列控系统概述

CTCS-3级列控系统概述CTCS-3级列控系统概述目录一、系统背景——客运专线系统构成客运专线系统构成工务工程牵引供电通信信号动车组运营调度客运服务维修体系票务系统旅客服务系统市场营销策划客运组织管理路基工程轨道工程桥梁工程站场工程隧道工程运行管理车辆管理供电管理综合维修客运调度运输计划牵引系统制动系统列车网络系统总成车体转向架供电系统变电系统接触网系统远程监控系统电力系统列控系统联锁系统集中监测系统调度集中系统通信系统工务工程、动车组和列控系统是客运专线系统的三大核心技术。列控系统是保证高速列车运行安全、有序、高效的关键。一、系统背景——列控系统一、系统背景——国外列控系统一、系统背景——国内列控发展一、系统背景——中国列车运行控制系统一、系统背景——CTCS等级基于无线信息传输，机车乘务员凭车载信号行车。用于300-350km/h线路。CTCS-3CTCS-2CTCS-0CTCS-1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。由通用机车信号和运行监控记录装置构成。既有线现状。CTCS-4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。一、系统背景——中国列车运行控制系统一、系统概述——C3系统列控技术平台一、系统背景——C3系统构建通过引进列控系统关键技术，联合设计、联合开发、联合攻关，并结合成功应用的CTCS-2级技术，一、系统背景——用户需求一、系统背景——当前国内现状CTCS-3级列控系统概述目录二、C3系统技术方案——动画演示CTCS-3级列控系统动画演示车站联锁无线闭塞中心（RBC）临时限速系统（TSRS）列车位置、速度信息限速信息进路信息轨道电路占用信息速度曲线列车位置、速度信息行车许可列车位置、速度信息二、C3系统技术方案——控车原理速度曲线时速(km/h)目标停车点二、C3系统技术方案——控车原理二、C3系统技术方案——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二、C3系统技术方案——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、唯一信息传输。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二、C3系统技术方案——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二、C3系统技术方案——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二、C3系统技术方案——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FSW2FSW1二、C3系统技术方案——临时限速系统临时限速操作终端二、C3系统技术方案——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二、C3系统技术方案——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型调谐匹配单元二、C3系统技术方案——应答器CZCZJZDWDW200m20mFJZXXNSIISIS3S4DWDWDWDWDWDW二、C3系统技术方案——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二、C3系统技术方案——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二、C3系统技术方案——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二、C3系统技术方案——系统结构生成C3行车许可RBC应答器发送线路参数、临时限速接收列车位置、速度等信息定位和等级转换等信息发送线路参数和临时限速等信息实现车-地面之间连续、双向、大容量信息传输GSM-R网络生成连续速度控制曲线，监控列车安全运行车载设备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发送列车位置、速度等信息控制轨道电路发码TCC控制有源应答器报文发送区间闭塞与方向控制等临时限速管理TSRS二、C3系统技术方案——主要技术原则。二、C3系统技术方案——主要技术原则二、C3系统技术方案——主要技术原则车载设备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)二、C3系统技术方案——主要工作模式二、C3系统技术方案——主要工作模式（1）完全监控模式（FS）当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续速度模式曲线，监控列车安全运行；并通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息。（2）部分监控模式（PS）CTCS-2级后备系统使用的模式。当车载设备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车安全运行。二、C3系统技术方案——主要工作模式（3）目视行车模式（OS）列控车载设备显示禁止信号、列车停车后又需继续运行时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作并确认后，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，司机每确认一次列车可运行一定距离（300m）或一定时间（60s）。（4）调车模式（SH）调车作业时，牵引运行限制速度40km/h。车载设备可采用自动转换或人工转换方式进入调车模式。自动转换方式：车站联锁办理调车进路，无线闭塞中心（RBC）向车载设备提供行车许可，车载设备按调车限制速度控车；人工转换方式：司机选择调车模式，车载设备按调车限制速度控车。二、C3系统技术方案——主要工作模式（5）引导模式（CO）当锁闭进路中存在不能检查列车占用的轨道区段时，车载设备根据地面设备提供的行车许可生成目标距离连续速度模式曲线，并通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。（6）待机模式（SB）当列控车载设备上电/唤醒时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，设备监控列车不允许移动。当司机开启驾驶台时，处于待机模式的列控车载设备可通过人机界面（DMI）、GSM-R无线通信、轨道电路、应答器传送列控信息。二、C3系统技术方案——主要工作模式（7）隔离模式（IS）在停车情况下，经操作使列控车载设备制动功能停用，在该模式下，车载设备不承担任何行车安全责任。列控车载设备正常工作时应能够监测隔离开关状态。（8）机车信号模式（CS）当列车运行到地面未安装CTCS-3级/CTCS-2级列控系统设备的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备生成固定限制速度80km/h，并显示机车信号。二、C3系统技术方案——主要工作模式（9）休眠模式（SL）非本务车载设备的工作模式。在模式下，车载设备不负责列车安全防护功能，但执行列车定位、级间转换、测速测距等功能。二、C3系统技术方案——主要运营场景注册与启动进出动车段级间转换行车许可自动过分相调车停车与注销降级情况临时限速重联与摘解人工解锁进路特殊进路RBC切换灾害防护二、C3系统技术方案——主要运营场景（1）注册与启动包括以下过程：设备上电：车载设备上电并自检后进入待机模式。列车唤醒：司机打开驾驶台，人机界面（DMI）提示司机输入司机号。列车注册：在CTCS-3级区段，车载设备建立与无线闭塞中心（RBC）的通信会话，并将相关信息注册到RBC。列车数据输入：司机输入列车