CTCS中国铁路列车控制系统学习教案

1、会计学1CTCS中国铁路列车控制系统中国铁路列车控制系统2第1页/共56页3第2页/共56页4第3页/共56页5第4页/共56页6第5页/共56页7第6页/共56页8铁路运输管理层网络传输层地面设备层车载设备层第7页/共56页9设备设备等级等级CTCS0CTCS1CTCS2CTCS3CTCS4通用机车信号通用机车信号XXXX主体机车信号主体机车信号XXXX运行监控记录装置运行监控记录装置XXX模式曲线速度控制模式曲线速度控制XX轨道电路轨道电路信息传输主体信息传输主体信息传输主体XGPSGPS定位定位XXXX点式设备点式设备X列控中心列控中心XX无线闭塞中心（无线闭塞中心（RBCRBC）XXX

2、无线通信（无线通信（GSM-RGSM-R）XXX地面信号地面信号（X）（X）X（）X适用范围适用范围既有线现状面向160km/h以下的区段面向提速干线和高速新线面向提速干线、高速新线或特殊线路面向高速新线或特殊线路第8页/共56页10相邻列控中心相邻列控中心车载设备车载设备机车乘务员机车乘务员轨道轨道电路电路列控中心列控中心联锁设备联锁设备点式点式设备设备无线通信模无线通信模块块人机界面人机界面jiemian 口口输出模块输出模块列车列车输入模块输入模块点式信息接收点式信息接收模块模块测速模块入模测速模块入模块块地面设备地面设备连续信息接收连续信息接收模块模块无线通信模块无线通信模块调度集中系

3、统调度集中系统维护管理中心维护管理中心GSM-R设备维护设备维护记录单元记录单元运行管理运行管理记录单元记录单元车载安全计算机车载安全计算机第9页/共56页11第10页/共56页12第11页/共56页13第12页/共56页14第13页/共56页15（1 1） 原则上在车站离去区段自动转换（不应在进站信号机处转原则上在车站离去区段自动转换（不应在进站信号机处转换），司机应确认。保留手动转换功能。换），司机应确认。保留手动转换功能。（2 2） 预告点、执行点。预告点、执行点。（3 3） 控车权的交接以控车权的交接以ATPATP车载设备为主。车载设备为主。（4 4） 级间转换时若已触发制动，则应保持

4、制动作用完成。级间转换时若已触发制动，则应保持制动作用完成。UU码码CTCS-2级（级（ATP)CTCS-0级（级（LKJ)正向预告点正向预告点执行点执行点反向预告点反向预告点第14页/共56页16第15页/共56页17CTC或TDCS车站分机车务终端计算机联锁进站信号机接近区段发码微机监测车站列控中心LEU应答器车载ATPBTMSTM软件测试端口S口Q口R口P口一一、既有线车站列控中心既有线车站列控中心第16页/共56页18点式应答器点式应答器第17页/共56页19第18页/共56页20第19页/共56页21系统设备、与安全有关的接口和通道必须符合故障安全原则系统设备、与安全有关的接口和通道

5、必须符合故障安全原则 。系统采用系统采用2 22 2取取2 2安全冗余结构。安全冗余结构。系统外部通信接口及通道应进行冗余配置，采用标准统一的接口方式、协议。系统与系统外部通信接口及通道应进行冗余配置，采用标准统一的接口方式、协议。系统与LEU的接口的接口形式为形式为RS-485RS-485，基本配置为基本配置为4个，根据需要可扩展至个，根据需要可扩展至6或或8个；与个；与CTCCTC或或TDCSTDCS、联锁、微机联锁、微机监测的接口形式为监测的接口形式为RS-422RS-422，皆为皆为1个。个。系统可靠性、可用性、可维护性和安全性，以及安全防护、系统可靠性、可用性、可维护性和安全性，以及

6、安全防护、安全通信等符合安全通信等符合EN-50126 、EN-50128、 ENV-50129、 EN-50159-1相关标准。相关标准。LEU与有源应答器之间通过应答器专用电缆连接，采用基带信息传输方式。与有源应答器之间通过应答器专用电缆连接，采用基带信息传输方式。第20页/共56页22车站列控中心与车站计算机联锁车站列控中心与车站计算机联锁、CTC或或TDCS（原原DMIS）接口，根据调度命令、进路接口，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，通过有源应答器及轨道电路传送给列状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息，通过有源应答器及轨道电路传送给列车。

7、车。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。、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。临时限速调度命令，在调度中心以临时限速调度命令，在调度中心以“表格形式表格形式”体现（包括界面、输入、回执），在车站车体现（包括界面、输入、回执），在车站车务终端采用与调度中心基本相同的形式，无线调度命令向列车发送时自动转换成既有的文本形务终端采用与调度中心基本相同的形式，无线调度命令向列车发送时自动转换成既有的文本形式。

8、调度命令由调度中心传输至车站的时机及准确性应能满足列车运行控制的需要。式。调度命令由调度中心传输至车站的时机及准确性应能满足列车运行控制的需要。第21页/共56页23保证调度命令、进路、地面电子单元（保证调度命令、进路、地面电子单元（LEU）、）、列车的对应关系；列车的对应关系；根据控制指令、进路及信号机等信息，产生对应应答器的报文地址并向根据控制指令、进路及信号机等信息，产生对应应答器的报文地址并向LEU传送传送在信号开放后应连续控制在信号开放后应连续控制LEU向应答器发送报文，进路解锁后停止；向应答器发送报文，进路解锁后停止；在办理通过进路且离去区段有临时限速时，根据列车制动需要，进站或进

9、路信号机显示黄灯在办理通过进路且离去区段有临时限速时，根据列车制动需要，进站或进路信号机显示黄灯，对应接近区段轨道电路发黄码。，对应接近区段轨道电路发黄码。第22页/共56页24从从TDCS、CTC中获得调度命令，主要包括临时限速信息（起点里程、长度、速度、车中获得调度命令，主要包括临时限速信息（起点里程、长度、速度、车次、起止时间等）等；次、起止时间等）等；临时限速信息也可由值班员在列控中心人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，通过机界面人工输入，通过TDCS、CTC站站机向列控中心传送；机向列控中心传送；对于对于TDCS方式，控制指令需经车站值班员人工确认后方可执行；方式，

10、控制指令需经车站值班员人工确认后方可执行；应能自动反馈执行结果，出现问题及时报警。应能自动反馈执行结果，出现问题及时报警。第23页/共56页25获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；获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；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；控制及驱动；对于站型简单、在保证安全控车的前提下，对于站型简单、在保证安全控车的前提下，Q口可考虑简化处理。对进站能区分进站口可

11、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。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。第24页/共56页26列控中心应具有自检、自诊、监测功能，含有源应答器的监测、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系统传送相关信息。第25页/共56页27第26页/共56页28二、点式应答器二、点式应答器第27页/共56页29车站进站口处：设置车站进站口处：设置1个有源应答器和个有

12、源应答器和1个无源应答器；个无源应答器；车站出站口处：设置车站出站口处：设置1个有源应答器和个有源应答器和1个无源应答器；个无源应答器；区间间隔区间间隔km（2个闭塞分区）根据需要单个或成对设置无源应答器；个闭塞分区）根据需要单个或成对设置无源应答器；设置特殊用途的无源应答器组，如设置特殊用途的无源应答器组，如CTCS级间转换。级间转换。 第28页/共56页30应答器应安装在轨枕中央，其表面应低于钢轨表面应答器应安装在轨枕中央，其表面应低于钢轨表面93190mm。应答器间最小安装距离应满足：应答器间最小安装距离应满足：s180km/h时，时，d=2.3m；180km/hs300km/h时，时，

13、；300km/hs500km/h时，时，。应答器可成组安装，每组最多应答器可成组安装，每组最多8个，同一组中两相邻应答器的间距不得大于个，同一组中两相邻应答器的间距不得大于12m。应答器应尽量安装在最小曲线半径大于应答器应尽量安装在最小曲线半径大于300m的线路上。的线路上。应答器的具体安装位置应综合其作用、应答器的具体安装位置应综合其作用、车载天线位置、信号机等因素车载天线位置、信号机等因素统筹考虑。统筹考虑。有源应答器地面电子单元（有源应答器地面电子单元（LEU）应集中设置在信号楼，应集中设置在信号楼， LEU与有源应答器采用专用应答与有源应答器采用专用应答器电缆连接，电缆最大长度应不小于

14、器电缆连接，电缆最大长度应不小于5km。车载应答器天线安装在车底中心线位置，距离轨面车载应答器天线安装在车底中心线位置，距离轨面156156279mm，两相邻天线间距至少应为两相邻天线间距至少应为 2 2m。 第29页/共56页31进站信号机处设置有源应答器，以提供接车进路参数及临时限速信息。接车进路进站信号机处设置有源应答器，以提供接车进路参数及临时限速信息。接车进路建立后，进站应答器发送相应的接车进路信息；当列车通过车站时，应同时提供建立后，进站应答器发送相应的接车进路信息；当列车通过车站时，应同时提供发车进路及前方一定距离（离去区段）内的线路参数和临时限速信息。各有源应发车进路及前方一定

15、距离（离去区段）内的线路参数和临时限速信息。各有源应答器应有缺省报文，缺省值应按照该进站口所有接车进路范围内的最低道岔限速答器应有缺省报文，缺省值应按照该进站口所有接车进路范围内的最低道岔限速和最短进路长度等最不利条件设置。和最短进路长度等最不利条件设置。车站出站口处设置无源应答器和有源应答器。无源应答器提供前方一定距离内的线路参数等信息；有车站出站口处设置无源应答器和有源应答器。无源应答器提供前方一定距离内的线路参数等信息；有源应答器提供前方一定距离内的临时限速等信息。源应答器提供前方一定距离内的临时限速等信息。kmkm成对设置无源应答器分别提供正向、反向前方一定距离内的线路参数及定位信息，

16、原则上成对设置无源应答器分别提供正向、反向前方一定距离内的线路参数及定位信息，原则上设置在闭塞分区分界处。设置在闭塞分区分界处。根据需要可设置特殊用途的无源应答器（如根据需要可设置特殊用途的无源应答器（如CTCSCTCS级间转换等）。级间转换等）。 第30页/共56页32第31页/共56页33第32页/共56页34三、轨道电路三、轨道电路(ZPW2000A)相当总长7.5km相当总长7.5km调谐单元调谐单元空芯线圈接收匹 配 变 压器电 缆 模 拟 网络ZCO3 电 缆发送室内室外调谐区主轨道电路调谐区100m补偿电容GJ匹 配 变 压器电 缆 模 拟 网络ZCO3 电 缆调谐单元调谐单元空

17、芯线圈第33页/共56页354LL2码3LL码2LULU码1UU码0HUHU码5LL3码6LL3码轨道空闲信号显示信息名称LL2码LL码LULU码U2U2码UUUU码LL3码LL3码信号显示信息名称LL2码LL码LULU码U2SU2S码UUSUUS码LL3码LL3码信号显示信息名称轨道电路码序按轨道电路码序按TB-3060执行，在原四显示自动闭塞基础上增加执行，在原四显示自动闭塞基础上增加L2、L3码，上表上表所示为一种典型案例。所示为一种典型案例。第34页/共56页36第35页/共56页37轨道电路信息接收轨道电路信息接收STM应答器信息接收应答器信息接收BTM动车组动车组ATP车车载设备载

18、设备人机界面（人机界面（DMI）第36页/共56页38目标距离（Distance to go）控制曲线，也称一次制动模式速度控制曲线。列控系统车载设备通过对列车行车许可、线路参数、列车信息的综合处理，生成目标距离模式曲线，监控列车安全运行。 监控曲线45 驾驶曲线驾驶曲线200第37页/共56页39显示与操作界面举例（完全监控模式）第38页/共56页40第39页/共56页411.1.CTCSCTCS级别：满足级别：满足CTCS-2CTCS-2级，预留级，预留CTCS3CTCS3级。级。2.2.速度目标值：满足速度目标值：满足250250km/hkm/h，预留预留300300km/hkm/h及以

19、上扩展条件。及以上扩展条件。3.3.控制模式：目标距离模式。控制模式：目标距离模式。4.4.驾驶模式：司机制动优先和设备制动优先两种模式。驾驶模式：司机制动优先和设备制动优先两种模式。5.5.信息传输媒介：控车信息由轨道电路及应答器设备提供。信息传输媒介：控车信息由轨道电路及应答器设备提供。6.6.兼容性：针对不同速度等级线路，满足动车组跨线运行要求兼容性：针对不同速度等级线路，满足动车组跨线运行要求。7.7.与列车运行监控记录装置接口：记录信息，切换控车。与列车运行监控记录装置接口：记录信息，切换控车。8.8.机车信号功能：主体机车信号功能，通用式机车信号功能。机车信号功能：主体机车信号功能

20、，通用式机车信号功能。第40页/共56页42主要技术要求主要技术要求（1 1）在任何情况下防止列车无行车许可的运行。）在任何情况下防止列车无行车许可的运行。（2 2）防止列车超速运行。）防止列车超速运行。n防止列车超过进路允许速度。防止列车超过进路允许速度。n防止列车超过线路结构规定的速度。防止列车超过线路结构规定的速度。n防止列车超过动车组构造速度。防止列车超过动车组构造速度。n防止列车超过临时限速。防止列车超过临时限速。（3 3）防止列车溜逸。）防止列车溜逸。（4 4）制动与缓解。）制动与缓解。（5 5）故障后可隔离。）故障后可隔离。第41页/共56页43第42页/共56页44nATPATP车载设备具备设备制动优先（机控优先）与司机制动优车载设备具备设备制动优先（机