客运专线列控信号安全数据网介绍
C3系统及系统测试介绍
轨道电路
LEU
应答器
CTCS-3级列控系统主要技术原则
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，
反向按自动站间闭塞运行的要求。
应答器信息接 收模块
应答器信息 接收模块
应答器天线
CAU
CAU
应答器天线
通用加 密单元
通信接 口单元
安全数字 接口
测速单元1
测速单元2
轨道电路 信息接收 单元
轨道电路 信息接收 单元
PG
PG
PUC
PUC
PUC
PUC
雷达
速度传感器
轨道电路接收天线
14
CTCS-3级列控系统构成－ATP实物
外围设备
PUC:轨道电路接收天线
CTCS-3级列车运行控制系统 及系统测试介绍
2010.08
1
主要内容
一、CTCS-3级列控系统概述 二、CTCS-3级列控系统构成 三、CTCS-3级列控系统实验室 四、实验室测试与联调联试 五、系统集成测试演示
2
一、CTCS-3级列控系统概述
3
CTCS-3级列控系统概述
CTCS-3级列控系统是基于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，同时 具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。
缩写定义：
CTCS：中国列车运行控制系统 CTC： 调度集中系统 RBC： 无线闭塞中心 TSRs：临时限速服务器 TCC： 列控中心 车载安全计算机 CBI： 计算机联锁系统 人机交互界面 车载无线终端 CSM： 信号集中监测 LEU： 轨道电路接收天线 地面电子单元 ATP： 列车超速防护系统 DMI： 司机车载设备接口 BTM： 应答器传输模块 TCR： 轨道电路信息读取器 应答器天线 测速传感器 4 MT： 移动终端（GSM-R）
CTCS-3列控系统及车载设备介绍~资料
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
CTCS系统详细介绍
第一章列车运行控制系统在国内外发展现状近年来随着人工智能技术，计算机及其相关技术的飞速发展，世界各国都开始了用高新技术改造传统铁路运输模式的研究，目的在于提高铁路运输效率，增强铁路运营安全，提高服务质量，减少环境污染。
如作为欧洲21世纪干线铁路总统解决方案的欧洲铁路运输管理系统ERTMS，法国铁路的连续实时追踪自动化系统ASTREE，日本新干线的列车运营管理系统COMTRAC和COSMOS,北美的先进列车控制系统A TCS，列车间隔控制系统PTS和PTC，美国旧金山港湾铁路的先进列车控制系统AATC，日本的新一代列车控制系统ATACS 及计算机和无线电辅助列车控制系统CARA T等。
其中代表世界先进水平的高速铁路列控系统的如德国LZB系统：采用轨道环线电缆传送列控信息；日本DS-ATC系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控信息；法国UM2000+TVM430系统：采用无绝缘数字轨道电路传送列控信息（分级控制）；但以上三种高速列控系统均采用大量专有技术，相互间不兼容，技术平台不开放。
欧洲ETCS系统：为实现欧洲铁路互联互通，欧盟组织确定了适用于高速铁路列控的标准体系，技术平台开放；基于GSM-R无线传输方式的ETCS2系统，技术先进，并已投入商业运营；欧洲正在建设和规划的高速铁路均采用ETCS列控系统，是未来高速列车控制系统的发展方向。
我国铁路地域广大、列车种类繁多、提速以后线路允许速度不统一，同为绿灯却有多种速度含义。
另外，我国铁路行车主要特点是客货混跑、高低速列车共线运行，这样必然要求客货列车均需装备ATP，从而使得我国发展ATP的难度明显大于国外。
我国铁路实行以地面信号为主、以机车信号为辅的行车方式，对列车运行实行开环控制，依靠司机严守信号保证行车安全。
因此，习惯于现有机车信号＋监控装置的控车模式。
目前，机车普遍安装的通用机车信号未达到主体化的水平。
机车信号基于轨道电路和站内电码化，但轨道电路制式繁多，有的根本不能满足“主体化”的要求，将面临淘汰。
客运专线信号系统安全数据网技术规范标准(V2.0)
客运专线信号系统安全数据网技术规范（V2.0）2010年8月目录1引言 (3)1.1目的和范围 (3)1.2术语和缩写词 (3)1.3参考文献 (4)2功能要求 (5)3组网要求 (6)4组网设备 (7)5网络结构 (11)5.1客运专线基本网络结构 (11)5.2客运专线划分子网网络结构 (12)5.3两个网络间连接 (14)5.4网络与独立设备间连接 (16)6组网光缆径路 (18)7网络接口 (19)8设备IP地址分配 (20)9网络管理 (25)10网络安全 (27)附件：IP地址配置举例 (28)1.客运专线1信号系统安全数据网IP地址分配举例 (29)2.客运专线2信号系统安全数据网IP地址分配举例 (33)1引言1.1目的和范围1.1.1.1本技术规范适用于基于专用光缆（封闭系统）信号系统安全信息传输的CTCS-2级和CTCS-3级列控系统。
1.1.1.2信号系统安全数据网系统集成、工程设计、验收、运用维护及接入设备研发均应按照本技术规范执行。
1.2术语和缩写词缩写英文全称中文含义TCC Train Control Center 列控中心CBI Computer Based interlocking 计算机联锁RBC Radio Block Center 无线闭塞中心临时限速服务器TSRS Temporary Speed RestrictionSeverTSR Temporary Speed Restriction 临时限速ODF Optical Distribution Frame 光纤配线架GBIC Giga Bit Rate Interface Converter 接口转换器SFP Small Form Pluggable 小型化接口转换器VLAN Virtual Local Area Network 虚拟局域网EMC Electro Magnetic Compatibility 电磁兼容性MTBF Mean Time Between Failure 平均无故障时间1.3参考文献[1] 科技运[2008]34号CTCS-3级列控系统总体技术方案[2] TB/T 3073 铁路信号电器设备电磁兼容试验及其限制[3] TB/T 3074 铁路信号设备雷电电脉冲防护技术条件[4] GB/T 21562 轨道交通－可靠性、可用性、可维护性和安全性规范及示例[5] GB/T24339.1 轨道交通通信、信号和处理系统第1部分：封闭式传输系统中的安全相关通信[6] YD/T 1099 以太网交换机技术要求[7] YD/T 1141 以太网交换机测试方法2功能要求2.1.1.1客运专线信号系统安全数据网接入设备包括：列控中心（TCC）、计算机联锁（CBI）、临时限速服务器（TSRS）、无线闭塞中心（RBC）。
(已修订)现代铁路信号中的通信技术
现代铁路信号中的通信技术第一章1.说明现代铁路信号系统的组成？（2）车地移动通信技术●目前车地移动通信技术主要有：●基于应答器的点式地对车单向传输方式（铁路、城轨）；●基于轨道电路的连续式地对车单向传输方式（铁路、城轨）；●基于GSM-R的连续式地-车双向传输方式（高铁）；●基于Wi-Fi的连续式地-车双向传输方式（城轨CBTC）；●基于38G毫米波的连续式地-车双向传输方式（高速磁浮）。
（3）车载设备通信技术●目前车载设备采用的通信技术主要有异步串行通信、现场总线、列车通信网络等三种。
（4）安全通信技术●铁路信号系统的主要目标就是是保证列车运行安全，因此铁路信号系统中的所有设备都属于安全相关设备。
（一）双绞线●双绞线是由一对相互绝缘的金属导线绞合而成。
双绞线广泛用于市话中继线、局域网和控制系统通信网中。
（二）光导纤维（光纤）●光纤在进行通信时，首先在发送端经转换系统，将电信号转换成光信号，然后经光纤送至接收端，再经转换系统，将光信号转成电信号，完成整个通信过程。
（三）无线信道● 无线信道通过电磁波在空气中传播，比较常用的有超短波和微波通信、卫星通信等，超短波信道误码率一般小于10-4，微波信道和卫星通信误码率一般小于10-6。
（必考：填空）2.说明数据通信系统的组成？● 数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。
每秒比特（位），以bit/s 或bps 表示。
（二）误码率● 误码率是衡量通信系统线路质量的一个重要参数。
● 其定义为：二进制符号在传输系统中被传错的概率，近似等于被传错的二进制符号数与所传二进制符号总数的比值，即：传输的总比特数接收的错误比特数误码率 e P（三）信道容量● 信道容量指信道能传输信息的最大能力，用单位时间内最大可传送的比特数表示。
● 模拟信道是一种连续信道，其信道容量可以根据香农（Shannon ）公式计算。
客专信号C3系统介绍
客专信号C3系统介绍⼯程概述1.1 ⼯程概况郑西客运专线包含两个建设项⽬：郑西客运专线⼯程（不含西安客北环线）和郑西客运专线引⼊西安枢纽新建客北环线⼯程.郑西客运专线⼯程（不含西安客北环线）：东起郑州站（含），经郑州西、新荥阳、巩义南、洛阳南、渑池南、三门峡南、灵宝西、华⼭北、渭南北、新临潼、窑村、灞桥、西安东，终⽌于西安站（含），正线全长459.534双线公⾥。
其中，郑州⾄郑州西段利⽤既有陇海客线，线路长9.6Km；郑州西（不含）⾄新荥阳段为新建200Km/h联络线，线路长为11.45Km；新荥阳站⾄新临潼站段为新建350Km/m 的客运专线正线，线路长度406.884Km；新临潼⾄窑村段为新建160Km/h联络线，线路长16.08Km；窑村⾄西安段利⽤既有陇海线，线路长15.520Km。
郑西客运专线引⼊西安枢纽新建客北环线⼯程：从新临潼站接轨⾄西安北站（含），正线全长30.25双线公⾥。
新建西安北动车运⽤所及动车⾛⾏线，线路长度4.312双线公⾥。
全线共设新荥阳、巩义南、洛阳南、渑池南、三门峡南等五个综合维修⼯区及华⼭北站、西安北站等2个综合维修保养点；新建西安北动车运⽤所；改造五⾥堡客整所。
1.2 信号⼦系统集成施⼯总承包⼯程范围及⼯程内容(1)郑西客运专线（含西安枢纽客运北环线）正线共新建10个车站。
(2)24个区间信号中继站。
(3)动车段（所）及动车⾛⾏线，包括：西安北动车运⽤所信号⼯程。
西安北站⾄西安北动车运⽤所间动车⾛⾏线（双线）信号⼯程。
五⾥堡客整所信号列控改造⼯程。
郑州站⾄五⾥堡客整所动车⾛⾏线（双线）信号⼯程。
(4)其他⼯程范围：既有陇海线郑州西联锁改建⼯程。
既有陇海线郑州西⾄铁炉区间信号还建⼯程。
既有陇海线临潼站联锁改造⼯程既有陇海线临潼站⾄窑村区间信号还建⼯程。
西康线⽥王站联锁改造⼯程。
西康线⽥王⾄窑村区间信号改造⼯程。
(5)郑州、西安局及5个综合维修⼯区的信号监测设备。
列控中心与信号安全数据网介绍
l大型车站列控中心由一台列 控主机柜、一台列控综合柜、 一台LEU柜和一台轨道电路通
信监测机柜组成。大型车站列
控中心综合柜内预留安全数据
网网管服务器的安装位置。 l大型车站列控中心的应用定 义为使用LEU数量超过8台的车 站、线路所、动车所。 l大型车站列控中心根据不同 的站场规模，配置不同数量的 PIO板、CI-TC2板、CI-TIU板、 LEU。在有CTC站机的车站， 配置2块CI-GS板。 l轨道电路通信接口单元机笼 标配为1台，在超过6个移频柜 的车站，需配置2台轨道电路通 信接口单元机笼。 l输入输出接口单元标配为1 台，在PIO卡数量超过10块的 车站，需配置2台输入输出接口 单元。 l大型站列控中心根据安全数 据网组网方案，配置不同的交
14 侧线发车进路上的最小号码道岔为12号道岔时，股道区段应发 UU码，咽喉区段发码与离去区段保持一致
侧线发车进路上的最小号码道岔为18号道岔时，发车信号开放
15 且二离去区段空闲(客货混跑），股道区段应发UUS码，咽喉区
段发码与离去区段保持一致
16 侧线引导发车进路，股道区段应发HB码，咽喉区段发B码
1 对于区间轨道区段，列控中心应根据前方轨道区段占用状态以及 前方车站接车进路信号开放情况，按照轨道电路追踪码序发码
2 同一闭塞分区内的所有轨道电路区段低频发码应保持一致
3 由多个轨道区段组成的闭塞分区，列车所在区段及运行前 方所有区段发送正常码，后方各区段均发轨道检测码
n 列控中心通过轨道电路设备向车载连续提供行车许可信息 （空闲闭塞分区数量、道岔限速）。
RRRBBBCCC11-13--32 RRBBCC41--52 TRSBRCS11--22
非非安协安全议全1网转/网2交换交换器换机机 非非安安全路全1网由/网2交器交换换机机 非非专安安用全全网1网/网交2交交换换换机机机
信号安全数据网培训(东土)
中继器
客专线路1
客专线路2
中继器
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
中继站 TCC
三层交换机L
三层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
CBI
车站 TCC
三层交换机L
三层交换机R
车站 TCC
二层交换机L
中继站 TCC
二层交换机L
中继站 TCC
二层交换机L
中继站 TCC
二层交换机L
中继器
右侧光缆 左侧光缆
中继器
既有线路
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
11
安全数据网构成
12
安全数据网构成
安全数据网构成 1.交换机 2.ODF架 3.光纤跳线 4.网线
13
安全数据网构成
1.交换机
信号系统安全数据网采用的是工业级以太网交换机（简称交换机设 备），交换机是安全数据网的传输节点，主要用于信息的传输和交换。 二层交换机：SICOM3024
设备参数：16*100Base-TX接口,2*100Base-FX光口（单模，SC， 1310nm，60km），19英寸机架式安装，1U，后面板出线方式，前面板指示 灯，双冗余220V交流电源，网管型
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
中继器
右侧光缆 左侧光缆
中继器
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VLAN技术简介
VLAN定义
VLAN是网络用户和资源的逻辑分组，与物理位置无关。 不同的VLAN不能直接通信。 不同VLAN通过router通信
7
VLAN优势 广播控制 安全 灵活性 扩展性
VLAN的优势
8
二、信号安全数据网功能及结构
9
10
信号安全数据网基本结构
二层交换机R
CBI
车站 TCC
Gig-T Ports
T 26 M
T 25 M
Mini-
GBIC
Ports Use only one (T or M) for Gigabit port
17
16
12345678 10/100Base-TX Ports (1-24)
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 10/100/1000-t Ports are HP Auto-MDI-X, Gig-T ports are IEEE Auto MDI/MDI-X
4
应用层 提供用户和计算机交互，为应用程序提供网络接口。 Application
表示层 提供数据格式的转换服务
会话层 负责会话的管理，建立、管理和终止会话
传输层 网络层
提供端到端的传输服务，面向连接和无连接的数据 传输
网络数据的分段、路由选择
Presentation Session Transport Network
通信机架
左侧光缆 右侧光缆
信号安全数据网通道需求
左侧光缆 右侧光缆
32
信号机械室
列控中心 设备
信号用 ODF子架
光纤尾缆
通信机械室 通信机架
左侧光缆 右侧光缆
信号安全数据网通道需求
左侧光缆 右侧光缆
33
31
30
30
29 ODF架 29
28
28
27
27
26
26
25
253232ຫໍສະໝຸດ 313130
30
29 ODF架 29
28
28
27
27
26
26
25
25
32
32
31
31
30
30
29 ODF架 29
28
28
27
27
26
26
25
25
武汉方向<- 右侧光缆ODF架 -> 广州方向
信号安全数据网通道需求
31
集装箱
列控中心 设备 光纤尾纤
• TSRS设备 • RBC设备
环网光纤
以太网电缆
以太网电缆
1
2
交换机L
1
2
交换机L
1
2
交换机L
TSTRSSR1S2
RBRCB3RCBR1CB2C 3
RBRCB7RCB4C 5
交换机R
1
2
交换机R
1
2
交换机R
1
2
虹桥站RBC机房
环网光纤
以太网电缆
以太网电缆
16
非非安协安全议全1网转/网2交换交换器换机机 非非安安全路全1网由/网2交器交换换机机 非非专安安用全全网1网/网交2交交换换换机机机
Self Test
Fan Status
LED Mode
Lnk Act FDx Spd
Reset
Clear
Spd Mode
off = 10Mbps
flash = 100Mbps
on = 1000Mbps
23
25
12345678 10/100Base-TX Ports (1-24)
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 10/100/1000-t Ports are HP Auto-MDI-X, Gig-T ports are IEEE Auto MDI/MDI-X
8 Gig-T
Ports
10/100/1000-t Ports are HP Auto-MDI-X, Gig-T ports are IEEE Auto MDI/MDI-X
T 26 M
T 25 M
Mini-
GBIC
Ports Use only one (T or M) for Gigabit port
➢网管服务器配置3个以 太网接口，两个网口在 安全数据网侧通过硬件 防火墙，分别接入到左 右网络的交换机网络管 理口
➢第3个网口接入到集中 监测网络中，网管终端 通过集中监测网络访问 网管服务器。
27
五、光纤通道需求及测试
28
信号系统安全数据网由通信专业提供的主干网光缆构 成。通信专业为列控中心安全信息网在线路左右两侧 各提供一束光缆，每束光缆中的6芯光纤为列控中心安 全信息网所用， 4芯光纤用于信号安全数据网，2芯光 纤用于预留备用。
Gig-T Ports
T 26 M
T 25 M
Mini-
GBIC
Ports Use only one (T or M) for Gigabit port
15
14
13
13
12
12
协议转换器（双套）
11
11
10
10
9
9
8
hp ProCurve
Switch 2626
J4900C
Power Fault
Self Test
二层交换机R
二层交换机R
RBC
TSRS
二层交换机L
二层交换机L
中继器
中继器
中继器
中继器
右侧光缆 左侧光缆
1 典型的双网冗余结构
2 双网采用独立的设备、独立通道，同时运行
11
信号安全数据网划分子网
✓子网间采用三层交换机隔离广播域 ✓子网间连接采用聚合链路
12
信号安全数据网支线结构
线路1
中继器
线路2
30
武汉方向<- 左侧光缆ODF架 -> 广州方向
25
25
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27
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28
29 ODF架 29
30
30
31
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25
25
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ODF架
29
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25
25
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26
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ODF架
29
29
30
30
31
31
32
32
车站1
车站2
车站3
32
32
31
信号提供的ODF架是通信和信号的作业面分界点。
29
3U
1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 1-9 1-10 1-11 1-12 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-12 4-1 4-2 4-3 4-4 4-5 4-6 4-7 4-8 4-9 4-10 4-11 4-12
2M数字通道 X 2
通信 DDF
架
RRRBBBCCC11-13--32
安全数据网交换机 RBC SW1-L/R
VIA
信
RRBBCC41--52
安全数据网交换机 RBC SW2-L/R
号 ODF
架
光缆 熔接
安全数据网光缆
TSRS -CTC
TRSBRCS11--22
安全数据网交换机 TSRS SW-L/R
二层交换机L
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
中继器
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
中继器
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
中继器
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
数据链 物理寻址、错误监测和流控等
路层
物理层 传输介质的物理特性和电气特性
Data Link Physical
5
协议的层间交互
每一层为上层提供服务 ➢ 每一层仅执行自己的的任务 ➢ 执行完自己的任务之后，将数据传输到下一层
网络中同一层相互进行通信 ➢只有对应网络节点的同一层才能解析发送的同一层的数据
3 实时性好 4 扩展性好
5 可维护性强
14
信号安全数据网的接入设备
1 对于中继站，只有TCC接入 2 对于车站，一般情况，接入设备为TCC和CBI 3 有RBC和TSRS的车站，接入设备还有RBC和TSRS 4 对于中继器，没有任何设备的接入
15
安全数据网网络接口
▪ RBC机房信号安全数据网接口
非非专安安用全全网3网/网交4交交换换换机机机
非非安安全路全3网由/网4交器交换换机机
非非安协安全议全3网转/网4交换交换器换机机
2M数字通道 X 2
通信 DDF
架
信号安全数据网通信机柜
通信机房
17
安全数据网网络接口
▪ 车站和中继站信号安全数据网接口
• TCC设备 • CBI设备