中国列车运行控制系统ctcs

CTCSCTCS是(ChineseTrainControlSystem)的英文缩写，中文意为中国车运控制系统。CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。CTCS根据功能要求和设配置划分应用等级，分为0〜4级。.CTCS概述TDCS是铁调指挥信息管系统，主要完成调指挥信息的记录、分析、车次号校林、自动报点、正晚点统计、运图自动绘制、调命及计划的下达、车日志自动生成等功能，换话说就是原来车调员和车站值 班员需要用笔记下的东西现在可以由TDCS自动完成。中国铁调指挥系统参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成自己的CTCS(ChineseTrainControlSystem)标准体系。如何吸收ETCS规范并结合中国国情好地再创新，是值得深入研究的课题。续是国民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先产业，是社会的基础设施，铁运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。为满足国民对铁运输的要求，进入二十一世纪以后，铁部门致于高速铁和客运专线的建设，并取得骄人的成绩。为适应中国高速铁、客运专线的迅速发展和保证铁运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功“CTCS系统(即：铁车控制系统， 是ChineseTrainControlSystem的缩写“CTCS).产生背景由于早期欧洲铁的车运控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互兼容，为有效解决各种车控制系统之间的兼容性问题，保证高速车在欧洲铁网内跨线、跨国互通运，1982 12月欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲大陆铁互联互通中的技术问题寻找解决方案。2001欧盟通过法形式确定ETCS(EuropeanTrainControlSystem)为强制性技术规范。ETCS的主要目标是互通互用、安全高效、低成本、扩展市场，在规范的设计上融入欧洲各主要控系统的功能， 制定比较丰富的互联互通接口。经过长期的发展，ETCS系统目前已经比较成熟，得到欧洲各国铁公司和供货商的广泛认可。中国人口密集，资嫄紧张，城市化发展非常迅速。一直处于发展中的中国铁，始终存在着运与运能之间的突出矛盾。铁运输至今仍相当程地制约着国民经济的快速发展，铁仍是我国国民经济发展中的一个薄弱环节。为缓解铁运输的压，铁部门先后实次大提速。与此同时，高速铁的蓬勃发展，对铁的中枢经——信号系统也提出新的技术要求。但由于历史及技术原因，中国铁存在多种信号系统，严重影响运输效。铁信号系统迫需要建统一的技术标准，确数字化、网络化、智能化、一体化发展方向国产高速铁车运控制系统标准的制定迫在眉睫。为实现高铁战，铁道部组织相关专家开始制定适合我国国情的中国车控制系统CTCS(ChineseTrainControlSystem)°在CTCS技术规范中，根据系统配置CTCS按功能可划分为5级。为满足客运专线和高速铁建设需求，通过对ETCS标准的引进、消化、吸收，并结合成功应用的CTCS-2级车运控制系统的建设和运营经验，我国构建具有自主知识产权的CTCS-3级控系统标准。CTCS-3级车运控制系统是基于 GSM-R无线通信的重要技术装备，是中国铁技术体系和装备现代化的重要组成部分，是保证高速车运安全、可靠、高效的核心技术之一。.系统组成地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电、无线通信网络（GSM-R）、车控制中心（TCC）/无线闭中心（RBC）。其中GSM-R属于CTCS设备，但是重要组成部分。应答器是一种能向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息。轨道电具有轨道占用检查、沿轨道连续传送地车信息功能，应采用UM系轨道电或数字轨道电。无线通信网络（GSM-R）是用于车载子系统和车控制中心进双向信息传输的车地通信系统。车控制中心是基于安全计算机的控制系统，它根据地面子系统或来自外部地面系统的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生车车许可命，并通过车地信息传输系统传输给车载子系统，保证车控制中心管辖内车的运安全。车载子系统可由以下部分组成：CTCS车载设备、无线系统车载模块。CTCS车载设备是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统交换信息来控制车运。无线系统车载模块用于车载子系统和车控制中心进双向信息交换。.应用等级CTCS应用等级0（以下简称L0）:由通用机车信号+车运监控装置组成，为既有系统。CTCS应用等级1（以下简称L1）:由主体机车信号+安全型运监控记录装置组成，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。CTCS应用等级2（以下简称L2）:是基于轨道传输信息并采用车-地一体化系统设计的车运控制系统。可实现布-联锁-控一体化、区间-车站一体化、通信-信号一体化和机电一体化。CTCS应用等级3（以下简称L3）:是基于无线传输信息并采用轨道电等方式检查车占用的车运控制系统。点式设备主要传送定位信息。CTCS应用等级4（以下简称L4）:是完全基于无线传输信息的车运控制系统。地面可取消轨道电，由RBC和车载验证系统共同完成车定位和完整性检查，实现虚拟闭或移动闭。同条线上可以实现多种应用级别，L2、L3和L4可向下兼容。CTCS0级为规范的一致性，将目前干线铁应用的地面信号设备和车载设备定义为0级。0级由通用机车信号+车运监控装置组成，对这一定义，业内尚有同的看法。0级到底是在等级内还是在等级外够明确，目前的通用机车信号尚未能成为主体机车信号，车运监控装置尚未能被公认为安全系统，所以称车运控制系统还是够格的，但目前确实在运用，并起着保证安全的作用。0级的控制模式也是目标距离式，它在既有地面信号设备的基础上，采取大贮存的方式把线数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的第数据，结合车性能计算给出目标距离式制动曲线。如能在每个进出站口增加点式设备，加强核对地址，就能大大减少逻辑推断地址产生错误的可能性。日本的数字车运控制系统 I-ATC就是采取车载信号设备贮存电子电图，通过每一轨道区段的地址编码来调取所需的线数据，这种方式可以使地-车信息传输的信息的需求减少。在欧洲车控制系统 ETCS规范中也排斥车载信号设备贮存线数据的方式。正因为0级尚未成为安全系统适用于车最高运速为 160km/h及以下，一般自动闭设计仍按固定闭方式进，采用四显示自动闭，信号显示具有分级速控制的概， 其目标距离式制动曲线可作为参考。应该说这是一个过渡阶段。CTCS1级CTCS1级由主体机车信号+加强型运监控装置组成，面向160km/h及以下的区段，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，实现车运安全监控功能。用轨道电完成车占用检测及完整性检查， 连续向车传送控制信息。1级的控制模式为目标距离式，采取大贮存的方式把线数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线数据，结合车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。1级与0级的差别在于全面提高系统的安全性，是对0级的全面加强，可称为第数据全部贮存在车载设备上的车运控制系统。CTCS2级CTCS2级是基于轨道电和点式信息设备传输信息的车运控 制系统，面向提速干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可设通过信号机。是一种点-连式车运控制系统，功能比较齐全和适合国情。轨道电完成车占用检测及完整性检查， 连续向车传送控制信息；点式信息设备传输定位信息、进参数、线参数、限速成和停车信息。CTCS2级采取目标距离控制模式（又称连续式一次速控制）。目标距离控制模式根据目标距离、目标速及车本身的性能确定车制动曲线， 设定每个闭分区速等级，采用一次制动方式。CTCS2级采取闭方式称为准移动闭方式，准移动闭的追踪目标点是前车所占用闭分区的始端， 有一定的安全距离，而后车从最高速开始一次制动曲线的计算点是根据目标距离、目标速及车本身的性能计算决定的。目标点相对固定，在同一闭分区内依前车的走而变化， 而制动的起始点是随线参数和车本身性能同而变化的。 空间间隔的长是固定的，由于要与移动闭相区别，所以称为准移动闭。显然其追踪运间隔要比固定闭小一些。

CTCS3级CTCS3级是基于无线通信（如GSM-R）的车运控制系统，它可以叠加在既有干线信号系统上。轨道电完成车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供车用于测距修正的定位基准信息。无线通信系统实现地-车间连续、双向的信息传输，车许可由地面控中心产生，通过无线通信系统传送到车上。CTCS3级与2级一样，采取目标距离控制模式（又称连续式一次速控制）和准移动闭方式。由于其实现地-车间连续、双向的信息传输，所以功能丰富些，实时性强些。CTCS4级CTCS4级是完全基于无线通信（如GSM-R）的车运控制系统。由地面无线闭中心（RBC）和车载设备完成车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供车用于测距修正的定位基准信息。CTCS4级采取目标距离控制模式，车按移动闭或虚拟闭方式运。虚拟闭是准移动闭的一种特法方式， 它设轨道占用检查设备，采取无线定位方式来实现车定位和占用轨道的检查功能，闭分区是以计算机技术虚拟设定的。移动闭的追踪目标点是前车的尾部， 有一定的安全距离，后车从最高速开始制动的计算点是根据目标距离、目标速及车本身的性能计算决定的叩标点是前车的尾部, 与前车的七和速有关,是随时变化的，定的叩标点是前车的尾部, 与前车的七和速有关,是随时变化的，而制动的起始点是随线参数和车本身性能同而变化的。空间间隔的长是固定的，所以称为移动闭。其追踪逐间隔要比准移动闭小一些。等如对照分析CTCS的应用等级划分，发现有以下两个特点：①各应用等级均采用目标距离控制模式，采取连续一次制动方式。这是由于我国的控系统的应用起步晚，起点高，因此一步就瞄准比较先进的控制模式。在我国阶梯式和曲线式分级速控制用过，取得经验，好在并未形成规模，CTCS推荐采用目标距离控制模式是适宜的，符合国际控系统的发展趋势。由于控系统的控制模式是其主要特征和性能之一，控制模式决定闭方式和车逐间隔， 从而决定运输能， 所以说除移动闭外, 各应用等级的主要功能几乎是一样的。②各应用等级是根据设备配置来划分的，其主要差别在于地对车信息传输的方式和线数据的来嫄。基于国情多信息轨道电（UM系18信息）比较成熟，达到国产化程，所以以它为基础设备之一；及标应答器通用性强，供货厂商多，也作为基础设备之一；轨道电缆和计轴器准备推广；数字轨道电国际上唯有日本用它实现目标距离控制模式，国内研制尚未成熟，暂于确定，数字轨道电的生命将取决于其国产化程和进；无线通信（如GSM-R）欧洲推广，能实现地-车间连续、双向的大信息传输，有发展趋势，用于高等级控系统。线数据大贮存于车载数据库靠逻辑推算来提取相应数据的方式，用于较低等级控系统；点式信息设备传输线数据的方式，增加线数据的实时性，

用于中等级控系统，至于采用贮存电子地图和点式信息设备提供闭区段地址码的方式将在技术发展中比选；无线通信连续、双向信息传输，有大信息和实时性的优势，用于高等级控系统。为于对照，用以下简表归纳CTCS0CTCS1CTCS2CTCS3CTCS4地面设备轨道电轨道电、应答案车站拉中心、轨道电、应答案车站拉中心、GSM-R地面设备、轨道电、无线闭中心车站拉中心、GSM-R地面设备、无线闭中心车载设备通用机车信号、LKJ主体机车信号、应答器接收装直、LKJATP（含机车信号、应答器接收功能）、LKJGSM-R接收模此、ATPGSM-R接收模块、ATP地对车信息传输多信息轨道电多信息轨道电+应答案多信息轨道电+应答器无线通信双向信息传输无线通信双向信息传输适用区段160km/h及以下160km/h及以下200〜250km/h提速干线和高速新线300〜350km/h高速新线特殊新第对应ETCSETCS-1ETCS-2ETCS-35.级间关系(1)符合CTCS规范的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(2)系统车载设备向下兼容(3)系统级区转换应自动完成(4)系统地面，车载配置如具备条件，在系统故障的条件下应允许经使用(5)系统级间转换应影响车正常运6.工作模式完全监拄模式(FS)当车载设备具备控所需的全部基本数据(包括车数据，车许可和第数据等)，控车载设备生成目标距离连续速控制模式曲线， 并通过人机界面(DMI)显示车运速、允许速、目标速和目标距离等信息，监控车安全运。调彳模式(SH)当进调车作业时，司机按下调车按钮，控车载设备按固定限制速40km/h(顶棚)监控车前进或折返运。 当工作在CTCS-3级时，需要RBC(无线闭中心）给出授权，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，再与RBC重新连接。休眠模式（