CTCS-2中国铁路列车控制系统
CTCS-2列控系统司机班培训课件(1)
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3.防止列车溜逸。
针对中国铁路不同的线路、不同的传输信 息方式和闭塞技术,CTCS划分为5个等级, 依次为CTCS0—CTCS4级,以满足不同线 路速度需求。
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CTCS0级为既有线的现状,即由目前使用 的通用式机车信号和运行监控记录装置构 成。
CTCS1级为面向160km/h以下的区段,由 主体机车信号和加强型运行监控记录装置 组成。它需在既有没备的基础上强化改造, 达到机车信号主体化的要求,增加点式设 备,实现列车运行安全监控。
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提供进路参数 提供限速数据 A站
提供下行方向 区间线路数据
3 - 5 km
正向线路数据 反向线路数据
13 86
57 42
反向线路数据
正向线路数据
13 86
应答器布置示意图
B站
57 42
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图7-2-3 应答器布置示意图
进站信号机处设置有源应答器,以提供接 车进路参数及临时限速信息。
除进出站口外,区间可不设置专用于反向运行 的应答器。
根据需要可设置特殊用途的无源应答器(如CTCS 级间转换等)。
应答器的正线线路参数交叉覆盖,实现信息冗 余。
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(7)车站电码化
CTCS2级区段,ATP车载设备的锁频功能 通过应答器信息实现,若应答器信息丢失, 由机车乘务员按现行规则手动切换轨道电 路载频。
CTCS2列控系统的车-地通信方式采用两 种:点式应答器,轨道电路。
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(1)点式应答器技术原理
点式信息发送设备用于为机车信号提供下 列信息:
CTCS-2级列控系统概述
目标距离:9-2-0--0mm
=1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 = 9200m
速度曲线
码序 空闲分区数量
1300m 1250m 1300m
L5 L4 L3 765
1350m
L2 4
1300m
L 3
1350m
LU 2
1300m
U 1
1350m
HU 0
L2
1300m
L
1350m
LU
1300m
U
1350m
HU
二、C2系统技术方案——系统构成职武业汉技高能速训铁练路段
列控系统 车载设备
速度传感器
应答器天线
轨道电路天线
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。
CTCS-0
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
一、系统概述——C2&C3系统列控技职术武业汉平技高能速台训铁练路段
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。
牵 引 系 统
制 动 系统 统
列 车 网 络 系运 输 计 划
CTCS2列控系统
既有线时速200公里电务新技术培训教材CTCS2列车控制系统简介既有线200km/h动车组CTCS2列控系统由地面和车载设备两部分组成。
地面设备由列控中心、K5B计算机联锁、CTC、ZPW-2000A轨道电路和应答器等设备组成。
车载设备安装在动车组上,ATP车载设备由车载安全计算机、轨道信息接收单元(STM)、应答器信息接收单元(BTM)、制动接口单元、记录单元、人机界面(DMI)、速度传感器、轨道信息接收天线、应答器信息接收天线等组成。
ATP车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关动车组数据,生成控制速度和目标距离模式曲线,控制列车运行。
同时,记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。
CTCS2列控系统设备构成见下图。
CTCS2列控系统设备构成图从上图可以看出,CTCS2级区段地面信号系统中除了通过轨道电路向列车传输连续信息外,还要通过应答器把地面的一些线路静态数据、临时限速以及进路参数等发送到机车上,以保障列车安全行驶。
第一章列控系统地面设备列控系统地面设备主要由车站列控中心、应答器设备、ZPW-2000轨道电路等组成。
第一节车站列控中心(TCC)车站列控中心设置在各车站机械室,是一套二乘二取二安全计算机系统,它与K5B计算机联锁、CTC车站自律机接口,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车信息,通过安装在进、出站口的有源应答器传送给列车。
CTC调度中心的调度员向车站自律机发送临时限速命令(包括操作员姓名、命令号、限速起点、限速终点、限速级别、线路号和预计限速时间长度等相关内容),经车站值班员签收确认后,将限速命令发送给列控中心;列控中心通过P口与自律机通信,接收来自CTC的限速命令,并对收到的数据进行有效性检查;同时通过Q口与计算机联锁系统通信,获取进路信息、股道信息、区间运行方向信息,根据这些信息和限速命令在报文存储器内检索到相应报文,通过S口发送给LEU;LEU装设在列控中心机柜内,实时接收列控中心传送的数据报文并通过应答器数据传输电缆,送给对应室外有源应答器,实时更新有源应答器的数据,实现应答器对变化数据的发送。
CTCS-2级列车运行控制系统
铁路客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术1. CTCS-2级列控系统技术路线按照CTCS-2级列控系统的总体技术目标,以及统一技术标准、技术平台、用户需求,主要依靠国内技术力量、借助国外先进经验,自主实施CTCS-2列控系统开发与集成,满足200~250km/h线路的运营要求,满足作为300~350km/h线路后备模式的运营要求。
在ZPW-2000轨道电路基础上,通过地面加装点式应答器、列控中心、临时限速服务器等,动车组装备列控车载设备,实现与车站联锁、行车指挥等设备的有机结合,由地面设备、车载设备、信号安全数据网,共同构成完整CTCS-2列控系统。
逐步建立完整的CTCS-2级列控系统技术体系,包括技术标准、产品标准、建设标准,以及联调联试、运用、维护规则等。
1.1. CTCS-2级列控系统原理客运专线CTCS-2级列控系统是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标-距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。
客运专线CTCS-2级列控系统由地面和车载设备构成。
地面设备由临时限速服务器、列控中心、ZPW-2000(UM)系列轨道电路、应答器设备等组成。
车载设备由车载安全计算机(VC)、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(DRU)、人机界面(DMI)等组成。
轨道电路实现列车占用检查,并连续向列车传送空闲闭塞分区数量等信息。
应答器向车载设备传输定位信息、线路参数、临时限速等信息。
列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息(区间轨道电路状态、中继站临时限速信息、区间闭塞和方向条件等信息)传输等功能,根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生行车许可,通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给列车。
临时限速服务器完成临时限速命令的存储、校验、撤销、拆分、设置和取消及临时限速设置时机的辅助提示。
车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息和动车组参数,按照目标-距离模式生成控制速度,监控列车安全运行。
CTCS-2中国铁路列车控制系统剖析
应答器报文组成
➢ 点式应答器报文码长1024bit,有效码长830bit,另包括校验、修正、扰码等; ➢ 无源应答器的报文采用特定的写入设备写入并固化在应答器中,信息是固定的; ➢ 有源应答器的报文固化在列控中心中,可存多条,列控中心根据需要选择具体条
目,在适当时机控制LEU向应答器传送; ➢ 考虑应答器信息涉及故障安全,无源应答器的报文是重叠覆盖的,有源应答器平
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三、轨道电路(ZPW2000A)
调谐区
主轨道电路
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➢CTCS-2级间转换原则
➢ CTCS级间转换原则上在区间自动转换,并给司机提供相应的声光警示,由司机 按压确认按钮,解除警示。自动转换失效时,司机根据ATP车载设备或LKJ的相 应警示信息,手动转换。
➢ CTCS级间转换应分别设置具有预告、执行功能的固定信息应答器。各应答器内 应同时提供前方一定距离内的线路数据,且各应答器位置信息应提供给列车运 行监控记录装置。
时有“缺省报文”并能进行监测; ➢ 应答器报文内容包括:应答器编号、链接关系、线路参数、线路里程、进路信息、
轨道电路或电码化载频、临时限速等等,报文按确定的编码规则进行编制;应答 器报文以信息包为单位,信息包有对应标识,一帧报文中可包含多个信息包 。
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应答器信息编码
➢ 部已制定了点式应答器编码规则,包括信息包定义、报文设计原则、 应答器用户报文构成等。
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CTCS-2 控车方 式
➢ 动车组同时装备ATP车载设备与列车运行监控记录装置。 ➢ 在CTCS2级以上区段,由ATP车载设备控车。 ➢ 在CTCS0级、1级区段或在2级区段ATP车载设备特定故障下,LKJ结合ATP车
载设备提供的机车信号或主体机车信号功能,控制列车运行,最高速度不超 过160km/h。 ➢ 正常情况下,两种控车模式通过CTCS级间转换应答器自动转换(无需停车 转换);故障情况下,停车手动转换。 ➢ 两种控车模式的转换通过ATP车载设备实现,LKJ通过ATP车载设备接收或记 录有关列控状态数据及其对应的操作状态信息。
高速铁路信号系统-第四章 CTCS-2级列控系统
4.3 系统构成
CTCS-2 列控系统分为车载设备和地面设备两部分,地面设备又分为轨旁和室内设 备两部分
图4.1 CTCS-2系统构成图
4.3 系统构成
1.地面设备 列控中心的硬件设备结构要求与车站计算机联锁相同,采用联锁列控一体 化结构,根据列车占用情况及进路状态,通过对轨道电路及可变应答器信 息的控制产生行车许可信息和进路相关的线路静态速度曲线,并传送给列 车。 轨道电路采用ZPW-2000系列,完成列车占用检测及列车完整性检查,连 续向列车传送允许移动的控制信息。
4.4 技术规范
1.总体要求 (4)系统采用目标距离模式曲线监控列车安全运行。生成监控曲线所需的行车 许可、线路参数、限速等信息由轨道电路和应答器提供。 (5)列控车载设备具有设备制动优先和司机制动优先两种控车模式,一般应采 用设备制动优先控车模式。 (6)系统设备的可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)应符合EN50126 的有关规定。
4.4 技术规范
3.车站列控中心技术要求 (1)车站设置车站列控中心,主要用于实现对有源应答器报文的存储与控制。 报文存储器应至少有 20% 的余量。 (2)当车站联锁建立列车进路后,车站列控中心通过控制进站端处有源应答器 为列车提供车站进路信息和车站及区间的限速信息,车站进路信息报文包括:应 答器链接、线路速度、线路坡度、限速、轨道区段等信息;车站列控中心通过控 制出站端处有源应答器为列车提供限速信息,根据需要还可提供区间线路参数、 应答器链统
1 4.1 概述
2 4.2 技术条件
3 4.3 系统构成
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4.4 技术规范
4.1 概 述
根据《CTCS技术规范总则》的描述,CTCS-2级列车控制系统是基于轨道电路和点式设备传 输信息的列车运行控制系统。它面向客运专线、提速干线,适用于各种限速区段,机车乘 务员凭车载信号行车。CTCS-2是结合中国实际情况,具有中国特色的列车控制系统,具有 以下特点: (1)基于轨道电路和应答器进行车地间信息传输。 (2)采用目标距离的控制模式,实现一次连续制动的控制方式。 (3)能在既有提速线路上叠加,实现在同一线路上与既有信号系统的兼容。 (4)采用了具有自主知识产权的ZPW-2000A型无绝缘轨道电路,采用国内已有厂家试制 成功的欧标应答器,这就意味着地面设备已能国产化。车载信号设备已通过引进设备实现 技术引进,最终实现国产化。
CTCS2列车控制系统介绍
郑铁科技通讯 1/200636一、系统概述CTCS2级列控系统是列控系统的一种,是基于轨道电路和点式设备传输信息的列车运行控制系统。
它主要用于客运专线、提速干线,适用于各种限速区段、机车乘务员凭车载信号行车。
1. “CTCS2级”本身是《CTCS技术规范总则》中根据系统配置按功能划分的一个等级标准,有相应的技术条件。
近期在铁道部的组织下,基本确定了一种符合CTCS2级标准的列控系统,明确了其系统构成、设备和具体规定,初步形成具备了设计条件的列控系统,即CTCS2列控系统。
2. 欧洲ETCS1级列控系统是为了实现互连互通的目的,仅把轨道电路作为轨道占用设备,摒弃了不同制式轨道电路地对车信息传输方式,完全采用应答器或点式设备来传输线路参数和目标距离,构成了点连式列控系统。
我国铁路鉴于已确定的统一采用ZPW-2000系列轨道电路的实况,为充分发挥18信息的作用,确定CTCS2级的目标距离(移动授权凭证)由轨道电路进行连续信息传输,构成了近似连续式的列控系统。
这在系统功能上就优于欧洲ETCS1级,它具有中国特色。
3. CTCS2级线路数据由地面传送,而CTCS1级的线路数据是在车上贮存的,这是两者的主要区别。
4. CTCS2级用于200km/h既有线时,为了少改动,少投资,地面应答器相对少设;用于350km/h客车专线时,地面应答器相对多设。
二、系统构成列控系统分为车载设备和地面设备两部分,地面设备又分轨旁和室内设备两部分。
其总体结构见图。
1. 地面设备1.1 车站列控中心:既有线暂按独立列控方式设置,将来要求与车站计算机联锁相同,采用联锁、列控、区间一体化结构。
1.2 轨道电路:采用ZPW-2000系列轨道电路,完成列车占用检测及列车完整性检查,连续向列车传送允许移动控制信息。
1.3 站内轨道电路:车站正线及股道采用与区间同制式轨道电路。
1.4 车站联锁:采用计算机联锁或6502型电气集中。
1.5 点式应答器:采用电气特性与欧洲ETCS技术规范相同的大容量应答器(分固定和可变应答器两种)。
CTCS-2列控系统
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中国列车运行控制系统-CTCS
铁道部ห้องสมุดไป่ตู้002年开始立项对ETCS技术规范进 行研究,提出发展CTCS的战略目标。
2004年铁道部发布了“CTCS技术规范总 则”、“CTCS-2技术条件”等规范文件。
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。
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。
CTCS-4级
CTCS 4级是基于无线传输信息的列车运行 控制系统;CTCS 4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;CTCS 4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;CTCS 4 级地面不设通过信号机,机车乘务员凭车载信 号行车。
CTCS-2系统
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CTCS-2系统总体设计原则
在我国既有成熟信号系统技术设备基础上(如:自动闭塞、机车信号、 车站联锁、调度集中等),通过适当增加其它信号设备(如:应答器、列控 车载设备),构成具有先进连续速度控制功能并符合国际列控系 统功能需求规范(ETCS)的列控系统。
CTCS-2列控系统
在 CTCS 级间转换处, CTCS-2级车站列控中心限速管 辖范围应向外延伸,延伸长度为线路允许速度到 45 km / h 的目标制动距离,具体长度值可参考附录 4 。与级间 转换点相邻的另外一个车站列控中心限速管辖范围为相 应区间,并延伸至邻站正线发车信号机处,如图 6-10 所 示。
车站限速管辖范围应按图, 6-11所示的要求,分解 至对应的进、出站端有源应答器。 应答器报文的限速信息应根据上述规定的应答器限 速管辖范围实现限速信息的冗余覆盖,不同限速条件下 应答器信息覆盖关系见附录 5 。
③通过站间安全信息传输获得邻站(或区间中继站) 所辖相关区段的状态以及其他编码所需的信息,实现闭塞 分区编码逻辑的连续。 ④列车上、下行线换线行驶时,列控中心应实现载频 切换逻辑的信息发送控制。 ⑤列控中心发生故障而不能保证编码正确时应立即中 断编码控制输出,并自动转至“离线”状态。 ⑥正线通过进路,列车压入进站或出站信号机内方第 一区段后,如信息变化为升级码序时,列控中心应保持接、 发车进路发码不变,直到列车压入股道或区间。
4 .与地面电子单元( LEU )连接( S 口)
⑴与 LEU 之间采用冗余的 RS-422 串行数据通信接口
进行数据通信,实时向 LEU 发送相关有源应答器报文。
⑵LEU 实时向车站列控中心反馈设备工作状态信息。 ⑶车站列控中心至少可同时控制 4 台 LEU ,用于控 制正线上应答器的 LEU 设备应冗余设置。 ⑷当与 LEU 之间通信故障时,相应 LEU 向受其控制 的有源应答器发送 LEU 默认报文。
态、与邻站通信连接状态);
⑵限速命令、限速状态、限速设置异常信息; ⑶发送给 LEU 的应答器报文特征字; ⑷所接收到的 LEU 状态监测信息; ⑸轨道电路状态信息; ⑹区间运行方向的状态信息、向区间发车的请求信 息、允许向区间发车信息、改方向执行情况信息以及辅 助改方操作记录; ⑺站内轨道电路方向控制状态信息。
CTCS-2介绍
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系统基本功能
防止列车无行车许可的运行。 防止列车超速运行。
– – – – 防止列车超过进路允许速度; 防止列车超过线路结构规定的速度; 防止列车超过动车组构造速度; 防止列车超过限速及紧急限速。
防止列车溜逸。列车停车后自动启动防止列车溜 逸功能,列车继续运行前由机车乘务员人工解除 该功能。
–通过RS485/422串行接口
• 向有源应答器发送报文
–通过专用电缆(LEU置于室内,电缆最大长度2.5km)
• 检测外部电缆状态
–断线、短路
• 记录状态信息
–向地面列控中心提供维护数据
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CTCS-2级列控系统建设
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标准体系建设
• 为确保CTCS-2级列控系统顺利实施,必须首先建 立完善的标准体系。 • 经过近5年的努力,CTCS-2级列控系统标准体系已 基本形成。形成统一标准包括:
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地面列控中心-接口关系图
P口:调度命令、限速接收,执行情况信息反馈, 轨道电路占用/空闲信息和区间信号机状态 Q口:进路相关信息、区间闭塞和方向条件信息, 部分站联条件信息 S口:LEU控制 R口:设备状态信息 T口:轨道电路占用/空闲信息、轨道电路低频编 码信息 U口:站间安全信息 V口:信号点灯控制(可选) W 在线测试 W口: 在线测试 端口 U 车站列控中心
• CTCS-2级列控系统相关设备包括:
- 车站联锁:采用国内成熟设备; - 调度集中:采用国内成熟设备; - 信号监测:采用国内成熟设备。
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结束语
CTCS-2级列控系统技术体系和标准体系具有 中国特色和自主知识产权,通过各项试验和运行 检查,以及第六大提速一次性完成延展里程 6000 余公里的工程实践,全面验证了CTCS-2列控技术 路线和技术体系的正确性,控车模式的先进性, 动车组运行速度200~250km/h、追踪间隔5min的适 应性,以及各类型列车高密度混合运输、跨交路 运行和互联互通的兼容性,为客运专线建设奠定 了坚实的基础,创造了很好的社会、技术和经济 效益。这是中国的既有线提速技术、列车运行控 制技术达到了世界先进水平的重要标志之一。
CTCS2系统原理、车载设备介绍
1 传输方式
无线电传输或光纤传输。
2 信息处理速度
最高可达200km /h 。
3 信息传递距离最远可达2000米。来自车载设备的应用和发展前景
目前,CTCS2系统已经在我国高速铁路上得到了广泛应用。随着我国高速铁路 网的不断完善,CTCS2系统的设备和技术将会不断更新和升级,为高效、安全、 舒适的铁路运输提供更好的支撑。
功能
• 无线电通信 • 自动列车保护 • 自适应控制
特点
• 车载化 • 高可靠性 • 精简化
车载设备的分类
司机室设备
包括控制台、显示器、键盘、通信设备等。
客车设备
包括旅客信息终端、电视、广播等。
车辆设备
主要包括接收机、GPS等车辆主控单元。
固定设备
包括信号设备、道岔设备、联锁设备等固定设备。
车载设备的技术参数
特点
高度自动化、高效率、精确度高,能有效提高高铁行车安全和运行效率。
CTCS2系统的原理
无线电信号
通过铁路信道的无线电信号到达车载设备。
电路控制
车载设备解码、识别、处理无线电信号,再进行踏 面牵引控制、制动控制等车辆控制操作。
地面设备
路段联锁、道岔控制等地面设备的信号保证了铁路 运输的安全和运行效率。
CTCS2系统原理、车载设 备介绍
为确保高铁行车安全、稳定、高效,CTCS2系统应运而生。接下来,我们将介 绍CTCS2系统的概述、原理和组成部分,以及车载设备的功能、分类、技术参 数和应用前景。
CTCS2系统的概述
定义
CTCS2(Chinese Train Co ntro l System Level 2)全称中国铁路列车控制系统二级,是一 种列车自动保护及控制系统,可对高速铁路列车进行统一调度控制和安全保障。
CTCS-2列控系统
距离模式曲线,控制列车按命令运行。
整 性
人机接口
检 查 设
车载设备与机车乘务员交互的接口。
备
CTCS-4级
全球卫星定位或其他设备提供列车定位及 列车速度信息
列车完整性检查设备 运行管理记录单元
CTCS等级划分及设备构成
CTCS-0 CTCS-1 CTCS-2
CTCS-3
CTCS-4
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CTCS-2系统技术要求
速度目标值:满足300km/h,预留350km/h 扩展条件。
控制模式:目标-距离模式。 驾驶模式:司机制动优先模式或设备制动优先
模式两种。 信息传输媒介:控车信息由轨道电路+应答器
设备提供。 系统兼容性:不同速度等级线路的列车可互联
互通。
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CTCS-2系统基本功能
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。
CTCS-2级
CTCS 2级是基于轨道传输信息的列车运行控制系统;CTCS 2级 面向提速干线和高速新线,采用车-地一体化设计;CTCS 2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
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。
CTCS-2级
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。
CTCS-3级
各国铁路在实施ATP过程中,都是以故障安全作为最重要的技 术条件,将地面和车载设备按一个系统统一设计,同步进行 技术更新或强化改造的,这样才能保证整个系统的高安全、 高可靠。
浅谈CTCS-2列车运行控制系统
浅谈CTCS-2列车运行控制系统摘要:中国铁路哈尔滨局集团有限公司牡丹江电务段列控系统和列车的安全运行存在密切的关系,其可以通过地面提供的线路信息、前车距离和状态信息在一定算法处理基础上而制作出速度控制模式曲线,和设定值进行对比,而控制车辆运行状态,实现智能控制的一种系统。
在列车控制过程中,为了保证列车安全运行,很有必要制定出了标准化的行车控制系统。
本文对此进行了研究,且分析了这种控制系统的需求,设计了系统的传输层,铁路运输管理层等,在此基础上,以五种分级形式满足不同线路运输需求的技术规范,本文主要以CTCS-2系统发展情况、系统构成及主要技术等重点加以研究介绍。
关键字:列控、超速、安全、运输需求、技术、重点。
一、国内列控系统发展情况为了更好地的满足我国铁路市场的需求,我国从发达国家引入了250公里的高速动车组列车,且在一定的引进消化和吸收基础上建立了列控系统技术标准体系,同时还设计开发制作相关的硬件系统,随后在我国的主要铁路线路上实施,其后京沪、浙赣等开始运行这种列车,这为第六次铁路大提速提供了支持。
既有线CTCS-2级列控系统在列车控制过程中,主要通过相关ZPW-2000轨道电路传输系统来采集并反馈出目标区域的列控信息,同时将其他的列控信息如线路参数、限速等信息发送到控制中心,车载ATP设备接收到这些信息之后,通过一次模式曲线发送控制命令,且最终实现控制的目的。
分析可知既有线CTCS-2级列控系统在控制过程中,要求各车站设置列控中心设备(TCC),而在车辆的进出区域还应该设置一定间距的应答器组。
临时限速过程中则利用相关的CTC发送指令到列控中心,而后者在接收到之后进行一定的调度和控制操作。
车站列控中心在运行过程中根据相关进路状态、线路参数等信息在一定的算法处理基础上发送出控车信息(在此过程中全部的控车信息均预先进行一定的标准处理而得到所需要的报文,并存储处理,而列控中心在一定判断分析基础上确定出相关的应答器报文,然后将所得结果发送给车载ATP)。
CTCS-2和CTCS-0的区别
CTCS的概述:
CTCS就是中国列车运行控制系统 (ChineseTrain Control System),由地面子 系统和车载子系统构成。
地面子系统的组成:
1 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。车站正线采用与区间同制式 的轨道电路,侧线采用与区间同制式的叠加电码化设 备。
列控系统等级比较表
CTCS等级
地面设备组成 车载设备组成 地对车信息传输 闭塞方式 适用区段
CTCS-0级
CTCS-2级
轨道电路
车站列控中心,轨道电路, 应答器及LEU
通用机车信号,运行监控记 ATP(含机车信号,应答器信
录装置(LKJ)
息接收功能),LKJ
多信息轨道电路
多信息轨道电路+应答器;或 数字轨道电路
2 点式信息设备:设置在车站附近,主要用于向车载设 备传输定位信息。
车载子系统组成:
1 主体机车信号:完成轨道电路信息的接收与处理。
2 点式信息接收模块:完成点式信息的接收与处理。
3 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。
CTCS的分级
CTCS 根据功能要求和设备配置划分应用等级,分为 0~4 级。
•
CTCS-0 级(简称 C0 级):
•
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CTCS-1 级(简称 C1 级):
•
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CTCS-2 级(简称 C2 级):
•
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CTCS-3 级(简称 C3 级):
•
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CTCS-4 级(简称 C4 级):
CTCS-0的简介:
CTCS-0级为既有线的现状,是由通用式机车信号和列车 运行监控记录装置组成的系统。在全国大部分既有铁路为 160Km/h以下线路运行,均以地面信号机作为指挥列车的 行车凭证 ,利用连锁和自动闭塞设备,配合车载“机车 信号+监控装置”构成CTCS-0,作为行车安全的辅助设备。
CTCS2系统原理、车载设备介绍
03 车载设备介绍
车载设备概述
车载设备是CTCS2系统中不可或缺的组成部分,用于实现列车与地面设备之间的信 息交互和安全控制。
车载设备主要包括ATP(列车自动防护)系统、ATO(列车自动运行)系统、TSR (临时限速)设备等。
车载设备的主要功能是接收地面设备发送的控制命令和列车状态信息,根据预设的 安全策略和逻辑判断,控制列车运行,确保列车安全、高效地运行。
成功分析了CTCS2系统的基本原理和车载设备的功能特点,为后续研究奠 定了基础。
深入探讨了CTCS2系统的信号传输机制和车载设备的控制逻辑,提高了系 统的可靠性和安全性。
针对实际应用中遇到的问题,提出了有效的解决方案,并进行了实验验证, 证明了其可行性和有效性。
研究展望和未来工作
01
进一步研究CTCS2系统的优化方案,提高系统的性 能和稳定性。
列车控制
根据列车位置和运行状态,列车控 制系统生成列车控制指令,控制列 车运行。
CTCS2系统与其他系统的比较
与CTCS3级比较
CTCS2级和CTCS3级都是中国列车控制系统的重要组成部分,但CTCS3级在技术上更加先进,可以实现列车的连 续定位和移动闭塞。
与欧洲列车控制系统(ETCS)比较
ETCS是欧洲采用的列车控制系统,与CTCS2级相比,ETCS更加开放和灵活,可以适应多种不同国家和地区的铁 路系统。
02
探索车载设备的智能化和自动化技术,以适应未来 铁路运输的发展需求。
03
加强与国内外相关机构的合作与交流,共同推动铁 路信号技术的发展和应用。
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高速铁路
CTCS2系统广泛应用于我国高速铁路,如京津城际、京沪高铁等,为列车提供安全可靠的 运行控制。
CTCS-2级列车运行控制系统
铁路客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术1. CTCS-2级列控系统技术路线按照CTCS-2级列控系统的总体技术目标,以及统一技术标准、技术平台、用户需求,主要依靠国内技术力量、借助国外先进经验,自主实施CTCS-2列控系统开发与集成,满足200~250km/h线路的运营要求,满足作为300~350km/h线路后备模式的运营要求。
在ZPW-2000轨道电路基础上,通过地面加装点式应答器、列控中心、临时限速服务器等,动车组装备列控车载设备,实现与车站联锁、行车指挥等设备的有机结合,由地面设备、车载设备、信号安全数据网,共同构成完整CTCS-2列控系统。
逐步建立完整的CTCS-2级列控系统技术体系,包括技术标准、产品标准、建设标准,以及联调联试、运用、维护规则等。
1.1. CTCS-2级列控系统原理客运专线CTCS-2级列控系统是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标-距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。
客运专线CTCS-2级列控系统由地面和车载设备构成。
地面设备由临时限速服务器、列控中心、ZPW-2000(UM)系列轨道电路、应答器设备等组成。
车载设备由车载安全计算机(VC)、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(DRU)、人机界面(DMI)等组成。
轨道电路实现列车占用检查,并连续向列车传送空闲闭塞分区数量等信息。
应答器向车载设备传输定位信息、线路参数、临时限速等信息。
列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息(区间轨道电路状态、中继站临时限速信息、区间闭塞和方向条件等信息)传输等功能,根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生行车许可,通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给列车。
临时限速服务器完成临时限速命令的存储、校验、撤销、拆分、设置和取消及临时限速设置时机的辅助提示。
车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息和动车组参数,按照目标-距离模式生成控制速度,监控列车安全运行。
(交通运输)CTCS2列控系统概述
CTCS2列控系统的主要功能是实现列车安全追踪、列车速度 自动控制、列车运行调整和列车间隔控制等,保障列车运行 安全、高效和准时。
系统工作原理
工作原理
CTCS2列控系统通过地面设备和车载设备之间的信息交互,实现列车追踪、速度控制和间 隔控制等功能。地面设备发送列车追踪信息和速度控制指令,车载设备接收并处理这些信 息,控制列车运行。
促进产业升级和发展。
02
CTCS2列控系统概述
系统定义与特点
定义
CTCS2列控系统是中国铁路第二代列 车控制系统,用于列车运行控制和管 理。
特点
CTCS2列控系统采用目标距离控制模 式,实现列车安全追踪和自动控制; 同时,该系统还具有高精度、高可靠 性和高安全性的特点。
系统组成与功能
系统组成
CTCS2列控系统由地面设备和车载设备两部分组成。地面设备 包括轨道电路、应答器和信号机等;车载设备包括列车控制单 元(TCU)、测速单元和人机界面等。
操作复杂性
由于该系统功能强大,操作界面 相对复杂,对操作人员的专业素 质要求较高。
未来发展方向
智能化
未来CTCS2列控系统将更加注重智能 化发展,通过引入人工智能、大数据 等技术,提高系统的自主决策和优化 能力。
绿色环保
互联互通
加强与其他交通方式的互联互通,提 高运输效率,为旅客提供更加便捷、 高效的出行体验。
进行实时监测和控制,确保列车运行的安全和稳定,降低事故风险。
02
提高效率
列控系统能够实现列车的自动化控制和调度指挥,提高列车运行效率,
缩短旅行时间,为旅客提供更好的出行体验。
03
推动技术进步
列控系统的研究和应用涉及到多个领域的技术,如通信、信号处理、计
CTCS-2列车运行控制系统问题
CTCS -2列车运行控制系统问题 王 丹,刘凤姣,颜晓卉 (中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221008)lCTCS-2级列车运行控制系统概况 CTCS -2级列车运行控制系统(以下简称CTCS-2级列控系统)是在我国铁路既有成熟信号系统技术设备基础上,通过适当增加其他信号设备(如应答器、车站列控中心、ATP车载设备等),构成具有中国特色的实现车载设备采用以目标距离模式监控列车安全运行,并基于轨道电路和点式应答器的列车运行控制系统。
CTCS-2级列控系统包括地面设备和车载设备。
地面设备由轨道电路、车站电码化设备传输连续列控信息,由点式应答器、车站列控中心传输点式列控信息,其中车站列控中心是地面设备的核心。
车载设备根据地面提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关列车数据,生成控制速度和目标——距离模式曲线,控制列车运行。
同时,车载记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。
适用于区间ZPW-2000系列自动闭塞车站微机联锁或6502电气集中行车指挥(crrc或TDCS)。
CTCS-2级列控系统有效地解决了不同速值列车高密度混合运行、动车组跨线运行、系统设备互联互通等技术难题,为列车的安全、高速行驶,提作的安排细致和实际工作质量的保证,以及行文公布统考情况的严肃性,在促进工作开展的同时,也宣传扩大了质量管理工作的影响。
2008年12月,路局人事处连续2期在技术人员继续教育培训班中安排质量管理课程,邀请质量管理人员授课。
截止2009年3月,济南局已组织完成了l4个单位(专业)培训“统考”工作,829人合格“取证”,超额完成了上级下达给济南局每年200人的培训任务。
2009年,济南局将参加“新一轮质量管理知识普及教育培训及统考”情况纳入路局对站段的经营业绩考核内容,对该项工作起到积极的推动作用。
4 结语 济南局“新一轮质量管理知识普及教育”工作得到了铁道部主管部门的认可,2009年3月在广州召开的“2009年全路质量管理工作会议”上,济南局做了专题工作经验介绍。
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CTCS-2级间转换原则
CTCS级间转换原则上在区间自动转换,并给司机提供相应的声光警示,由司机按 压确认按钮,解除警示。自动转换失效时,司机根据ATP车载设备或LKJ的相应警 示信息,手动转换。
CTCS级间转换应分别设置具有预告、执行功能的固定信息应答器。各应答器内应 同时提供前方一定距离内的线路数据,且各应答器位置信息应提供给列车运行监 控记录装置。
开发策略:引进和自主研发并举、在消化吸收国外先 进技术的同时,对引进设备国产化,研究具有自主知 识产权的新一代列车超速防护系统
6
CTCS体系结构
7
铁路运输管理层
网络传输层
地面设备层
车载设备层
8
CTCS根据系统配置按功能划分为5级
设备\等级
通用机车信号 主体机车信号 运行监控记录装置
模式曲线速度控制
轨道电路 GPS定位 点式设备 列控中心 无线闭塞中心(RBC)
无线通信(GSM-R)
地面信号
适用范围
CTCS0
√ X √
X √信息传输主体 X X X X
X √ 既有线现状
CTCS1
X √ √
X
√信息传输主体 X √ X X
X
√(X) 面向160km/h以下的 区段
CTCS2
X X X
√
√信息传输主体 X √ √ X
列控中心传输点式列控信息。 动车组车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限
速信息及有关动车组数据,生成控制速度和目标距离模式曲线,控制列车运 行。同时,记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。 适用于ZPW-2000(UM)系列自动闭塞,车站计算机联锁,行车指挥CTC或TDCS 调度区段。
为解决这一问题,1990年国际铁路联盟开始组 织专题研究与信号和列车控制有关的问题 。
历时15年(2004年),形成ERTMS/ETCS 体系 ERTMS /ETCS体系是关于运输管理和列车控制
的一系列最新标准规范
4
ERTMS/ETCS特点及优势
实现了互联互通 最高适用于500 公里/小时高速铁路 具备超速防护功能 (ATP) 可实现更小的运行间隔 可最终实现移动闭塞 更高的安全保证 更低的成本
人机界面 jiemian 口
运行管理 记录单元
设备维护 记录单元
无线通信模块
车载设备
点式 设备
轨道 电路
无线通信模 块
列控中心
联锁设备 调度集中系统
地面设备
GSM-R 维护管理中心
相邻列控中心
10
既有线200KM/H区段 CTCS-2级系统
11
CTCS-2 总体描述
CTCS-2是基于点式应答器、轨道电路传输列车运行控制信息的点-连式系统。 地面设备由轨道电路、车站电码化传输连续列控信息,由点式应答器、车站
P口
计算机联锁 Q口 车站列控中心
进站信号机 接近区段发码
S口 LEU
微机监测
R口
应答器
软件测试端口
车载ATP
BTM STM
17
点式应答器
18
LEU
19
车站列控中心结构
20
技术要求
系统设备、与安全有关的接口和通道必须符合故障安全原则 。 系统采用2×2取2安全冗余结构。 系统外部通信接口及通道应进行冗余配置,采用标准统一的接口方式、协议。 系统与LEU的接口形式为RS-485,基本配置为4个,根据需要可扩展至6或8个; 与CTC或TDCS、联锁、微机监测的接口形式为RS-422,皆为1个。 系统可靠性、可用性、可维护性和安全性,以及安全防护、安全通信等符合 EN-50126 、EN-50128、 ENV-50129、 EN-50159-1相关标准。 LEU与有源应答器之间通过应答器专用电缆连接,采用基带信息传输方式。
级间转换执行点应答器可与区间应答器合用。 在级间转换时,应保证控车权可靠平稳交接。控车权的交接以ATP车载设备为主。 级间转换时若已触发制动,则应保持制动作用完成,停车或发出缓解指令后,由
手动转换。
14
CTCS-2级(ATP) UU码
CTCS-0级(LKJ)
正向预告点 执行点 反向预告点
12
CTCS-2 控车方式
动车组同时装备ATP车载设备与列车运行监控记录装置。 在CTCS2级以上区段,由ATP车载设备控车。 在CTCS0级、1级区段或在2级区段ATP车载设备特定故障下ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱLKJ结合ATP车
载设备提供的机车信号或主体机车信号功能,控制列车运行,最高速度不 超过160km/h。 正常情况下,两种控车模式通过CTCS级间转换应答器自动转换(无需停车 转换);故障情况下,停车手动转换。 两种控车模式的转换通过ATP车载设备实现,LKJ通过ATP车载设备接收或 记录有关列控状态数据及其对应的操作状态信息。
X
√(X) 面向提速干线和高 速新线
CTCS3
X X X
√
√ X √ √ √
√
X(√) 面向提速干线、高 速新线或特殊线路
CTCS4
X X X
√
X √ √ √ √
√
X 面向高速新线或特 殊线路
9
CTCS总体结构
列车
机车乘务员
输入模块
测速模块入模 块
点式信息接收 模块
输出模块
车载安全计算机
连续信息接收 模块
5
CTCS体系的建立
目前国内系统虽大大降低了铁路行车重大、大事故发 生率和险性事故发生率,但尚不能满足铁路跨越式发 展的需求。
为确保列车运行安全和提高运输效率,迫切需要装备 性能先进、安全可靠的列车运行控制系统。
铁道部战略决策:研究ERTMS/ETCS体系,结合中国特 点,创立CTCS体系
21
主要功能
(1) 原则上在车站离去区段自动转换(不应在进站信号机处 转换),司机应确认。保留手动转换功能。
(2) 预告点、执行点。 (3) 控车权的交接以ATP车载设备为主。 (4) 级间转换时若已触发制动,则应保持制动作用完成。
15
CTCS-2地面设备
16
一、既有线车站列控中心
CTC或TDCS
车务终端
车站分机
中国列车控制系统(CTCS)
1
主要内容
CTCS与ETCS CTCS体系结构 既有线200KM/H区段CTCS-2级
系统 临时限速命令的设置流程
2
CTCS与ETCS
3
ERTMS/ETCS历史
ERTMS/ETCS出现之前欧洲列控设备有六大供应 商提供的13种型号的系统,互不兼容