CTCS-级列控车载系统(S)介绍
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。
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
中国列车运行控制系统(CTCS)
CTCSCTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。
CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。
CTCS根据功能要求和设配置划分应用等级，分为0~4级。
1. CTCS概述TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校核、自动报点、正晚点统计、运行图自动绘制、调度命令及计划的下达、行车日志自动生成等功能，换句话说就是原来行车调度员和车站值班员需要用笔记下的东西现在都可以由TDCS自动完成。
中国铁路调度指挥系统参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成了自己的CTCS（Chinese Train Control System）标准体系。
如何吸收ETCS规范并结合中国国情更好地再创新，是值得深入研究的课题。
铁路是国民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先行产业，是社会的基础设施，铁路运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。
为了满足国民对铁路运输的要求，进入二十一世纪以后，铁路部门致力于高速铁路和客运专线的建设，并取得了骄人的成绩。
为了适应中国高速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功了“CTCS系统”（即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System的缩写“CTCS”）2. 产生背景由于早期欧洲铁路的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互不兼容，为有效解决各种列车控制系统之间的兼容性问题，保证高速列车在欧洲铁路网内跨线、跨国互通运行，1982年12月欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。
2001年欧盟通过立法形式确定ETCS（European Train Control System）为强制性技术规范。
ETCS的主要目标是互通互用、安全高效、降低成本、扩展市场，在规范的设计上融入了欧洲各主要列控系统的功能，制定了比较丰富的互联互通接口。
CTCS-3级列控车载系统介绍
三、车载系统体系结构
CTCS-3车载设备的结构是基于2X2取2的结构。 每个安全模块（例如ERTMS/EVC模块、BTM模块、 TMM模块、CTCS2模块）均按照2X2取2的结构设 计和实施。 每个安全模块组成一个故障安全区 为了保证可用性，ALA机柜包含2套独立的安全模 块 每个安全模块均由主模块和备有模块组成
2018/8/2 22
车载系统构成
车载机柜：包含ALA机柜及相关子系统 ALA机柜：包含EVC、RIM, TMM,和CTCS单元模块 1、EVC：执行CTCS-3逻辑功能的安全计算机； 2、TMM：实现列车的接口及转速转矩功能； 3、RIM：通过移动终端与无线网络连接 4、C2单元：实现CTCS2逻辑功能，同时与DMI、 CTCS2传感器接口并处理轨道电路信息
2018/8/2 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）。
Odometric sensors
antenna
antenna
2018/8/2
25
车载系统构成
Diagnostic & Configuration Interface Micro A Micro B RS232
GSM-R MT
RS232 Igsm V24
ALA SSB
ALM
(ATC Logic Module)
CTCS-3级列控车载设备人机界面(DMI)显示规范(V1.0)-铁道部运基信号[2008]670号
![CTCS-3级列控车载设备人机界面(DMI)显示规范(V1.0)-铁道部运基信号[2008]670号](https://img.taocdn.com/s3/m/3769154a767f5acfa1c7cd86.png)
运基信号［2008］670号CTCS-3级列控车载设备人机界面（DMI）显示规范（V1.0）目录1.引言 (4)1.1目的和范围 (4)1.2术语和缩写词 (4)1.3参考文献 (6)2.界面显示 (7)2.1主界面显示区 (7)2.2主界面细分功能 (8)2.3A区，距离监控信息 (8)2.4B区，速度信息 (11)2.5C区，补充驾驶信息 (20)2.6D区，运行计划信息 (21)2.7E区，监控信息 (27)2.8F区，可扩展功能键区 (31)2.9主要颜色值定义 (32)3.司机命令 (33)4.输入数据 (34)5.操作按键及菜单结构 (35)5.1按键布置 (35)5.2菜单结构 (36)5.3主要功能菜单及按键功能介绍 (37)6.语音和声音 (40)6.1语音信息 (40)6.2声音信息 (40)6.3语音声音输出优先级 (41)7.文本信息 (42)附录1：DMI语音和声音输出逻辑 (45)附录2：DMI基本操作 (53)1.引言1.1目的和范围1.1.1.1 1.1.1.2 1.2.1.1本规范根据CTCS-3级列控系统总体技术方案，在CTCS-2级列控车载设备显示规范基础上编制而成，作为CTCS-3级列控车载DMI设备的研发、设计、运用和维护的依据。
本规范适用于CTCS-3级列控车载DMI设备。
1.2术语和缩写词顶棚速度监视区（CSM: Ceiling Speed Monitoring Section）：指限制速度为常数的区域，该限制速度通常是由最限制速度曲线决定的。
车载设备在顶棚速度监视区进行的速度监视称为顶棚速度监视。
图1 顶棚速度监视区示意图1.2.1.2目标速度监视区（TSM: Target Speed Monitoring Section）：指限制速度下降到较低的限制速度值或限制速度为0km/h的目标点的区域。
车载设备在目标速度监视区进行的速度监视称为目标速度监视，目标速度监视分制动到目标点（目标速度为0km/h）和制动到较低的目标速度（目标速度非0km/h）两种情况。
CTCS-级列控车载系统(S)介绍
Diagnostic RS485
PROFIBUS RS485
N R
ERTMS DMI DMI
(Driver Machine Interface) (Driver-Machine Interface Module)
Redunded Architecture for Availability
13
2018/11/23
CTCS-3列控车载系统 介绍
2018/11/23
1
主要内容
一 二 三 四 五 六
缩略语 列控系统总体描述 车载系统体系结构 车载系统构成 车载系统功能 车载系统控车模式
2018/11/23
2
一、缩略语
RBC ：无线闭塞中心（radio black centre） RIM ：无线接口模块（radio interface module） TIU：列车接口单元（train interface unit） TMM：列车管理模块（train management module） RSS：无线子系统（radio sub system） DMI：人机接口（driver machine interface） ALA: ATP逻辑设备（ATP logic apparatus） JRU:司法记录单元（juridical recorder unit）
CTODL Normal CTODL Redundant
Antenna
14
RSS
2018/11/23
15
RSS
RSS模块（GSM-R电台子系统）与RIM配合来负责实现与地面无线系统 的GSM-R无线连接。RSS模块包含移动终端、电源和滤波器来实现GSMR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。
CTCS3-300S型列控车载显示装置使用说明
2、DMI基本操作
亮度调节界面
36
2、DMI基本操作
2.11 任务启动
司机按【启动】键（F6），进入“启动模 式确认”界面，在该界面下，按【取消】 键（F8）放弃启动任务，按【确定】键 （F6）确认启动任务。
37
2、DMI基本操作
任务启动界面
38
2、DMI基本操作
2.12 缓解
在人控优先的状态下，如果列车触发了常 用制动，当列车运行速度低于允许缓解速 度后，列控车载设备允许司机缓解制动。
45
3、DMI基本操作
按键分为可用和不可用两类。在可扩展功 能键区，以按键图标底色区分按键是否可 用。若底色与DMI背景色相同，表示按键可 用。若底色为灰色，表示按键不可用。可 用的按键按下时，按键有效，并发出按键 音。不可用按键按下时，按键无效，只发 出按键音。
若某可扩展功能键不可用时，对应的固定 功能键也不可用。
12
2、DMI基本操作
2.1 司机号输入
司机按【数据】键（F1），进入“数据”菜 单后，按【司机号】键（F1），进入司机号 输入界面。按固定功能键（相应数字）输入 司机号；
在输入过程中，按【删除】键（F7）删除已 输入的数据，按【取消】键（F8）退出输入 状态，按【确定】键（F6）确认输入的数据。
42
2、DMI基本操作
2.14 文本确认
对于需要司机确认的文本，显示带有闪烁 的黄色边框，司机按下【确定】（F8）， 对文本进行确认，确认后，文本变灰色。
43
2、DMI基本操作
文本确认界面
44
2、DMI基本操作
2.15 按键屏蔽
上电任务启动过程或运行在CTCS-3级下时， 车载安全计算机将发送按键可用性信息， DMI根据该信息实现按键动态屏蔽功能。
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ZPW- 2000 轨道电路
微机 监测
电务段
西安铁路局既 有TDCS设备
郑州铁路局既 有TDCS设备
CTC分界口 通信服务器
TSR接口 服务器
RBC接口 服务器
维修调 度台
助调台
CTC 行调台
通信接口 服务器
RBC远程 操作终端
临时限速 操作终端
郑州铁路局既有调度所
临时限速 服务器
临时限速 维护终端
MVB
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
10
车载系统构成
车载外部 1、速度传感器 2、TCR天线 3、BTM天线 4、GSM-R天线
2020/6/14
11
车载系统构成
结构图
RSS
Train I/O (wired)
ALA cabinet (ATP)
PROFIBUS CTODL
MVB
Logic Train Unit
JRU
CTCS2 sensors
还可以由司机切换到另一种控车模式, 但是只能停 车时才可能进行切换。
2020/6/14
7
三、车载系统体系结构
CTCS-3车载设备的结构是基于2X2取2的结构。 每个安全模块（例如RIM模块、EVC模块、TMM模
块、ALM模块、BTM模块）均按照2X2取2的结构 设计和实施。 每个安全模块组成一个故障安全区 为了保证可用性，ALA机柜包含2套独立的安全模 块
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
地 面 设 备
车站 联锁
轨旁 电子单元
ZPW- 2000 轨道电路
轨旁 电子单元
CTC车站 自律分机
车站 列控中心
微机 监测
集中监测数据通信以太网 列控中心安全数据通信局域网 RBC/联锁安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
中继站 列控中心
2020/6/14
3
系统总体结构示意图
车 载 设 备
DMI
DMI
Profibus
C3 控制单元
C3 控制单元
RSS
无线接口 模块
RSS
无线接口 模块
应答器信息 接收模块
C2 控制单元
C2 控制单元
应答器信息 接收模块
列车管理 模块
CAU 应答器接收天线
PUC
PUC
轨道电路接收天线
CAU 应答器接收天线
CTCS-3列控车载系统 介绍
2020/6/14
1
主要内容
一 缩略语 二 列控系统总体描述 三 车载系统体系结构 四 车载系统构成 五 车载系统功能 六 车载系统控车模式
2020/6/14
2
一、缩略语
RBC ：无线闭塞中心（radio black centre） RIM ：无线接口模块（radio interface module） TIU：列车接口单元（train interface unit） TMM：列车管理模块（train management module） RSS：无线子系统（radio sub system） DMI：人机接口（driver machine interface） ALA: ATP逻辑设备（ATP logic apparatus） JRU:司法记录单元（juridical recorder unit）
RBC本地 操作终端
ZPW- 2000 轨道电路
轨旁 电子单元
微机 监测
车站 列控中心
CTC 车站 自律分机
车站 联锁
RBC
监测接口 服务器
RBC中心
GSM- R TRAU
移动 交换中心
BSC
OTE
2020/6/14
4
二、CTCS-3车载系统总体描述
车载列控设备具备的功能：CTCS-3级和CTCS2级 功能。
2020/6/14
8
车载系统构成
车载机柜：包含ALA机柜及相关子系统 ALA机柜：包含EVC、RIM, TMM,和ALA模块
1、EVC：执行CTCS-3逻辑功能的安全计算机； 2、TMM：实现列车的接口及测速测距功能； 3、RIM：通过移动终端与无线网络连接 4、ALA：实现CTCS2逻辑功能，同时与DMI、 CTCS2传感器接口并处理轨道电路信息
2020/6/14
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车载系统构成
电源分配盘：包含断路器、开关和接插件的 电源分配盘
BTM：应答器传输模块，包含主和备BTM， 每一个带一个天线
列车接口单元TIU：用于对车体的采集和输 出接口
DMI：包含主和备DMI，均安装在驾驶台上。 JRU：司法记录仪，用于记录系统运行的信
息
2020/6/14
RS232 RS232
BTM (Balise
Transmission Module)
ALA SSB
ALM
(ATC Logic Module)
TMM (Train Management
Module)
ERTMS
GSM-R MT
Igsm V24
RIM (Radio Interface
Module)
DMI (Driver Machine Interface)
CTCS2功能能够保证列车在国内C2区段内正常行驶 在装备有CTCS-3的区域内，对列车的监控是由CTCS-3车
载设备单元完成的；而在装备由CTCS2的区域里，对列车 的监控由CTCS2车载设备单元来完成。
2020/6/14
6
车载系统总体描述
CTCS-3与CTCS2之间的切换, 可由地面设备控制。 此转换可在全速条件下进行。
Odometric sensors
Power Supply Distribution Panel
Train BatteryLeabharlann DMI DMIBTM
BTM
antenna
antenna
2020/6/14
12
车载系统构成
Diagnostic & Configuration
Interface
Micro A Micro B
CTCS-3 级系统满足列车运营速度350Km/h、行车 间隔3分钟的要求，最高设计速度和验收速度达到 350 Km/h；
CTCS设备将在列车速度超过350km/h时发出制动 命令。
2020/6/14
5
车载系统总体描述
列车的主控系统将适配两种类型的车辆，为8或16车编组 列车。
车载设备以冗余方式配置。安装在列车的每一端。 也就 是，每列车都装备有两套独立的车载设备。