引导语引导语我国是否有单位配备了这么一流的列控系统?铁道部对发展我国列控系统的指导思想?•ATO不配•ATP+LKJ2000(机车运行监控装置)•TDCS∕CTC取代ATS•车站:联锁系统和列控中心(TCC)与列控系统结合与列控系统结合•列控中心根据调度命令、进路状态、线列控中心根据调度命令、进路状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息,通过应答器和轨道电路传送给车信息,通过应答器和轨道电路传送给列车• TCC自律机向列控中心发送临时限速自律机向列控中心发送临时限速信息,包括起点里程、长度、速度、起信息,包括起点里程、长度、速度、起止车次和时间等止车次和时间等ATC包括三个子系统:列车自动监控ATS(Automatic Train Supervision)列车自动防护ATP(Automatic Train Protection)列车自动运行ATO(Automatic Train Operation)ATPATP子系统主要功能子系统主要功能 通过车载通过车载ATP系统和地面设备间的信息传输,来实现列系统和地面设备间的信息传输,来实现列车的安全间隔控制、超速防护及车门控制车的安全间隔控制、超速防护及车门控制, 保证行车安全保证行车安全 。
ATPATP的工作原理的工作原理 将信息(包括来自联锁设备和操作层面上的信将信息(包括来自联锁设备和操作层面上的信息、地形信息、前方目标信息和允许速度信息等)息、地形信息、前方目标信息和允许速度信息等)不断从地面传至车上,从而得到列车当前允许的不断从地面传至车上,从而得到列车当前允许的安全速度,依此对列车实现速度监督管理安全速度,依此对列车实现速度监督管理 (信号信号显示显示------允许速度值的量化)允许速度值的量化) ATOATO的子系统的功能的子系统的功能 控制列车在允许速度下运行,并自动调整列车速度,列车在区间或站外停车后,一旦信号开放可以,即可自动启动,系统控制列车到达站台的最佳制动点,使列车停止与预定目标点,停站结束后,保证车门关闭,列车能自动启动:当列车到达折返站时,自动准备折返 ATSATS子系统的功能子系统的功能 主要功能是监控列车运行状态主要功能是监控列车运行状态, 采用软采用软件方法实现联网、通信及列车运行管理自件方法实现联网、通信及列车运行管理自动化。
动化自动显示车次、运行位置和信号设备工作状态,自动或人工办理进路;编制管理列车运行图,自动调整运行计划,自动描绘或复制列车运行实迹,列车运行模拟仿真;对运行数据自动统计和制表等)列控系统的作用列控系统的作用 (1) 保障行车安全 (2) 提高运行效率 列车运行自动控制系统(简称列控系统)是保证列车按照空间间隔制运行的技术方法,它是靠控制列车运行速度的方式来实现的CTCSCTCS系统基本功能系统基本功能(1) (1) 安全防护安全防护l在任何情况下防止列车无行车许可运行在任何情况下防止列车无行车许可运行l防止列车超速运行防止列车超速运行Ø防止列车超过进路允许速度防止列车超过进路允许速度Ø防止列车超过线路结构规定的速度防止列车超过线路结构规定的速度Ø防止列车超过机车车辆构造速度防止列车超过机车车辆构造速度Ø防止列车超过临时限速及紧急限速防止列车超过临时限速及紧急限速Ø防止列车超过铁路有关运行设备的限速防止列车超过铁路有关运行设备的限速l防止列车溜逸。
防止列车溜逸(2)(2)人机界面人机界面 能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离许速度、目标速度和目标距离能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警备故障状态的报警机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按钮和有关数机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按钮和有关数据输入装置据输入装置具有标准的列车数据输入界面,可根据运营和安全控制具有标准的列车数据输入界面,可根据运营和安全控制要求对输入数据进行有效性检查要求对输入数据进行有效性检查(3) (3) 检测功能检测功能l具有开机自检和动态检查功能具有开机自检和动态检查功能l具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口4) (4) 可靠性和安全性可靠性和安全性l按照信号故障导向安全原则进行系统设计按照信号故障导向安全原则进行系统设计l采用冗余结构采用冗余结构l满足电磁兼容性相关标准满足电磁兼容性相关标准列控系统概述列控系统概述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CTCSCTCS简介简介CTCS系统结构图 铁路运输管理系统是行车指挥中心,以CTCS为行车安全保障基础,通过通信网络实现对列车运行的控制和管理 CTCS网络分布在系统的各个层面,通过有线和无线通信方式实现数据传输l列控中心(TCC)l轨道电路(ZPW—2000)l点式设备(有源或无源应答器)l无线闭塞中心(RBC)•车载安全计算机(EVC)•连续信息接收模块(BTM)•点式信息接收模块(STM)•无线通信模块•测速模块•人机界面(DMI)•记录单元等CTCSCTCS列控系统分级列控系统分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。
未来发展方向列控系统构成列控系统构成列控系统构成列控系统构成CTC/TDCSCTC/TDCS车站分机车站分机车站分机车站分机调度中心调度中心调度中心调度中心CTCCTC车站联锁车站联锁车站联锁车站联锁列控中心列控中心列控中心列控中心轨道电路轨道电路轨道电路轨道电路调度中心下达运行图至车站调度中心下达运行图至车站CTC分机分机应答器应答器应答器应答器信号机信号机信号机信号机道岔道岔道岔道岔运行图运行图联锁进路命令联锁进路命令临时限速信息临时限速信息轨道电路编码轨道电路编码进路信息进路信息应答器报文应答器报文控控 制制计算机联锁按照计算机联锁按照CTC下达进路的命下达进路的命令,控制道岔、信号机,排列进路令,控制道岔、信号机,排列进路CTC分机实时分机实时:向车站联锁联锁下发进路命令向车站联锁联锁下发进路命令向列控中心下达临时限速信息向列控中心下达临时限速信息车站联锁采集轨道电路的列车占用信息、道岔车站联锁采集轨道电路的列车占用信息、道岔位置并进行处理位置并进行处理计算机联锁将进路信息发送给列控中心计算机联锁将进路信息发送给列控中心列控中心根据进路信息和临时限速信息列控中心根据进路信息和临时限速信息:生成轨道电路编码和临时限速报文生成轨道电路编码和临时限速报文轨道电路编码发送给轨道电路轨道电路编码发送给轨道电路;临时限速报文发送给应答器。
临时限速报文发送给应答器车载设备接收到轨道电路码序车载设备接收到轨道电路码序和应答器报文信息后,计算生和应答器报文信息后,计算生成控制模式曲线,监控列车安成控制模式曲线,监控列车安全运行速度曲线速度曲线 车载系统车载系统车载系统车载系统列车模拟运行列车模拟运行列车模拟运行列车模拟运行四、四、CTCS-0级列控系统级列控系统CTCS-0CTCS-0级是既有线现状,地面为自动闭塞或半自动闭塞,车载级是既有线现状,地面为自动闭塞或半自动闭塞,车载设备由列车运行监控记录装置设备由列车运行监控记录装置LKJLKJ和通用式机车信号组成和通用式机车信号组成LKJLKJ设备通过车载存储线路数据,通过设备通过车载存储线路数据,通过ICIC卡由司机输入临时限速卡由司机输入临时限速和其他信息,通过机车信号信息提供行车许可,和其他信息,通过机车信号信息提供行车许可,LKJLKJ自动生成监自动生成监控曲线LKJLKJ自推广运用十几年来,对保证列车运行安全发挥了重自推广运用十几年来,对保证列车运行安全发挥了重要作用由于多方面原因,由于多方面原因,LKJLKJ控制条件下,司机应按照地面信号控制条件下,司机应按照地面信号显示运行。
显示运行同时由于同时由于CTCS0CTCS0级采用车载数据库方式,存路施工过级采用车载数据库方式,存路施工过渡等情况下与大量车载基础数据应及时修改的矛盾渡等情况下与大量车载基础数据应及时修改的矛盾地面信号为主体,车载信号为辅助五、五、CTCS-2级列控系统级列控系统 CTCS-2 CTCS-2级系统结构级系统结构级系统结构级系统结构CTCS-2级是基于轨道电路和应答器传输列级是基于轨道电路和应答器传输列车行车许可信息并采用车行车许可信息并采用目标距离连续目标距离连续速度控速度控制模式监控列车安全运行的列控系统制模式监控列车安全运行的列控系统包括包括:轨道电路、应答器轨道电路、应答器 列控中心、车载设备等列控中心、车载设备等 CTCS-2 CTCS-2级系统结构级系统结构级系统结构级系统结构实现列车占用检查实现列车占用检查轨道电路功能:轨道电路功能:线路允许速度和闭塞分区长度等线路允许速度和闭塞分区长度等提供临时限速和进路信息提供临时限速和进路信息应答器功能:应答器功能:提供行车许可及闭塞分区数量提供行车许可及闭塞分区数量 综合轨道电路、应答器信综合轨道电路、应答器信息和动车组参数,自动生息和动车组参数,自动生成连续速度控制模式曲线,成连续速度控制模式曲线,实时监控列车安全运行实时监控列车安全运行车载设备功能:车载设备功能:轨道电路为轨道电路为CTCS-2提供连续提供连续的行车许可的行车许可速度曲线速度曲线码序码序L5L5L4L4L3L3L2L2L LLULUU UHUHU空闲分区数量空闲分区数量7 76 65 54 43 32 21 10 0C2C2生成行车许可核心工作原理生成行车许可核心工作原理生成行车许可核心工作原理生成行车许可核心工作原理=1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 = 9250m应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度。
应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度速度曲线速度曲线 空闲数量空闲数量空闲数量空闲数量::目标距离目标距离目标距离目标距离::当前码序当前码序当前码序当前码序::----m--------9250m7L5轨道电路以码序形式提供空闲闭塞分区数量轨道电路以码序形式提供空闲闭塞分区数量车载设备综合计算出目标距离,生成速度曲线车载设备综合计算出目标距离,生成速度曲线C2C2的运行许可工作原理的运行许可工作原理的运行许可工作原理的运行许可工作原理1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 9200 空闲区段:空闲区段:7 7950 空闲区段:空闲区段:6 6650 空闲区段:空闲区段:5 5300 空闲区段:空闲区段:4 4000 空闲区段:空闲区段:3 2650 空闲区段:空闲区段:2 1350 空闲区段:空闲区段:1速度曲线速度曲线 0 空闲区段:空闲区段:0目标距离目标距离:CTCS2CTCS2级临时限速设置流程级临时限速设置流程调度中调度中心心车站列控中心车站列控中心ZPW2000轨道电路可变应答器可变应答器可变应答器可变应答器限速范围限速范围限速范围限速范围限制速度限制速度限制速度限制速度调度中心向车站下达临时限速调度命令1 1车站值班员签认调度命令2 2向车站列控中心传送临时限速3 3列控中心生成限速报文向应答器传送并向调度中心回执4 4CTC(TDCS)车站分车站分机机ATP正正正正向向向向预预预预告告告告点点点点切切切切换换换换执执执执行行行行点点点点反反反反向向向向预预预预告告告告点点点点CTCS-2CTCS-2区域区域区域区域CTCSCTCS车载控车车载控车车载控车车载控车CTCS-0CTCS-0区域区域区域区域LKJLKJ控车控车控车控车应答器应答器应答器应答器应答器应答器应答器应答器ZPW-2000ZPW-2000轨道电路轨道电路轨道电路轨道电路ZPW-2000ZPW-2000轨道电路轨道电路轨道电路轨道电路CTCS-2CTCS-2区段和区段和区段和区段和CTCS-0CTCS-0区段的切换区段的切换区段的切换区段的切换 速度限制曲线时速(km/h)目标停车点CTCS-2CTCS-2区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式 CTCS2级列控车载设备的控制方式有两种:设备制动优先模式和司机制动优先方式。
在这两种控制方式下列控车载设备具有6种工作模式列控车载设备列控车载设备 9种主要工作模式种主要工作模式列控车载设备列控车载设备 6种工作模式种工作模式完全监控模式完全监控模式 (FS)部分监控模式部分监控模式(PS) 目视行车模式目视行车模式 (OS)调车模式调车模式 (SH) 隔离模式隔离模式 (IS)待机模式待机模式 (SB)CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式 (1)完全监控模式:当车载设备具备列控所需的基本数据(轨道电路信息、应答器信息、列车数据)时,ATP车载设备可工作在完全监控模式此时由ATP车载设备生成目标距离模式曲线,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,控制列车安全运行 CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式 (2)部分监控模式:当ATP车载设备接收到轨道电路允许列车信息,但线路数据缺损时,ATP车载设备工作于部分监控模式,其产生固定限速,监控列车运行。
(3)目视行车模式 :当ATP车载设备显示禁止信号时,ATP处于目视行车模式此时列车停车后,根据行车管理办法(含调度命令),ATP生成固定限制速度(20km/h),列车在ATP监控下运行,司机对安全负责 CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式司机制动优先模式司机制动优先模式CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2CTCS2列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式列控系统工作模式 (4)调车监控模式 :当车列进行调车作业时,司机经过特殊操作后,转为调车模式,ATP生成调车限制速度,控制列车运行牵引运行时,限制速度40km/h;推进运行时,限制速度30km/h (5)隔离模式 :当ATP车载设备故障,触发制动停车后,根据故障提示,司机经特殊操作,ATP车载控制功能停用,在该模式下司机按调度命令行车若仅BTM失效,ATP车载设备提供机车信号,可人工转换为LKJ控制列车前列车位置前列车位置HULULL2L3L4L5HULULLLLL前列车位前列车位置置分级速度限制速度曲线分级速度限制速度曲线四显示自动闭塞四显示自动闭塞四显示自动闭塞四显示自动闭塞目标目标——距离一次制动模式曲线距离一次制动模式曲线CTCS-2CTCS-2六、六、CTCS-3级列控系统级列控系统CTCS-3CTCS-3级列控系统概述级列控系统概述 CTCS-3 CTCS-3级列控系统是基于级列控系统是基于GSM-RGSM-R无线通信实现车无线通信实现车地信息双向传输,无线闭塞中心(地信息双向传输,无线闭塞中心(RBCRBC)生成行车许)生成行车许可,同时具备可,同时具备CTCS-2CTCS-2级功能的列车运行控制系统。
级功能的列车运行控制系统缩写定义:缩写定义:CTCSCTCS:中国列车运行控制系统:中国列车运行控制系统CTCCTC:: 调度集中系统调度集中系统RBCRBC:: 无线闭塞中心无线闭塞中心TSRsTSRs:临时限速服务器:临时限速服务器TCCTCC:: 列控中心列控中心CBICBI:: 计算机联锁系统计算机联锁系统CSMCSM:: 信号集中监测信号集中监测LEULEU:: 地面电子单元地面电子单元ATPATP:: 列车超速防护系统列车超速防护系统DMIDMI:: 司机车载设备接口司机车载设备接口BTMBTM:: 应答器传输模块应答器传输模块TCRTCR:: 轨道电路信息读取器轨道电路信息读取器MTMT:: 移动终端(移动终端(GSM-RGSM-R))CTCS-3CTCS-3级列控系统主要技术原则级列控系统主要技术原则 1.1.CTCS-3CTCS-3级列控系统满足运营速度级列控系统满足运营速度350km/h350km/h、最小追、最小追踪间隔踪间隔3 3分钟分钟的要求2.2.CTCS-3CTCS-3级列控系统满足级列控系统满足正向按自动闭塞正向按自动闭塞追踪运行,追踪运行,反向按自动站间闭塞反向按自动站间闭塞运行的要求。
运行的要求3.3.CTCS-3CTCS-3级列控系统满足级列控系统满足跨线运行跨线运行的运营要求的运营要求4.4.CTCS-3CTCS-3级列控系统车载设备采用级列控系统车载设备采用目标距离连续速目标距离连续速度控制模式度控制模式、、设备制动优先设备制动优先的方式监控列车安全的方式监控列车安全运行CTCS-3CTCS-3级列控系统主要技术原则级列控系统主要技术原则 5.5.CTCS-2CTCS-2级作为级作为CTCS-3CTCS-3级的级的后备系统后备系统RBCRBC或无线通或无线通信故障时,信故障时,CTCS-2CTCS-2级列控系统控制列车运行级列控系统控制列车运行6.6.全线全线RBCRBC设备设备集中设置集中设置7.7.GSM-RGSM-R无线通信覆盖包括大站在内的无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站全线所有车站8.8.动车段及联络线均安装动车段及联络线均安装CTCS-2CTCS-2级列控系统地面设级列控系统地面设备9.9.300km/h300km/h及以上动车组不装设列车运行监控装置及以上动车组不装设列车运行监控装置((LKJLKJ) CTCS-3CTCS-3级列控系统主要技术原则级列控系统主要技术原则 10.10.在在300km/h300km/h及以上线路,及以上线路,CTCS-3CTCS-3级列控系统车载设级列控系统车载设备速度容限规定为超速备速度容限规定为超速2km/h2km/h报警报警、超速、超速5km/h5km/h触触发常用制动发常用制动、超速、超速15km/h15km/h触发紧急制动触发紧急制动。
11.11.RBCRBC向装备向装备CTCS-3CTCS-3级车载设备的列车、级车载设备的列车、应答器应答器向装向装备备CTCS-2CTCS-2级车载设备的列车分别发送分相区信息,级车载设备的列车分别发送分相区信息,实现自动过分相实现自动过分相12.12.CTCS-3CTCS-3级列控系统统一接口标准,涉及安全的信级列控系统统一接口标准,涉及安全的信息采用满足息采用满足IEC 62280IEC 62280标准要求的安全通信协议标准要求的安全通信协议13.13.CTCS-3CTCS-3级列控系统级列控系统安全性、可靠性、可用性、可安全性、可靠性、可用性、可维护性维护性满足满足IEC 62280IEC 62280等相关标准的要求,关键设等相关标准的要求,关键设备冗余配置备冗余配置 CTCS-3CTCS-3级系统结构级系统结构级系统结构级系统结构CTCS-3级级系系统统是是基基于于GSM-R无无线线通通信信实实现现车车-地地信信息息双双向向传传输输,,无无线线闭闭塞塞中中心心((RBC))生生成成行行车车许许可可,,轨轨道道电电路路实实现现列列车车占占用用检检查查,,应应答答器器实实现现列列车车定定位位,,并并具具备备CTCS-2级级功功能能的的列列车车运运行行控控制制系统。
系统包括:无线闭塞中心包括:无线闭塞中心RBC、、GSM-R网网络、轨道电路、应答器、列控中心、车络、轨道电路、应答器、列控中心、车载设备等载设备等 C3C3级列控与级列控与级列控与级列控与C2C2级列控的比较级列控的比较级列控的比较级列控的比较(1)地面设备增加无线闭塞中心地面设备增加无线闭塞中心RBC、、GSM-R无线通信网络;无线通信网络;(2)车载设备增加车载设备增加GSM-R无线通信单元无线通信单元及天线;及天线;(3)车载设备根据车载设备根据RBC的行车许可,生的行车许可,生成连续速度控制模式曲线,实时监成连续速度控制模式曲线,实时监控列车安全运行控列车安全运行RBC为为CTCS-3提供行车许可提供行车许可速度曲线速度曲线GSM-R无线无线通信模块及天线通信模块及天线 CTCS-3 CTCS-3级各部分功能级各部分功能级各部分功能级各部分功能根据轨道电路、联根据轨道电路、联锁进路等信息生成锁进路等信息生成行车许可行车许可无线闭塞中心无线闭塞中心RBC应答器应答器通过通过GSM-R无线通无线通信系统将行车许可、信系统将行车许可、线路参数、临时限线路参数、临时限速传输给速传输给CTCS-3级车载设备级车载设备通过通过GSM-R无线通无线通信系统接受车载设信系统接受车载设备发送的位置和列备发送的位置和列车数据等信息车数据等信息向车载设备传输定向车载设备传输定位和等级转换信息位和等级转换信息向车载设备传送线向车载设备传送线路参数和临时限速路参数和临时限速等信息,满足后备等信息,满足后备系统的需要系统的需要用于实现车载设备用于实现车载设备与地面设备的双向与地面设备的双向通信通信GSM-R核心网包括核心网包括移动交换子系统、移动交换子系统、GPRS子系统、智子系统、智能网接口能网接口GSM-R网络网络采用冗余交叉覆盖采用冗余交叉覆盖的方式进行布置,的方式进行布置,提高了车地通信的提高了车地通信的可靠性可靠性根据地面设备提供根据地面设备提供的行车许可、线路的行车许可、线路参数、临时限速等参数、临时限速等信息和列车参数,信息和列车参数,按照目标距离连续按照目标距离连续速度控制模式生成速度控制模式生成动态速度曲线,监动态速度曲线,监控列车的安全运行控列车的安全运行车载安全计算机车载安全计算机轨道电路轨道电路实现列车占用检查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行车许可信息,满足后备系统的需要调度集中显示投影车站联锁车站联锁无线闭塞中心(无线闭塞中心(RBC)行调指挥中心行调指挥中心((CTC))列车位置、速度信息列车位置、速度信息限速信息限速信息进路信息进路信息轨道电路轨道电路占用信息占用信息行车许可行车许可速度曲线速度曲线列车位置、速度信息列车位置、速度信息C3C3系统控车原理系统控车原理系统控车原理系统控车原理速度限制曲线时速(km/h)目标停车点CTCS-3CTCS-3区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟((1))基基于于GSM-R实实现现大大容容量量的的连连续续信信息息传传输输,,可可以以提提供供最最远远32km的目标距离、线路允许速度等信息,满足跨线运营;的目标距离、线路允许速度等信息,满足跨线运营;((2))CTCS-3级级列列控控系系统统满满足足跨跨线线运运行行的的运运营营要要求求 ,,C3系系统统通通过过在在应应答答器器里里集集成成C2报报文文,,满满足足200~250km,,C2同同时时作作为为C3的的后后备备系系统。
统3))车车地地双双向向信信息息传传输输,,地地面面可可以以实实时时掌掌握握列列车车、、速速度度、、位位置置、、速速度度 状态等,并可在状态等,并可在CTC系统上实时显示系统上实时显示4))临临时时限限速速的的灵灵活活设设置置,,可可以以实实现现任任意意长长度度,,任任意意速速度度,,任任意意数数量的量的 临时限速设置临时限速设置主要特点主要特点主要特点主要特点CTCS-2CTCS-2级级CTCS-3CTCS-3级级传输媒介传输媒介轨道电路轨道电路 ++ 应答应答器器 GSM-R GSM-R ++ 应答器应答器车车地信息地信息传传输输地地对车单对车单向信息向信息传传输输地-地-车车双向信息双向信息传输传输300km/h300km/h以上的适以上的适应应性性已已经经在在250km/h250km/h线线路路上上成功运用,客成功运用,客专专可可用于用于300km/h300km/h运行CTCS-3CTCS-3级级在在ETCS-2ETCS-2级级基基础础上上进进行系行系统统集成和自主集成和自主创创新,新,ETCS-2ETCS-2级级列控系列控系统统已已经经在在欧洲高速欧洲高速铁铁路上成熟路上成熟应应用用技技术发术发展展趋趋势势CTCS-3CTCS-3级级列控系列控系统统属于基于通信的列控系属于基于通信的列控系统统((CBTCCBTC))范畴,符合国范畴,符合国际铁际铁路技路技术发术发展展趋势趋势。
CTCS-3CTCS-3列控系统介绍列控系统介绍—C3—C3列控系列控系统优势统优势列控车载设备列控车载设备9种主要种主要工作模式工作模式休眠模式休眠模式(SL)完全监控模式完全监控模式 (FS)部分监控模式部分监控模式(PS)目视行车模式目视行车模式(OS)引导模式引导模式(CO)调车模式调车模式(SH)待机模式待机模式(SB)隔离模式隔离模式(IS)机车信号模式机车信号模式(CS)主要工作模式主要工作模式主要工作模式主要工作模式((((11)完全)完全)完全)完全监监监监控模式(控模式(控模式(控模式(FSFS))))C3 系统的正常工作模式系统的正常工作模式 当当车车载载设设备备具具备备列列控控所所需需的的全全部部基基本本数数据据((包包括括列列车车数数据据、、行行车车许许可可和和线线路路数数据据等等))时时,,列列控控车车载载设设备备生生成成目目标标距距离离连连续续速速度度控控制制模模式式曲曲线线,,监监控控列列车车安安全全运运行行;;并并通通过过人人机机界界面面显显示示列列车车运运行行速速度度、、允允许许速速度度、、目目标标速速度度和和目标距离等信息。
目标距离等信息目标距离连续速度目标距离连续速度控制模式曲线控制模式曲线速速度度(( km/h ))350((((2 2)目)目)目)目视视视视行行行行车车车车模式(模式(模式(模式(OSOS))))轨轨道道电电路故障路故障时时的非正常行的非正常行车车模式 列列控控车车载载设设备备显显示示禁禁止止信信号号、、列列车车停停车车后后又又需需继继续续运运行行时时,,根根据据行行车车管管理理办办法法((含含调调度度命命令令)),,经经司司机机操操作作并并确确认认后后,,列列控控车车载载设设备备按按固固定定限限制制速速度度40km/h监监控控列列车车运运行行,,司司机机每每确确认认一一次次,,列列车车可可运运行行一一定定距距离离(200m)或一定或一定时间时间(60s) 40 轨道电路故障轨道电路故障OS模式模式OS模式模式速速度度(( km/h ))((((3 3)引)引)引)引导导导导模式(模式(模式(模式(COCO))))车车站不能正常站不能正常办办理接理接发车时发车时的非正常行的非正常行车车模式模式 当当锁锁闭闭进进路路中中存存在在不不能能检检查查列列车车占占用用的的轨轨道道区区段段时时,,车车载载设设备备根根据据地地面面设设备备提提供供的的行行车车许许可可生生成成目目标标距距离离连连续续速速度度控控制制模模式式曲曲线线,,并并通通过过人人机机界界面面显显示示列列车车运运行行速速度度、、允允许许速速度度、、目目标标速速度度和和目目标标距距离离等等,,列列控控车车载载设设备备按按最最高高允允许许速速度度40km/h监监控控列列车车运运行行,,司司机机负负责责在在列列车车运运行行时时检查轨检查轨道占用情况。
道占用情况 CO模式模式引导信号引导信号40 速速度度(( km/h ))调车模式(调车模式(SH)) 当进行调车作业时,司机按压调车按钮,列控车载设备按固定限当进行调车作业时,司机按压调车按钮,列控车载设备按固定限制速度制速度40km/h(顶棚)监控车列前进或折返运行顶棚)监控车列前进或折返运行当工作在当工作在CTCS-3级时,经级时,经RBC同意,列控车载设备转入调车模式同意,列控车载设备转入调车模式后与后与RBC断开连接,退出调车模式后再重新与断开连接,退出调车模式后再重新与RBC连接 3 3、、、、 主要工作模式主要工作模式主要工作模式主要工作模式隔离模式(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列控车载设备应能够监测隔离不具备安全监控功能列控车载设备应能够监测隔离开关状态开关状态 3 3、、、、 主要工作模式主要工作模式主要工作模式主要工作模式待机模式(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。
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,列控车载设备中的当司机开启驾驶台后,列控车载设备中的DMI投入正投入正常工作Ø休眠模式(休眠模式(SL))非本务车载设备的工作模式在该模式下,列控车非本务车载设备的工作模式在该模式下,列控车载设备不负责列车安全防护功能,但执行列车定位、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、测速测距等功能级间转换、测速测距等功能 3 3、、、、 主要工作模式主要工作模式主要工作模式主要工作模式部分监控模式(部分监控模式(PS))该模式仅用于该模式仅用于CTCS-2级控车在级控车在CTCS-2级,当车载设级,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,监控列车运行速度,监控列车运行 3 3、、、、 主要工作模式主要工作模式主要工作模式主要工作模式Ø机车信号模式(机车信号模式(CS))该模式仅用于该模式仅用于CTCS-2级控车当列车运行到级控车当列车运行到地面设备配置未装备地面设备配置未装备CTCS-3/CTCS-2级列控系级列控系统的区段时,根据行车管理办法(含调度命令)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,经司机操作后,列控车载设备按固定限制速度度80km/h监控列车运行,并显示机车信号。
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当列车越过禁止信号时触发紧急制动 3 3、、、、 主要工作模式主要工作模式主要工作模式主要工作模式Ø规定了规定了CTCS-3级各个模式之间的转换关系和条件级各个模式之间的转换关系和条件Ø规定了规定了CTCS-2级各个模式之间的转换关系和条件级各个模式之间的转换关系和条件 3 3、、、、 主要工作模式主要工作模式主要工作模式主要工作模式完全监控模式(FS)调车模式(SH)引导模式(CO)目视行车(OS)待机模式(SB)隔离模式(IS)休眠模式(SL)完全监控模式(FS)停车 & 调车键 & RBC授权RBC授权 & 降低到允许速度 &司机确认停车 & 越行键停车 & 关闭驾驶台停车 &隔离开关隔离-调车模式(SH)---停车 & (退出调车键或关闭驾驶台)停车 &隔离开关隔离-引导模式(CO)接收到FS的行车许可停车 & 调车键 & RBC授权停车 & 越行键停车 & 关闭驾驶台停车 &隔离开关隔离-目视行车(OS)接收到FS的行车许可停车 &调车键 & RBC授权RBC授权 & 停车 &司机确认停车 & 关闭驾驶台停车 &隔离开关隔离-待机模式(SB)接收到FS的行车许可停车 &调车键 & RBC授权RBC授权&司机确认停车 & 越行键停车 &隔离开关隔离他端车载设备激活为本务端 & 关闭驾驶台隔离模式(IS)----停车 &隔离开关正常-休眠模式(SL)----车载设备激活做为本务端或所有驾驶台关闭停车 &隔离开关隔离注册与启动注册与启动注册与启动注册与启动进出动车段进出动车段进出动车段进出动车段级间转换级间转换级间转换级间转换行车许可行车许可行车许可行车许可自动过分相自动过分相自动过分相自动过分相人工人工人工人工解锁进路解锁进路解锁进路解锁进路调车作业调车作业调车作业调车作业降级情况降级情况降级情况降级情况临时限速临时限速临时限速临时限速重联与摘解重联与摘解重联与摘解重联与摘解注销注销注销注销RBCRBC切换切换切换切换灾害防护灾害防护灾害防护灾害防护特殊进路特殊进路特殊进路特殊进路主要场景主要场景主要场景主要场景场场景:景:级间转换级间转换Ø正常的级间转换在转换区域自动进行;正常的级间转换在转换区域自动进行;Ø 级级间间转转换换区区域域内内的的转转换换命命令令由由RBC/应应答答器器提提供供。
在在转转换换点点设设置置应应答答器器组组、、在在转换点前方适当距离设置预告应答器组转换点前方适当距离设置预告应答器组典型典型场场景介景介绍绍200km/h动车组和300km/h动车组的混跑CTCS-3信息流向信息流向uC3系统和系统和C2系统都通过系统都通过ZPW2000轨道电路检测列车的占用;采用同一联锁系统轨道电路检测列车的占用;采用同一联锁系统u300km/h及以上动车组根据及以上动车组根据C3系统的无线命令行车,系统的无线命令行车,C2作为备用系统;作为备用系统;u200-250km/h动车组根据动车组根据C2系统的轨道电路信息码(结合应答器信息)行车系统的轨道电路信息码(结合应答器信息)行车CTCS2信息流向信息流向 CTCS-3CTCS-3介绍介绍— —动车组混跑动车组混跑列车通过等级转换预告应答器后,车载设备从列车通过等级转换预告应答器后,车载设备从RBC/应答器接收到转应答器接收到转换预告信息,做好换预告信息,做好CTCS-2级控车准备;级控车准备; 1 1列列车车前前端端通通过过分分界界处处的的切切换换应应答答器器后后,,车车载载设设备备切切换换到到CTCS-2级级方方式控车,并终止与式控车,并终止与RBC的通信会话。
的通信会话2 2预告应答器预告应答器切换应答器切换应答器等级转换预告信息等级转换预告信息立即执行等级转换立即执行等级转换C3进入进入C2演示演示CTCS-3级区段级区段CTCS-2级区段级区段列控车载设备从应答器接收到呼叫列控车载设备从应答器接收到呼叫RBC命令,与命令,与RBC建立通信会话,建立通信会话,并从并从RBC接收接收CTCS-3级区段的行车许可等信息;级区段的行车许可等信息;1 1列车前端通过分界处的切换应答器后,车载设备切换到列车前端通过分界处的切换应答器后,车载设备切换到CTCS-3级方级方式控车2 2预告应答器预告应答器切换应答器切换应答器等级转换预告信息等级转换预告信息立即执行等级转换立即执行等级转换C2进入进入C3演示演示CTCS-2级区段级区段CTCS-3级区段级区段(1) 列车受到列车受到RBC1控制,根据控制,根据RBC1提供的行车许可运行;提供的行车许可运行;(2) RBC1从从RBC2获获得得进进路路信信息息,,生生成成延延伸伸到到RBC2管管辖辖范范围围的的行行车车许许可可,,同同时时RBC1命令另一个命令另一个GSM-R车载电台呼叫车载电台呼叫RBC2,与,与RBC2建立通信;建立通信;(3) 列列车车尾尾部部通通过过切切换换应应答答器器后后,,列列车车受受到到RBC2的的控控制制,,终终止止与与RBC1的的通通信信,,完成完成RBC切换;切换;(4) 列车根据列车根据RBC2提供的行车许可运行。
提供的行车许可运行 RBC切换演示切换演示一览众山小一览众山小——CTCS-4——CTCS-4级级 CTCS-4级列控系统是CTCS技术体系中代表中国列控技术最高水平的应用等级,是世界顶级水平的列控系统,是结合了中国特殊运输国情的具有中国特色的列控系统,是中国高速铁路列控技术发展的方向 。