列控系统方案介绍共49页
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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。
城轨列控系统简述PPT课件
实现ats和其他cbtc子系统间信息的双向传输10系统架构和组成系统架构和组成cbtc系统结构图信标microlokii联锁控制器信号机tags信标轨旁无线接入ap车载无线接入ap道岔mr车载控制器ccatslcw现地控制工作站zc区域控制器frontamdsu数据存储单元控制中心ats接入交换机接入交换机ip以太网车载atpato精确定位计算速度曲线并监督执行11系统架构和组成系统架构和组成cbtc系统结构图信标microlokii联锁控制器信号机tags信标轨旁无线接入ap车载无线接入ap道岔mr车载控制器ccatslcw现地控制工作站zc区域控制器frontamdsu数据存储单元控制中心ats接入交换机接入交换机ip以太网进路锁闭开放信号后备控制12系统架构和组成系统架构和组成cbtc系统结构图信标microlokii联锁控制器信号机tags信标轨旁无线接入ap车载无线接入ap道岔mr车载控制器ccatslcw现地控制工作站zc区域控制器frontamdsu数据存储单元控制中心ats接入交换机接入交换机ip以太网进路控制时刻表列车识别追踪和调整13系统架构和组成系统架构和组成cbtc系统结构图信标microlokii联锁控制器信号机tags信标轨旁无线接入ap车载无线接入ap道岔mr车载控制器ccatslcw现地控制工作站zc区域控制器frontamdsu数据存储单元控制中心ats接入交换机接入交换机ip以太网ats本地控制14系统架构和组成系统架构和组成cbtc系统结构图信标microlokii联锁控制器信号机tags信标轨旁无线接入ap车载无线接入ap道岔mr车载控制器ccatslcw现地控制工作站zc区域控制器frontamdsu数据存储单元控制中心ats接入交换机接入交换机ip以太网dcs通信网络系统间的有线通信和车地无线通信15系统架构和组成系统架构和组成cbtc系统结构图信标microlokii联锁控制器信号机tags信标轨旁无线接入ap车载无线接入ap道岔mr车载控制器ccatslcw现地控制工作站zc区域控制器frontamdsu数据存储单元控制中心ats接入交换机接入交换机ip以太网列车定位校准向cc传递信号机显示信息16系统架构和组成系统架构和组成atsats子系统子系统ats子系统采用的是集中后备的结构networkswitches网络交换机networkswitches网络交换机x2
CTCS-3级列控车载系统介绍PPT课件
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车载系统的功能
6、速度控制 7、无电区管理 8、防溜逸 9、CTCS-2控制模式管理 10、CTCS-3无线电GSM-R传输管理和解码
21.03.2021
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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）。
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6
系统总体结构示意图
车 载 设 备
Profibus
DMI
DMI
C3 控制单元
C3 控制单元
RSS
无线接口 模块
RSS
无பைடு நூலகம்接口 模块
应答器信息 接收模块
CAU 应答器接收天线
C2 控制单元
C2 控制单元
应答器信息 接收模块
PUC
PUC
轨道电路接收天线
CAU 应答器接收天线
列车管理 模块
PG
PG
速度 传感器
紧急制动
列车管理 模块
PG
PG
速度
JRU
MVB
紧急制动 接口
缩写对照表 BSC ： 基站控制器 OTE： 光传输设备 DMI ： 人机界面
图例 停车标志牌
BTS ： 基站 RBC： 无线闭塞中心 TRAU：码 型转换 和速率适配单元
无源应答器
有源应答器
车载 设备
CAU
PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
中国铁路的列车控制系统课件
• 紧急制动：考虑各种相关因素必需的最大 停车距离的故障－安全制动。一旦实施紧 急制动，中途不可缓解。
• 最大常用制动：可达到最大制动率的常用 制动，在达到规定的速度时可以缓解。
• 线路速度限制：由线路纵剖面、轨道以及 线路结构决定的线路每一个区间最大允许 速度。
• 基于通信的列车控制（ＣＢＴＣ）：不依 赖于轨道电路对列车进行高精度定位；大 容量、双向车地数据传输；能够执行至关 重要（安全）功能的车载和轨旁处理器。
信号接收机 制动控制单元
司机显示器
列车运行控制系统车载设备框图
天线 速度传感器
列车控制系统-国外
国外高速铁路列控系统及发展： • 日本新干线的ATC， • 法国TVM系统， • 德国铁路使用的LZB系统， • 欧洲列车控制ETCS系统。
ETCS系统及分级
ETCS-1：地面信号＋查询应答器＋轨
• 固定闭塞（Fixed Block）：线路被划分为固定位 置、某一长度的闭塞分区，一个分区只能被一列 车占用，闭塞分区的长度按最长列车、满负载、 最高速、最不利制动率等最不利条件设计，列车 间隔为若干闭塞分区，而与列车在分区内的实际 位置无关，列车位置的分辨率为一个闭塞分区 （一般为几百米），制动的起点和终点总是某一 分区的边界，对列车的控制一般采用速度码台阶 式制动曲线方式，该系统要求运行间隔越短，闭 塞分区（设备）数越多。
• 安全完善度等级（Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｔ ｅｇｒｉｔｙ Ｌｅｖｅｌ）：对系统所 要求的安全性完善水平的一种定量指标。 是将安全完善度根据安全功能失效的频率 和产生的危险严重程度划分的等级。对不 同等级的系统提出不同的技术要求，以便 适当地选用可靠性及安全性技术措施来达 到相应的技术条件。
缩写语
✓ ATP（Automatic Train Protection），列车超速防护。 ✓ CTC（Centralized Traffic Control），调度集中。 ✓ CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系统。 ✓ DMIS（Dispatch Management Information System），列车运行调度管理
五 列控系统原理
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(二)制动模式曲线计算 1. 制动模式曲线计算的基础信息
(1) 列车制动性能参数 紧急制动减速度参数和最大常用制动减速度参数。 (2) 线路坡度数据 线路坡度数据来自应答器的数据信息包【ETCS-21】 (3) LMA的位置和限速信息 LMA的位置和限速的起点确定了制动模式曲线的主要部 分（下降部分，TSM区），制动模式曲线从LMA前方一 定距离开始，到限速起点之间，根据列车制动性能进行计 算；在此之外的制动模式曲线根据目标速度和顶棚速度确 定。LMA的位置通过轨道电路信息推算，并与从应答器 接收的线路信息结合形成。限速信息来自于应答器数据。
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z出站应答器报文内容 无源应答器的报文内容： 应答器链接信息、 线 路坡度信息、线路速度信息、 等级切换信息、 特殊区段信息、 轨道区段信息。 有源应答器的报文内容： 正向发车： 应答器链接信息、临时限速信息。 反向接车： 应答器链接信息、线路坡度信息、 线路速度信息、 调车危险信息、 轨道区段信息、 临时限速信息、 反向运行。
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最限制速度曲线MRSP（Most Restrictive Speed Profile）：所有速度限制因素中，最低 值（最不利限制部分）的集合，是综合考虑线路 信息、SSP、TSR（临时限速）信息所有的条件 后得出的低位限速信息。 动态速度监控：包含两方面的类型，一是对顶棚 区（CSM）的速度监控，二是对速度下降区 （TSM）的速度监控。
（2）部分监控模式（PS）
该模式仅适用于 CTCS-2 级系统。在 CTCS-2 级，当车载设 备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数 据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列 车安全运行。
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主要工作模式 （3）目视行车模式（OS）
控制中心班-列控中心
列控中心列控中心设备目录车地实现连续、双向、大容量信息传输。
使用临时限速服务器管理临时限速，限速灵活设置，实现任意位置、长度和数量的临时限速设置。
RBC为CTCS-3提供行车许可速度曲线车载设备一、列控系统概述——无线闭塞中心速操作终端CTC系统通信网信号安全数据网RBC限速RBC限速TCC限速RBC限速TCC限速CTCCTC-TSR 接口服务器临时限速服务助调台临时限速操作命令行调台维修调度台临时限服务器防火墙TCC限速TCC限速临时限服务器维护终端CSMCZ CZJZDWDW 200m 20mFJZX XN SIISIS3S4DW DWDWDWDW DW一、列控系统概述——信号数据传输网信号数据传输网络信号监测数据通信以太网调度集中(CTC)数据通信以太网信号系统安全数据网列控中心(TCC)安全数据通信局域网一、列控系统概述——系统结构生成行车许可RBC应答器发送线路参数、临时限速接收列车位置、速度等信息定位和等级转换等信息发送线路参数和临时限速等信息实现车-地面之间连续、双向、大容量信息传输GSM-R 网络生成连续速度控制曲线，监控列车安全运行车载设备轨道电路实现列车占用检查发送行车许可信息，满足后备系统的需要发送列车位置、速度等信息控制轨道电路发码TCC 控制有源应答器报文发送区间闭塞与方向控制等临时限速管理TSRS列控中心目录二、列控中心环境条件列控中心（TCC）•机房应按GB/T 2887-2000 B级标准建设。
•运行温度范围：0～40 ℃。
•相对湿度：≤90%（25℃）。
•大气压力：74.8～106 kPa（相当于海拔高度3000m以下）。
•室内应采取防静电、防尘等措施，周围无腐蚀性和引起爆炸危险的有害气体。
二、列控中心设置客专列控中心设置在CTCS-2级或CTCS-3级客运专线车站、中继站或线路所，亦可使用在与CTCS-2或CTCS-3级客运专线相衔接的CTCS-0级的车站。
二、列控中心工作原理列控中心根据其管辖范围内各列车位置（轨道占用）、联锁进路信息、线路限速信息等，产生列车行车许可命令，并通过轨道电路和有源应答器，传输给车载子系统，保证其管辖内的所有列车的运行安全。
CTCS-3级中国列车控制系统介绍
►CTCS应用等级2(简称C2)：CTCS2级是基于轨 道电路加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 车控制系统。
CTCS应用等级3(简称C3)：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。点式设备主要传送定位信 息。
CTCS-3级列控系统概述
车载设备与地面设备的接口
►地面传递到车上的信息有三种方式，一种是 连续信息方式，另一种为点式信息方式。连 续信息主要通过地面轨道电路来发送，点式 信息主要通过地面应答器来发送，都为单向 信息。第三种是无线方式，无线方式可以实 现车地之间的实时信息交互。
►移频轨道电路有多种制式，有ZPW-2000、 UM71、国产4信息、8信息、18信息移频等。
►两种车载工作方式可选择：设备制动优先和 司机制动优先。
►无线信息接收与处理功能：无线子系统与 RIM配合来负责实现与地面无线系统的GSMR无线连接。RSS模块包含移动终端、电源和 滤波器，能够实现GSM-R调制解调器功能。 它与放置在轨道车辆车顶上的GSM-R天线相 连。
列控车载设备的构成
►安全计算机：安全计算机（VC）是列控车载 设备的控制核心，负责从其他各个子模块以 及相关地面设备获取信息，根据列车制动力， 线路信息，临时限速信息，生成制动模式曲 线；并把列车运行速度与模式曲线相比较， 输出相应制动，来保证列车的安全运行。
►人机界面：完成列控车载设备与司机的交互 功能。它具备图形，语音以及文本显示功能， 可以直观地提供给司机各种状态和控制信息。
►测速测距单元：通过安装在车轮上的速度传 感器获得速度信号，并将此信息发送到相关 各模块。
►司法记录单元：将列控车载设备的动作，状 态，以及司机的操作等信息进行记录，当故 障发生或进行数据分析时可以通过相应的下 载手段将数据下载下来，供技术人员进行分 析。
CTCS应用等级3(简称C3)：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。点式设备主要传送定位信 息。
CTCS-3级列控系统概述
车载设备与地面设备的接口
►地面传递到车上的信息有三种方式，一种是 连续信息方式，另一种为点式信息方式。连 续信息主要通过地面轨道电路来发送，点式 信息主要通过地面应答器来发送，都为单向 信息。第三种是无线方式，无线方式可以实 现车地之间的实时信息交互。
►移频轨道电路有多种制式，有ZPW-2000、 UM71、国产4信息、8信息、18信息移频等。
►两种车载工作方式可选择：设备制动优先和 司机制动优先。
►无线信息接收与处理功能：无线子系统与 RIM配合来负责实现与地面无线系统的GSMR无线连接。RSS模块包含移动终端、电源和 滤波器，能够实现GSM-R调制解调器功能。 它与放置在轨道车辆车顶上的GSM-R天线相 连。
列控车载设备的构成
►安全计算机：安全计算机（VC）是列控车载 设备的控制核心，负责从其他各个子模块以 及相关地面设备获取信息，根据列车制动力， 线路信息，临时限速信息，生成制动模式曲 线；并把列车运行速度与模式曲线相比较， 输出相应制动，来保证列车的安全运行。
►人机界面：完成列控车载设备与司机的交互 功能。它具备图形，语音以及文本显示功能， 可以直观地提供给司机各种状态和控制信息。
►测速测距单元：通过安装在车轮上的速度传 感器获得速度信号，并将此信息发送到相关 各模块。
►司法记录单元：将列控车载设备的动作，状 态，以及司机的操作等信息进行记录，当故 障发生或进行数据分析时可以通过相应的下 载手段将数据下载下来，供技术人员进行分 析。
CTCS列控系统介绍(补充课件)
车载设备
轨道 电路
应答器
道岔
信号机
3
CTCSCTCS-2级系统结构
轨道电路功能： 轨道电路功能：
实现列车占用检查 提供行车许可及闭塞分区数量
应答器功能： 应答器功能：
提供临时限速和进路信息 线路允许速度和闭塞分区长度等
车载设备功能： 车载设备功能：
综合轨道电路、 综合轨道电路、应答器信 息和动车组参数， 息和动车组参数，自动生 成连续速度控制模式曲线 ，实时监控列车安全运行
GSMGSM-R
适应最 高速度
160 km/h 160 km/h 200-250 km/h 300300-350 km/h
高速和 特殊线路
1
CTCS-0级是既有线现状，地面为自动闭塞或半自动闭塞， 级是既有线现状，地面为自动闭塞或半自动闭塞， 级是既有线现状 车载设备由列车运行监控记录装置LKJ和通用式机车信号组 车载设备由列车运行监控记录装置 和通用式机车信号组 成。 CTCS-2级是通过轨道电路完成列车占用和完整性检查，提 级是通过轨道电路完成列车占用和完整性检查， 级是通过轨道电路完成列车占用和完整性检查 供行车许可及闭塞分区数量， 供行车许可及闭塞分区数量，并采用大容量点式应答器向列 车传送定位信息、进路信息、临时限速、线路允许速度、 车传送定位信息、进路信息、临时限速、线路允许速度、闭 塞分区长度等， 塞分区长度等，采用目标距离连续速度控制模式监控列车安 全运行的列控系统。 全运行的列控系统。 CTCS-3级系统是基于 无线通信实现车-地信息双向 级系统是基于GSM-R无线通信实现车 地信息双向 无线通信实现车 传输，无线闭塞中心（ 传输，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，轨道电路实 ）生成行车许可， 现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备CTCS-2级 现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备 级 功能的列车运行控制系统 系统。 功能的列车运行控制系统。
轨道 电路
应答器
道岔
信号机
3
CTCSCTCS-2级系统结构
轨道电路功能： 轨道电路功能：
实现列车占用检查 提供行车许可及闭塞分区数量
应答器功能： 应答器功能：
提供临时限速和进路信息 线路允许速度和闭塞分区长度等
车载设备功能： 车载设备功能：
综合轨道电路、 综合轨道电路、应答器信 息和动车组参数， 息和动车组参数，自动生 成连续速度控制模式曲线 ，实时监控列车安全运行
GSMGSM-R
适应最 高速度
160 km/h 160 km/h 200-250 km/h 300300-350 km/h
高速和 特殊线路
1
CTCS-0级是既有线现状，地面为自动闭塞或半自动闭塞， 级是既有线现状，地面为自动闭塞或半自动闭塞， 级是既有线现状 车载设备由列车运行监控记录装置LKJ和通用式机车信号组 车载设备由列车运行监控记录装置 和通用式机车信号组 成。 CTCS-2级是通过轨道电路完成列车占用和完整性检查，提 级是通过轨道电路完成列车占用和完整性检查， 级是通过轨道电路完成列车占用和完整性检查 供行车许可及闭塞分区数量， 供行车许可及闭塞分区数量，并采用大容量点式应答器向列 车传送定位信息、进路信息、临时限速、线路允许速度、 车传送定位信息、进路信息、临时限速、线路允许速度、闭 塞分区长度等， 塞分区长度等，采用目标距离连续速度控制模式监控列车安 全运行的列控系统。 全运行的列控系统。 CTCS-3级系统是基于 无线通信实现车-地信息双向 级系统是基于GSM-R无线通信实现车 地信息双向 无线通信实现车 传输，无线闭塞中心（ 传输，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，轨道电路实 ）生成行车许可， 现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备CTCS-2级 现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备 级 功能的列车运行控制系统 系统。 功能的列车运行控制系统。
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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
列控系统方案介绍4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来