CTCS3级列控系统功能需求规范FRSV10.docx

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CTCS3级列控系统功能需求规范FRSV10

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CTCS-3级列控系统

功能需求规范（FRS）

（）

（

|

二〇〇八年九月

修改记录

版本号

修改说明

日期

新创建

根据2008年4月12日研讨会的讨论意见修改

根据2008年6月4日评审会意见修改

根据2008年6月18日专家评审会意见修改

根据2008年7月17日专家评审会意见修改

根据部有关司局的会签建议修改

修改记录1

目录2

参考文献6

1序言7

2适用范围8

3总体要求9

基本功能9

应用等级要求9

运用状态10

配置参数（O）11

默认值12

4功能13

行车功能13

车载设备的自检13

列车参数和司机参数的输入13

调车状态15

部分监控状态15

完全监控状态16

隔离状态16

机车信号状态17

与地面设备有关的功能17

基础数据采集17

行车许可终点17

驶入可能有车占用区段的监控（引导状态）18

轨道占用检查18

临时限速18

车载设备功能18

静态速度曲线的计算18

动态速度曲线的计算19

开口速度计算19

列车定位19

速度计算和显示20

DMI显示20

行车许可和速度限制的监控20

溜逸和退行防护21

车载设备信息记录21

特殊行车22

使用重联控制装置的多机牵引（O）22

无重联控制装置的多机牵引（O）22

列车退行（O）23

事故或其它系统（CTCS以外）故障时的功能要求23

按照行车规则要求限速通过停车信号（目视行车状态）23

防护功能24

紧急停车24

进路适合性防护24

列车冒进防护24

与调度集中控制中心有关的功能25

列车识别25

列车的地理位置（O）25

附加功能25

自动过分相控制（受电弓和供电系统控制）25

气密控制（O）25

纯文本消息25

固定文本消息26

特殊制动的管理（O）26

无线列调频点切换（O）26

与RBC有关的主要功能26

列车完整性（O）26

RBC区域调车26

RBC区域的行车许可27

发送给RBC的列车参数27

行车许可的缩短/撤销28

退行（O）28

RBC切换28

5故障和降级30

GSM-R通信中断30

车载设备故障30

RBC故障30

RBC与车站联锁设备通信故障31

参考文献

下列标准和规范所包含的条文，通过在本规范中引用而构成本规范的条文。

[1]

科技运函〔2004〕14号

《CTCS技术规范总则（暂行）》

《CTCS-2级技术条件（暂行）》

[2]

科技运〔2008〕34号

《CTCS-3级列控系统总体技术方案》

[3]

ERTMS/ETCSFRS

ERTMS/ETCSFunctionRequirementsSpecification（FRS）

ERTMS/ETCS功能需求规范

[4]

ERTMS/ETCSFRS

ERTMS/ETCSFunctionRequirementsSpecification（FRS）

ERTMS/ETCS功能需求规范

1序言

1.1根据客运专线和高速铁路建设需求，结合CTCS-2级列车运行控制系统（以下简称CTCS-2级列控系统）的建设和运用经验，制定CTCS-3级列车运行控制系统（以下简称CTCS-3级列控系统）功能需求规范（FRS）。

1.2本规范描述了CTCS-3级列控系统的功能需求。

1.3在本规范要求中：

（M）—表示强制性功能。

指在所有CTCS-3级列控系统应用项目中都应遵守的要求，并应遵守在CTCS-3级列控系统的系统需求规范（SRS）及相关强制性规范中所描述的应用要求；

（O）—表示非强制性功能。

如选择该功能，应遵守在CTCS-3级列控系统SRS及相关强制性规范中所描述的应用要求。

注：

为保证安全，在应用中可能定义具体条件，以执行非强制性（O）的功能。

1.4CTCS-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，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。

2适用范围

2.1CTCS-3级列控系统的系统设计、设备研发、工程设计、调试、试验、运用及维护均应遵照本规范执行。

3总体要求

3.1基本功能

3.1.1.1CTCS-3级列控系统应向司机提供安全驾驶列车的必要信息。

（M）

3.1.1.2CTCS-3级列控系统应能监控列车及调车运行。

（M）

3.1.1.3受RBC控制的列车，只有得到RBC的授权才能在该RBC控制区域内运行。

（M）

3.1.1.4CTCS-3级列控系统应满足运营速度350km/h及以上、最小追踪间隔3分钟的要求。

（M）

3.1.1.5CTCS-3级列控系统应满足跨线运行的运营要求。

（M）

3.1.1.6CTCS-3级列控系统应具有轨道占用检查功能。

（M）

3.1.1.7CTCS-3级列控系统应采用固定自动闭塞，以目标距离连续速度控制模式监控列车运行。

（M）

3.1.1.8CTCS-3级车载设备应具有设备制动优先和司机制动优先两种控制方式（M），且一般采用设备制动优先控制方式。

（O）

3.1.1.9CTCS-3级车载设备应具有常用制动和紧急制动监控列车速度的功能。

（M）

3.1.1.10CTCS-3级地面设备应具备设置临时限速，并向车载设备发送临时限速信息的功能。

（M）

3.1.1.11CTCS-3级列控系统应具备CTCS-2级功能。

（M）

3.2应用等级要求

3.2.1.1当RBC或无线通信设备（含车载和地面设备）故障时，车载设备应人工或自动由CTCS-3级转换到CTCS-2级监控列车安全运行；当车载设备从应答器接收到呼叫RBC的命令后，若具备CTCS-3级控制列车条件，应自动转换到由CTCS-3级监控列车。

（M）

3.2.1.2装备CTCS-3级车载设备的列车应能在装备CTCS-2级地面设备的线路上按CTCS-2级运行。

（M）

3.2.1.3应在DMI上显示当前的应用等级。

（M）

3.2.1.4列车通过CTCS-2级到CTCS-3级的等级转换点时，如不具备CTCS-3级监控列车的条件，应继续按CTCS-2级运行，直至CTCS-3级控车条件具备后，车载设备应自动转入CTCS-3级工作。

（M）

3.2.1.5列车通过CTCS-3级到CTCS-2级的等级转换点时，车载设备应自动转入CTCS-2级工作。

（M）

3.2.1.6等级转换后，司机应根据车载设备提示，及时确认等级转换（CTCS-2级转换到CTCS-3级、或CTCS-3级转换到CTCS-2级），车载设备应记录司机的操作。

否则，车载设备应实施常用制动，并记录实施制动的原因。

（M）

3.2.1.7系统应保证不因等级转换而触发制动。

（M）

3.3运用状态

3.3.1.1CTCS-3级车载设备应能监控以下运用状态：

1）完全监控状态（M）

2）部分监控状态（M）

3）引导状态（M）

4）目视行车状态（M）

5）调车状态（M）

6）待机状态（M）

7）隔离状态（M）

8）重联状态（M）

9）机车信号状态（M）

10）退行状态（O）

11）补机状态（O）

3.3.1.2列车运行中允许进行的运用状态转换应自动完成。

（M）

3.3.1.3列车停车时，运用状态转换可通过人工方式或自动进行。

（M）

3.3.1.4如果自动转换后的运用状态增加司机的责任，则无论列车停车还是运行，应要求司机确认。

（M）

3.3.1.5如果要求司机确认状态转换，而司机未按要求确认时，车载设备应实施常用制动，并记录司机的非正常操作。

（M）

3.3.1.6在两种运用状态转换期间，车载设备应至少按速度限制较为宽松的运用状态的要求监控列车运行。

（M）

3.3.1.7应在DMI上显示当前的运用状态。

（M）

3.4配置参数（O）

3.4.1.1CTCS-3级车载设备应能从地面设备接收配置参数，以适应运营要求。

3.4.1.2CTCS-3级车载设备的配置参数应在所规定的线路上应用。

3.4.1.3即使CTCS-3级车载设备关机，所收到的配置参数仍应保持有效。

3.5默认值

3.5.1.1如果CTCS-3级车载设备在当前位置未收到配置参数，应使用默认值。

（M）

3.5.1.2默认值应能保证行车安全，并永久存储在CTCS-3级车载设备中。

（M）

4功能

4.1行车功能

4.1.1车载设备的自检

4.1.1.1列车上电的同时应接通CTCS-3级车载设备的电源，司机主控钥匙不做为CTCS-3级车载设备的上电条件。

（M）

4.1.1.2CTCS-3级车载设备上电后应自动进行自检。

（M）

4.1.1.3自检应检查CTCS-3级车载设备中涉及安全和行车的各单元/模块。

（M）

4.1.1.4CTCS-3级车载设备的上电自检应不需要司机参与。

（M）

4.1.1.5应在DMI上显示自检结果。

对于可能影响安全和行车的检查结果应有清晰的显示。

对于故障结果，应能定位到单元/模块。

（M）

4.1.2列车参数和司机参数的输入

4.1.2.1应在列车运行之前输入列车参数。

（M）

4.1.2.2司机应能在DMI上输入列车参数。

（M）

4.1.2.3列车参数可由其它设备自动输入。

（O）

4.1.2.4应在停车时输入或更改列车参数。

（M）

4.1.2.5列车参数可由管理系统或者列车存储单元自动输入。

（O）

4.1.2.6司机应逐一确认所输入的列车参数或自动输入的安全参数。

（M）

4.1.2.7司机可以成组的形式确认自动输入的非安全参数。

（O）

4.1.2.8可以对话的形式指导司机输入参数的操作。

（O）

4.1.2.9若有可能，可将输入数据与预存储数据的有效范围进行比较，以检查出不一致或未确认的参数。

（O）

4.1.2.10应输入不可缺少的基本参数。

（M）

4.1.2.11无论列车停车还是运行，司机应能随时查询列车参数。

（M）

4.1.2.12当前使用的列车参数应存储在车载设备中（除转换到调车状态外），直到列车停止运用。

（M）

4.1.2.13参数输入开始时，应向司机提供存储的列车参数以便确认。

（M）

4.1.2.14输入的列车参数应同时提供给CTCS-3级和CTCS-2级车载控制单元使用。

（M）

4.1.2.15应能输入司机号。

（M）

4.1.2.16在途中，列车停车后应能重新输入司机号或车次号。

（M）

4.1.2.17列车参数成功输入后，列车应能运行。

（M）

4.1.2.18下列参数应由司机人工输入或车载设备存储，（M）

4.1.2.19或由其他设备提供。

（O）

1）司机号（人工输入）（M）

2）车次号（人工输入）（M）

3）列车长度（车载设备存储）（M）

4）制动计算所需的参数（车载设备存储）（M）

5）最大列车速度（车载设备存储）（M）

6）列车种类（车载设备存储）（M）

7）气密系统的状态（车载设备存储）（O）

4.1.2.20如果车载设备被唤醒时不能与RBC建立联系，司机可选择/输入RBC的联络参数（如RBC的电话号码等）。

（O）

4.1.3调车状态

4.1.3.1装备CTCS-3级车载设备的列车应能在无列车参数条件下以调车状态运行。

（M）

4.1.3.2应仅在停车时，才允许司机选择进入调车状态。

（M）

4.1.3.3应记录司机选择进入调车状态的操作。

（M）

4.1.3.4如果列车由RBC控制，为防止XX使用调车功能，应从RBC获得调车许可。

（M）

4.1.3.5应向司机显示接收到的调车许可。

（M）

4.1.3.6在待机状态、完全监控状态、部分监控状态下，应能人工选择调车状态。

（M）

4.1.3.7调车作业时，车载设备应监控调车允许速度。

（M）

4.1.3.8DMI应向司机显示所监控的调车允许速度。

（M）

4.1.3.9调车运行越过显示“调车危险”的信号时，车载设备应立即实施紧急制动。

（M）

4.1.3.10应仅在停车时，才允许退出调车状态。

（M）

4.1.3.11当司机选择退出调车状态时，应能退出调车状态。

（M）

4.1.4部分监控状态

4.1.4.1应由司机或由地面接收的信息选择进入部分监控状态。

（M）

4.1.4.2由完全监控状态转换到部分监控状态时，司机应在5s内进行确认。

（M）

4.1.4.3应记录司机的确认操作。

（M）

4.1.4.4DMI应显示车载设备处在部分监控状态。

（M）

4.1.4.5在部分监控状态，车载设备应根据列车速度和可用的距离信息监控列车运行。

（M）

4.1.4.6在部分监控状态，车载设备应以顶棚速度监控列车。

（M）

4.1.4.7在部分监控状态，DMI应连续显示顶棚速度。

（M）

4.1.4.8当车载设备不再工作、或选择调车状态、或完全监控状态可用时，应退出部分监控状态。

（M）

4.1.4.9在部分监控状态，若列车越过禁止信号，车载设备应立即实施紧急制动。

（M）

4.1.5完全监控状态

4.1.5.1当通过地-车传输设备接收到行车许可和其它必需信息，满足完全监控状态的要求时，车载设备应自动进入完全监控状态。

（M）

4.1.5.2在目视行车状态下，RBC发送完全监控状态的行车许可前，RBC可要求司机确认本区段的前方轨道空闲情况。

（O）

4.1.5.3DMI应显示车载设备处在完全监控状态。

（M）

4.1.5.4应记录车载设备转换到完全监控状态。

（M）

4.1.5.5完全监控功能应监控列车的速度和走行距离。

（M）

4.1.5.6车载设备应保持完全监控状态直到车载设备不再工作、或司机选择进入调车/部分监控/目视行车等状态、或根据接收到的部分监控信息进入部分监控状态。

（M）

4.1.6隔离状态

4.1.6.1车载设备应能被隔离。

（M）

4.1.6.2车载设备被隔离后，DMI显示隔离状态。

（M）

4.1.6.3显示列车速度、位置等其它相关信息。

（O）

4.1.6.4车载设备被隔离后，应与列车制动系统断开电气连接。

（M）

4.1.7机车信号状态

4.1.7.1以机车信号状态运行时，应以顶棚速度监控列车运行。

（M）

4.1.7.2以机车信号状态运行时，如果列车越过禁止信号，应触发紧急制动。

（M）

4.2与地面设备有关的功能

4.2.1基础数据采集

4.2.1.1地面设备应能向车载设备发送线路描述信息。

（M）

4.2.1.2地面设备应能向车载设备发送用于计算速度曲线的信息。

（M）

4.2.1.3如果车载设备没有接收到自列车当前位置到行车许可终点所对应的线路数据，则应拒绝该行车许可。

（M）

4.2.1.4地-车传输系统应能为特定种类的列车传送不同的速度曲线信息。

（M）

4.2.2行车许可终点

4.2.2.1如果车载设备能获得有效的行车许可终点，则车载设备应监控行车许可的终点。

（M）

4.2.2.2在DMI上显示的目标距离信息应基于最严格的限制速度曲线。

（M）

4.2.2.3车载设备应能与行车许可一起接收该行车许可的有效时间。

当行车许可超时后，应缩短相应的行车许可。

（O）

4.2.3驶入可能有车占用区段的监控（引导状态）

4.2.3.1应使用列车参数和基础数据计算制动曲线，计算时考虑目标点信息而不是占用轨道的车辆位置信息。

（M）

4.2.3.2行车许可的顶棚速度可由配置参数给定。

（O）

4.2.3.3列车进入可能有车占用的区段前，车载设备应请求司机确认。

（M）

4.2.3.4应根据有效的列车速度信息监控列车运行。

（M）

4.2.3.5车载设备应按顶棚速度监控列车运行。

（M）

4.2.3.6DMI应显示监控速度和目标距离。

（M）

4.2.3.7当RBC请求时，司机应能确认其前方引导行车区域的线路空闲情况。

（O）

4.2.4轨道占用检查

4.2.4.1CTCS-3级列控系统应采用轨道电路实现轨道占用检查功能。

（M）

4.2.5临时限速

4.2.5.1CTCS-3级地面设备应能设置和取消临时限速，并能将相关信息发送给车载设备。

（M）

4.2.5.2临时限速在调度中心设置和取消。

（O）

4.3车载设备功能

4.3.1静态速度曲线的计算

4.3.1.1车载设备应能接收所有与列车和线路限速相关的信息。

（M）

4.3.1.2车载设备应计算行车许可区域内所有点的限制速度。

（M）

4.3.1.3静态速度曲线的计算应考虑线路允许速度、临时限速和针对特定列车的速度等级等。

（M）

4.3.1.4车载设备应根据基础数据和列车参数计算静态速度曲线。

（M）

4.3.2动态速度曲线的计算

4.3.2.1车载设备应根据所有相关数据，计算常用制动曲线和紧急制动曲线。

（M）

4.3.2.2当顶棚速度监控曲线变为较低限速等级时，列车的前端应满足动态速度曲线的要求。

（M）

4.3.2.3当顶棚速度监控曲线变为较高限速等级时，列车仍应满足较低静态速度曲线的要求，直到列车末端也进入较高速度等级区段。

（M）

4.3.2.4应能确定特定的位置/区域（如隧道）。

在这些位置/区域，列车速度增加以列车前端所在位置为参照点。

（O）

4.3.2.5制动曲线应保证列车速度满足限速要求。

（M）

4.3.2.6当检测到常用制动故障时，应采用紧急制动使列车不越过危险点或超速。

（M）

4.3.3开口速度计算

4.3.3.1车载设备在完全监控状态下不应设计开口速度。

（M）

4.3.4列车定位

4.3.4.1车载设备应能确定整个列车的位置。

（M）

4.3.4.2车载设备应能向RBC发送整个列车的位置。

（M）

4.3.4.3列车位置的计算应考虑测速测距设备/单元的误差。

（M）

4.3.5速度计算和显示

4.3.5.1应在DMI上显示列车实际速度。

（M）

4.3.5.2显示给司机的速度应与用于监控行车许可和速度限制的速度（见4.3.7节）一致。

（M）

4.3.6DMI显示

4.3.6.1司机制动优先模式下，DMI显示的信息应能让司机在没有报警和车载设备制动干预的情况下以允许速度驾驶列车。

（M）

4.3.6.2DMI应以容易理解和清晰的方式向司机显示目标距离和目标速度。

（M）

4.3.6.3当采用司机制动优先的控车模式时，DMI应向司机提供声光报警，使司机及时作出反应，从而尽量避免车载设备的制动干预。

（M）

4.3.6.4DMI应使用中文显示文本信息。

（M）

4.3.7行车许可和速度限制的监控

4.3.7.1车载设备应按照静态速度曲线和动态速度曲线监控列车运行。

（M）

4.3.7.2当采用司机制动优先的控车模式时，在制动曲线区域内，应至少在车载设备制动干预前5s向司机报警，以尽量避免车载设备制动。

（M）

4.3.7.3列车（或调车）运行时，若速度超过所允许的顶棚速度一定容限，车载设备应实施制动直到实际速度低于允许速度，此时应能缓解制动。

（M）

4.3.7.4应分别规定列车速度超过允许速度的报警容限值、触发常用制动的容限值、触发紧急制动的容限值。

（M）

4.3.7.5应规定列车速度低于允许速度时缓解制动的容限值。

（M）

4.3.7.6列车停车后，应允许司机缓解紧急制动。

（M）

4.3.8溜逸和退行防护

4.3.8.1为防止溜逸和意外退行，车载设备应监控与所允许方向相关的列车运行方向。

（M）

4.3.8.2应在DMI上显示溜逸或退行防护。

（M）

4.3.8.3发生溜逸或意外退行时，DMI应以声光方式报警。

（M）

4.3.8.4溜逸或退行超过规定的距离后，车载设备应实施紧急制动。

（M）

4.3.8.5列车停车后，应允许司机缓解紧急制动。

（M）

4.3.8.6紧急制动缓解后，车载设备应再次启动溜逸或退行防护功能。

（M）

4.3.8.7重联时，应只允许本务端的车载设备激活溜逸和退行防护功能。

（M）

4.3.9车载设备信息记录

4.3.9.1车载设备应提供与记录单元的接口。

（M）

4.3.9.2车载设备应记录所有输入信息、接收信息及显示给司机的信息。

所有信息都应与统一时钟和位置参考点相对应。

（M）

4.3.9.3应准确记录所有信息，以便清楚地了解车载设备的功能及司机驾驶列车的过程。

（M）

4.3.9.4应采用标准输出接口传输记录信息。

（M）

4.3.9.5记录数据的保存时间分为两个等级：

（M）

1）用于事故调查的详细数据至少保存48小时；

2）用于评估司机操作的数据至少保存7天。

4.3.9.6应记录下列信息：

（M）

1）所有等级转换及运用状态转换信息

2）各类转换时要求司机确认的信息及司机的确认信息

3）接收的列车监督数据和信息

4）实际速度信息

5）输出的常用制动命令

6）输出的紧急制动命令

7）车载设备隔离

8）输入信息、接收信息及显示给司机的信息

4.4特殊行车

4.4.1使用重联控制装置的多机牵引（O）

4.4.1.1应能在不隔离驾驶台已激活的非本务端牵引单元车载设备的情况下使用多机牵引。

4.4.1.2所接收的信息不应影响驾驶台已激活的非本务端的牵引单元。

4.4.1.3应禁止驾驶台已激活的非本务端牵引单元车载设备的冒进防护功能（见4.6.3）。

4.4.1.4非本务端的DMI可向司机或维护人员显示必要的信息。

4.4.2无重联控制装置的多机牵引（O）

4.4.2.1应能在不隔离重联牵引单元车载设备的情况下，使用无重联控制装置的多机牵引。

4.4.2.2应禁止重联牵引单元车载设备的列车冒进防护功能。

4.4.2.3非本务端的司机应输入司机号。

4.4.3列车退行（O）

4.4.3.1应能根据接收到的地面信息监控列车退行的速度和距离。

4.5事故或其它系统（CTCS以外）故障时的功能要求

4.5.1按照行车规则要求限速通过停车信号（目视行车状态）

4.5.1.1列车应在停车信号前停车。

（M）

4.5.1.2列车在禁止信号前停车后，司机可按规定选择进入目视行车状态。

（M）

4.5.1.3应在DMI上显示列车实际速度及监控速度。

（M）

4.5.1.4DMI应显示目视行车状态。

（M）

4.5.1.5车载设备应能接收与该列车有关的任何地-车的信息，其中包括行车许可。

（M）

4.5.1.6在目视行车状态，车载设备应按固定顶棚速度监控列车运行。

（M）

4.5.1.7列车每运行一定距离（300米）或一定时间（60秒），司机应确认一次，在此期间DMI应给出语音提示。

如果司机未及时确认，车载设备应实施紧急制动。

列车制动停车且缓解后，车载设备仍应按固定顶棚速度监控列车。

（M）

4.6防护功能

4.6.1紧急停车

4.6.1.1RBC应能命令其管辖范围的某区域内的所有列车或特定列车紧急停车。

（M）

4.6.1.2应能命令列车立即停车。

（M）

4.6.1.3应能命令有条件的紧急停车。

如果列车已通过有条件的紧急停车区域/点，车载设备应忽略该命令。

（M）

4.6.1.4接收到紧急停车命令后，车载设备应实施紧急制动。

（M）

4.6.1.5应在DMI上向司机显示紧急停车消息。

（M）

4.6.2进路适合性防护

4.6.2.1应能防止列车进入不满足所需条件的线路/进路。

（M）

4.6.2.2应在DMI上显示“进路不适合”。

（O）

4.6.2.3列车停车后，司机应能忽略进路适合性防护功能。

（O）

4.6.2.4忽略进路适合性防护功能后，应重新确定行车许可。

（M）