CTCS 级列控系统概述
合集下载
CTCS-2列控系统故障典型案例
用于实现车载设备 与地面设备的双向 通信
GSM-R核心网包括 移动交换子系统、 GPRS子系统、智 能网接口
采用冗余交叉覆盖 的方式进行布置， 提高了车地通信的 可靠性
应答器
向车载设备传输定 位和等级转换信息
向车载设备传送线 路参数和临时限速 等信息，满足后备 系统的需要
车载安全计算机
根据地面设备提供 的行车许可、线路 参数、临时限速等 信息和列车参数， 按照目标距离连续 速度控制模式生成 动态速度曲线，监 控列车的安全运行
20
整理ppt
北京铁路局电务处
CTCS-3D系统原理
在各闭塞分区入口设置: 现场控制单元MSTT 带灯停车牌 有源应答器，作用为：
为CTCS-3D车载设备提供 行车许可
全线配备ZPW-2000A 轨道电路,功能为：
实现占用检查 提供连续的码序信息
车载设备功能：
列车经过应答器时，车 载设备接收行车许可， 自动生成连续速度控制 模式曲 线，实时监控 列车安全运行。
北京铁路局电务处
人控优先和机控优先
机控优先 机控优先的系统当要求列车减速时，根据实际情况,输出不同级别的制
动，低于允许速度后自动缓解。当列车速度超过紧急制动曲线时，则实 施紧急制动，使列车停车。制动完全由列车运行控制系统自动完成，不 必司机人工介入，其最大优点是能够减少司机的劳动强度，提高列车运 行服务质量。也可适当缩短列车运行间隔时间。但为满足旅客乘坐舒适 性，制动系统的自动化程度及制动性能要求非常高。
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。
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
GSM-R核心网包括 移动交换子系统、 GPRS子系统、智 能网接口
采用冗余交叉覆盖 的方式进行布置， 提高了车地通信的 可靠性
应答器
向车载设备传输定 位和等级转换信息
向车载设备传送线 路参数和临时限速 等信息，满足后备 系统的需要
车载安全计算机
根据地面设备提供 的行车许可、线路 参数、临时限速等 信息和列车参数， 按照目标距离连续 速度控制模式生成 动态速度曲线，监 控列车的安全运行
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整理ppt
北京铁路局电务处
CTCS-3D系统原理
在各闭塞分区入口设置: 现场控制单元MSTT 带灯停车牌 有源应答器，作用为：
为CTCS-3D车载设备提供 行车许可
全线配备ZPW-2000A 轨道电路,功能为：
实现占用检查 提供连续的码序信息
车载设备功能：
列车经过应答器时，车 载设备接收行车许可， 自动生成连续速度控制 模式曲 线，实时监控 列车安全运行。
北京铁路局电务处
人控优先和机控优先
机控优先 机控优先的系统当要求列车减速时，根据实际情况,输出不同级别的制
动，低于允许速度后自动缓解。当列车速度超过紧急制动曲线时，则实 施紧急制动，使列车停车。制动完全由列车运行控制系统自动完成，不 必司机人工介入，其最大优点是能够减少司机的劳动强度，提高列车运 行服务质量。也可适当缩短列车运行间隔时间。但为满足旅客乘坐舒适 性，制动系统的自动化程度及制动性能要求非常高。
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。
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
CTCS-2列控系统司机班培训课件(1)
2024/8/5
4
3．防止列车溜逸。
针对中国铁路不同的线路、不同的传输信 息方式和闭塞技术，CTCS划分为5个等级， 依次为CTCS0—CTCS4级，以满足不同线 路速度需求。
2024/8/5
5
CTCS0级为既有线的现状，即由目前使用 的通用式机车信号和运行监控记录装置构 成。
CTCS1级为面向160km／h以下的区段，由 主体机车信号和加强型运行监控记录装置 组成。它需在既有没备的基础上强化改造， 达到机车信号主体化的要求，增加点式设 备，实现列车运行安全监控。
2024/8/5
27
提供进路参数 提供限速数据 A站
提供下行方向 区间线路数据
3 - 5 km
正向线路数据 反向线路数据
13 86
57 42
反向线路数据
正向线路数据
13 86
应答器布置示意图
B站
57 42
2024/8/5
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图7-2-3 应答器布置示意图
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。
除进出站口外，区间可不设置专用于反向运行 的应答器。
根据需要可设置特殊用途的无源应答器(如CTCS 级间转换等)。
应答器的正线线路参数交叉覆盖，实现信息冗 余。
2024/8/5
32
（7）车站电码化
CTCS2级区段，ATP车载设备的锁频功能 通过应答器信息实现，若应答器信息丢失， 由机车乘务员按现行规则手动切换轨道电 路载频。
CTCS2列控系统的车-地通信方式采用两 种：点式应答器，轨道电路。
2024/8/5
35
（1）点式应答器技术原理
点式信息发送设备用于为机车信号提供下 列信息：
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
CTCS-2介绍
7
系统基本功能
防止列车无行车许可的运行。 防止列车超速运行。
– – – – 防止列车超过进路允许速度； 防止列车超过线路结构规定的速度； 防止列车超过动车组构造速度； 防止列车超过限速及紧急限速。
防止列车溜逸。列车停车后自动启动防止列车溜 逸功能，列车继续运行前由机车乘务员人工解除 该功能。
–通过RS485/422串行接口
• 向有源应答器发送报文
–通过专用电缆（LEU置于室内，电缆最大长度2.5km）
• 检测外部电缆状态
–断线、短路
• 记录状态信息
–向地面列控中心提供维护数据
21
CTCS-2级列控系统建设
22
标准体系建设
• 为确保CTCS-2级列控系统顺利实施，必须首先建 立完善的标准体系。 • 经过近5年的努力，CTCS-2级列控系统标准体系已 基本形成。形成统一标准包括：
13
地面列控中心-接口关系图
P口：调度命令、限速接收，执行情况信息反馈， 轨道电路占用/空闲信息和区间信号机状态 Q口：进路相关信息、区间闭塞和方向条件信息， 部分站联条件信息 S口：LEU控制 R口：设备状态信息 T口：轨道电路占用/空闲信息、轨道电路低频编 码信息 U口：站间安全信息 V口：信号点灯控制(可选) W 在线测试 W口: 在线测试 端口 U 车站列控中心
• CTCS-2级列控系统相关设备包括：
- 车站联锁：采用国内成熟设备； - 调度集中：采用国内成熟设备； - 信号监测：采用国内成熟设备。
24
结束语
CTCS-2级列控系统技术体系和标准体系具有 中国特色和自主知识产权，通过各项试验和运行 检查，以及第六大提速一次性完成延展里程 6000 余公里的工程实践，全面验证了CTCS-2列控技术 路线和技术体系的正确性，控车模式的先进性， 动车组运行速度200~250km/h、追踪间隔5min的适 应性，以及各类型列车高密度混合运输、跨交路 运行和互联互通的兼容性，为客运专线建设奠定 了坚实的基础，创造了很好的社会、技术和经济 效益。这是中国的既有线提速技术、列车运行控 制技术达到了世界先进水平的重要标志之一。
CTCS2列控系统概述
调车监控模式（SH）
速度（km/h）
控车曲线
40（30）
► 进行站内调车作业时，由于无轨道电路信息，不能实现完全监控模 式运行，车载设备接收司机的操作后转入调车模式，生成固定限速 为40km/h限速曲线，车载设备仅监控列车的最高运行速度，无距离 监督，行车安全由司机保障。当接收到应答器中的调车危险信息后 立即紧急制动停车。
线，控制列车运行。同时，记录单元对列控系统有关数据及操作状
2020/7/30 态信息实精时品课动件态记录。
中国铁路通信信号集团公司研究设计院
CTCS 分级
CTCS 3级
➢ 基于轨道电路和无线通信（GSM-R）的ATP系统。
➢ 轨道电路在实现区段占用与列车完整性检查方面 具有不可替代的优势；无线通信（GSM-R）在满 足我国铁路移动信息网需求的同时，又能解决超 防信息高速率可靠传输，两者结合是强强互补。 再辅以定位校核的点式设备，系统具有与国际接 轨的先进性。
► 当地面设备出现故障或者别的原因导致列车在禁止信号前停 车后，根据行车管理办法和有关手续，司机对列控车载设备 进行特殊操作后，由列控车载设备生成固定限制速度为 20km/h的速度模式，监控列车运行。
► 这种模式下，由于地面不能给出行车许可，车载设备仅负责 监控列车的最高运行速度，无距离监督，行车安全由司机保 障。
2020/7/30
精品课件
中国铁路通信信号集团公司研究设计院
引导接车模式（CO）
速度（km/h） 200
监控曲线
2 0
HB 码
► 引导接车，ATP车载设备收到接近区段的轨道电路信息 （HB码），形成并保持固定限制速度，监控列车运行。
2020/7/30
精品课件
CTCS-3级列控系统概述
轨道电路天线
雷达传感器
GSM-R 无线网络
无线闭塞中心 （RBC）
调度集中 CTC
TSR服务器
列控中心 LEU
车站联锁
ZPW-2000 轨道电路
应答器
列控系统 地面设备
CTCS体系结构
武汉高速铁路 职业技能训练段
❖ CTCS的体系结构按铁路运输管理层、网络传 输层、地面设备层和车载设备层配置。
铁路运输管理层
列控中心
车站联锁
LEU
轨Z轨P道W道电2电0路0路0
地面应答器
车载设备组成
武汉高速铁路 职业技能训练段
车载安全计算机 轨道电路接收单元STM 应答器BTM 测速测距单元 记录单元 接口单元 人机显示界面DMI 列车运行监控记录装置LKJ 外围设备：应答器天线、轨道电路天线、车轮速度传感器用于 CTCS2、TVM秦沈线的连续传输传感器和CTCS0/1级的连续传输传 感器等
一、系统背景——C3系统构建职武业汉技高能速训铁练路段
一、系统背景——用户需求
武汉高速铁路 职业技能训练段
CTCS-3级列控系统概述
目录武汉高速铁路 职业技能训练段
CTCS 3级
武汉高速铁路 职业技能训练段
CTCS 3级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；CTCS 3级面向提速干线、高速新线或特殊线路，基于无线通信的固定闭塞或虚 拟自动闭塞；CTCS 3级适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员 凭车载信号行车。
轨道电路
主要用于列车占用检测及列车完整性检查。
(2) 车载子系统组成
无线通信（GSM-R）车载设备 作为系统信息传输平台完成车－地间大容量的信息交换。
CTCS-3级列控系统标准体系及需求规范
临时限速服务器（TSRS）接口规范
6 （含TSRS与RBC、TCC、CTC/TSRT、CSM、 相邻TSRS接口）
7 司法记录器数据下载接口规范
正在编制
8
CTCS-3级列控系统标准规范
一、标准体系结构：系统规范—测试规范
序号
规范名称
1 CTCS-3级列控系统测试案例（V3.0）
文号/进展情况 科技运[2009] 59号
接口规范 ➢设备接口规范
系统 规范
设备规范 ➢设备技术规范
测试规范 ➢ 测试案例
系统规范涵盖运营需求、设备、接口和测试四个方面。
5
CTCS-3级列控系统标准规范
一、标准体系结构：系统规范—运营需求规范
序号
规范名称
文号/进展情况
1 CTCS-3级列控系统总体技术方案（含运营规则）（V1.0） 科技运[2008]34号
5 PTH、SMD元件进厂检验工艺规程
6 SMD元件贴装工艺规程
7 波峰焊接通用工艺规程
8 存储管理工艺规程
9 端子压接工艺规程
序号
规范名称
10 返工返修工艺规程
11 化学品物料使用工艺规程
12 回流固化通用工艺规程
13 庞巴迪产品条形码编码及标签管理要求
14 手工操作与完成过程自检程序
15 手工焊接通用工艺规程
➢强制性功能需求：在所有应用项目中都应遵守的要 求，并应遵守在系统需求规范（SRS）及相关强制 性规范中所描述的应用要求。
➢非强制性功能需求：如果选择该功能，应遵守在系 统需求规范（SRS）及相关强制性规范中所描述的 应用要求。
19
CTCS-3级列控系统标准规范
二、功能需求规范（FRS）：概述
ctcs-3级列控系统概述
移动 交换中心 OTE
通信 服务器
数据库 服务器
应用 服务器
接口 服务器
BSC
Juli 2003
12
CTCS-3级列控系统结构
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
OTE 车载 设备
CAU PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
地 面 设 备
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
车站 联锁
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
Juli 2003
9
CTCS-3级列控系统主要技术原则
10. 在300km/h及以上线路，CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定 为超速2km/h报警、超速5km/h触发常用制动、超速15km/h触发紧急 制动。 11. RBC向装备CTCS-3级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级车载 设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。
车载设备 有源应答器 无源应答器
CTCS-2：发送进路信息，临时限速 CTCS-3：发送等级转换；用于列车位置校准 CTCS-2：发送等级转换；用于列车位置校准；发送线路参数等 CTCS-3：向RBC下达临时限速设置和取消
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室内 CAND
总长7.5km或者10km CANE
ZPW·JT型 通信接口板
CANA CANB CANC
列控中心
微机监测
ZPW·PT型 调谐匹配单元
电缆
ZPW·XKD型 空心线圈
ZPW·PT型 调谐匹配单元
双体防护盒
ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘
ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器
ZPW·F-K型 发送器(主)
14
二、C3系统技术方案——动画演示
CTCS-3级列控系统动画演示
15
二、C3系统技术方案——控车原理
车站联锁
轨道电路 占用信息
进路信息
无线闭塞中心 （RBC）
临时限速系统 （TSRS）
限速信息
列车位置、速度信息
列车位置、速度信息 列车位置、速度信息
行车许可
速度曲线
16
二、C3系统技术方案——控车原理
➢ ➢ ➢
4
一、系统背景——国外列控系统
✓ ✓ ✓ ✓
5
一、系统背景——国内列控发展
✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
6
一、系统背景——中国列车运行控制系统
7
一、系统背景——CTCS等级
CTCS-4 CTCS-3 CTCS-2 CTCS-1 CTCS-0
基于无线通信传输平台，取消轨 道电路，实现虚拟闭塞或移动闭 塞。未来发展方向。
RBC本 地终端
VIA R
VPC_B PowerPC VPC_C Intel
3210
VIA L ESW2
工程配置工具 DSW2
FSW2 FSW1
RBU2 VPC_A Intel VPC_B PowerPC VPC_C Intel
3210
联锁 相邻RBC
ESW1
TSRS
司法记录单元
ISDN服务器
GSM-R 网络
速度曲线
目标停车点
时速(km/h)
17
二、C3系统技术方案——系统构成
列控系统 车载设备
速度传感器
应答器天线
轨道电路天线
雷达传感器
GSM-R 无线网络
调度集中 CTC
无线闭塞中心 （RBC）
TSR服务器
列控中心
车站联锁
LEU
ZPW-2000 轨道电路
应答器
列控系统 地面设备
18
二、C3系统技术方案——系统构成
发送列车位置、速度等信息
GSM-R网络
实现车-地面之间连续、 双向、大容量信息传输
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
应答器
定位和等级转换等信息
发送线路参数和临时限速 等信息
RBC
生成C3行车许可 发送线路参数、临时限速
接收列车位置、速度等信息
TCC
控制轨道电路发码 控制有源应答器报文发送 区间闭塞与方向控制等
车车车车车
车车车车 车车
GSM-R 车车
车车车车车车
车车
车车
车车
车车
车车
车车
车车 车车
CAU
PUC
BTS OTE
BTS OTE
BTS OTE
BTS OTE
BTS OTE
车 车 车 车
车车 车车
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
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
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
车车
车车
车车
CTC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
信号安全数据网 调度集中数据通信以太网
CTC 车车车
车车 车车车
综合 车 修车
车车 车车车
车车车 车车车
车车 车车车
接口 车车车
TSR
临时限速服 务器
临时限速 临时限速 操作终端 维护终端
24
二、C3系统技术方案——ZPW-2000A
调谐区
△/2
△
补偿电容
△
△/2
调谐区
ZPW·PT型 调谐匹配单元
ZPW·XKD型 空心线圈
双体防护盒
ZPW·PT型 调谐匹配单元
电缆
ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘
ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器
ZPW·J-K型 接收器
室外
总长7.5km或者10km
TSRS
临时限速管理
30
二、C3系统技术方案——主要技术原则
。
31
二、 C3系统技术方案——主要技术原则
32
二、C3系统技术方案——主要技术原则
33
二、C3系统技术方案——主要工作模式
休眠模式 (SL)
完全监控模式 (FS)
部分监控模式 (PS)
机车信号模式 (CS)
隔离模式 (IS)
车载设备 9种主要 工作模式
MVB
Profibus RS-485
车车车车车车车
C2 车车车车
C3 车车车车
车车车车车 车车车车车 车车车车车 车车车车
CAU
PUC
车车车车车车车 车车车车车车车车
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
PG 车 车
车车 车车车
PG 车 车
车车 车车车
车车车车车车
车车车 车车车
RBC 车车
车车
车车
RBC车 车
车车
车车车
车车车车
车车
车车 车车车
ISDN 车车车
GSM-R TRAU
移动 交换中心
BSC
OTE
GSM- R 无无无 无无无
车车车 车车车 车车
车车车车车 BSC车 车 车 车 车 车 OTE车 光传输车 车
BTS车 车 车 RBC车 车 车 车 车 车 车
DMI车 车 车 车 车
22
二、C3系统技术方案——临时限速系统
操作终端
临时限速
23
二、C3系统技术方案——列控中心
安全 主机单元
LEU电子单元 CTC设备
轨道电路
轨道继电器、方向继电 器、点灯继电器……...
通信接口单元 辅助维护单元
列控中心
驱采单元 冗
余
电
源
单
安全数据网通信
元
接口单元
集中监测
联锁
临时限速服务器 相邻列控中心
TSR车 车 车 车 车 车 车 车
TRAU车 车 型转换车 车 车 车 车 车 车
车车 车车车车车
车车车车车
车车车车车
20
二、C3系统技术方案——车载设备
GSM-R 电台
动态监测 装置
DMI-1 DMI-2
列车转 换网关
司法记 录器
车载设备
输出 接口 MVB总线
＋
输入
接口
动车组
C3 控制单元
测速智能 单元
9
一、系统概述——C3系统列控技术平台
➢ ➢
➢
10
一、系统背景——C3系统构建
通过引进列控系统关键技术， 联合设计、联合开发、联合攻关，并结合 成功应用的CTCS-2级技术，
11
一、系统背景——用户需求
12
一、系统背景——当前国内现状
✓ ✓ ✓ ✓
✓ ✓
13
CTCS-3级列控系统概述 目录
FBJ(主)
FBJ(备)
ZPW·F-K型 发送器(备)
25
二、C3系统技术方案——应答器
200m
X
20m
DW
JZ
DW
FJZ
XN
CZ
DW
S3
DW
DW
SI
SII DW
DW
S4 CZ
DW
26
二、C3系统技术方案——GSM-R网络
27
二、C3系统技术方案——信号数据传输网
信号数据传输网络
信号系统安全数据 网
PG
PG
雷达 速度传感器
轨道电路 信息接收
单元
轨道电路 信息接收
单元
PUC PUC PUC PUC 轨道电路接收天线
21
二、C3系统技术方案——无线闭塞中心
CTC-RBC接 口服务器
CSM-RBC接 口服务器
无线闭塞中心（RBC）
测试监测机
RBC维护终端
ESW3
DSW1
RBU1 VPC_A Intel
CTCS-3级列控系统概述
北京电务段职教科
CTCS-3级列控系统概述 目录
2
维修体系 工务工程、动车组和列控系统是客运专线系统的三大核心技术。 列控系统是保证高速列车运行安全、有序、高效的关键。
3
客运服务
运营调度
动车组
客运专线系统构成
通信信号
一、系统背景——客运专线系统构成
客运组织管理 市场营销策划 旅客服务系统
票务系统 综合维修 客运调度 供电管理 车辆管理 运行管理 运输计划 列车网络系统 制动系统 牵引系统 转向架 车体 总成
通信系统 集中监测系统 调度集中系统
联锁系统 列控系统
远程监控系统 电力系统 接触网系统 变电系统 供电系统 站场工程 隧道工程 桥梁工程 轨道工程 路基工程
牵引供电
工务工程
一、系统背景——列控系统