c3列控系统概述2014v1

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1、C3 列控系统概述,技术支持中心 2014年5月,目录,一、C3 简介 二、C3 及 GSM-R 系统设备组成 三、C3 相关指标要求 四、C3 主要工作模式及运营场景 五、承载 C3 业务的 GSM-R 系统设计,C3 简介,C3 CTCS3 CTCS 中国列车运行控制系统 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。 基于轨道电路和无线通信（GSM-R）的固定闭塞模式,4,C3 简介,线路被划分为固定位置、固定长度的闭塞分区 某一时刻，一个分区只能被一列车占用 列车间隔以闭塞分区为单位，与列车在分区内的实际位置无关 轨道电路将闭塞分区的占用情况发给RBC,CTCS-

2、3仍为固定闭塞,C3 简介,CTCS-4将实现移动闭塞： 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,C3 简介,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。 选用CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。无线闭塞中心（RBC）或无线通信故障时，CTCS-2级列控系统控制列车运行。 GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。,C3 简介,CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。 车载子系统可由以下部分组成：CTCS车载

3、设备、无线系统车载模块。 地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络（GSM-R）、列车控制中心（CTC）/无线闭塞中心（RBC）。,C3 简介,调度中心 (CTC),车站联锁,列控轨旁设备,车载设备,轨道电路,应答器,GSM-R通信网络,C3 及 GSM-R 系统设备组成,CTCS-3级列控系统示意图,C3 及 GSM-R 系统设备组成,CTCS-3级列控系统包括：车站设备、中心设备、轨旁设备、车载设备和信号安全通信网五个部分，另外GSM-R无线通信网络是C3列控系统的重要基础和支撑。,C3 及 GSM-R 系统设备组成,CTCS-3列控信息传送,C3 及 GSM-R 系统设

4、备组成,C3 及 GSM-R 系统设备组成,车站联锁,无线闭塞中心（RBC）,临时限速系统（TSRS）,C3 及 GSM-R 系统设备组成,发车进路、接车进路和通过进路：RBC根据联锁建立的进路和列车位置生成行车许可，并发送给车载设备。 站间运行：RBC根据轨道电路的状态和列车位置生成行车许可，并发送给车载设备。 调车作业：RBC根据办理的调车进路生成调车行车许可，并发送给车载设备。,运营场景 行车许可,C3 及 GSM-R 系统设备组成,在RBC边界前方及边界点设置预告应答器和切换应答器。 RBC1从RBC2获得进路信息，生成延伸到RBC2管辖范围的行车许可； 另一个GSM-R车载移动电台与

5、RBC2建立通信； 列车通过预告应答器和切换应答器，RBC切换自动完成：列车受到RBC2的控制，车载设备终止与RBC1的通信。 车载设备从RBC2接收到新的行车许可。,运营场景 RBC切换,C3 及 GSM-R 系统设备组成,GSM-R在CTCS-3中是车载设备与列车控制中心进行双向信息传输的车地通信系统。 GSM-R主要由基站（BTS）、基站控制器（BSC）、码型速率适配单元（TRAU）、移动交换中心（MSC）组成。 车载设备与列车控制中心通信时，车载将数据通过空中接口发送到BTS，然后经过BSC、TRAU、MSC，最后将数据传送到RBC；RBC向车载发送数据时，也是经过这些GSM-R设备，

6、将数据发送到车载的；,C3 及 GSM-R 系统设备组成,C3 及 GSM-R 系统设备组成,接口监测在网络中位置,C3 及 GSM-R 系统设备组成,Pri接口数据（MSC与RBC之间的接口）； A接口数据（MSC与TRAU之间的接口）； Abis接口数据（BSC与BTS之间的接口）；,接口监测在网络中位置,C3 及 GSM-R 系统设备组成,三接口位置,C3 及 GSM-R 系统设备组成,Gn,BSS,MSC,SMS- GMSC,A,Um,CIR,HLR,C3业务与GPRS区别,C3 及 GSM-R 系统设备组成,CTCS-3的最高时速可达350km/h，但是一旦车载设备与RBC的通信非正

7、常的中断后，就会导致列车触发常用制动，当减速到300km/h时，车载仍然没有与RBC建立有效的通信，则列车出于保护机制，自动降级到C2控车，直到经过可以发出转C3指示的应答器后，才能重新恢复C3控车； 在这个过程中，当车载与RBC非正常通信中断后，在车载设备上就会显示无线超时提示； 而当列车由C3控车转为C2控车时，就是CTCS-3的降级；,C3 及 GSM-R 系统设备组成,无线覆盖覆盖指标,C3 相关指标要求,（1）网络注册时延 （2）连接建立时延 （3）连接建立失败率 （4）传输时延 （5）连接丢失率 （6）传输干扰,C3 相关指标要求,C3对GSM-R系统的QoS需求,（1）网络注册时

8、延：GSM-R网络注册时延是指从发送“注册请求”到收到“注册响应”指示所需的时间。 GSM-R网络注册时延应满足：30s (95%)，35s (99%)。 （2）连接建立时延：是指从请求连接建立到指示连接建立成功之间所需的时间。 移动用户主叫的连接建立时延应满足：8.5s (95%)，10s (100%)。,C3对GSM-R系统的QoS需求,C3 相关指标要求,（3）连接建立失败率：是指不成功的连接建立次数与总的连接建立次数之比。 对于每次连接建立尝试，移动主叫的连接建立失败率应小于10-2。 （4）传输时延：用户数据块的端到端传输时延是指从发送用户数据块传送请求到收到端到端用户数据块成功传输

9、指示所需的时间。 用户数据块（30字节）的端到端传输时延应满足：0.5s (99%)。,C3对GSM-R系统的QoS需求,C3 相关指标要求,（5）连接丢失率：是指在累计的连接时间内连接非正常释放的次数。 连接丢失率应满足：10-2/h。,C3对GSM-R系统的QoS需求,C3 相关指标要求,（6）传输干扰率： 传输干扰由传输干扰时间TTI和传输恢复时间TREC来表示。 传输干扰时间TTI是指在数据传输阶段，由承载业务导致的30字节用户数据单元传输发生错误的时间。 传输恢复时间TREC是指发生传输干扰后，重新发送出错或丢失的用户数据单元以及待发送用户数据单元的时间。 传输干扰时间TTI应满足：

10、20s (95%)，7s(99%)。,C3对GSM-R系统的QoS需求,C3 相关指标要求,C3 主要工作模式及运营场景,主要工作模式,适用于C3车载和C2车载,（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控制模式曲线，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信息，监控列车安全运行。,C3 主要工作模式及运营场景,适用于C3车载,（2）休眠模式 (SL),该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录等级转换及RBC切换信息等功

11、能。 列车立即折返，非本务端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。,C3 主要工作模式及运营场景,适用于C3车载和C2车载,（3）目视行车模式 (OS),当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，列车每运行一定距离（300米）或一定时间（60秒）司机需确认一次。,C3 主要工作模式及运营场景,适用于C3车载和C2车载,（4）调车模式 (SH),当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制速度40km/h（顶棚）监控车列前进或折返运行。 当工作在CTCS-3级时，经RBC同

12、意，列控车载设备转入调车模式（SH）后与RBC断开连接，退出调车模式（SH）后再重新与RBC连接。,C3 主要工作模式及运营场景,适用于C3车载和C2车载,（5）隔离模式 (IS),当列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。,C3 主要工作模式及运营场景,适用于C3车载和C2车载,（6）待机模式 (SB),当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。 当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的DMI投入正常工作。,C3 主要工作模式及运营场景,适用于C3车载和C2车载,（7）引导模式

13、(CO),当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远（大于250米）发车时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，C2时车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。,C3 主要工作模式及运营场景,仅适用于C2车载,（8）部分监控模式(PS),该模式仅用于CTCS-2级控车。在C2等级时，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，监控列车运行。,C3 主要工作模式及运营场景,仅适用于C2车载,（9）机车

14、信号模式 (CS),该模式仅用于CTCS-2级控车。当列车运行到地面设备配置未装备CTCS-3/CTCS-2级列控系统的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度（最高限速80km/h）监控列车运行，并显示机车信号。 当列车越过禁止信号时触发紧急制动。,C3 主要工作模式及运营场景,主要运营场景,C3 主要工作模式及运营场景,（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

15、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。,C3 主要工作模式及运营场景,（2）行车许可,描述运营条件正常的情况下列车获得行车许可，监控列车运行的过程。 发车进路、接车进路和通过进路：调度集中（CTC）办理列车进路，联锁根据进路信息和轨道电路状态向RBC发送信号授权（SA），RBC根据信号授权和列车位置生成行车许可（MA），并将行车许可发送给车载设备。 站间运行：联锁根据轨道电路状态向RBC发送信号授权（SA）， RBC根据信号授权和列车位置生成行车许可（MA），并将行车许可发送给车载设备。,C3 主要工作模式及运营场景,（3）级间转换,正常的级间转换在转换区域自动进行；特殊情况下，停车后由司机进行级间转换。 级间转换区域内的转换命令由RBC/应答器提供。在转换点设置应答器组、在转换点前方适当距离设置预告应答器组。,C3 主要工作模式及运营场景,级间转换 C3进入C2,C3 主要工作模式及运营场景,