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1、北京电务段职教科,CTCS-3级列控系统概述,2,CTCS-3级列控系统概述 目录,3,一、系统背景客运专线系统构成,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。,4,列控系统是确保行车安全的信号系统，包括地面设备和车载设备。 地面设备提供线路信息、目标距离和进路状态。 车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线。,一、系统背景列控系统,5,一、系统背景国外列控系统,法国TVM300/TVM430 日本数字ATC 德国LZB/FZB 欧洲ETCS,6,一、系统背景国内列控发展,机车信号、自动停车和无线列调 UM71与TVM300 L
2、SK系统与LCF系统 LKJ + 机车信号 ZPW-2000A与主体机车信号 欧洲大容量点式应答器,7,一、系统背景中国列车运行控制系统,参照开放、统一的欧洲列车运行控制系统（ETCS）规范和国外高速铁路列控系统运用经验，结合我国铁路运输特点，遵循全路统一规划的原则，铁道部确定构建符合中国国情路情的中国列车运行控制系统（CTCS）技术体系。,8,一、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-3,CTCS-2,CTCS-0,CTCS-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
3、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。,9,一、系统背景中国列车运行控制系统,10,一、系统概述C3系统列控技术平台,基本原则和指导思想：按照全路一张网的原则规划列控系统的技术平台；技术平台要实现300-350km/h客运专线、200-250km/h新建铁路和既有提速线路的互联互通；列控技术平台的确定考虑技术的先进成熟、经济实用、可靠。 列车控制系统是高速铁路的关键技术之一，是铁路运营的安全保障。 在我国300km/h及以上客运专线上选用
4、CTCS3(CTCS3/CTCS2)列控系统作为全路统一技术平台体系，其中CTCS3列控系统保证高速动车组的运行安全，CTCS2列控系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为CTCS3列控系统的后备系统； 通过集成创新和对引进技术的消化吸收实现系统集成再创新，建立符合中国国情路情的、具有自主知识产权的、世界一流水平的高速铁路列车控制技术体系。,11,一、系统背景C3系统构建,依托武广、郑西、广深港等客运专线工程建设，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，构建具有自主知识产权的CTCS-3级列控系统。,12,一、系统背景用户需求,我国300-35
5、0km/h客运专线及高速铁路已确定采用CTCS-3级列控系统作为统一技术平台。,13,一、系统背景当前国内现状,秦沈客专 第六次提速 京津城际 合宁、合武、石太，广珠、达成、温褔、甬台温、福厦、海南东环、昌九、成灌等 武康、武九等 武广、郑西、广深港、沪宁、沪杭、哈大等,14,CTCS-3级列控系统概述 目录,15,二、C3系统技术方案动画演示,CTCS-3级列控系统动画演示,16,车站联锁,无线闭塞中心（RBC）,临时限速系统（TSRS）,二、C3系统技术方案控车原理,17,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,18,二、C3系统技术方案系统构成,在CTCS-
6、2级列控系统的基础上，地面增加RBC设备，车载设备增加GSM-R无线电台和信息接收模块，实现基于GSM-R无线网络的双向信息传输，构成CTCS-3级列控系统，用于300-350km/h客运专线和高速铁路。,列控系统 地面设备,列控系统 车载设备,19,二、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,
7、道岔,信号机,列控中心,车载设备,应答器,轨道电路,TSRS,20,二、C3系统技术方案系统结构,CTCS-3级列控系统总体结构包括：地面设备、车载设备、GSM-R无线通信网络、信号数据传输网络四部分。,21,二、C3系统技术方案车载设备,车载设备由车载安全计算机（VC）、GSM-R无线通信模块（RTM）、轨道电路信息接收单元（TCR）、应答器信息接收模块（BTM）、记录器（JRU）、人机界面（DMI）、列车接口单元（TIU）等组成。,22,二、C3系统技术方案无线闭塞中心,RBC设备采用硬件安全比较冗余结构，包括：无线闭塞单元（RBU）、协议适配器（VIA）、RBC维护终端、司法记录器（JR
8、U）、ISDN服务器、RBC本地终端和交换机等设备组成。,23,二、C3系统技术方案临时限速系统,临时限速系统采用硬件安全比较冗余结构，包括：临时限速服务器、临时限速操作终端、临时限速维护终端等设备组成。,24,二、C3系统技术方案列控中心,列控中心采用硬件安全比较冗余结构，包括：冗余电源、主机单元、输入输出接口单元、通信接口单元和监测维护终端等设备组成。,25,二、C3系统技术方案ZPW-2000A,ZPW-2000A无绝缘轨道电路，增加通信接口板，实现与列控中心接口通信，通过CAN通信向列控中心提供轨道占用状态，并从列控中心接收编码信息。,26,二、C3系统技术方案应答器,应答器与LEU设
9、备 应答器布置 报文定义,27,二、C3系统技术方案GSM-R网络,GSM-R采用单网交织的冗余覆盖方案。由移动交换中心 （MSC）、基站控制器（BSC）、基站（BTS）、光传输设备（OTE）、移动终端（MT）、码型转换和速率适配单元（ TRAU）等组成。,28,二、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,信号数据传输网络实现无线闭塞中心（RBC）、调度集中（CTC）、联锁、列控中心（TCC）、监测系统间的信息传输。,29,二、C3系统技术方案信号安全数据网,30,二、C3系统技术方案系统结构,31,二
10、、C3系统技术方案主要技术原则,（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。,32,二、 C3系统技术方案主要技术原则,（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
11、括大站在内的全线所有车站。 （8）动车段及联络线均安装CTCS-2级列控系统地面设备。,33,二、C3系统技术方案主要技术原则,（9）300km/h及以上动车组不装设列车运行监控装置（LKJ）。 （10）在300km/h及以上线路，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、超速15km/h触发紧急制动。 （11）无线闭塞中心（RBC）向装备C3车载设备的列车、应答器向装备C2车载设备的列车分别发送分相点信息，实现自动过分相。,34,二、C3系统技术方案主要工作模式,35,二、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
12、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。,36,二、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40
13、km/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。,37,二、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
14、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。,38,二、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
15、/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。,39,二、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。,40,二、C3系统技术方案主要运营场景,41,二、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
16、中心（RBC）的通信会话，并将相关信息注册到RBC。 列车数据输入：司机输入列车数据，车载设备将列车数据传送给RBC，并要求RBC回执。 准备发车：司机按压车载设备开始工作按钮，车载设备投入正常工作。 列车启动：司机按“启动”键，车载设备向RBC申请行车许可。 列车注销：司机关闭控制台，车载设备终止与RBC的通信，RBC注销列车的注册信息。 关闭电源：关闭电源后，车载设备只保存CTCS-3级/CTCS-2级的工作等级信息和连接RBC所需的信息。,42,二、C3系统技术方案主要运营场景,（2）进出动车段,出动车段：在动车段内按CTCS-2级的部分监控模式运行，通过出站口的应答器组并得到相应的信息后，在联络线按CTCS-2级的完全监控模式运行，模式转换自动进行; 入动车段：在联络线按CTCS-2级的完全监控模式运行； 动车段内：在动车段内按CTC
