CTCS-2级应答器报文编解码系统的仿真.
应答器报文应用原则与临时限速设置(铁科院通号所张新明新编讲义精品PPT课件
运行图
调度中心 CTC
联锁进路命令
临时限速报文发送给应答器。
列控中心
车站联锁
轨道电路编码
应答器报文
控制
轨道电路
应答器
道岔
信号机
速度曲线
101011101
1.4 CTCS-2系统框图
动车组
车载计算机
人
记
制B
S
机
录
动T
T
接
器
接M
M
口
口
车务终端
信号楼
CTC或TDCS站机
车站列控中心
LEU
车站联锁
轨道电路
轨道电路为 CTCS-2提供连续
的行车许可
L5
L4
L3
L2
1300m
1300m
1250
1350
速度曲线
L
LU
U
1250
1300
1200
HU
1200
101011101
1.2 CTCS-2总体描述
轨道电路以码序形式提供空闲闭塞分区数量。
应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度。
车载设备综合计算出目标距离，生成速度曲线。
空闲分区数量 7
6
5
4
3
2
1
0
1.2 CTCS-2总体描述
调度中心 CTC
车载设备
列控中心
车站联锁
轨道 电路
应答器
道岔 信号机
1.3 CTCS-2地面设备构成
列控中心 点式应答器 轨旁电子单元LEU ZPW-2000（UM）系列轨道电路 车站电码化 车站计算机联锁或6502电气集中联锁 行车指挥系统CTC或TDCS 临时限速服务器
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系统应答器设置问题探讨
CTCS-2系统应答器设置问题探讨
高俊明;范多旺;李强
【期刊名称】《铁路通信信号工程技术》
【年(卷),期】2010(007)006
【摘要】分析了CTCS-2级列控系统现有应答器设置和管辖范围存在的问题,通过增设应答器并对其管辖范围进行合理划分,解决了现有应答器设置和管辖范围存在的问题,保证在任何一个限速区段内能够接收到两个应答器的信息,且应答器与下一个应答器信息进行冗余,提高了临时限速信息向列控车载设备提供的可靠性;取消了进站信号机降级显示,提高了运输效率.
【总页数】4页(P21-23,33)
【作者】高俊明;范多旺;李强
【作者单位】兰州交通大学,光电技术与智能控制教育部重点实验室,兰州,750070;兰州交通大学,光电技术与智能控制教育部重点实验室,兰州,750070;兰州交通大学,光电技术与智能控制教育部重点实验室,兰州,750070
【正文语种】中文
【相关文献】
1.CTCS-2级列控系统中应答器设置的探讨 [J], 张雯君
2.客运专线CTCS-2级列控车站有源应答器设置探讨 [J], 彭岚;蒋大明;胡刚
3.关于CTCS-2级列控系统应答器数据范围的分析 [J], 邢毅
4.CTCS-2级列控系统有源应答器故障后的临时应急处置措施探讨 [J], 刘建忠
5.多线别预告情况下CTCS-2级列控系统应答器报文坡度值的测试方法 [J], 韩宇
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客运专线CTCS-2级_ATP控车原理
16
（3）引导接车模式（CO），ATP车载设备收到接近区 段的轨道电路信息(HB码)后在，轨道电路出口处形成 并保持固定限制速度(20 km／h)的模式曲线，越过进 站信号机后，自动转入本模式，监控列车运行。在此 模式下，司机应在60秒内或运行200米以前按下警惕 开关，否则列控车载设备将触发紧急制动。
22
7.3工作模式的切换
1.待机模式(SB)转换条件
具备下列任一条件时，转入待机模式： （1）在车体主电源接通的情况下，列控车载设备上电 后（默认CTCS等级设置为“CTCS2”级时）。 （2）退出调车模式时。 （3）退出隔离模式时。
23
2.完全监控模式(FS)转换条件
（1）正向运行完全监控模式 如果列控车载设备具有列车控制所需的基本数据，包 括列车位置、轨道电路的信息、应答器的线路信息、 车载设备预置的列车参数等，列控车载设备生成目标 距离模式曲线。 列车位置确定后，列控车载设备自动从部分监控模式 转入完全监控模式。
26
(3)应答器信息缺失时的部分监控模式 以FS模式运行时，如果从应答器获得的线路数据 描述的范围小于通过轨道电路信息推算的停车点、检 测到应答器信息丢失，且列车速度已经降到 125km/h以下后，从FS模式转换到部分监控模式。 在此模式下，当接收到应答器信息获得线路数据后， 列控车载设备自动转入FS模式。通过司机的操作，也 可以转到其他模式。
控车所需信息完全时
（1）轨道电路信息 （2）应答器信息 （3）列车数据，如列车位置等
列车按高于允许速度2km/h报警，高于允许速度
5km/h常用制动，高于允许速度10km/h紧急制动 设置。
12
13
部分监控模式（PS)
Partial
客专车站及区间信号联锁与CTC及CTCS2系统有关的信号联锁试验项目、内容及方法介绍
2．3.侧线限速区的划分：侧线限速区划分为侧3、侧4，对上下行正线间设有股道的车站增设侧5区；其限速作用范围如图所示
2．4.文件解释
2．4.1建立经18号及以上道岔侧向正向通过列车进路，如3JG或接车进路上有45km/h临时限速，进站信号机应由黄闪黄降为双黄灯，对应接近区段发送UU码；对于经18号及以上道岔侧向发车时，若发车进路或1LQG有45km/h临时限速时，股道应发UU码，进站信号机降为双黄灯，对应接近区段发送UU码。
1.3码序保持功能测试
1.3.1正线或侧线通过进路，列车压入进站或出站信号机内方第一区段后，信息变化为升级码序时，检查测试接、发车进路内各区段发码频率维持不变，直到列车压入股道或区间。
1.3.2正线或侧线通过进路，列车压入进站或出站信号机内方第一区段后，信息变化为降级码序时，检查测试接、发车进路内各区段发码频率随着降低，且与地面信号显示含义相符。
100米长的45km/h限速区，如图6所示。
图6侧向发车前方无限速时临时限速有效区段长度示意图
1．8对于侧向发车进路（含18号道岔），当临时限速管辖范围内有临时限速时，出站信
号机处应答器发送45km/h限速报文；对于有大号码道岔（18号以上）的侧向发车进路，
当临时限速管辖范围内有低于80km/h临时限速时，出站信号机处应答器发送45km/h限
速报文，若为其它限速值，则发送80km/h限速报文；临时限速有效区段长度均为从出
站信号机处应答器开始至出站口加80m，如图7所示。
图7侧线发车前方有限速时临时限速有效区段长度示意图
1．9当侧向接车进路有低于80km/h的临时限速时，列控中心控制接近区段发UU码。
1．10当侧向发车进路或离去区段有低于80km/h的临时限速时，对应的发车股道发送
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。
列控中心配置详解
列控中心 轨道电路
ZPW2000轨道电路码 发送CTCS2的行车许可
L5
L4
L3
L2
L
LU
U
HU
列控中心 车站联锁
应答器、 轨道电路
道岔、 信号机
二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统
4.采用“设备制动优先”的驾驶模式
（1）欧洲采用司机制动优先方式，日本采用设备制 动优先方式。
（2）CTCS2级参照日本的ATC，ATP车载设备采用设备 制动优先模式。
8.客运专线CTCS-2级列控系统应符合高安全、高可靠、 高可用的要求，关键设备应冗余配置。
（四）系统描述
1. 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。
2. 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。
国内企业在一年时间里研制和 提供了列控中心的应答器数据准 备工作、校验工具和应答器信息 读写工具。
列控中心的运用非常稳定。
二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统
6. 满足客货混合运输以及互联互通的需求
（1）装备了CTCS0级车载设备的货车和低速客车可在 CTCS2级线路上按照CTCS0级运行。
二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统
2.采用“目标－距离”方式的控制模式
（1）既有干线的信号布点设计是按照速差方式进行 的。采用目标－距离方式可以避免对信号布点的调整。
CTCS2
CTCS-2级列控系统资料英语翻译-中英对照CTCS-2级列控系统是基于ZPW-2000轨道电路+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。
CTCS-2级列控系统在客运专线将主要用于实现兼容250km/h以下铁路线列控系统和作为ETCS 2系统的备用系统使用。
技术原则区间不设地面信号机，以车载显示作为行车凭证。
在各闭塞分区入口、进站信号机、出站信号机等处设置应答器组（两个以上）设备，为列车提供运行前方线路参数、临时限速等信息。
在各出站信号机前设置应答器，为列车提供绝对停车信息（需新增CTCS报文）及列车发车进路信息，当轨道电路信息为HU码和无码时，接收到此信息列车立即实施制动停车。
防止极端状态下列车冒出信号机。
用于列车定位的两个相邻应答器（组）间距离不能超过1500米。
区间线路、车站正线、车站股道采用ZPW-2000（UM）系列轨道电路，连续为列车提供运行前方闭塞分区空闲、道岔侧向进路等信息。
同载频且相邻轨道电路（线间距5米）长度超过650米时，应进行分割，以避免邻线干扰。
对于简单中间小站，道岔弯股采用跳线与直股并联的方式实现轨道电路功能。
对于复杂大站，道岔弯股采用插入25Hz相敏轨道电路的方式实现轨道电路功能。
为解决相邻轨道电路绝缘破损时纵向串码信号升级危及正线行车安全的问题，各侧线股道出站信号机外方设置50米短轨道电路。
当信号关闭，该轨道电路发H码，当信号开放，该轨道电路与股道发相同码。
车站、区间中继站设置以2X2取2安全计算机为平台的列控中心（TCC），依据联锁进路、轨道占用、临时限速等信息，控制各轨道电路设备发码、应答器临时限速、应答器列车进路等信息。
通过设置在进站信号机、出站口、区间中继站等处有源应答器为列车提供区间线路、车站正线的临时限速信息，临时限速以闭塞分区为基本单元，速度设45km/h、60km/h、80km/h、120km/h、160km/h、220 km/h共6个等限速级。
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CTCS-2级应答器报文编解码系统的仿真
近年来,我国铁路的发展非常迅速,在客运专线、高速铁路的建设中,应
答器得到了十分广泛的应用。应答器主要以报文形式向列车发送前方线路的路
况信息,列车收到报文后进行解析,并且根据前方路况信息形成合理的速度曲线,
保证行车安全。应答器在列车高速运行、保证行车安全等方面起到了非常关键
的作用。结合现有的网络、数据库、软件编程等技术条件对列控系统、CTC系
统、联锁系统等进行仿真,不仅有助于降低调试成本,提高作业效率,并且可以利
用此类技术对现场环境进行模拟,方便学习,交流。基于以上原因,西南交通大学
交通信息控制实验室结合我国制定的CTCS技术规范,自主研发了CTCS-2级列车
运行控制仿真系统,此系统由车载仿真子系统、地面设备仿真子系统、虚拟驾驶
子系统、数据管理子系统构成。本论文基于CTCS-2级列车运行控制仿真系统进
行选题,是其中的一个子系统,文中首先介绍了应答器的种类及其工作原理,应答
器主要分为有源应答器和无源应答器两种,有源应答器向车载发送临时限速等可
变信息,无源应答器向车载发送静态信息。再次介绍应答器的布置原则和应答器
数据覆盖范围,这一部分主要讨论了区间应答器、进出站口处应答器、级间转换
处应答器布置原则,应答器数据覆盖范围分为列车正反向运行、站内运行、级间
转换处应答器几种情况进行阐述。同时结合合宁线基础数据对应答器数据构
成、数据提取方法做详细介绍。应答器数据构成的分析、数据提取方法及报文
编码与解析是本文的重点。作者在导师的指导下,结合CTCS技术规范及合宁线
用户数据,利用VC++6.0软件工具独立完成了应答器编解码系统,该系统不但可
以编制报文、加解密、校验及译码,而且可以对既有报文进行校验,本系统主要
包括数据提取、报文编码、加解密、校验及解析子系统,本文最后阐述了各个子
系统的实现过程。
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