CTCS-3概述

我国300-350km/h客运专线及高速铁路已确定采用CTCS-3级列控系统作为统一技术平台，如武广、郑西、沪宁以及沪杭、京沪高铁等。CTCS-3级列控系统概述CTCS-2级CTCS-3级传输媒介轨道电路+应答器GSM-R+应答器车地信息传输地对车单向信息传输地－车双向信息传输300km/h以上的适应性已经在250km/h线路上成功运用，正在进行300km/h适应性研究CTCS-3级在ETCS-2级基础上进行系统集成和自主创新，ETCS-2级列控系统已经在欧洲高速铁路上成熟应用技术发展趋势CTCS-3级列控系统属于基于通信的列控系统（CBTC）范畴，符合国际铁路技术发展趋势。CTCS-2与CTCS-3比较动画演示CTCS-3级列控系统动画演示ETCS2的无线命令图标说明：中央联锁设备CTC无线闭塞中心中央联锁设备区域联锁有源应答器无源应答器HUULULL2L3L4L5300km/h动车组按CTCS3的无线命令运行ETCS2的无线命令列控中心道岔、信号机应答器、轨道电路列控中心区域联锁道岔、信号机应答器、轨道电路列车速度防护曲线列控中心轨道电路300km/h动车组按CTCS3的无线命令运行CTCS-3基于GSM-R无线通信传输列控信息，其中的CTCS-2功能是通过轨道电路信息码传输列控信息实现，点式应答器信息共用。CTCS-3中的RBC通过联锁和轨道电路获得前方列车位置信息，并通过无线方式传送给后续列车，后续列车的车载设备控制列车运行。CTCS3的无线命令CTCS3的无线命令CTCS-3级列控系统控车模式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）列车位置、速度信息限速信息进路信息轨道电路占用信息行车许可速度曲线列车位置、速度信息CTCS-3控车原理•速度限制曲线时速(km/h)•目标停车点CTCS-3控车场景——区间追踪+目标点停车系统构成应答器调度集中CTCGSM-R无线网络无线闭塞中心（RBC）列控中心LEU车站联锁ZPW-2000轨道电路轨道电路天线应答器天线速度传感器雷达传感器TSR服务器列控系统地面设备列控系统车载设备系统构成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。使用临时限速服务器管理临时限速临，限速灵活设置，实现任意位置、长度和数量的临时限速设置。RBC为CTCS-3提供行车许可CTC车站联锁道岔信号机列控中心车载设备应答器轨道电路RBCGSM-R室内设备速度曲线GSM-R无线通信模块及天线TSRS系统结构CTC车车车车车车CAUPUC车车车车车车车车调度集中数据通信以太网TRAUGSM-RBSC移动交换中心BTSOTE信号安全数据网RBC车车车车车车车车车车车车车车车车车车车C3车车车车C2车车车车PUCCAU车车车车车车车BTSOTEBTSOTE车车车车车BSC车车车车车车BTS车车车DMI车车车车车TSR车车车车车车车车OTE车光传输车车RBC车车车车车车车TRAU车车型转换车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车CTC车车车车车车车车车车轨旁电子单元ZPW-2000车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车轨旁电子单元ZPW-2000车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车DMIDMIBTSOTEBTSOTE车车车车车车车车车车车车GSM-R车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车PG车车车车车车车车车车PG轨旁电子单元ZPW-2000车车车车车车车车车车车车车车车车车OTE车车车车车车车车车车车车车车车车C3车车车车C2车车车车PUCCAU车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车ProfibusMVBRS-485MVB车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车列车转换网关车车车车CTC车车车车车车车车车车车车车车车车车车综合车修车车车车车车车ISDN车车车车车车车车临时限速服务器临时限速操作终端接口车车车RBC车车车车车车TSR临时限速维护终端信号集中监测数据通信以太网GSM-R无无无无无无车车车车车车车车工程设计原则（1）区间轨道电路区间采用计算机编码控制的ZPW-2000系列无绝缘轨道电路。轨道电路的正常码序为：L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU。（2）站内轨道电路复杂大站：正线及股道采用与区间同制式的、计算机编码控制的ZPW-2000系列有绝缘轨道电路，其它区段采用25Hz轨道电路。一般车站：全站采用与区间同制式的、计算机编码控制的ZPW-2000系列有绝缘轨道电路。工程设计原则（3）闭塞分区的划分闭塞分区长度原则上按照不少于2000m进行设计，满足350km/h速度、3分钟列车追踪运行的要求。（4）安全防护距离根据客运专线股道有效长度650m的要求，在设计列车的制动模式曲线时，列车安全防护距离最大值应控制在站内60m、区间110m的范围内。工程设计原则（6）信号机和信号标志进站和出站处均设置信号机。站内采用传统调车信号机。区间不设地面信号机，在闭塞分区分界处设置标志牌。（5）应答器的设置进站信号机处、反向进站信号机处、出站信号机处、闭塞分区入口处、级间转换分界、RBC切换点等地点设置应答器。工程设计原则（7）GSM-R设计GSM-R设计应考虑网络结构、覆盖范围、小区容量、RBC切换、枢纽和大站的无线容量要求。采用单网交织的网络结构，铁路两侧各建一条光缆，用于构建两个物理径路不同的传输系统，基站控制器和基站之间采用环形组网，间隔基站的传输环路位于不同的传输系统中。GSM-R网络应覆盖CTCS-3级列控系统应用区域，该应用区域包括CTCS-2与CTCS-3等级转换区域。GSM-R轨旁设备GSM-R室内设备RBC列控车载设备GSM-R移动终端车地双向传输（1）GSM-R采用单网交织的冗余覆盖方案；（2）只要不是相邻的基站同时故障，就不会影响GSM-R网络场强覆盖。基站基站基站基站基站基站GSM-R无线电场强覆盖满足CTCS-3级列控系统要求的场强值工程设计原则车载设备CAU应答器天线DMI-1轨道电路信息接收单元通用加密单元PG通信接口单元安全数字接口测速单元1测速单元2轨道电路信息接收单元PUCPUCPUCPUCDMI-2MVB总线RS-485总线MVB总线动车组雷达PG应答器天线应答器信息接收模块CAU输入接口输出接口列车转换网关司法记录器车载设备轨道电路接收天线速度传感器紧急制动车载安全计算机动态监测装置C3控制单元GSM-R电台ProfiBus总线＋无线通信模块测速智能单元应答器信息接收模块车载安全计算机C2控制单元C2控制单元C3控制单元测速智能单元移动闭塞（准移动闭塞）:又称无线移动闭塞。采取无线定位方式来实现列车定位和占用轨道的检查功能，两列车自动调节运行间隔。闭塞分区特性:不是固定在某一区段,而是随车变闭塞分区长度是变动的,可变的决定因素:列车速度、载重、制动能力，线路坡度，弯道程度及某种限速值等等地面闭塞制式无线闭塞中心RBC维护终端工程配置工具司法记录单元RBU1VPC_AIntelVPC_BPowerPCVPC_CIntelRBU2VPC_AIntelVPC_BPowerPCVPC_CIntel01230123测试监测机VIARVIALRBC本地终端无线闭塞中心（RBC）DSW1DSW2ESW3ESW2ESW1联锁相邻RBCGSM-R网络TSRSCSM-RBC接口服务器CTC-RBC接口服务器ISDN服务器FSW2FSW1临时限速系统临时限速操作终端CTC系统通信网信号安全数据网中继站列控中心RBC限速RBC限速TCC限速GSM-RISDN服务器RBC限速LEURBC限速TCC限速CTCCTC-TSR接口服务器临时限速服务器助调台临时限速操作命令行调台维修调度台RBC临时限速服务器防火墙TCC限速CTC车站自律分机车站联锁车站列控中心LEUTCC限速临时限服务器维护终端临时限速命令由临时限速服务器集中管理。临时限速服务器设置于调度中心或靠近调度中心的车站，分别向列控中心（TCC）及无线闭塞中心（RBC）传递临时限速信息。TCC和RBC均采用实时组帧临时限速报文。实现任意长度、任意速度、多数量的临时限速。临时限速命令流程：拟定限速命令下达限速命令执行限速命令取消限速命令各个环节均设置双重口令，双人检查。临时限速系统列控中心相邻列控中心临时限速服务器LEU电子单元CTC设备列控中心安全主机单元通信接口单元驱采单元轨道电路轨道继电器、方向继电器、点灯继电器……...联锁辅助维护单元安全数据网通信接口单元集中监测冗余电源单元ZPW-2000A电缆双体防护盒CANA列控中心电缆CANCCANB微机监测CAND室内CANE室外调谐区△/2△补偿电容△△/2FBJ(主)FBJ(备)双体防护盒调谐区总长7.5km或者10km总长7.5km或者10kmZPW·PT型调谐匹配单元ZPW·XKD型空心线圈ZPW·PT型调谐匹配单元ZPW·ML-K型防雷模拟网络盘ZPW·RS-K型衰耗冗余控制器ZPW·F-K型发送器(备)ZPW·F-K型发送器(主)ZPW·JT型通信接口板ZPW·J-K型接收器ZPW·RS-K型衰耗冗余控制器ZPW·ML-K型防雷模拟网络盘ZPW·PT型调谐匹配单元ZPW·XKD型空心线圈ZPW·PT型调谐匹配单元GSM-R网络BTSOTEBTSOTEBTSOTEBTSOTEBTSOTEGSM-R场强覆盖GSM-R轨旁设备场强门限TRAUGSM-R室内设备BSC移动交换中心OTEISDN服务器RBC列控车载设备GSM-R移动终端车地双向传输信号数据传输网信号数据传输网络信号监测数据通信以太网调度集中(CTC)数据通信以太网信号系统安全数据网列控中心(TCC)安全数据通信局域网信号安全数据网CBI车站TCC中继站TCC中继站TCCCBI车站TCCRBCTSRS右侧光缆左侧光缆中继器中继器中继器中继器中继器中继站TCC中继站TCCCBI车站TCCCBI车站TCC中继器中继器二层交换机L二层交换机R二层交换机R二层交换机R二层交换机R二层交换机R二层交换机L二层交换机L二层交换机L二层交换机L二层交换机R二层交换机L二层交换机R二层交换机L二层交换机R二层交换机L二层交换机R二层交换机L二层交换机R二层交换机L应答器CZCZJZDWDW200m20mFJZXXNSIISIS3S4DWDWDWDWDWDW（1）应答器设置一般规则地面应答器设置应同时满足CTCS-2级系统的需求，并集成CTCS-3级和CTCS-2级报文。应答器组内相邻应答器间的距离应为5±0.5m。设置在闭塞分区入口处的应答器组距调谐单元（BA）或机械绝缘节200±0.5m（从靠近绝缘节的应答器计算）。设置在进站信号机处的应答器组距调谐单元（BA）或机械绝缘节的距离宜为30±0.5m（从靠近绝缘节的应答器计算）。CTCS-3级列控系统应答器设置FJZJZX33G2S3XIIG2SIIIG2XIISII4G1X4S41324FCZCZFCZCZ9768IG13G1IIG14G2511DWDWDWDWDWDWDWDWDWDWDWDWDWDWDWDWJZQQQQFJZDWDWDWDWQQQQCTCS-3级列控系统应答器设置•（2）区间应答器组【Q】设置区间应答器组位于闭塞分区入口前方200m处。发送信息包括：线路允许速度、线路坡度、轨道区段信息及特殊区段信息等线路固定信息。DWQDWQ200m200mCTCS-3级列控系统应答器设置•（3）进站信号机应答器组【JZ】/【FJZ】进站信号机应答器组位于进站信号机（含反向）外方30m处。发送信息包括：线路允许速度、临时限速、线路坡度、轨道区段信息及调车危险等数据。CZCZJZDWDW170m30mFJZXXNSIISIS3S4DW