CTCS2简介

CTCS-2列控系统简介一相关名词CTCS中国列车控制系统ATP列车超速自动防护ETCS欧洲列车控制系统ATO列车自动驾驶系统ATS列车自动监控系统CTC调度集中LEU轨旁电子单元ATC列车自动控制系统GSM-R铁路专用全球移动通信系统LKJ列车运行监控装置RBC无线闭塞中心二CTCS及ETCS简介1．CTCS简介1．1．CTCS-0：既有线的现状，由通用机车信号和运行监控记录装置构成。1．2．CTCS-1：由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成。面向160km/h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，实现列车运行安全监控功能。1．2．1．地面子系统组成轨道电路：完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送控制信息；车站正线采用与区间同制式的轨道电路，侧线采用与区间同制式的叠加电码化设备。点式信息设备：宜设置在车站附近，主要用于向车载设备传输定位信息。1．2．2．车载子系统组成主体机车信号:完成轨道电路信息的接收与处理。点式信息接收模块:完成点式信息的接收与处理。安全型运行监控记录装置:实时检测列车运行速度，对列车运行控制信息进行综合处理，控制列车按命令运行。1．3．CTCS-2CTCS2级是基于轨道传输信息的列车运行控制系统；CTCS-2级面向提速干线和高速新线，采用车-地一体化设计；CTCS-2级适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。1．3．1．地面子系统组成列控中心:根据列车占用情况及进路状态计算行车许可及静态列车速度曲线并传送给列车。轨道电路:完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送控制信息。车站与区间采用同制式的轨道电路。1．3．2．车载子系统组成连续信息接收模块：完成轨道电路信息的接收与处理。点式信息接收模块：完成点式信息的接收与处理。测速模块：实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。设备维护记录单元：对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。车载安全计算机：对列车运行控制信息进行综合处理，生成控制速度与目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。人机界面：车载设备与机车乘务员交互的设备。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。预留无线通信接口。1．4．CTCS-3CTCS-3是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统；CTCS-3面向提速干线、高速新线或特殊线路，基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞；CTCS-3适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。1．4．1．地面子系统组成无线闭塞中心（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。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。点式设备：主要提供列车定位信息。轨道电路：主要用于列车占用检测及列车完整性检查。1．4．2．车载子系统组成无线通信（GSM-R）车载设备：作为系统信息传输平台完成车－地间大容量的信息交换。点式信息接收模块：完成点式信息的接收与处理测速模块：实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。设备维护记录单元：对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。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。人机接口：车载设备与机车乘务员交互的接口。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。1．5．CTCS-4CTCS-4是基于无线传输信息的列车运行控制系统；CTCS-4面向高速新线或特殊线路，基于无线通信传输平台，可实现虚拟闭塞或移动闭塞；CTCS-4由RBC和车载验证系统共同完成列车定位和列车完整性检查；CTCS-4地面不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。1．5．1．地面子系统组成无线闭塞中心（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。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。1．5．2．车载子系统组成无线通信（GSM-R）车载设备：作为系统信息传输平台完成车－地间大容量的信息交换。测速模块：需要时，实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。设备维护记录单元：对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。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。人机接口：车载设备与机车乘务员交互的接口。全球卫星定位或其他设备提供列车定位及列车速度信息。列车完整性检查设备。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2．ETCS简介2．1．ETCS-1：地面信号＋查询应答器＋轨道电路。采用固定追踪间隔形式；司机依靠地面信号行车，地面信号机前设备产生速度监控；依靠轨道电路或计轴设备检查列车占用和完整性；利用查询应答器覆盖各国现有信号系统，并用于列车定位和传送控制命令。该系统是典型的点式ATP。2．2．ETCS-2：轨道电路＋查询应答器＋GSM-R与ETCS-1相比，司机完全依靠车载信号设备行车（可取消地面信号机）；通过GSM-R连续传送列车运行控制命令，车－地间可双向通信；在点式设备的配合下，车载设备对列车运行速度进行连续监控；依靠轨道电路或计轴设备检查列车占用和完整性；建有无线移动闭塞中心。该系统是基于移动通信的连续式ATP。2．3．ETCS-3：查询应答器＋GSM-R与ETCS-2相比是靠车载设备来检查列车完整性，不需要轨道电路；点式设备、GSM-R是系统的主要设备。取消地面信号机和轨道电路后，室外线路上的信号设备减少到最低程度；列车追踪间隔依靠点式设备和无线移动闭塞中心实现，具有明显的移动自动闭塞特征。CTCS与ETCS对比表见附表1。三CTCS-2简介1．CTCS-2系统结构及功能特点1．1．CTCS-2系统结构1．1．1．车载设备：车载ATP设备，包括：安全计算机、STM、BTM、DMI、记录单元，机车接口单元，测速单元，LKJ监控装置。1．1．2．地面设备：车站列控中心，轨旁电子单元LEU和有源应答器；区间无源应答器。1．2．CTCS-2系统功能1．2．1．接收ZPW-2000轨道电路连续信息和点式应答器信息功能；1．2．2．应答器定位功能；1．2．3．防溜逸功能；1．2．4．防退行功能；1．2．5．通过应答器确认列车运行方向的功能；1．2．6．侧线接发车、侧线通过及正线通过分割点的功能；1．2．7．在机控或人控优先方式下的列车超速防护功能；1．2．8．车站及区间临时限速功能；1．2．9．完全监控模式下允许码——无码、完全监控模式下限制码——无码、侧线接车股道无码、应答器锁频信息错误、车载计算机单系故障等故障检测功能；1．2．10．调车模式、调车超速防护及“调车危险”防护功能；1．2．11．列车追踪运行功能。1．3．CTCS-2系统特点1．3．1．系统结构方面增加了车载ATP设备，包括：安全计算机、STM、BTM、DMI、记录单元、机车接口单元、测速单元。增加了车站列控中心，轨旁电子单元LEU和有源应答器；区间无源应答器。地面增加了级间切换应答器，ATP设备与LKJ装置共存，当LKJ工作时，ATP设备为LKJ设备提供机车信号和进行数据记录。1．3．2．系统功能方面：应用车载ATP超速防护功能。增加了列车进路信息传送功能。增加了临时设定和向列车传送功能。增加了区间点式信息传输功能。增加了人控和机控优先选择。增加了上下行方向判别。2．CTCS-2系统主要技术条件2．1．一般规定2．1．1．符合CTCS技术规范的要求。2．1．2．车载设备的信息来源于轨道电路和点式信息设备并在嵌入的运行管理记录单元中设置车载数据库，同时预留无线通信与列车通信网络的接口。2．1．3．车载设备可通过安全设定选择列车的最高运行速度等级，保证机车可牵引不同等级的车列。2．1．4．跨线运行时，车载设备应满足全程控车要求，地面应进行相应改造。2．1．5．车载设备具有识别上下行功能。2．1．6．适应双线双方向或单线双方向运行的要求。2．2．基本要求2．2．1．防止列车冒进禁止信号，应根据系统安全要求设置安全防护距离。2．2．2．应具有冒进防护措施。2．2．3．防止列车越过规定的停车点。2．2．4．防止列车超过允许速度、固定限速和临时限速运行，临时限速命令由调度中心或本地限速盘给出，限速等级及区域应满足运营需要。2．2．5．应具有车尾限速保持功能。2．2．6．防止列车超过规定速度引导进站。2．2．7．防止机车超过规定速度进行调车作业。2．2．8．车轮打滑和空转不得影响车载设备正常工作。2．3．车载设备2．3．1．车载设备的人机界面应为机车乘务员提供列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离的显示。人机界面应设有声光报警功能，能够及时给出列车超速、切除牵引力、制动、允许缓解或故障状态的报警和表示。2．3．2．人机界面应有数据输入功能，输入列车参数有关的信息，输入操作应简明并有清晰的表示。车载设备对机车乘务员输入的数据和操作过程应进行合理性和安全性校核。2．3．3．车载设备的人机界面应设置在机车乘务员便于观察及可接近的区域，符合标准化安装尺寸的要求。显示部分要便于观察，常用按钮、开关应易于机车乘务员操作。2．3．4．双端操纵的机车应设有两套功能完全相同的人机界面，分置于机车两端驾驶室，两套人机界面只有一套接受操作输入，只有在列车停车并办理必要手续后方可换端。动车组两端应各安装一套车载设备，运行中只有动车组头部的车载设备工作。2．3．5．车载设备接收到新信息到给出相应显示的时间不大于3.5s，列车速度超过允许速度至车载设备给出制动指令时间不大于2s。2．3．6．车载设备的超速防护应采取声光报警、切除牵引力、常用制动、紧急制动等措施。2．3．7．当列车速度超过常用制动或紧急制动限速值时，实施切除牵引力、常用或紧急制动控制列车减速或停车（但机车在电制动时，不得切除电制动力）。2．3．8．车载设备实施常用制动后，在列车速度低于允许速度后，才可人工缓解。紧急制动采用失电制动方式，一旦实施紧急制动，设备应保证不能进行人工干预，直到列车完全停车。2．3．9．列车停车后经过规定时间自动启动防止列车溜逸功能，列车继续运行前由机车乘务员人工解除该功能。2．3．10．车载设备的测速模块具有判别列车运行方向的功能。速度测量相对误差不大于2％。2．3．11．车载设备的外部布线应与机车（动车组）的强电布线分开敷设，并采取隔离措施。2．3．12．车载设备的主机柜应紧邻驾驶室。设备安装尽量远离高温、强电、强磁环境并考虑减震措施。2．3．13．轨道电路连续信息感应器、点式环线感应器、点式应答器信息接收天线、无线信息接收天线等装置宜采用冗余配置，并安装牢固。2．3．14．测速传感器采用冗余配置。当采用轴端测速传感器时，应安装于不同转向架的轴端。2．4．地面设备2．4．1．提供连续列控信息的地面设备包括：ZPW-2000（UM系列）模拟轨道电路，数字轨道电路，预留的无线通信传输系统（GSM-R）。2．4．2．提供点式信息的地面设备包括：模拟环线，数字环线，应答器等。点式设备应考虑冗余措施，地面设备故障、信息错误不得产生危险后果。点式设备宜安装在车站内及车站的接近和离去区段。2．4．3．应连续监视信息传输通道的状态，通道中断时须采取安全措施。2．4．4．车站进、出站信号机内方应设置点式设备，当列车冒进禁止信号时，触发列车紧急制动。2．4．5．为实现冒进防护，进、出站信号机内方应留出过走防护距离，当距离条件不满足时，需通过设置延续进路的方式保证。2．4．6．设置地面列控中心，根据列车占用情况及进路状态计算行车许可及静态速度曲线并传送给列车。3．CTCS-2工程相关3．1．CTCS-2的ATP系统对车站正线电码化要求：接车进路和发车进路采用不同的栽频；进站信号机前