备实现 技术引进，最终实现国产化。
CTCS2_功能结构
生故障时，及时报警提醒机车乘务员并对故障设备进行必
要的隔离。司机行为的监控、反向运行防护、CTCS2信息 的记录。
车站列控中心功能
车站列车控制中心功能
根据其管辖范围内务列车位置、联锁进路以 及线路限速状况等信息，确定各列车运行许可， 并通过轨道电路及点式应答器实时传送给相关 列车。
DMI功能
人机信息的交流
基本要求
(1) 防止列车冒进禁止信号，应根据系统安全要求设置 安全防护距离。 (2) 应具有冒进防护措施。 (3) 防止列车越过规定的停车点。 (4) 防止列车超过允许速度、固定限速和临时限速运行， 临时限速命令由调度中心或本地限速盘给出，限速等 级及区域应满足运营需要。 (5) 应具有车尾限速保持功能。 (6) 防止列车超过规定速度引导进站。 (7) 防止机车超过规定速度进行调车作业。 (8) 车轮打滑和空转不得影响车载设备正常工作。
(12) 车载设备的主机柜应紧邻驾驶室。设备安装 尽量远离高温、强电、强磁环境并考虑减震 措施。 (13) 轨道电路连续信息感应器、点式环线感应 器、点式应答器信息接收天线、无线信息接 收天线等装置宜采用冗余配置，并安装牢 固。 (14) 测速传感器采用冗余配置。当采用轴端测速 传感器时，应安装于不同转向架的轴端。
CTCS-2级列控系统
目录
CTCS-2级列控系统概述 CTCS-2级列控系统组成 CTCS-2级列控系统技术特点 CTCS-2级列控系统功能需求 CTCS-2级列控系统主要技术条件 CTCS-2级列控系统工作原理
CTCS-2级列控系统概述
根据 《CTCS技术规范总则》描述，CTCS2级列控系统 是基于轨道电路和点式设备传输信息的列车运行控制系统。 它面向客运专线、提速干线，适用于各种限速区段，机车乘 务员凭车载信号行车。 (1)“CTCS2级”本身是 《CTCS技术规范总则》中根椐系统 配置按功能划分的一个等级标准，有相应的技术条件，并 不指定具体的设备和细节。 (2)2004年在铁道部的组织下基本确定了一种符合CTCS2级 标准的列控系统，确定了其系统构成、设备和具体规定， 是初步成形并具备了设计条件的列控系统 (3)欧洲ETCSI级为了实现互连互通的目的，仅把轨道电路作 为轨道占用设备，屏弃了不同制式轨道电路地对车信息传 输方式，完全采用应答器或点式备来传输线路参数和目标 距离，构成了点连式列控系统。
CTCS-2级列控系统与技术规范-2
安全性和可用性的关系
R R：事件结果 A：正常运用 S：降级处理 CA：运用条件 CS：降级条件
CA
N（预期+非预期）
Y（预期）
S≥S’
S
A
10
安全性和可用性的关系
R R：事件结果 A：正常运用 S：降级处理 CA：运用条件 CS：降级条件
CS
N（预期+非预期）
Y（预期）
A’≥A
A’
11
S’
安全性和可用性的关系
30
Linking Consistency 链接的一致性
链接检查是应答器传输系统中最强有力的 安全保障手段。在CTCS-2级列控系统中链 接检查的核心是判断应答器组的链接一致 性，链接检查的结果是车载设备执行所链 接的应答器组给出的链接反应。应答器链 接一致性检查的失效或未使用链接检查可 能导致安全风险。
33
对载频不一致的处理
接收 F1/F3 只接收F1
A
Lw
B C
只接收F3
L1
L2
一般窗口宽度考虑测速测距和设备安装等误差因素 从可用性出发，窗口还考虑适当余量。
34
Linking Consistency 链接的一致性
CTCS列控系统应答器应用原则 5.2.1.2 一般车站及区间，应答器组链接失败时， Q_LINKREACTION=“无反应”。当某应答器 组丢失后，ATP控车可能存在不安全因素 时，Q_LINKREACTION=“常用制动”。
16
链接原则
为使车载设备接收应答器信息故障时列车行 驶的距离最短，若两个连续的预期链接的应 答器组未检测到（不论设计的链接反应如 何），ATP默认第二个应答器组的链接反应 为常用制动。因为此时应答器位置校正功能 已经失效。
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CTCS2级列控系统的功能及技术特点
CTCS2级列控系统适用于各种限速区段，面向提速干线、客运专线，是一种列车运行控制系统，用以控制、传递点式设备传输信息、轨道电路，有效地确保动车组安全。
首先阐述了CTCS系统组成及CTCS2级列控系统的特点，其次，分析了CTCS2级列控系统总体构成及技术特点，提出了自己的建议和见解，具有一定的参考价值。
标签：CTCS2；列控系统；总体构成；专线营运
1 前言
为了能够满足国内日益增长的铁路快速客运需求，时速达200km/h的动车组已投入到客运和城际专线营运。
而高速火车的大量采用，给火车运行安全带来了较大的隐患，因此，铁道部针对这种情况，组织相关单位，在引进欧洲和日本列控系统的基础上，国内技术人员消化、研发了CTCS2级列控系统。
CTCS2级列控系统适用于各种限速区段，面向提速干线、客运专线，是一种列车运行控制系统，用以控制、传递点式设备传输信息、轨道电路，有效地确保动车组安全。
2 CTCS系统组成及CTCS2级列控系统的特点
2.1 CTCS列控系统的系统构成
CTCS系统包含地面子系统和车载子系统两个子系统，在铁路行业也被称为中国列车运行控制系统，目的在于对不同线路运输需求以分级形式来进行满足，同时还要保证列车安全运行。
地面子系统由轨道电路、应答器、列车控制中心（TCC）/无线闭塞中心（RBC）和无线通信网络（GSM-R）等几部分组成。
车载子系统由无线系统车载模块和CTCS车载设备组成。
其中GSM-R虽然不属于CTCS设备，但也是重要的组成部分。
2.2 CTCS2级的特点
CTCS-2级列控系统项目是采取一次制动方式的全自动化体系，由计算机系统直接进行控制，面向高速线和提速干线，由列控中心、计算机联锁、ATP车载设备、车站电码化、ZPW-2000、应答器、CTC等設备组成，能够应用于各种限速区段，同时还能够对列车速度进行有效地实时监控。
在行车指挥中心收到了路轨上的电路信息应答器、读取器传送的行车信息之后，才能够生成行车许可，传输进路参数、线路参数、定位信息、限速以及停车信息等。
此外，CTCS-2级列控系统还有一系列的临时限速服务器，适用于雪、雨、风等施工情况和恶劣天气条件。
CTCS-2级列控系统是一种典型的点-连式控制系统，对于我国实际国情而言，较为适应，司机可凭车载信号进行行车。
随着列车行驶，驾驶室内会显示距离前方列车（或障碍物）的距离，并根据6、4、2公里的距离，分别显示绿色、黄色和红色。
我国铁路部门经过长期试验研究、积极吸收国外先进技术和六次大
面积的提速，完成了包括工务、无线电通信系统、动车车辆、牵引供电系统、信号系统、信息系统等在内的技术。
3 CTCS2级列控系统总体构成
3.1 监控系统硬件组成
CTCS2级列控系统的硬件部分主要由多台车载安全计算机（VC）、四台下位机（接收模块）、CTCS2级列控系统中各种保护信号的传感器以及可编程控制器（以太网通信模块Ent21）构成。
采用的是控制系统加车载安全计算机（VC）的模式，且上下位机经Ent21模块和以态网连接。
每台下位机分别控制着相应的一些信号，在每一个车载安全计算机（VC）和PLC中分配一个IP地址，就能够解决以太网的通信问题。
3.2 软件设计
CTCS2级列控系统系统地整体构架主要有：控制信号输出、现场信号输入、PLC本机和I/O模块等。
人机界面是工作人员和控制系统进行交流、相互传递信息的平台。
该界面主要包括登录界面、监控主界面、数据曲线界面以及数据显示界面等。
友好方便的操作平台会是工作人员使用起来非常便捷。
人机界面的人性化是所研发产品走向市场的一个很重要的因素。
3.3 司机操作界面（MMI）
MMI为配备有带按钮的液晶显示器。
能够将ATP车载装置的状态用图像、声音等方式传给司机，司机可根据MMI上的不同按键来输入信息或者切换ATP 装置的运行模式。
其安全等级为SIL2级。
ATP车载设备采用统一的司机操作规程和显示界面，并且具有独立的输入方法，所有信息通过ATP车载设备输入，但是列车运行监控记录装置可提供非安全信息。
3.4 地面电子单元LEU
LEU采用标准的19英寸导轨安装在列车中心内，是一种安全设备。
LEU通过一个安全的、冗余的接口S（串行链路）接受列控中心发送的信息，并通过接口C单独的驱动四个有源应答器，向其发送实时报文。
LEU通过特制的内屏蔽数字电缆输送，电缆可长达3.5km。
LEU报文中含有一个缺省报文，该报文包含了所有的内部缺省值，尤其是串行链路的传输故障。
每个LEU可驱动四个独立的输出，记录并检测每次应答器通电时传输的“有列车”这种信息。
同时，由于CTCS2级列控系统在使用过程中随着时间的推移，CTCS2级列控系统或多或少性能都会发生逐渐下降的问题，为保证CTCS2级列控系统在使用过程当中的安全性，应该进行不定期的检测，以便确保CTCS2级列控系统安全、持久运营。
参考文献
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