CTCS的认知

CTCS认知CTCS系统的发展•背景：•国际铁路联盟（UIC）于2002年12月10～12日在北京召开铁路通信信号国际技术研讨会；•我国铁路既有线已经过5次大提速；•青藏铁路采用GE的ITCS；•青藏线、大秦线、胶济线GSM-R建设；•高速客运专线建设已启动。CTCS系统的发展为什么发展CTCS既有线提速、客运专线和高速铁路建设，对信号技术的发展既提出了新的挑战，也提供了难得的发展机遇。条件已成熟。10多年的实践摸索、经验积累；欧盟的GSM-R/ETCS已进入实际运作阶段，给我们提供了良好的技术借鉴。需要对中国列车控制技术发展进行规划。列控系统（CTCS）概述1、CTCS是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。2、列控系统是保证高速列车运行安全、有序、高效的关键。列控系统（CTCS）概述•基本功能：•(1)安全防护•(2)人机界面•(3)检测功能•(4)可靠性和安全性列控系统（CTCS）概述•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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。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。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。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。CTCS的等级划分•CTCS是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。•列车运行控制系统包括地面设备和车载设备，根据系统配置按功能划分为5级。CTCS-0CTCS-1CTCS-2CTCS-3CTCS-4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。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。面向160Km/h以下既有线。由通用机车信号和运行监控记录装置构成。面向120Km/h既有线。CTCS的等级划分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。应用等级CTCS-0CTCS-1CTCS-2CTCS-3CTCS-4适用速度120km/h以下160km/h以下200km/h以上200km/h以上200km/h以上控制模式目标距离目标距离目标距离目标距离目标距离闭塞方式固定闭塞固定闭塞固定闭塞固定闭塞移动闭塞或虚拟闭塞地车信息传输轨道电路多信息轨道电路+点式设备多信息轨道电路+点式设备无线通信双向信息传输+点式设备无线通信双向信息传输+点式设备轨道占用检查轨道电路轨道电路轨道电路轨道电路+计轴设备车载定位+应答器校正地面信号机有有可取消无无线路数据来源大贮存于车载数据库大贮存于车载数据库应答器提供应答器提供应答器提供CTCS级间关系1.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。2.系统车载设备向下兼容。3.系统级间转换应自动完成.4.系统地面、车载配置如具备条件，在系统故障条件下应允许降级使用.5.系统级间转换应不影响列车正常运行。6.系统各级状态应有清晰的表示。CTCS-3级系统•CTCS-3级系统是基于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，并具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。CTCS-3级组成与功能缩写定义：•CTCS：中国列车运行控制系统•CTC：调度集中系统•RBC：无线闭塞中心•TSRs：临时限速服务器•TCC：列控中心•CBI：计算机联锁系统•CSM：信号集中监测LEU：地面电子单元ATP：列车超速防护系统DMI：司机车载设备接口BTM：应答器传输模块TCR：轨道电路信息读取器MT：移动终端（GSM-R）(1)地面子系统组成a.无线闭塞中心（RBC）使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息。所使用的安全数据通道不能用于话音通信。b.无线通信（GSM-R）地面设备作为系统信息传输平台完成地－车间大容量的信息交换。c.点式设备主要提供列车定位信息。d.轨道电路主要用于列车占用检测及列车完整性检查。(2)车载子系统组成a.无线通信（GSM-R）车载设备：完成车－地间大容量的信息交换。b.点式信息接收模块：完成点式信息的接收与处理c.测速模块：实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。d.维护记录单元：接收信息、系统状态和记录控制动作。e.车载安全计算机：对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。f.人机接口：车载设备与机车乘务员交互的接口。g.运行管理记录单元：规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。CTCS-3级各部分功能应答器: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;车载安全计算机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轨道电路实现列车占用检查发送行车许可信息，满足后备系统的需要无线闭塞中心RBC:根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可;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.GSM-R网络:用于实现车载设备与地面设备的双向通信;GSM-R核心网包括移动交换子系统、GPRS子系统、智能网接口;采用冗余交叉覆盖的方式进行布置，提高了车地通信的可靠性C3级列控与C2级列控的比较(1)地面设备增加无线闭塞中心RBC、GSM-R无线通信网络；(2)车载设备增加GSM-R无线通信单元及天线；(3)车载设备根据RBC的行车许可，生成连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行。列控车载设备9种主要工作模式休眠模式(SL)完全监控模式(FS)部分监控模式(PS)目视行车模式(OS)引导模式(CO)调车模式(SH)待机模式(SB)隔离模式(IS)机车信号模式(CS)CTCS-3列控系统工作模式