列车运行控制(学生版)

12023/2/3（一）CTCS-2级的结构及功能（二）CTCS-2级的工作原理（三）CTCS-2级的行车许可（四）CTCS-2级的临时限速（五）CTCS-2级的自动过分相CTCS-2级列控系统资料来源：铁道部CTCS-3技术攻关组22023/2/3CTCS-2级是基于轨道电路和应答器传输列车行车许可信息并采用目标距离连续速度控制模式监控列车安全运行的列控系统。列控中心车站联锁调度中心CTC轨道电路应答器道岔信号机车载设备包括：轨道电路、应答器列控中心、车载设备

CTCS-2级列控系统—系统结构32023/2/3CTC/TDCS车站分机调度中心CTC车站联锁列控中心轨道电路调度中心下达运行图至车站CTC分机应答器信号机道岔运行图联锁进路命令临时限速信息轨道电路编码进路信息应答器报文控制计算机联锁按照CTC下达进路的命令，控制道岔、信号机，排列进路。CTC分机实时:向车站联锁联锁下发进路命令向列控中心下达临时限速信息车站联锁采集轨道电路的列车占用信息、道岔位置并进行处理。计算机联锁将进路信息发送给列控中心列控中心根据进路信息和临时限速信息:生成轨道电路编码和临时限速报文轨道电路编码发送给轨道电路;临时限速报文发送给应答器。车载设备接收到轨道电路码序和应答器报文信息后，计算生成控制模式曲线，监控列车安全运行。速度曲线

CTCS-2级列控系统—系统工作原理42023/2/3CTC/TDCS车站分机调度中心CTC车站联锁列控中心轨道电路调度中心下达运行图至车站CTC分机应答器信号机道岔运行图联锁进路命令临时限速信息轨道电路编码进路信息应答器报文控制计算机联锁按照CTC下达进路的命令，控制道岔、信号机，排列进路。CTC分机实时:向车站联锁联锁下发进路命令向列控中心下达临时限速信息车站联锁采集轨道电路的列车占用信息、道岔位置并进行处理。计算机联锁将进路信息发送给列控中心列控中心根据进路信息和临时限速信息:生成轨道电路编码和临时限速报文轨道电路编码发送给轨道电路;临时限速报文发送给应答器。车载设备接收到轨道电路码序和应答器报文信息后，计算生成控制模式曲线，监控列车安全运行。速度曲线

CTCS-2级列控系统—系统工作原理52023/2/3CTCS-2级列控系统—车载设备车载设备包括：车载安全计算机（VC）应答器接收模块（BTM）及天线轨道电路信息接收单元（TCR）及天线人机界面（DMI）测速设备62023/2/3CTCS-2级列控系统—信息接收演示列车在运行过程中：从轨道电路连续接收到闭塞分区空闲信息；经过应答器时，接收到线路信息。72023/2/3码序L5L4L3L2LLUUHU空闲分区数量76543210应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度。1300+1250+1300+1350+1300+1350+1300+1350=10500m速度曲线

空闲数量：目标距离：当前码序：----m--------10500m7L5轨道电路以码序形式提供空闲闭塞分区数量。车载设备综合计算出目标距离，生成速度曲线。CTCS-2级列控系统—行车许可82023/2/3CTCS-2级列控系统—应答器布置进/出站有源应答器+无源应答器：提供临时限速、侧线接车信息区间单个无源应答器：提供线路数据，每个应答器包含前方10个轨道区段的信息。等级转换边界无源应答器组：提供等级预告、等级转换命令92023/2/3正向预告点切换执行点反向预告点CTCS-2级区域CTCS车载控车CTCS-0级区域LKJ控车应答器应答器ZPW-2000轨道电路ZPW-2000轨道电路CTCS-2级列控系统—等级转换C2到C0的转换102023/2/3分相区信息与线路数据一起由应答器提供给列车。分相区信息包括：至分相点距离、分相区长度等。车载设备接收到分相点信息后，进行如下操作：

1)当列车前端距分相区还有10秒走行距离时，车载设备向司机发出提示；

2)当列车前端距分相区还有3秒走行距离时，车载设备向动车组发送过分相指令；

3)当列车前端越过分相区200m后，车载设备取消原触发动车组相关过分相的操作。1.概述CTCS-2级列控系统—自动过分相←112023/2/3动车组从G1点接收到预告信号、从G2点接收到断开信号。G2位置固定，对速度高的列车有利，对速度低的列车不利。（a）磁钢自动过分相原理2.过程描述CTCS-2级列控系统—自动过分相（续）122023/2/3（b）C2列控系统自动过分相原理闭塞分区入口处的应答器包含前方10个闭塞分区的线路数据，当这些闭塞分区中存在分相区时，该应答器也包含分相信息，包括：至分相点距离、分相区长度等。CTCS-2级列控系统—自动过分相（续）132023/2/3（c）C2列控系统自动过分相逻辑CTCS-2级列控系统—自动过分相（续）142023/2/3（d）C2列控系统过分相流程1)列控车载设备从应答器接收到分相区信息后向动车组发送并保持屏蔽“磁钢”信息指令。2)列车前端距分相区还有10秒走行距离时，车载设备向司机发送出提示；3)列车前端距分相区还有3秒走行距离时，车载设备向动车组发过分相指令；4)当列车前端越过分相区200m后，车载设备取消原触发动车组相关过分相的操作；5)当列车前端越过分相区600m后，车载设备取消屏蔽“磁钢”信息指令。CTCS-2级列控系统—自动过分相（续）152023/2/31.概述从调度中心/车站设置临时限速命令。临时限速报文预先编制，并存储在列控中心（TCC）中。TCC根据限速命令从数据库中选择相应的临时限速报文，经LEU、有源应答器发送给列车。CTCS-2级列控系统—临时限速162023/2/32.临时限速设置原则相临两个车站之间一个运行方向仅考虑一个临时限速区。限速等级分为5档：45、60、80、120、160km/h。临时限速的起点里程和限速长度精度为100米，限速区长度分为8档：200、500、1000、1500、2000m、3000m、4000、6000。限速区长度超过6000m按区间限速处理。CTCS-2级列控系统—临时限速172023/2/3调度中心车站列控中心ZPW2000轨道电路有源应答器限速范围限制速度调度中心向车站下达临时限速调度命令1车站值班员签认临时限速调度命令2CTC车站分机列车在经过有源应答器时接收限速信息5ATP向车站列控中心传送临时限速调度命令3列控中心生成限速报文向应答器传送43.临时限速设置流程CTCS-2级列控系统—临时限速182023/2/3CTCS-3D级列控系统（一）CTCS-3D级的技术方案（二）CTCS-3D级的结构及功能（三）CTCS-3D级的工作原理（四）CTCS-3D级的应答器布置（五）CTCS-3D级的特点资料来源：铁道部CTCS-3技术攻关组以CTCS-2级为基础以基于应答器的ETCS-1级点式系统为原型补充轨道电路连续信息集成ETCS和CTCS应答器信息CTCS-2CTCS-3D轨道电路连续信息ETCS-1原型应答器信息集成CTCS-3D级列控系统—技术方案原则方案202023/2/3高铁列控CTCS-3D示意图

（ETCS-1+CTCS-2）212023/2/3CTCS-3D级列控系统是基于轨道电路实现列车占用及空闲检查，由应答器和/或轨道电路传输列车行车许可并采用目标距离连续速度模式监控列车安全运行的列车运行控制系统，最高运营时速350公里。包括：区域联锁、现场控制单元、轨道电路、应答器、列控中心、车载设备等

调度中心信号机道岔中央联锁车载设备列控中心区域联锁应答器带灯停车牌现场控制单元轨道电路CTCS-3D级列控系统—系统结构222023/2/3应答器为CTCS-3D提供行车许可速度曲线为CTCS-3D级车载设备提供行车许可。在各闭塞分区入口设置:现场控制单元（MSTT）带灯停车牌有源应答器，功能为：提供连续的码序信息实现列车占用检查全线配备ZPW-2000轨道电路，功能为：列车经过应答器时，车载设备接收行车许可，自动生成连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行。车载设备功能：CTCS-3D级列控系统—系统原理232023/2/3CTCS-3D级列控系统—应答器布置所有闭塞分区入口有源应答器+无源应答器组有源应答器根据区域联锁提供的进路信息，直接产生行车许可。CTCS-3D级列控系统—系统特点安全性：CTCS-3D级列控系统克服了基于应答器的ETCS-1级点式系统的缺陷，补充了轨道电路连续信息，保证了系统的安全性。CTCS-3D级列控系统—系统特点列车运行至两组应答器之间时，处于“列控信息的盲区”，不能实时了解信号变化、接收行车许可。通过轨道电路提供连续信息，克服了点式系统“不连续”的缺点，当列车前方信号突然关闭或出现落物时，轨道电路码序形成突变，列控车载设备向列车输出制动，保证列车安全停车。

CTCS-3D级报文ETCS专用包：行车许可CTCS-2级报文CTCS专用包：闭塞分区长度等。共用报文线路允许速度、坡度、临时限速、公里标等。CTCS-3D级列控系统—系统特点兼容性：CTCS-3D地面应答器设备集成了CTCS-3D级和CTCS-2级报文数据，既有线动车组可以跨线运行。272023/2/3（一）CTCS-3级的结构及功能（二）CTCS-3级的工作原理（三）CTCS-3级的工作模式（四）CTCS-3级的运营场景（五）CTCS-3级的应答器布置CTCS-3级列控系统资料来源：铁道部CTCS-3技术攻关组282023/2/3CTCS-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，同时具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。列控系统地面设备列控系统车载设备CTCS-3级列控系统—系统定义292023/2/3无线闭塞中心RBCGSM-R室内设备地面设备增加无线闭塞中心RBC、GSM-R无线通信网络。车载设备增加GSM-R无线通信单元及天线。RBC向列车提供行车许可。车地实现连续、双向、大容量信息传输。调度中心CTC车站联锁轨道电路列控中心应答器道岔信号机RBC为CTCS-3提供行车许可速度曲线GSM-R无线通信模块及天线车载设备CTCS-3级列控系统—C3与C2的比较302023/2/3根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可无线闭塞中心RBC应答器通过GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备通过GSM-R无线通信系统接受车载设备发送的位置和列车数据等信息向车载设备传输定位和等级转换信息向车载设备传送线路参数和临时限速等信息，满足后备系统的需要用于实现车载设备与地面设备之间连续、双向、大容量信息传输GSM-R网络根据地面设备提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息和列车参数，按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线，监控列车的安全运行车载设备轨道电路实现列车占用检查发送闭塞分区空闲信息，满足后备系统的需要。CTCS-3级列控系统—各部分功能312023/2/3调度集中显示投影车站联锁无线闭塞中心（RBC）行调指挥中心（CTC）限速信息列车位置信号授权轨道电路占用信息行车许可速度曲线轨道电路GSM-RCTCS-3级列控系统—工作原理322023/2/3（1）基于GSM-R实现大容量的连续信息传输，可以提供最远32km的目标距离、线路允许速度等信息；（2）CTCS-3级列控系统满足跨线运行的运营要求。（3）C3系统通过在应答器里集成C2报文，满足200~250km，C2同时作为C3的后备系统。（4）车地双向信息传输，地面可以实时掌握列车速度、位置和工作状态等信息，并可在CTC系统上实时显示。CTCS-3级列控系统—系统主要特点332023/2/3（5）临时限速的灵活设置。可以实现任意地点、长度和数量的临时限速设置。（6）RBC可集中设置，也可以分散设置。（7）RBC向装备CTCS-3级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级车载设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。CTCS-3级列控系统—系统主要特点（续）342023/2/3列控车载设备9种主要工作模式完全监控模式(FS)目视行车模式(OS)引导模式(CO)调车模式(SH)隔离模式(IS)

休眠模式(SL)待机模式(SB)

机车信号模式(CS)

部分监控模式(PS)部分监控模式（PS）、机车信号模式（CS）仅适用CTCS-2级。

CTCS-3级列控系统—主要工作模式1.概述352023/2/32.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，车载设备自动进入FS模式。在FS模式下，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。目标距离连续速度控制模式曲线速度（km/h）350CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）362023/2/3在FS模式下，DMI显示的速度曲线等信息。CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）372023/2/33.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，列控车载设备进入OS模式。在OS模式下，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，列车每运行一定距离（300米）或一定时间（60秒）司机需确认一次。

40轨道电路故障OS模式OS模式速度（km/h）CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）382023/2/34.引导模式（CO）当开放引导信号时，列控车载设备进入CO模式。在CO模式下，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DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。

CO模式引导信号40速度（km/h）CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）392023/2/3当进行调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备进入SH模式。当工作在CTCS-3级时，需经RBC同意，列控车载设备转入调车模式（SH）后与RBC断开连接，退出调车模式（SH）后再重新与RBC连接。

在SH模式下，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。CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）5.调车模式（SH）402023/2/3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，列控车载设备进入IS模式。在IS模式下，车载设备不具备安全监控功能。列控车载设备应能够监测隔离开关状态。

CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）6.隔离模式（IS）412023/2/37.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SB模式。在SB模式下，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DMI投入正常工作。

CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）422023/2/38.休眠模式（SL）当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后首先自动处于SB模式。当本务端的驾驶台开后，非本务端列控车载设备进入SL模式。在SL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。列车立折，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。CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）432023/2/39.部分监控模式（PS）该模式仅用于CTCS-2级控车。在CTCS-2级，当车载设备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数据时，列控车载设备进入PS模式。在PS模式下，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车运行。

CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）442023/2/310.机车信号模式（CS）该模式仅用于CTCS-2级控车。当列车运行到地面设备配置未装备CTCS-3/CTCS-2级列控系统的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备进入CS模式。在CS模式下：列控车载设备按最大限制速度80km/h监控列车运行，并显示机车信号。当列车越过禁止信号时触发紧急制动。

CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）452023/2/3轨道电路信号允许速度备注L5、L4、L3、L2、L、LU、U2、U、U2S、UUS80km/hUU45km/h进入UU码区段，车载触发常用制动至45km/h。HU20km/h进入HU码区段，车载触发常用制动至20km/h。从列车速度降为20km/h后，每运行60秒或走行200米，司机必须按压警惕按钮确认，否则紧急制动停车。每运行50秒或走行150米，DMI报警提示机信确认。HB20km/h进入HB码区段，车载触发常用制动到20km/h，保持20km/h的顶棚速度监控。无码0km/h当列车运行时，如接收有码变为无码，启动常用制动。特例如下：如由HU变无码，启动紧急制动；UU或UUS后的无码保持原有允许速度最多1500米；HB码转无码，每运行60秒或走行200米，司机必须按压警惕按钮确认，否则紧急制动停车；每运行50秒或走行150米，DMI报警提示机信确认。H0km/h紧急制动停车CTCS-3级列控系统—主要工作模式（续）462023/2/3注册与启动进出动车段等级转换行车许可自动过分相调车停车与注销降级情况临时限速重联与摘解人工解锁进路特殊进路RBC切换灾害防护运营场景是对运营中系统工作方式的简要描述。CTCS-3级列控系统—主要运营场景472023/2/31.概述正常的等级转换在等级边界（转换区域）自动进行。等级转换区域内的转换命令由RBC/应答器提供。在转换点设置“等级转换执行应答器组”、在转换点前方适当距离设置“等级预告应答器组”。CTCS-3级列控系统—主要运营场景：等级转换482023/2/31)转换点设置GSM-R连接点（GRE）：在GSM-R覆盖区域，当列车前端通过该点时，车载设备根据应答器信息与GSM-R建立连接并注册。RBC连接点（RE）：当列车前端通过该点时，车载设备根据应答器信息呼叫RBC并进行注册。2.转换点和确认区的设置CTCS-3级列控系统—主要运营场景：等级转换492023/2/3转换预告点（LTA）：在至转换点唯一进路入口处设置该点，当列车前端通过该点时，车载设备将向RBC报告所在位置，RBC判断为唯一进路时向车载设备提供行车许可及转换命令。转换执行点（LTO）：当列车前端通过LTO点时，本务端的车载设备执行CTCS-2级至CTCS-3级或CTCS-3级至CTCS-2级的控车转换，非本务端处于休眠模式（SL）的车载设备记录等级转换信息。CTCS-3级列控系统—主要运营场景：等级转换502023/2/32)确认区设置在距等级转换边界前一定距离（列车以最高速度运行至转换边界约5秒时间）和转换后列车运行5秒的区域为等级转换确认区，列车在区域内运行司机应根据车载设备提示对CTCS-2级转换到CTCS-3级或CTCS-3级转换到CTCS-2级转换进行确认。司机可在等级转换前/后确认。如果在规定时间内司机未确认，则实施最大常用制动。CTCS-3级列控系统—主要运营场景：等级转换512023/2/3从GSM-R车载电台开始注册GSM-R网络至具备等级转换条件的时间由以下因素决定：GSM-R网络注册时间（40秒）RBC连接时间（10秒/次）数据传输时间（15～20秒）司机确认时间5秒。上述时间总计为70～75秒。暂定为80秒。3.C2至C3转换的时间需求分析CTCS-3级列控系统—主要运营场景：等级转换522023/2/3RBC切换命令由RBC/应答器提供。在转换点设置“切换执行应答器组”、在转换点前方适当距离设置“切换预告应答器组”。1.概述CTCS-3级列控系统—主要运营场景：RBC切换532023/2/3预告点：当车载设备向RBC发送通过该应答器的位置报告后，RBC判断可以开始向列车发送RBC切换信息。切换点：当列车前端通过该点时，当前RBC停止对列车的控制，切换到另一个RBC进行控制。同时，处于休眠模式（SL）的车载设备记录与新RBC连接所需要的信息。2.预告点和切换点的设置CTCS-3级列控系统—主要运营场景：RBC切换542023/2/3分相区信息包括：至分相点距离、分相区长度等。CTCS-3级控车时：牵引供电分相区信息与列车行车许可（MA）一起由RBC提供给列车。CTCS-2级控车时：牵引供电分相区信息与线路数据一起由应答器提供给列车。1.概述CTCS-3级列控系统—主要运营场景：自动过分相552023/2/3车载设备接收到分相点信息后，实时监督列车运行速度和位置，并进行如下操作：1)当列车前端距分相区还有10秒走行距离时，车载设备向司机发出提示；2)当列车前端距分相区还有3秒走行距离时，车载设备向动车组发送过分相指令；3)当列车前端越过分相区后，车载设备取消原触发动车组相关过分相的操作。CTCS-3级列控系统—主要运营场景：自动过分相562023/2/3（a）C3列控系统自动过分相原理2.过程描述CTCS-3级列控系统—主要运营场景：自动过分相由于RBC为列车生成的行车许可中存在分相区，所以RBC向车载设备发送MA时，也发送分相信息，包括：至分相点距离、分相区长度等。572023/2/3

（b）C3列控系统自动过分相逻辑CTCS-3级列控系统—主要运营场景：自动过分相582023/2/3（c）C3列控系统过分相流程1)列车按CTCS-3级列控系统控制运行时，CTCS-3级车载设备将向动车组发送并保持屏蔽“磁钢”信息指令。2)列车前端距分相区还有10秒走行距离时，车载设备向司机发送出提示；3)列车前端距分相区还有3秒走行距离时，车载设备向动车组发过分相指令；4)当列车前端越过分相区200m后，车载设备取消原触发动车组相关过分相的操作；5)当列车转为非CTCS-3级列控系统运行时，CTCS-3级车载设备将停止向动车组发送屏蔽“磁钢”信息指令。CTCS-3级列控系统—主要运营场景：自动过分相592023/2/3临时限速的设置、取消均在调度中心进行，车站一般不进行临时限速的相关操作。设置与取消临时限速采用相同的操作原则。临时限速命令由临时限速服务器统一管理。CTCS-3级和CTCS-2级采用统一的临时限速设置原则，限速命令、管辖范围保持一致。RBC将临时限速与行车许可一起通过GSM-R传送给车载设备。TCC根据进路状态及临时限速信息，进行实时组帧，通过位于车站/中继站的有源应答器传送给车载设备。1.概述CTCS-3级列控系统—主要运营场景：临时限速602023/2/32.结构图与信息流CTCS-3级列控系统—主要运营场景：临时限速612023/2/3区间及站内正线临时限速按实际里程标设置（单位：米），临时限速值分辨率为5km/h，最低限速值45km/h。侧线临时限速以上、下行侧线分别（不含正线）按区设置，限速区长度为进路长度加80米。临时限速值设45km/h一档，18号（不含）以上道岔增设80km/h限速值。临时限速调度命令的线路号按下行正线、上行正线、下行侧线、上行侧线的顺序编号。3.临时限速区域的设置CTCS-3级列控系统—主要运营场景：临时限速622023/2/3临时限速管理流程包括三个阶段：拟定阶段设置阶段取消阶段4.临时限速管理流程CTCS-3级列控系统—主要运营场景：临时限速632023/2/34.1拟定阶段计划性

拟定临时限速：非计划性

临时限速拟定：CTCS-3级列控系统—主要运营场景：临时限速642023/2/34.2设置阶段CTCS-3级列控系统—主要运营场景：临时限速652023/2/34.3取消阶段CTCS-3级列控系统—主要运营场景：临时限速662023/2/3由于RBC为列车生成的行车许可中存在临时限速度区段，所以RBC向车载设备发送MA时，也发送临时限速信息，包括：至限速区段的距离、限速区段长度、限速值等。4.RBC管理临时限速CTCS-3级列控系统—主要运营场景：临时限速672023/2/35.TCC临时限速管理范围列控中心单方向临时限速管辖范围应从本站进站口开始至前方站出站口（中继站）第二个有源应答器组再增