CTCS列控系统及车载设备介绍学习教案

1、会计学1CTCS列控系统及车载设备介绍列控系统及车载设备介绍1234第1页/共39页2002年铁道部确定发展年铁道部确定发展CTCS的战略目标的战略目标2003年北京年北京UIC年会，铁道部宣布年会，铁道部宣布CTCS的基本架构和分级的基本架构和分级2004年铁道部制定年铁道部制定CTCS-2级技术规范级技术规范2005年初开始年初开始CTCS-2级工程实施级工程实施2006年年CTCS-2级试验和测试级试验和测试2007年年CTCS-2级级1-3月试运行，月试运行，4月商业运营月商业运营2007年年8月启动月启动CTCS-3级技术攻关级技术攻关第2页/共39页l 基本原则和指导思想：按照全路

2、一张网的原则规划列控系统的技术平台；技术平台要实现300-350km/h客运专线、200-250km/h新建铁路和既有提速线路的互联互通；列控技术平台的确定考虑技术的先进成熟、经济实用、可靠。 l 列车控制系统是高速铁路的关键技术之一，是铁路运营的安全保障。 在我国300km/h及以上客运专线上选用CTCS3(CTCS3/CTCS2)列控系统作为全路统一技术平台体系，其中CTCS3列控系统保证高速动车组的运行安全，CTCS2列控系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为CTCS3列控系统的后备系统；l 通过集成创新和对引进技术的消化吸收实现系统集成再创新，建立符合中国国情路情的、具有自主知识产权的

3、、世界一流水平的高速铁路列车控制技术体系。 第3页/共39页系统设计技术系统设计技术 1生产制造技术生产制造技术2车载设备车载设备地面地面RBCRBC设备设备列控列控系统系统工程应用技术工程应用技术 4实验室仿真测实验室仿真测试技术试技术 53系统集成技术系统集成技术 第4页/共39页铁道部铁道部C3攻关组攻关组通号集团领导小组通号集团领导小组通号集团通号集团C3列控列控系统技术实施组系统技术实施组车载设车载设备备小组小组RBC设备设备小组小组系统接口组系统接口组仿真测试仿真测试实验室实验室国产化制国产化制造小组造小组GSM-R接口小组接口小组通号集团专家团队（支撑）通号集团专家团队（支撑）（

4、领导层）（领导层）（执行层）（执行层）第5页/共39页1234第6页/共39页基于无线信息传输，机车乘务员凭车载信号行车 。用于300-350km/h线路。CTCS-3CTCS-2CTCS-0CTCS-1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-4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。第7页/共39页第8页/共39页GSM-R无线网络无线网络地面应答器轨道电路LEU地面应答器轨道电路LEU地面应答器地面应

5、答器列控中心列控中心车站联锁车站联锁ZPWZPW 20002000轨道电路轨道电路LEU无线闭塞中心无线闭塞中心RBC调度中调度中心心CTC 在在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加级列控系统的基础上，地面增加RBC设备，车载设备增加设备，车载设备增加GSM-R无线无线电台和信息接收模块，实现基于电台和信息接收模块，实现基于GSM-R无线网络的双向信息传输，构成无线网络的双向信息传输，构成CTCS-3级列级列控系统，用于控系统，用于300-350km/h客运专线客运专线和高速铁路。和高速铁路。第9页/共39页 CTCS-3级列控系统总体结构包括：地面设备、车载设备、级列控系统总体结构包括：

6、地面设备、车载设备、GSM-R无线通信网络无线通信网络、信号数据传输网络四部分。、信号数据传输网络四部分。第10页/共39页（1）CTCS-3级列控系统满足运营速度级列控系统满足运营速度350km/h、最小追踪、最小追踪间隔间隔3分钟的要求。分钟的要求。（2）CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行的要求。反向按自动站间闭塞运行的要求。（3）CTCS-3级列控系统满足互联互通的运营要求。级列控系统满足互联互通的运营要求。 （4）CTCS-3级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制模级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制

7、模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。第11页/共39页（5）CTCS-2级作为级作为CTCS-3级的后备系统。无线闭塞级的后备系统。无线闭塞中心或无线通信故障时，中心或无线通信故障时，CTCS-2级列控系统控制列车级列控系统控制列车运行。运行。（6）全线无线闭塞中心（）全线无线闭塞中心（RBC）设备集中设置。）设备集中设置。（7）GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。站。（8）动车段及联络线采用）动车段及联络线采用CTCS-2级列控系统。级列控系统。第12页/共39页（9）CTCS-3级列控系统车载设

8、备速度容限规定为超速级列控系统车载设备速度容限规定为超速2km/h报警、超速报警、超速5km/h触发常用制动、速度在触发常用制动、速度在250km/h以上以上时超速时超速15km/h触发紧急制动、速度在触发紧急制动、速度在250km/h及以下时超及以下时超速速10km/h触发紧急制动。触发紧急制动。（10） 采用应答器实现自动过分相。采用应答器实现自动过分相。（11）CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足息采用满足IEC62280标准要求的安全通信协议。标准要求的安全通信协议。（12）CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可级列控

9、系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足相关标准的要求，关键设备冗余配置。维护性满足相关标准的要求，关键设备冗余配置。第13页/共39页u在在CTCS3列控系统中，列控系统中，CTCS3基于基于GSM-R无线通信传输，无线通信传输，CTCS2基于轨道电路信息码基于轨道电路信息码+应答应答器传输。器传输。u调度集中调度集中CTC、联锁系统、无源应答器和、联锁系统、无源应答器和ZPW2000轨道电路为轨道电路为CTCS3和和CTCS2的共用部分，的共用部分，无线闭塞中心无线闭塞中心RBC供供CTCS3使用，有源应答器和列控中心供使用，有源应答器和列控中心供CTCS2使用。使用。第14页/共39页2

10、00km/h动车组和300km/h动车组的混跑ETCS2信息流向信息流向uC3系统和系统和C2系统都通过系统都通过ZPW2000轨道电路检测列车的占用；采用同一联锁系统。轨道电路检测列车的占用；采用同一联锁系统。u300km/h及以上动车组根据及以上动车组根据E2系统的无线命令行车，系统的无线命令行车，C2作为备用系统；作为备用系统；u200-250km/h动车组根据动车组根据C2系统的轨道电路信息码（结合应答器信息）行车。系统的轨道电路信息码（结合应答器信息）行车。CTCS2信息流向信息流向第15页/共39页CTCS-2CTCS-2级级CTCS-3CTCS-3级级传输媒介传输媒介轨道电路轨道

11、电路 应答器应答器 GSM-R GSM-R 应答器应答器车地信息传输车地信息传输 地对车单向信息传输地对车单向信息传输地车双向信息传输地车双向信息传输300km/h300km/h以上的适应性以上的适应性已经在已经在250km/h250km/h线路上线路上成功运用，客专可用于成功运用，客专可用于300km/h300km/h运行。运行。CTCS-3CTCS-3级在级在ETCS-2ETCS-2级基础上级基础上进行系统集成和自主创新，进行系统集成和自主创新，ETCS-2ETCS-2级列控系统已经在欧洲高级列控系统已经在欧洲高速铁路上成熟应用速铁路上成熟应用技术发展趋势技术发展趋势 CTCS-3CTCS

12、-3级列控系统属于基于通信的列控系统（级列控系统属于基于通信的列控系统（CBTCCBTC）范畴，符合国际铁路技术发展趋势。范畴，符合国际铁路技术发展趋势。第16页/共39页1234第17页/共39页第18页/共39页第19页/共39页模块名称模块名称用途用途功能概述功能概述CTCS3主机模块主机模块CTCS3专用专用CTCS3主机控制，核心控制单元。主机控制，核心控制单元。CTCS2主机模块主机模块CTCS2专用专用CTCS2主机控制，核心控制单元。主机控制，核心控制单元。速度距离处理速度距离处理SDP共用共用根据根据SDU的速度信息，对速度进行的速度信息，对速度进行处理。处理。网关网关TSG

13、共用共用 列车网关列车网关速度距离单元速度距离单元SDU共用共用速度读取单元速度读取单元GSM-R通信单元通信单元（MT）CTCS3专用专用GSM-R通信接收和发送通信接收和发送车载无线传输单元车载无线传输单元COMCCTCS3专用专用通信传输控制单元通信传输控制单元通用加密装置通用加密装置GCDCTCS3专用专用实现无线信息的加密和解密实现无线信息的加密和解密TCR轨道电路读取轨道电路读取CTCS2专用专用ZPW2000轨道电路信息读取轨道电路信息读取第20页/共39页功能模块名称功能模块名称用途用途功能概述功能概述安全输出单元安全输出单元VDX共用共用安全输出，控制列车紧急制动及紧急安全输

14、出，控制列车紧急制动及紧急制动状态回采。制动状态回采。输出单元输出单元DX共用共用列车接口，列车接口，10个数字输入和个数字输入和6个数字个数字输出。输出。输入单元输入单元DI共用共用列车接口，列车接口，16个数字输入。个数字输入。速度传感器（雷达和车轮速度传感器（雷达和车轮速度传感器）速度传感器）共用共用用于检测列车速度。用于检测列车速度。应答器读取天线应答器读取天线CAU共用共用应答器读取天线。应答器读取天线。应答器传输模块应答器传输模块BTM共用共用接收应答器报文，解码后发送给主机。接收应答器报文，解码后发送给主机。司机显示单元司机显示单元DMI共用共用司机显示和操作界面司机显示和操作界

15、面司法记录器司法记录器JRU共用共用记录单元，记录系统记录单元，记录系统第21页/共39页第22页/共39页雷达速度传感器雷达速度传感器每套车载设备两个第23页/共39页第24页/共39页第25页/共39页第26页/共39页1234第27页/共39页列控车载设备列控车载设备9种主要工作模种主要工作模式式完全监控模式完全监控模式 (FS)睡眠模式睡眠模式(SL) C3专有专有目视行车模式目视行车模式(OS)调车模式调车模式(SH)引导模式引导模式(CO) 隔离模式隔离模式(IS)待机模式待机模式(SB)部分监控模式部分监控模式(PS) C2专有专有机车信号模式机车信号模式(CS) C2专有专有第

16、28页/共39页完全监控模式完全监控模式 (FS)当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过人机界面（当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息，监控列车安全运行。）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息，监控列车安全运行。第29页/共39页休眠模式休眠模式 (SL) 该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位

17、、测速测距、记录等级转换及该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录等级转换及RBC切换信息等功能。切换信息等功能。 列车立即折返，非本务端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。列车立即折返，非本务端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。第30页/共39页目视行车模式目视行车模式 (OS)当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度40k

18、m/h监控列车运行，列车每运行一定距离（监控列车运行，列车每运行一定距离（300米）或一定时间（米）或一定时间（60秒）司机需确认一次。秒）司机需确认一次。第31页/共39页调车模式调车模式 (SH) 当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制速度当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制速度40km/h（顶棚）监控车列前进或折返运行。（顶棚）监控车列前进或折返运行。 当工作在当工作在CTCS-3级时，经级时，经RBC同意，列控车载设备转入调车模式（同意，列控车载设备转入调车模式（SH）后与）后与RBC断开连接，退出调车模式（断开连接，退出调车模式（SH）后再重新与）后

19、再重新与RBC连接。连接。第32页/共39页隔离模式隔离模式 (IS) 当列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。当列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。第33页/共39页待机模式待机模式 (SB) 当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。 当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的DMI投入正常工作。投入正常工作。 第34页/共39页引导模式引导模式 (CO)当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远（大于当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远（大于250米）发车时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过米）发车时，列控车载设备生成目