高铁ctcs系统

列控系统概述列车运行控制系统定义•是一种可以根据列车在铁路线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整的技术装备。分级分级连续一次连续350km/h列控系统的发展：控制模式的发展•阶梯式分级速度控制曲线式分级速度控制目标距离速度控制•控制模式简表列控系统的发展：闭塞方式的发展运行列车间的空间间隔是若干个闭塞分区；后行列车的追踪目标点位于前行列车所占用闭塞分区的始端后行列车从最高速开始制动的计算点为要求开始减速的闭塞分区的始端，空间间隔长度固定，称固定闭塞速度控制采用阶梯形控制固定闭塞不设定每个闭塞分区的速度等级，采取一次制动方式追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端，不因前行列车的移动而改变后行列车从最高速开始制动的计算点根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定空间间隔的长度不固定采用抛物线制动准移动闭塞移动闭塞：线路没有划分为固定的闭塞分区后续列车以前行列车尾部为追踪的目标点前后列车的最小间隔等于后行列车的制动距离+安全距离列车间的间隔是动态的、并随前一列车的移动而移动•列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车运行速度进行比较，超速后及时进行控制。列车运行控制系统功能列车运行控制系统组成车载地面系统包括地面设备和车载设备和地车信息传输设备三部分。地面设备产生出列车控制所需要的全部基础数据，例如列车的运行速度、运行许可等；车载设备将地面传来的信号进行信息处理，形成列车速度控制数据及列车制动模式，用来监督或控制列车安全运行。地车信息传输通道包括地面信息传输设备，车载信息传输设备、地面信息传输网络–车、地信息传输方式–点式–轨道电路–无线传输CTCS系统定义CTCS(ChineseTrainControlSystem)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。当列车运行速度超过160km/h时,按照地面信号机显示驾驶列车运行的控车方式已不能满足要求。20世纪80年代末,我国相继在京广线郑武段、京哈线京秦段引进了法国的UM71轨道电路和TVM300列控系统，在京哈线秦沈段引进了法国的UM2000轨道电路和TVM430列控系统。“机车信号+列车运行监控记录装置”的结合使用，在我国运行速度160km/h以下客货列车上得到了推广和普及，在指导司机驾驶、列车运行基本安全防护等方面发挥了重要作用。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。产生背景2004年初，铁道部组织国内、外专家，通过对ETCS技术规范、世界各国列控标准及实际运营情况的分析，结合我国铁路实际运行需求、设备状况和技术政策，经过长时间的论证和研究，提出了《CTCS技术规范准则》，确定CTCS五个等级的总体技术框架；并制定了《CTCS-2级列控系统暂行技术条件》，确定采用由点式应答器+连续式轨道电路向列车传输运行许可信息，采用目标距离模式曲线监控列车安全运行的方式。2004年底，铁道部组织研究并决策，在我国铁路既有线第六次提速200-250km/h时采用CTCS-2级列控系统，在动车组列车上装备CTCS-2级列控车载设备，在提速至200-250km/h线路区段上进行CTCS-2级列控地面设备改造。2005年底及2006年初，在环形道上利用SS9型机车，进行了CTCS-2型列控系统第一次全面实验。2006年5月，在环形道上完成了CTCS-2型列控系统基本列控功能试验。2006年9月18日完成胶济全线列控设备安装任务，9月20日进行胶济全线动车组列控拉通试验。2007年3月，铁道部在北京铁路局管内组织实施了动车组5min追踪运行试验。2007年4月初在胶济线蔡家庄至娄山五站四区间76km区段进行了CTCS-2补充试验。至此，CTCS-2型列控系统的基本功能全部得到验证。武广及在建的京沪高速采用基于GSM-R无线信息传输的CTCS-3系统。1.3CTCS分级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。CTCS0级CTCS0级为既有线的现状，由通用机车信号和运行监控记录装置构成。CTCS1级由主体机车信号+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。CTCS系统分级CTCS2级CTCS2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。CTCS3级CTCS3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。CTCS系统分级CTCS4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系统分级•为了规范的一致性，将目前干线铁路应用的地面信号设备和车载设备定义为0级•在既有地面信号设备的基础上，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。•日本的数字列车运行控制系统I—ATC就是采取车载信号设备贮存电子地图，通过每一轨道区段的地址编码来调取所需的线路数据，这种方式可以使地一车信息传输的信息的需求量减少。•在欧洲列车控制系统ETCS规范中也不排斥车载信号设备贮存线路数据的方式。•尚未成为安全系统，适用于列车最高运行速度为60km／h及以下，一般自动闭塞设计仍按固定闭塞方式进行，采用四显示自动闭塞，采用分级速度控制，其目标距离式制动曲线可作为参考。CTCS0级CTCS1级由主体机车信号+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。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。•l级的控制模式为目标距离式，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。•可称为线路数据全部贮存在车载设备上的列车运行控制系统列控系统结构CTCS-1列控系统结构CTCS-1LEUCabinetLEUCabinet信号楼SignalingRoom信号楼SignalingRoom111213141112皇姑屯站HGTStation沈阳北站SYBStation下行/Downdirection上行/UpdirectionCTCS2级CTCS2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。CTCS2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。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。地面应答器CTC或TDCS站机车站列控中心车站联锁LEU车务终端车站信号楼地面应答器CTC或TDCS站机车站联锁车务终端车站信号楼地面应答器CTC/TDCS站机车站联锁车务终端车站信号楼调度中心CTC/TDCSZPW2000轨道电路列控系统结构CTCS-2临时限速服务器•CTCS2级采取目标距离控制模式(又称连续式一次速度控制)。目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级，采用一次制动方式。•CTCS2级采取闭塞方式称为准移动闭塞方式，准移动闭塞的追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端，留有一定的安全距离，而后行列车从最高速开始一次制动曲线的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。目标点相对固定，在同一闭塞分区内不依前行列车的走行而变化，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的。列控系统结构CTCS-2CTCS3级CTCS3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.(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。(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。该系统是我国独创的列车运行控制技术体系，采用速度-目标距离列车控制模式，实现对列车运行的智能化控制，已成功用于既有线时速200~350公里提速线路。应答器调度集中CTCGSM-R无线网络无线闭塞中心（RBC）车站列控中心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列控系统结构CTCS-3CTCS4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。(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。(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