CTCS-3列车运行控制系统——兄弟会.

CTCS-3列车运行控制系统2013.6.13制作：兄弟会20107371文xx20107373段xx20107391冯xx20107409杨xxPage2解说——冯洋二、CTCS-3级列控系统车载设备一、CTCS-3级列控系统总体介绍二、CTCS-3——列车运行控制原理演示二、CTCS-3——车载工作模式Page3CTCS列控系统分级CTCS-3CTCS-2CTCS-0CTCS-1CTCS-4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。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。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。Page4CTCS-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，客专可用于300km/h运行。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。C2和C3的比较Page5CTCS-3级列控系统介绍CTCS-3级列车运行控制系统包括地面设备和车载设备。地面设备：由无线闭塞中心(RBC)、列控中心(TCC).ZPW-2000(UM)系列轨道电路、应答器（含LEV）、GSM-R通信接口设备等组成；车载设备：由车载安全计算机(VC).GSM-R无线通信单元(RTU)、轨道电路信息接收单元(TCR)、应答器信息接收模块(BTM)、记录单元(JRU/DRU)、人机界面(DMI、列车接口单元(TIU)等组成。CTCS-3级列控系统具有以下特点：1、基于GSM-R无线通信实现车——地信息双向传输；2、由无线闭塞中心RBC生成生成许可；3、轨道电路实现列车占用检测；4、应答器是先列车定位；5、向下兼容CTCS-2级功能。Page6CTCS-3——总体结构示意图CTC车站自律分机CAUPUC车载设备调度集中数据通信以太网TRAUGSM-RBSC移动交换中心BTSOTERBC/联锁安全数据通信以太网列控中心安全数据通信局域网BTSOTEBTSOTE缩写对照表BSC：基站控制器BTS：基站DMI：人机界面OTE：光传输设备RBC：无线闭塞中心TRAU：码型转换和速率适配单元图例停车标志牌无源应答器有源应答器地面设备CTC车站自律分机车站联锁轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路车站列控中心微机监测微机监测集中监测数据通信以太网车站联锁轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路车站列控中心微机监测BTSOTEBTSOTE轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路中继站列控中心OTE电务段临时限速操作终端郑州铁路局既有调度所车载设备轨道电路接收天线C3控制单元C2控制单元PUCCAU应答器接收天线应答器信息接收模块DMIDMI紧急制动列车管理模块PG速度速度传感器PGC3控制单元C2控制单元PUCCAU应答器接收天线应答器信息接收模块MVBProfibusPGPG紧急制动接口列车管理模块JRU无线接口模块RSS无线接口模块RSSRBC中心郑州铁路局既有TDCS设备RBC远程操作终端西安铁路局既有TDCS设备临时限速服务器RBC本地操作终端RBC监测接口服务器CTC行调台TSR接口服务器助调台维修调度台CTC分界口通信服务器RBC接口服务器通信接口服务器临时限速维护终端Page7CTCS-3——总体描述•RBC根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可，并通过GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备；同时通过GSM-R无线通信系统接收车载设备发送的位置和列车数据等信息。•TCC接收轨道电路的信息，并通过联锁系统传送给RBC;同时，TCC具有轨道电路编码、应答器报文存储和调用、站间安全信息传输、临时限速功能，满足后备系统需要。•应答器向车载设备传输定位和等级转换等信息；同时，向车载设备传送线路参数等信息，满足后备系统的需要。应答器传输的信息与无线传输的信息的相关内容含义保持一致。•车载安全计算机根据地面设备提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息和动车组参数，按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线，监控列车安全运行。Page8CTCS-3——主要技术原则（1）CTCS-3级列控系统满足运营速度350km/h、最小追踪间隔3分钟的要求。（2）CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行的要求。（3）CTCS-3级列控系统满足互联互通的运营要求。（4）CTCS-3级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。（5）CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。无线闭塞中心或无线通信故障时，CTCS-2级列控系统控制列车运行。（6）全线无线闭塞中心（RBC）设备集中设置。（7）GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。Page9（8）动车段及联络线采用CTCS-2级列控系统。（9）CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定为超速2km/h报警、超速5km/h触发常用制动、速度在250km/h以上时超速15km/h触发紧急制动、速度在250km/h及以下时超速10km/h触发紧急制动。（10）采用应答器实现自动过分相。（11）CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足IEC62280标准要求的安全通信协议。（12）CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足相关标准的要求，关键设备冗余配置。Page10解说——文怀民二、CTCS-3级列控系统车载设备一、CTCS-3级列控系统总体介绍二、CTCS-3——列车运行控制原理演示二、CTCS-3——车载工作模式Page11CTCS-3——车载设备CTCS-3级列控系统车载设备由安全计算机(VC)、轨道电路信息接收单元(TCR)、应答器传输模块(BTM)及应答器天线、无线传输模块(RTM)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)、铡速测距单元、司法记录器(JRU)等。Page12CTCS-3车载系统总体描述(1)安全计算机：根据与地面设备交换的信息监控列车安全运行。(2)轨道电路信息接收单元：接收轨道电路的信息。(3)应答器传输模块及应答器天线：应答器传输模块通过与应答器天线连接，接收地面应答器的信息。(4)无线传输模块：通过与GSM—R车载电台连接，实现车一地双向信息传输。(5)人机界面：人机界面实现司机与车载设备之间的信息交互。(6)列车接口单元：列车接口单元提供安全计算机与列车相关设备之间的接口。(7)测速测距单元：测速测距单元接收测速传感器等设备的信号，测量列车运行速度和运行距离。(8)司法记录器：司法记录器用于记录与列车运行安全有关的数据，并在需要时下载进行数据分析。Page13CTCS-3列控车载设备介绍（CRH2）DMI1DMI2网关司法记录器输出输入GSM-RC3主机测速智能单元C2主机轨道电路读取器应答器传输模块应答器天线PUCC2主机测速智能单元C3主机轨道电路读取器应答器天线+通用加密装置车载无线传输单元VDX2/2速度距离单元1速度距离单元2安全输出单元1/2PGDPGDMVBLocalMVBProfiBusRS422列车信号系统PUC应答器传输模块Page14CTCS-3列控车载设备介绍（CRH3）DMI1DMI2网关司法记录器MVB适配GSM-RC3主机测速智能单元C2主机轨道电路读取器应答器传输模块应答器天线PUCC2主机测速智能单元C3主机轨道电路读取器应答器传输模块应答器天线+通用加密装置车载无线传输单元VDX2/2速度距离单元1速度距离单元2安全输出单元1/2PGDPGDMVBLocalMVBProfiBusRS422列车信号系统PUCPage15CTCS-3—车载设备组成模块名称用途功能概述CTCS3主机模块CTCS3专用CTCS3主机控制，核心控制单元。CTCS2主机模块CTCS2专用CTCS2主机控制，核心控制单元。速度距离处理SDP共用根据SDU的速度信息，对速度进行处理。网关TSG共用列车网关速度距离单元SDU共用速度读取单元GSM-R通信单元（MT）CTCS3专用GSM-R通信接收和发送车载无线传输单元COMCCTCS3专用通信传输控制单元通用加密装置GCDCTCS3专用实现无线信息的加密和解密TCR轨道电路读取CTCS2专用ZPW2000轨道电路信息读取Page16CTCS-3—车载设备组成功能模块名称用途功能概述安全输出单元VDX共用安全输出，控制列车紧急制动及紧急制动状态回采。输出单元DX共用列车接口，10个数字输入和6个数字输出。输入单元DI共用列车接口，16个数字输入。速度传感器（雷达和车轮速度传感器）共用用于检测列车速度。应答器读取天线CAU共用应答器读取天线。应答器传输模块BTM共用接收应答器报文，解码后发送给主机。司机显示单元DMI共用司机显示和操作界面司法记录器JRU共用记录单元，记录系统Page17GMS-R在CTCS-3中的应用车载设备机车乘务员无线闭塞中心RBC联锁设备固定应答器人机界面jiemian口输出模块列车输入模块点式信息接收模块测速模块入模块地面设备无线通信接口模块调度集中系统地面GSM-R系统观运行记录单元车载安全计算机车载GSM-R系统列控中心相邻RBC轨道电路相邻RBCPage18CTCS3与GSM-R之间的纵向关系移动端EVCO&M安全层通信层应用接口固定端RBCO&M安全层通信层安全协议通信协议GSM-R空中接口——电路连接移动GSM接口固定网络接口应用接口安全相关设备应用进程之间安全相关信息的通信，通过安全相关传输保护进程和安全相关访问保护进程，分别进行传输错误和非法访问处理防护，同时安全相关传输保护进程和安全相关访问保护进程遵照开放式传输系统标准。由于列控系统是安全相关系统．因此．GSM-R系统也具有安全通信管理功能，其安全通信管理层与列控系统立用之间的关系如下图所示。安全相关设备与非安全相关设备的应用进程则不经过任何安全相关进程，直接通过开放式传输系统进行非安全相关信息的通信。Page19列控系统的安全协议栈列控系统通用安全层无线特定的安全层无线适配/通信层列控系统沿线应用层列控系统通用安全层无线特定的安全层无线适配/通信层通信系统列控系统沿线应用层列控系统应用协议列控系统通用安全协议无线适配/通信协议特定安全层协议Page20CTCS3——冗余设置由于列控数据传输对安全性和可靠性的特殊要求，必须考虑冗余。冗余不仅包括核心网络与无线网络的冗余，还包括车载通信单元与列控GSM-R接入服务器之间的冗余和关键接口的冗余。无线网络的冗余即双层覆盖，可以极大地提高列控数据传输的可靠性，保证任何一个基站故障都不会影响列控数据传输，目前，双层覆盖的方式主要有两种：同站址覆盖和交织站址覆盖。Page21解说——杨少杰二、CTCS-3级列控系统车载设备一、CTCS-3级列控系统总体介绍二、CTCS-3——列车运行控制原理演示二、CTCS-3——车载工作模式Page22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——列车运行控制原理演示Page23CTCS-3列控系统介绍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ETCS2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300k