铁路冗余控制系统
列控制系统与联锁、CTC通信的关系和常见故障分析
列控制系统与联锁、CTC通信的关系和常见故障分析发布时间：2022-03-10T02:25:49.106Z 来源：《新型城镇化》2022年3期作者：牛迪[导读] 列控系统与联锁系统、CTC构成列车指挥与控制的综合智能系统。
辽宁省沈阳市中国铁路沈阳局集团公司沈阳电务段辽宁省沈阳市 110000摘要：列控中心是 CTCS-2级列控系统地面设备的中心、CTCS-3级列控系统地面设备的重要组成部分，列控中心和联锁设备二者间的通信是通过安全数据网实现的，其中主要涉及区间状态、区间方向、车站进路、轨道区段、进站信号机断丝、允许发车、改方状态、信号限速、异物侵限灾害防护、信号状态采集及驱动命令等信息的交换。
在CTCS-2级列控系统中，列控中心与CTC/TDCS的接口为P接口。
列控中心与CTC/TDCS采用RS-422接口，通过屏蔽双绞线电缆连接。
列控中心从CTC/TDCS中获得临时限速信息，包括起点里程、长度，速度、车次、起止时间、运行方向等信息，以及统一的时钟信息。
关键词：列控中心；微机联锁系统；CTC；故障引言列控系统与联锁系统、CTC构成列车指挥与控制的综合智能系统。
文章针对典型的列控中心系统故障分析和处理过程，以寻求快速化、规范化方式处理列控中心故障为目的，以列控中心列控中心设备结构为基础，以分析终端数据为依据，对列控中心系统设计和维护应用中的注意事项进行分析，给出了一个较为行之有效的故障处理办法。
列控中心利用临时限速信息生成相应的控制命令报文，利用统一的时钟信息进行系统管理和控制。
除时钟同步信息采用周期重复方式发送外，其他信息则采用呼叫一应答器、错误重发机制进行交换。
1列控中心与计算机联锁连接方式列控中心与计算机联锁间采用RJ45以太网接口连接，通信网络均按冗余配置。
列控中心与计算机联锁间通信应采用RSSP-I铁路信号安全通信协议。
列控中心与计算机联锁间按250ms至500ms固定周期交互数据。
列控中心每系每个端口与计算机联锁两系的对应端口（本系A口与对方两系的A口，本系B口与对方两系的B口)均建立安全通信接。
铁路信号控制系统故障导向安全研究
铁路信号控制系统故障导向安全研究摘要：铁路信号控制系统是铁路运行的中枢环节，对保障铁路安全运行意义重大。
而随着现代铁路运行技术的深入发展，铁路信号控制技术也呈现出丰富的智能化、一体化特征。
但即使是在铁路运行技术高度发达的情况下，也仍然无法避免铁路事故的发生，因此，加强对铁路信号控制系统的故障导向安全研究，保证列车在铁路信号控制系统出现故障的情况下能够实施紧急制动停止运行，避免重大铁路安全事故的发生，是当下列车运行安全工作过程需要解决的首要问题。
关键词：铁路；信号控制；系统故障引言为了提高轨道交通系统诊断水平以及检修质量，就要采取必要以及可行的措施对其进行检修作业。
目前我国地铁沿线车站正在积极地进行轨道交通信号设备的安装和改造工作，这一过程不仅需要极大地提高车辆通行速度，同时也需要为列车运行提供更多信息保障。
在常规诊断流程的支撑下，针对当前轨道交通信号设备检修情况，本文针对铁路信号控制系统故障导向安全进行研究。
1解析铁路信号控制系统故障导向安全1.1铁路信号系统构成要素铁路信号系统构成主要包括车站联锁、区间闭塞、列车运行控制等各个方面的内容，车站联锁主要用与保证车站的道岔、进路及信号三者间的联锁关系，实现对列车进站、分路等运行过程的监察控制；区间闭塞，主要用来保持列车运行区间的安全有序，维持列车与列车之间的距离，并方便相关工作者了解各自的运营情况及列车停靠时间，保证运行安全；列车运行控制，主要用来记录和控制列车行驶状态；行车调度控制分为调度指挥系统和行车调度指挥控制系统两个部分，其作用是收集行车信息，保持列车调度效率并对列车故障进行及时处理，为列车安全高效行驶提供技术支持；道口信号主要用于对车辆和行人发出行车提醒和警示，避免列车行驶过程中的人员误伤；信号微机监测，主要借助计算机技术，收集列车运行数据，检查相关设备故障，并通过及时的数据处理和设备故障诊断处理，保证铁路运行安全规范。
以上就是铁路信号系统的主要构成要素，它们相互关联，缺一不可，共同作用于列车运行过程中，对整个铁路运行工作的顺利开展发挥着不可替代的作用。
轨道交通信号系统中冗余技术研究
T技术创新ECHNOLOGICAL INNOVATION轨道交通信号系统中冗余技术研究王 涛（山东中车日立轨道通信信号有限公司，山东青岛 266000）摘要：对双网和双机热备的控制策略和逻辑进行说明。
双网控制没有采用传统的主备方式，而是同时在两个网络上进行相同的信息传递，由节点的中间层软件对网络报文进行处理，无需切换。
提高了效率，双机热备在双网络的基础上，通过冗余心跳信号进行双方主备状态的监视和管理，并对双机存在的信息孤岛问题提出了对应的解决方案。
关键词：冗余；双机热备；双网控制；ATS 中图分类号：U239.5 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2022)01-0012-04Research on Redundancy Technology ofSignaling System for Urban Rail TransitWang Tao(Shandong CRRC HITACHI Railway Signal&Communication Co., Ltd., Qingdao 266000, China)Abstract: This paper mainly introduces the control strategy and logic of dual-network and dual hot-standby system. The traditional master-backup control method has not been used for dual-network, but the same information is transmitted on the two networks at the same time, and the middle layer software of network node equipment is responsible for parsing messages. This dual-network structure does not need switching, and improves efficiency. On the basis of dual-network, dual hot-standby system monitors and manages the active and backup status through the heartbeat signals. This paper also provides a solution to the information island problem which exists in hot-standby system.Keywords: redundancy; dual hot-standby; dual-network control; ATSDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2022.01.003收稿日期：2020-12-30；修回日期：2021-02-04作者简介： 王涛（1983—)，男，工程师，硕士，主要研究方向：轨道交通信号系统设计开发，邮箱：wangtao@ 。
高速铁路信号系统-第四章 CTCS-2级列控系统
4.3 系统构成
CTCS-2 列控系统分为车载设备和地面设备两部分，地面设备又分为轨旁和室内设 备两部分
图4.1 CTCS-2系统构成图
4.3 系统构成
1．地面设备 列控中心的硬件设备结构要求与车站计算机联锁相同，采用联锁列控一体 化结构，根据列车占用情况及进路状态，通过对轨道电路及可变应答器信 息的控制产生行车许可信息和进路相关的线路静态速度曲线，并传送给列 车。 轨道电路采用ZPW-2000系列，完成列车占用检测及列车完整性检查，连 续向列车传送允许移动的控制信息。
4.4 技术规范
1．总体要求 （4）系统采用目标距离模式曲线监控列车安全运行。生成监控曲线所需的行车 许可、线路参数、限速等信息由轨道电路和应答器提供。 （5）列控车载设备具有设备制动优先和司机制动优先两种控车模式，一般应采 用设备制动优先控车模式。 （6）系统设备的可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）应符合EN50126 的有关规定。
4.4 技术规范
3．车站列控中心技术要求 （1）车站设置车站列控中心，主要用于实现对有源应答器报文的存储与控制。 报文存储器应至少有 20% 的余量。 （2）当车站联锁建立列车进路后，车站列控中心通过控制进站端处有源应答器 为列车提供车站进路信息和车站及区间的限速信息，车站进路信息报文包括：应 答器链接、线路速度、线路坡度、限速、轨道区段等信息；车站列控中心通过控 制出站端处有源应答器为列车提供限速信息，根据需要还可提供区间线路参数、 应答器链统
1 4.1 概述
2 4.2 技术条件
3 4.3 系统构成
4
4.4 技术规范
4.1 概 述
根据《CTCS技术规范总则》的描述，CTCS-2级列车控制系统是基于轨道电路和点式设备传 输信息的列车运行控制系统。它面向客运专线、提速干线，适用于各种限速区段，机车乘 务员凭车载信号行车。CTCS-2是结合中国实际情况，具有中国特色的列车控制系统，具有 以下特点： （1）基于轨道电路和应答器进行车地间信息传输。 （2）采用目标距离的控制模式，实现一次连续制动的控制方式。 （3）能在既有提速线路上叠加，实现在同一线路上与既有信号系统的兼容。 （4）采用了具有自主知识产权的ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，采用国内已有厂家试制 成功的欧标应答器，这就意味着地面设备已能国产化。车载信号设备已通过引进设备实现 技术引进，最终实现国产化。
铁路列车调指挥控制系统CTC讲义结构与功能文档
CTC系统的重要性
总结词
CTC系统的重要性
详细描述
CTC系统在铁路运输中扮演着至关重要的角色。通过实现列车运行的集中控制，CTC系统能够提高铁路运输的效 率，降低运营成本，并增强列车运行的安全性。此外，CTC系统还能提高铁路运输的可靠性，减少列车晚点现象 ，为旅客提供更好的出行体验。
网络结构
CTC骨干网
连接各个车站的通信网络 ，实现数据的高速传输和 通信。
局域网
在各个车站内部，通过路 由器和交换机等设备构成 局域网，实现车站内部的 数据传输和通信。
无线通信网
用于实现列车与车站之间 的无线通信，实时传输列 车运行状态和信号设备状 态等信息。
03
CTC系统功能
列车调度功能
列车运行计划编制
02
优化资源配置
03
提升运输能力
CTC系统能够根据列车运行情况 ，优化资源配置，提高资源利用 效率。
在繁忙的铁路运输中，CTC系统 能够提升运输能力，满足更多的 运输需求。
提升行车安全
1 2
实时监控列车状态
CTC系统能够实时监控列车的各项参数，如速度 、位置、信号状态等，及时发现安全隐患。
预防性维护
安全性挑战
安全防护
随着网络安全威胁的增加，CTC 系统的安全性面临挑战，需要加 强网络安全防护措施，保障系统 的稳定运行和数据安全。
紧急应对
针对突发事件和紧急情况，CTC 系统需要具备快速响应和紧急应 对能力，确保列车运行安全和乘 客生命财产安全。
2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件
2024/1/24
15
案例分析：某高铁线路运行控制实践
线路概况
介绍某高铁线路的基本情况，包括线路长度、 设计速度、车站数量等。
控制策略应用
阐述在该高铁线路上应用的列车运行控制策略，包括 基于速度曲线的控制、基于时间间隔的控制和节能优 化控制等。
实施效果评估
对该高铁线路应用上述控制策略后的实际效果 进行评估，包括运行安全性、准点率、能耗降 低等方面的指标。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
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节能优化控制策略
牵引力优化
在保证列车安全、准点运行的前提下，通过优化牵引 力控制策略，降低列车运行能耗。
制动力回收
利用列车制动时产生的能量进行回收再利用，提高能 源利用效率。
空调系统节能控制
根据车厢内外温度和乘客舒适度需求，对空调系统进 行节能控制，减少不必要的能源消耗。
ATC
实现列车自动控制，包括速度控 制、定位、车门控制等。
ATP
确保列车运行安全，防止超速、 碰撞等危险情况。 2024/1/24
ATO
实现列车自动驾驶，减轻驾驶员 负担，提高运行效率。
ATS
监控列车运行状态，提供实时数 据和故障诊断。
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系统架构设计与实现
系统架构设计
01
02
采用分布式架构，实现模块化、可扩展性。
2024/1/24
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04
车载设备与系统架构
2024/1/24
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车载设备组成及功能
车载设备主要组成
列车自动控制系统（ATC）
列车自动防护系统（ATP）
2024/1/24
铁路信号控制系统中的数据安全与数据组织
铁路信号控制系统中的数据安全与数据组织马强（西安铁路职业技术学院陕西西安710014）[摘要]讨论铁道信号控制系统中为实现系统控制的可靠性和故障-安全性，需要在系统数据输入、输出和数据组织方面的具体设计方法。
[关键词]安全数据动态输出冗余站场型数据库中图分类号：T P2文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0920091－01铁路信号系统组织指挥列车运行，保证行车安全，提高运输效率，传（二）数据输出安全递信息，改善行车人员劳动条件的关键设施。
铁路信号的装备水平和技术水在信号系统中，大量采用计算机完成系统的逻辑处理与系统运算，但准是铁路现代化的重要标志。
[1]传统的铁路信号设备多采用继电器设备作是由于信号基础设备如信号机、转辙机或轨道电路都需要一定的驱动电压为控制、逻辑运算和记忆元件，随着计算机技术，通信技术和控制技术的迅和电流才能工作，因此在计算机数据输出到具体信号设备时，需要进行数猛发展，铁路信号系统越来越多的采用计算机完成逻辑控制、系统管理和数据安全和驱动设计。
据处理任务，成为集通信、控制、计算机技术于一身的新型控制系统。
计算机数据输出时，其属于故障对称系统，为保证信号故障-安全的由于铁路信号设备，直接关乎行车安全，因此信号系统的设计要满足要求，数据输出时也需要进行故障-安全设计。
数据输出安全也可以有静态基本的故障-安全需要，即出现任何故障，都不应产生导致危险侧的输出。
和动态两种方式，具体说静态方式就是多通道数据在输出前进行比较或表正是由于这一安全性要求，计算机在信号系统应用时，都应经过特殊设决，利用冗余方式实现安全；动态方式就是所有输出数据都采用动态脉冲计，而在铁路信号系统数据组织与数据处理环节，也同样需要进行特殊设序列来表示一定的控制内容，设备只有在收到动态码时才有可能动作。
当计，以确保数据的安全。
计算机发生故障时，其输出数据一般为静态电平，静态电平不会构成设备动作命令，这样就保证在计算机出现错误输出时设备不会因此误动。
PLC在铁路信号控制系统中的应用和优势
PLC在铁路信号控制系统中的应用和优势铁路信号控制系统在确保列车运行安全和高效的同时，发挥着重要的作用。
近年来，随着科技的发展和自动化水平的提高，PLC（可编程逻辑控制器）在铁路信号控制系统中的应用越来越广泛。
本文将探讨PLC在铁路信号控制系统中的应用以及它所带来的优势。
一、PLC简介PLC是一种集数字、模拟和运算处理功能于一体的工业控制器，具备高可靠性和强大的实时性能。
它被广泛用于工业自动化领域，包括电力、石油化工、制造业等。
PLC的硬件包括中央处理器、输入输出模块、内存模块等。
二、PLC在铁路信号控制系统中的应用1. 信号灯控制：PLC能够精确控制不同信号灯的状态，包括红灯、黄灯和绿灯。
通过PLC的逻辑控制功能，可以根据列车位置和速度自动切换信号灯的状态，确保列车可以安全通过交叉口或站台。
2. 列车检测系统：PLC可与列车检测设备集成，通过检测列车轨道上的金属轨道电压来判断列车位置和速度。
PLC可以根据这些数据做出相应决策，例如发送信号控制列车停止或减速。
3. 控制系统安全：PLC在铁路信号控制系统中的应用还包括控制系统的安全性。
PLC设备具备自监测和自诊断功能，可以及时检测控制系统的故障，提供报警信息，并采取相应的措施以确保系统的稳定运行。
4. 数据采集与传输：PLC可以采集列车运行数据、信号灯状态和系统故障信息，并通过无线网络或有线通信传输给相关部门。
这使得运输部门能够实时监控和分析铁路信号控制系统的运行状况，及时采取措施以提高列车运行的安全性和效率。
三、PLC在铁路信号控制系统中的优势1. 可靠性：PLC设备具备高可靠性，它们通常采用冗余设计，即多个PLC并行工作，并相互监控。
当其中一个PLC发生故障时，其他PLC会自动接管工作，保证信号控制系统的连续运行。
2. 实时性：PLC具备与时间要求相关的任务处理功能。
在铁路信号控制系统中，实时性至关重要，PLC能够精确控制信号灯状态，并根据列车位置和速度做出及时的决策，确保列车运行的安全。
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采用低功耗、无风扇工控机和RemoDAQ-9821控制器实现的铁路冗余控制系统
一、系统概述
本系统是针对钢铁公司为实现铁路高安全性、高可靠性、高可用度、高性能的信息控制系统，是
钢铁公司在铁路系统实现信息化上的重要内容之一。它可以帮助调度员实时掌握列车的实际运行
情况和现场设备的实际状态，为调度员指挥行车提供强有力的支撑信息。
二、系统组成
本系统主要由中心监控系统和现场冗余控制系统构成，网络由10M/100M高速实时以太网络构成，
负责上位计算机与现场控制站的信息交换。
1
、中心监控系统
中心监控主机采用REMO-3100嵌入式计算机，该计算机采用低功耗cpu、无风扇设计和密闭的机
壳设计，适用于铁路恶劣的环境，保证长期可靠的工作，其高性能的运算能力可大大提供系统的
效能。
2
、现场冗余控制系统
● 子系统控制器
子系统控制器采用RemoAQ-9821，它是一款具有丰富通讯接口、适用于多种I/O模块、以太网接
口的数据采集和控制系统。应用RemoDAQ-9821系列控制器，C语言编程者可以容易地处理任何
复杂的任务。
本装置采用RemoDAQ-9051S 、RemoDAQ-9056SO和 RemoDAQ-9017模块。用来采集和控制信
号设备，采集的信息有：铁路信号灯状态、道岔位置、进路占用情况等。
RemoDAQ-9821系列控制器规格：
- CPU：80188微处理器
- 内存：1.5MB闪存：
-256KB系统盘（磁盘C：只读）
-256KB闪存（由库函数访问）
-1024KB文件系统，其中960KB用于用户应用（磁盘D：读/写）
640KB SRAM
-384KB电池保持SRAM（调用库函数访问）
- 操作系统：ROM-DOS（MS-DOS 6.22兼容）
- 实时时钟：有
- 看门狗定时器：有
- I/O容量： 8槽
- 输入/输出：3000VDC
- 通讯：2500VDC（仅对COM2）
- 功耗：2.0W
- 操作温度：-10℃~70℃（14℉~158℉）
- 存储温度：-25℃~85℃（-13℉~185℉）
- 湿度：5%~95%，不凝结
- 大气：非腐蚀性气体
● 倒机切换装置
三、总结
该系统的实现为铁路调度监督和控制提供了一套较高性价比的解决方案，对加快铁路信息化建
设做出了应有的贡献