高铁CTCS系统详细介绍Word文件下载.doc
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l以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离。
l实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警。
l具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安全控制要求对输入数据进行有效性检查。
（3）检测功能
l开机自检功能和运行中动态检查功能。
l能够记录设备的关键数据以及关键动作，并提供监测接口。
（4）可靠性和安全性
l按照信号故障—安全原则进行系统设计。
l核心硬件设备须采用冗余结构。
l满足电磁兼容性相关标准。
2.3CTCS体系结构
2.3.1CTCS的体系结构配置
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
网络传输层
地面设备层
车载设备层
l铁路运输管理层
铁路运输管理系统是行车指挥中心，以CTCS为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列车运行的控制和管理。
l网络传输层
CTCS网络分布在系统的各个层面，通过有线和无线通信方式实现数据传输。
l地面设备层
地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。
列控中心是地面设备的核心，根据行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，实现对运行列车的控制。
l车载设备层
车载设备层是对列车进行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。
车载设备层主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。
2.3.2CTCS体系结构
参照国际标准，结合国情，从需求出发，按系统条件和功能划分等级。
CTCS体系的构建原则是以地面设备为基础，车载与地面设备统一设计。
地面子系统由应答器、轨道电路列车控制中心（TCC）/无线闭塞中心（RBC）、
无线通信网络（GSM-R）组成。
车载子系统包括列车车载设备和车载无线通信模块。
系统结构如图所示。
相邻列控中心
车载设备
机车乘务员
轨道
电路
列控中心
联锁设备
点式
设备
无线通信模块
人机界面jiemian口
输出模块
列车
输入模块
点式信息接收模块
测速模块入模块
地面设备
连续信息接收模块
调度集中系统
维护管理中心
GSM-R
设备维护
记录单元
运行管理
车载安全计算机
2.4CTCS分级
CTCS根据功能要求和设备配置划分应用等级，分为0～4级。
CTCS-0级（简称C0级）：
由通用机车信号+列车运行监控装置组成，为既有系统，适用于列车最高运行速度为120km/h以下的区段。
CTCS-1级（简称C1级）：
由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。
适用于列车最高运行速度为160km/h以下的区段。
CTCS-2级（简称C2级）：
基于轨道电路和点式应答器传输控车信息，并采用车地一体化设计的列车运行控制系统。
面向提速干线和客运专线，适用于各种线路速度区段，地面可不设通过信号机。
CTCS-3级（简称C3级）：
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，点式设备主要传送定位信息。
C3级列控系统可以叠加在C2级列控系统上。
CTCS-4级（简称C4级）：
完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。
地面可取消轨道电路，由无线闭塞中心和列控车载设备共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。
2.5CTCS级间关系
2.5.1CTCS级间关系原则
l符合CTCS规范的列车超速防护系统应能满足一套车载设备全程控制的运用要求。
l系统车载设备向下兼容。
l系统级间转换应自动完成。
l系统地面、车载配置如具备条件，在系统故障条件下应允许降级使用。
l系统级间转换应不影响列车正常运行。
l系统各级状态应有清晰的表示。
2.5.2CTCS级间转换
CTCS车载设备向下兼容，通过系统设计，系统级间切换可以自动完成，级间切换不影响列车正常运行，如既有线提速区段，配置CTCS2级车载设备的列车可以在运行过程中自动完成CTCS1/0级至CTCS2级或CTCS2级至CTCS1/0级的切换。
lCTCS级间转换原则上在区间自动转换（不应在进站信号机处转换），并向司机提供相应的声光警示，由司机按压确认按钮，解除警示。
自动转换失效时，司机根据ATP车载设备或LKJ的相应警示信息，手动转换。
lCTCS级间转换应分别设置具有预告、执行功能的固定信息应答器。
每个运行方向需要单独设置预告点应答器，执行点应答器可与区间固定应答器合用。
l在级间转换时，应保证控车权可靠平稳交接。
控车权的交接以ATP车载设备为主。
l级间转换时若已触发制动，则应保持制动作用完成，司机缓解后，自动转换。
2.6CTCS规范
lCTCS技术规范总则
lCTCS功能需求规范
lCTCS系统需求规范
l查询应答器技术规范
l列控中心技术规范
lMMI功能接口规范
l与车载其他系统接口规范
l无线信息传输功能接口规范
第三章CTCS-2级列控系
CTCS2级列控系统是在我国既有成熟信号系统技术设备基础上，通过适当增加其它信号设备（如：
应答器、车站列控中心、ATP车载设备），构成具有中国特色、实现目标距离速度控制功能并基于轨道电路的连续式列控系统。
CTCS2系统为统一制式，与既有线信号系统兼容。
ATP地面设备与ATP车载设备采用一体化系统设计，适用于200km／h线路。
3.1CTCS2的总体功能需求，
主要包括：
功能实现的基本方法、地面设备、车载设备、信息传输、设备模块化、性能和安全性、与现有列控系统的兼容性、系统启动和数据输入、操作状态及转换、默认值。
（1）操作功能
车载设备的启动和检测、列车和司机的数据输入、调车、部分监督、完全监督、CTCS2车载设备的隔离、与现有列车控制系统和防护系统的兼容性。
（2）基础设施功能
基础设施的数据收集、运行权限终点、对列车驶入被占用轨道区段的监控、对车挡的监控、线路设备的临时隔离。
（3）车载功能
列控数据采集，静态列车速度曲线计算、动态列车速度曲线的计算、缓解速度的计算、列车定位、速度的计算和表示、运行权限和限速在MMI上的表示。
运行权限和限速的监控，在任何情况下防止列车无行车许可地运行，防止列车超速运行，防止列车溜逸。
列车超速时，车载设备的超速防护具备采取声光报警、切除牵引力、动力制动、空气常用制动、紧急制动等措施。
车载设备发生故障时，及时报警提醒机车乘务员并对故障设备进行必要的隔离。
司机行为的监控、反向运行防护、CTCS2信息的记录。
（4）车站列车控制中心功能
根据其管辖范围内务列车位置、联锁进路以及线路限速状况等信息，确定各列车运行许可，并通过轨道电路及点式应答器实时传送给相关列车。
（5）其他功能
l级间转换功能
l车载设备发生故障后隔离功能
l不同条件下，多种监控模式
3.2CTCS2系统主要技术条件
3.2.1总体要求
（1）系统适应列车最高允许运行速度250km/h，正向运行时动车组最小追踪间隔5分钟要求。
（2）系统采用自动闭塞，闭塞分区划分及轨道电路信息定义应满足250km/h动车组控车要求，同时满足四显示自动闭塞的行车要求。
（3）列车正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行。
（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）系统设备的安全完善度等级（SIL）应达到IEC61508规定的4级。
（7）系统设备工作环境应符合TB/T-1433、TB/T-3021
（8）系统设备电磁兼容性应符合TB/T-3073、TB/T-3074的有关规定。
（9）系统设备可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）应符合EN50126的有关规定。
3.2.2基本要求
（1）防止列车冒进禁止信号，应根据系统安全要求设置
安全防护距离。
（2）应具有冒进防护措施。
（3）防止列车越过规定的停车点。
（4）防止列车超过允许速度、固定限速和临时限速运行，
临时限速命令由调度中心或本地限速盘给出，限速等
级及区域应满足运营需要。
（5）应具有车尾限速保持功能。
（6）防止列车超过规定速度引导进站。
（7）防止机车超过规定速度进行调车作业。
（8）车轮打滑和空转不得影响车载设备正常工作。
3.3CTCS2系统结构
（1）既有线列控系统
面向120km/h以下的区段:
既有线的现状（即CTCS0级），由通用机车信号和运行监控记录装置构成。
面向160km/h以下的区段:
由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成。
面向160km/h以下的区段，在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。
（2）CTCS2系统总体描述
既有线CTCS-2级列控系统是基于轨道电路加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（以下简称列控系统）。
系统主要由车站列控中心、轨道电路、应答器、车载设备等构成。
车站列控中心根据进路状态、线路参数、限速命令等产生进路及限速等相关控车信息，通过有源应答器传送给列车。
l采用ZPW-2000（UM）系列轨道电路，按自动闭塞、站内电码化方式，完成列车占用检测、产生列车运行许可并连续向列车传送。
l采用的应答器应设于各进站端、出站端、区间适当位置及特殊地点，向车载设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速信息等。
l列控车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、限速信息及有关动车组信息生成控制速度和目标距离模式曲线，监控列车安全运行。
l车载设备：
车载ATP设备，包括：
安全计算机、STM、BTM、DMI、记录单元，机车接口单元，测速单元，LKJ监控装置。
l地面设备：
车站列控中心，轨道电路，轨旁电子单元LEU和有源应答器，区间无源应答器。
3.4CTCS2工作原理及控制模式
3.4.1CTCS2列控信息
（1）连续信息由轨道电路提供,包括以下信息：
l行车许可。
l空闲闭塞分区数量。
l道岔限速等
ZPW—2000轨道电路
轨道电路码序按《机车信号信息定义及分配》（TB3060－2002）执行，CTCS-2基本码序如下。
轨道空闲
8
7
6
5
4
3
2
1
0
信号显示
L
LU
U
HU
信息名称
L6码
L5码
L4码
L3码
L2码
L码
LU码
U码
HU码
信息显示
U2
UU
L5码
L3码
U2码
UU码
U2S
UUS
U2S码
UUS码
低频信息按下表进行分配
轨道电路采用标准载频为1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz。
频偏:
11Hz,低频:
10.3+n*1.1Hz
序号
1
2
3
4
5
6
9
信息名称
L5码
L4码
L3码
L2码
L码
LU码
LU2码
U码
U2S码
频率（Hz）
21.3
23.5
10.3
12.5
11.4
13.6
15.8
16.9
20.2
10
11
12
13
14
15
16
17
18
U2码
UUS码
UU码
HB码
HU码
H码
载频切换
占用检查
L6码（预留）
14.7
19.1
24.6
26.8
29
25.7
27.9
22.4
轨道电路信息满足最高250km/h速度列车安全运行的要求，基本码序为：
●停车：
L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU
●侧线接车（默认速度45km/h）：
L5-L4-L3-L2-L-LU-U2-UU
●侧线接车（默认速度80km/h）：
L5-L4-L3-L2-L-LU-U2S-UUS
lL6码（预留）：
表示运行前方8个及以上闭塞分区空闲。
lL5码：
表示运行前方7个及以上闭塞分区空闲。
lL4码：
表示运行前方6个及以上闭塞分区空闲。
lL3码：
表示运行前方5个及以上闭塞分区空闲.
lL2码：
表示运行前方4个及以上闭塞分区空闲。
lL码：
表示运行前方3个及以上闭塞分区空闲
lLU码：
表示运行前方2个闭塞分区空闲。
lLU2码：
表示列车运行前方2个闭塞分区空闲（不推荐使用）
lU码：
表示列车运行前方1个闭塞分区空闲。
lU2S码：
要求列车限速运行，预告列车运行前方闭塞分区为UUS码。
lU2码：
要求列车限速运行，预告列车运行前方闭塞分区为UU码。
lUUS码：
要求列车限速运行（默认限速值：
80km/h），表示列车接近的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置进路，且次一架信号机开放经道岔的直向或18号及以上道岔侧向位置进路；
或表示列车接近设有分歧道岔线路所的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置进路。
lUU码：
要求列车限速运行（限速值：
45km/h），表示列车接近的地面信号机开放经道岔侧向位置的进路。
lHB码：
表示列车接近的进站或接车进路信号机开放引导信号或通过信号机显示容许信号。
lHU码：
要求及时采取停车措施。
lH码：
要求立即采取紧急停车措施。
（2）点式信息由有源应答器和无源应答器提供，包括以下的信息：
l线路长度（以闭塞分区为单位提供）。
l线路坡度。
l线路固定限速。
l临时限速。
l级间切换。
l列车定位等信息。
3.4.2CTCS2工作原理
l允许速度:
列车运行过程中允许达到的最高安全速度。
l目标速度;
列车到达前方目标点时允许的最高速度。
l目标距离:
列车前端至运行前方目标点的距离。
l目标-距离模式曲线:
以目标速度、目标距离、线路条件、列车特性为基础生成的保证列车安全运行的制动模式曲线
l目标距离－速度控制:
目标距离－速度控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能，确定列车制动曲线，采取连续式一次制动模式控制列车运行。
如图所示，实线为目标距离速度监控曲线，从最高速至零的列车速度监控曲线为一条连贯光滑的曲线，虚线为列车实际驾驶速度曲线，列车实际减速运行只要在监控曲线之下就可以了，如果超速碰撞了速度监控曲线，列控车载设备将自动触发常用制动或紧急制动，防止列车超速运行。
监控曲线
45
驾驶曲线
200
目标距离－速度控制
列控车载设备给出的一次连续的制动速度控制曲线是根据目标距离、线路参数和列车本身的性能计算而定的。
为计算得到速度监控曲线，由轨道电路发送行车许可和前方空闲闭塞分区数量信息，由应答器发送闭塞分区长度、线路速度、线路坡度等固定信息，列控车载设备接收上述信息，通过“前方空闲闭塞分区数量”和“闭塞分区长度”信息，获得目标距离长度，并结合线路速度、线路坡度和对应列车的制动性能等固定参数，实时计算得到速度监控曲线，并监控实际驾驶曲线处于速度监控曲线下方，保证列车安全运行。
3.4.3系统总体技术方案
CTCS-2列控系统通过ZPW--2000轨道电路发送行车许可，列控车载设备根据轨道电路信息码，并结合应答器信息控制列车安全行车。
。
CTCS2运行示意图
3.5.地面设备及技术条件
3.5.1.车站列控中心
既有线暂按独立列控方式设置，将来可考虑联锁、列控、区间一体化设置。
（1）列控中心基本结构及总体描述
l车站列控中心是设于各个车站的列控核心安全设备，采用冗余的硬件结构。
l车站列控中心与车站联锁、CTC/TDCS设备接口，根据调度命令、进路状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息，通过有源应答器传送给列车。
l车站列控中心设于各车站，原则上区间不设列控中心和有源应答器。
当站间距离过大，总出站口设置一个有源应答器不能满足需求时，可增设有源应答器。
列控中心基本结构
（2）列控中心主要功能
l接车进路报文发送;
l临时限速报文发送;
l进站信号机降级显示;
l6502电气集中进路识别。
（3）与TDCS、CTC站机连接（P口）
l从TDCS、CTC中获得调度命令，包括接发车信息、临时限速信息（起点里程、长度、速度、车次、起止时间等）、运行方向信息等。
l临时限速信息也可由值班员在列控中心人机界面人工输入，通过TDCS、CTC站机向列控中心传送。
l对于TDCS，控制指令需经车站值班员人工确认后方可执行。
l应能自动反馈执行结果，出现问题及时报警
（4）与车站联锁系统连接（Q口）
l从车站联锁系统获得得车站进路和相关实时信息，包括进站、出站、通过、进路、股道号、信号机开放等。
l根据需要，输出进站或进路信号机点黄灯、接近区段轨道电路发黄码控制条件，由联锁完成控制及驱动。
l对于站型简单、6502电气集中中间站，在保证安全控车的前提下，Q口可考虑简化处理：
对进站能区分进站信号机、正线通过、道岔直向或侧向接车，对出站能区分是正向还是反向发车。
车站采用计算机联锁时的列控中心关系图
车站采用6502电气集中时的列控中心关系图
（5）与车站微机监测系统连接（R口）
列控中心应具有自检、自诊、监测功能，含有源应答器的监测、接口与通道监测、值班员操作过程实时记录，并向车站微机监测系统传送相关信息。
（6）与地面电子单元（LEU）连接（S口）
lLEU按照列控中心产生的应答器报文地址，实时选择对应的报文向有源应答器传送。
l未办理进路或LEU与应答器通信中断时，应答器应有保证行车安全的缺省报文。
l有源应答器的报文按应答器编码规则编制，各报文均固化在LEU中，内容包括编号、链接关系、临时限速（至限速始点距离、限速区长度、限速速度）、进路长度、电码化及线路载频、线路固定信息等。
l具有完备的维护、测试、管理手段，具有软件功能测试端口，并能进行脱机。
3.5..2应答器，
应答器包括有
升级会员 