CTCS-2列控系统

1CTCS-2列控系统大秦铁路公司有限公司太原职工培训基地忻州培训站韩旭东2CTCS列控系统概述名词缩写ATP（AutomaticTrainProtection），列车超速防护。CTC（CentralizedTrafficControl），调度集中。CTCS（ChineseTrainControlSystem），中国列车运行控制系统。DMIS（DispatchManagementInformationSystem），列车运行调度管理信息系统。EMC（ElectroMagneticCompatibility），电磁兼容性。ETCS（EuropeanTrainControlSystem），欧洲列车运行控制系统。ETML（EuropeanTrafficManagementLayer），欧洲铁路运输管理层。ERTMS（EuropeanRailwayTrafficManagementSystem），欧洲铁路运输管理系统。FRS（FunctionalRequirementsSpecifications），功能需求规范。GSM－R（GlobalSystemMobileforRailway），铁路专用全球移动通信系统。名词缩写RBC（RadioBlockCenter），无线闭塞中心。SRS（SystemRequirementsSpecifications），系统需求规范。SBI（ServiceBrakeInterventionlimit）常用制动介入限制。EBI（TheEmergencyBrakeInterventionlimit）紧急制动介入限制。REL（ReleaseSpeed）缓解制动速度。CSM（CeilingSpeedMonitoringSection）常数速度监视区。TSM（TargetSpeedMonitoringSection）目标速度监视区。SSP（StaticSpeedProfile）静态速度制限。TSR（TemporarySpeedRestriction）临时限速。LMA（LimitofMovementAuthority）列车停车界限。RMP（RevisedMileageforpositionalrecognition）校正累计计数距离。MRSP（MostRestrictiveSpeedProfile）最低限速。5必要性列车速度的不断提高，靠地面信号行车已不能保证行车安全，必须靠车载信号设备对列车实施运行控制，ATP已成为行车安全不可缺少的重要技术装备。6启示随着欧洲铁路的发展，欧盟各国都面临如何解决跨国运行时ATP的兼容问题。为此，20世纪90年代中期欧洲各信号公司花大力气，耗时几年，联合制订了ETCS技术规范。目前，ETCS已通过欧盟立法，成为欧盟各国铁路强制实行的规范。并在装备形式上主要分为ETCS一、二、三级。通过对ETCS的研究，从中得到以下几点启示：7a.总体规划我们在充分借鉴欧洲发展ETCS成功经验的基础上，经过充分调查研究和专家论证，已对CTCS作出了总体规划。中国发展CTCS技术既要兼顾既有设备的现状，也要充分考虑未来的发展，避免造成人力物力的浪费和制式的混乱。8b.系统设计ATP是由地面信号设备和车载设备共同组成的闭环高安全系统，是地面联锁向车载设备的延伸，在此基础实现了以车载设备为主的行车方式。各国铁路在实施ATP过程中，都是以故障安全作为最重要的技术条件，将地面和车载设备按一个系统统一设计，同步进行技术更新或强化改造的，这样才能保证整个系统的高安全、高可靠。9中国列车运行控制系统-CTCS铁道部2002年开始立项对ETCS技术规范进行研究，提出发展CTCS的战略目标。2004年铁道部发布了“CTCS技术规范总则”、“CTCS-2技术条件”等规范文件。文件描述了CTCS的基本概念、目标、框架结构、分级和各级间的兼容关系，是CTCS系统设计、设备研制的强制性规范。10参照欧盟发展ETCS的成功经验，从中国的国情、路情实际出发，中国列车运行控制系统划分为0～4级。CTCS系统分级11CTCS-0级既有线的控车模式。区间轨道电路+站内电码化+通用机车信号+列车运行监控装置。12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)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。CTCS-1级CTCS-1级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。(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。14CTCS2级是基于轨道传输信息的列车运行控制系统；CTCS2级面向提速干线和高速新线，采用车-地一体化设计；CTCS2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)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。CTCS-2级CTCS-2级(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。CTCS-2级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。17CTCS3级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；CTCS3级面向提速干线、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；CTCS3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)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。CTCS-3级CTCS-3级(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。CTCS-3级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。20CTCS-4级CTCS4级是基于无线传输信息的列车运行控制系统；CTCS4级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；CTCS4级由RBC和车载验证系统共同完成列车定位和列车完整性检查；CTCS4级地面不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。CTCS-4级(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。CTCS-4级(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。CTCS-4级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CTCS-4级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CTCS等级划分及设备构成CTCS-1CTCS-0CTCS-2CTCS-3CTCS-4地面设备联锁闭塞进出站口应答器区间应答器列控中心RBCGSM-RRBCGSM-R车载设备机车信号LKJBMTATPGSM-RGSM-R适应最高速度160km/h160km/h200-250km/h（理论300km/h）300-350km/h高速和特殊线路26级间转换CTCS-2级（ATP)CTCS-0/1级正向预告点切换点反向预告点级间转换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。系统车载设备向下兼容。系统级间转换应自动完成。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。系统级间转换应不影响列车正常运行。系统各级状态应有清晰的表示。28CTCS-2系统29CTCS-2系统总体设计原则在我国既有成熟信号系统技术设备基础上（如:自动闭塞、机车信号、车站联锁、调度集中等），通过适当增加其它信号设备（如：应答器、列控车载设备），构成具有先进连续速度控制功能并符合国际列控系统功能需求规范（ETCS）的列控系统。考虑建设周期的长期性，系统应与既有线信号系统具有良好的兼容性。为使技术在我国铁路可持续健康发展，系统技术应具有自主知识产权，设备国产化生产。30CTCS-2系统技术特点适应最高列车运行速度：350km/h列车最小追踪间隔时间：3分钟列车安全监控模式：连续速度控制闭塞方式：固定闭塞轨道用检查：ZPW-2000系列轨道电路列车定位：应答器、轨道电路地车信息传输媒介：轨道电路+应答器地车信息传输控制：地面列控中心技术方案成熟性：系统已大规模应用于我国第6次提速工程（200km/h）系统造价：相对国外同类系统较低系统技术：国内单位基本掌握系统设备集成：以国内公司为主系统设计：以国内设计院为主系统兼容性：与我国既有信号系统完全兼容31CTCS-2系统技术要求速度目标值：满足300km/h，预留350km/h扩展条件。控制模式：目标－距离模式。驾驶模式：司机制动优先模式或设备制动优先模式两种。信息传输媒介：控车信息由轨道电路+应答器设备提供。系统兼容性：不同速度等级线路的列车可互联互通。32CTCS-2系统基本功能在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行安全在任何情况下防止列车无行车许可运行防止列车超速运行，包括：防止列车超过进路允许速度；防止列车超过线路结构规定的速度；防止列车超过机车车辆构造速度；防止列车超过临时限速及紧急限速；防止列车超过铁路有关运行设备的限速；防止机车超过规定速度进行调车作业；防止列车超过规定速度引导进站；防止列车溜逸。33CTCS-2系统其它功能具有车尾限速保持功能规定范围内的车轮打滑和空转不得影响车载设备正常工作；测速环节应保证，一定范围内的车轮滑行和空转不影响ATP的功能，并具有轮径修正能力；人机界面的基本功能是为机车乘务员提供的必须的显示、数据输入及操作，并能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离；能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按钮和有关数据输入装置，具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安全控制要求对输入数据进行有效性检查检测和记录功能，包括：具有开机自检和动态检查功能具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口