CTCS-2级列控系统与技术规范-2

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安全性和可用性的关系
R R：事件结果 A：正常运用 S：降级处理 CA：运用条件 CS：降级条件
CA
N（预期+非预期）
Y（预期）
S≥S’
S
A
10
安全性和可用性的关系
R R：事件结果 A：正常运用 S：降级处理 CA：运用条件 CS：降级条件
CS
N（预期+非预期）
Y（预期）
A’≥A
A’
11
S’
安全性和可用性的关系
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Linking Consistency 链接的一致性
链接检查是应答器传输系统中最强有力的 安全保障手段。在CTCS-2级列控系统中链 接检查的核心是判断应答器组的链接一致 性，链接检查的结果是车载设备执行所链 接的应答器组给出的链接反应。应答器链 接一致性检查的失效或未使用链接检查可 能导致安全风险。
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对载频不一致的处理
接收 F1/F3 只接收F1
A
Lw
B C
只接收F3
L1
L2
一般窗口宽度考虑测速测距和设备安装等误差因素 从可用性出发，窗口还考虑适当余量。
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Linking Consistency 链接的一致性
CTCS列控系统应答器应用原则 5.2.1.2 一般车站及区间，应答器组链接失败时， Q_LINKREACTION=“无反应”。当某应答器 组丢失后，ATP控车可能存在不安全因素 时，Q_LINKREACTION=“常用制动”。
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链接原则
为使车载设备接收应答器信息故障时列车行 驶的距离最短，若两个连续的预期链接的应 答器组未检测到（不论设计的链接反应如 何），ATP默认第二个应答器组的链接反应 为常用制动。因为此时应答器位置校正功能 已经失效。
（不仅仅是信息冗余问题）
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链接原则 构成安全信息的应答器组中应答器最小 数量为2，如果其中一个应答器故障， 另一个仍可接受车载设备访问，因此仍 可调用链接反应。
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预期控制与非预期控制 预期控制：预先设计好的控制流程， 系统虽然发生异常，但结果是意料之 中的情况，系统仍在可控范围内或故 障导向安全输出； 非预期控制，事先没有对应的控制流 程，系统一旦发生异常，其结果可能 超出设计，系统失控导致非安全输出。
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预期控制与非预期控制
DMI 黑屏 ATP 主机“死机” 速度表指针“消失” 失电制动 系统安全设计要求无论预期还是非预期的输入，所有 系统级输出必须是预期控制；而对于系统可用性而 言，要求预期的“死机”类输出最小化，因为这种预期 的安全控制降低了系统的可用性。
（C0-C2站出站口应答器设置）
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降级原则
降级处理是为了调节系统的安全性和可用 性，使之在安全的前提下达到平衡。在ATP 系统故障或功能不完全具备的条件下，降级 处理是降低系统安全风险，同时兼顾系统可 用性的有效措施。
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降级原则
降级处理包括多种形式，如采取干预措施 （如制动）、降低允许速度、缩短行车许可、 选择CTCS等级或改变控制模式，以及上述方 式的组合等。降级处理必须要有明确的报警 提示，降级后的安全保障不应受故障的影响。 通常降级处理不仅伴随着控制模式的转换， 而且带来安全责任的转移。
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Linking Consistency 链接的一致性 在期望窗口内未发现链接应答器组 通过非预期方向的应答器组
（即，在期望窗口外发现或根本没有发现，或期望窗口 内发现非预期的应答器组）
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对载频不一致的处理
根据应答器信息判断ATP接收载频是CTCS2的 特点之一。 当ATP接收的载频与应答器描述的载频不一致 时，ATP应触发最大常用制动。通常在预期的 载频分界点开窗来判断载频的正确性。
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系统安全性和可用性结论 系统的安全性是可用性的基础。 系统安全设计通过采用最不利原则、链接 原则和降级原则追求高安全原则下的系统 可用性，使系统输出预期可控。
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三、应答器信息传输
点式信息 大容量 灵活多用 链接功能
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Criteria of consistency 一致性的标准
消息的正确性：整条消息完整并遵守规 范语言；变量不应有无效值； 消息应在预期的时间收到； 消息应在期望的正确位置收到。 如果任何一条标准不满足， 则车载设备不得使用地面设备传送的消息！！！
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制动与缓解
缓解与制动对应，超速只是制动的一种情况; 有些制动必须停车； 有些缓解要求司机介入；
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MSB与EB
MSB是主要控车手段； EB是最终控车手段； 什么情况MSB/EB？
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EB与TR
TR必然EB； EB未必TR； TR-PT
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机控与人控
弱制动优先； 自动缓解； 更好的制动性能； 更好的一致性；
解读规范： 系统安全性和可用性是一对矛盾的统一体。 两种思路： 对于非预期的情况均视为潜在的安全隐 患，进行安全处理，使输出预期可控； 对于非预期的情况，如果规范中没有明确 不可用，则不进行专门的安全处理。
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二、安全性和可用性
系统/设备发生任何故障时，保持或导向安 全状态的设计原则。
A design philosophy which results in any expected failure maintaining or placing the equipment in a safe state.
(00=紧急制动，01=常用制动，10=无反应，11=备用)
即使所有应答器组都采用链接，系统设计 也必须考虑对于始发车或ATP重启机，以及 车载不能利用链接的情况。
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四、轨道电路信息传输
码序:
L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU L5-L4-L3-L2-L-LU-U2/U2S-UU/UUSHU
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四、轨道电路信息传输 无码：
未发码 未解出定义码 定义为“无码” 无码的处理原则
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四、轨道电路信息传输
锁频码25.7Hz：
“ห้องสมุดไป่ตู้决”邻线干扰 局限性 存在的问题
（不建议采用）
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四、轨道电路信息传输
检查码27.9Hz：
故障检查 反向码
（无码-掉码-制动）
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四、轨道电路信息传输
TB/T 3060： 机车信号的显示与线路上列车接近的地面信号 机的显示含义相符;显示具有一定的速度含义， 但不规定具体的速度值。
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安全理念
特例是潜在的安全隐患； 未知的（非预期）是潜在的安全隐患； 非CTCS区段处理CTCS信息须谨慎； 没有绝对的安全； 安全余量是高安全系统的必要条件； 安全门限是高安全系统的必要条件； … …
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系统安全设计
列控系统安全性能的关键取决于所接收信息的完整 性，包括数据的完整性，即数据的采集、解析和分 配；系统运用的完整性，即整个工程（设计、工艺、 安装、管理等）的实施；以及数据输入的完整性， 即从列车数据生成、确认到存储的全过程。这些完 整性必须达到SIL4级或相对应的要求。
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序号
控制模式
简要描述
适用范围
安全责任
1
完全监督（FS）
当列控车载设备具备列控系统所需的基本数 据（行车许可、线路信息、列车数据 等）时自动进入完全监控模式。 列控车载设备所接收的地面信息不能完全满 足实施完全监控。 用于调车作业。
CTCS2/3级
列控车载设备承担全部安全责任（下列两种情况除外）。 a 列车以开口速度接近EOA时，司机对相应的EOA负责； b 司机对整列车占用且SSP和坡度信息未知区段的限速负责 。 列控车载设备负责监控列车按固定限速运行。 司机对列车运行安全承担重要责任。 列控车载设备负责监督调车限速；监控调车区域边界，对 超越范围的调车执行冒进防护。 司机控制车列在调车区域内并负责调车作业的安全。 列控车载设备负责监控列车以固定限速运行的距离/时间。 司机负责检查轨道空闲、道岔位置，对列车运行安全承担 主要责任。 司机承担全部安全责任。 列控车载设备不负责列车运行安全防护。
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最不利原则
最限制条件（速度、距离、时间） 默认值 超限值
14
最不利原则
V
S 速度限制分类 最严格的限速曲线 最严格的限速模式示例 15 列车长度
链接原则 为使链接应答器组丢失限制性信息 的可能性减至最小，对于若其丢失 可能导致安全危险的链接应答器 组，其链接反应不得设为无反应。
（如：坡道细化）
CTCS-2级列控系统 与
技术规范
中国铁道科学研究院 2011.6
1
目录
一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、 CTCS2级列控系统 安全性和可用性的关系 应答器信息传输 轨道电路信息传输 ATP控车 列控系统联调联试 典型故障分析 名词术语
2
关键词
安全 规范 故障分析
3
一、CTCS2级列控系统
(按规定速度运行)
UU/UUS： 状态含义 速度含义
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五、ATP控车
一次制动模式 测速测距 3个速度1个距离
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一次制动模式
V 速度分级控制 出口控制 一次模式控制 分段曲线控制 入口控制
0
S
44
测速测距
45
3个速度1个距离
46
五、ATP控车
制动与缓解 MSB与EB EB与TR 机控人控
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降级原则
以CTCS-2级列控系统车载设备为例，其有多 种控制模式，对于不同的控制模式，即使限 速值一样，其安全等级、安全要求和安全责 任也不尽相同。在完全监控模式，车载设备 承担全部安全责任，而在其他模式，司机承 担相应的安全责任。
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降级原则
高安全等级的系统设计要求最大限度地采用完 全监控模式，尽可能减低由于司机责任带来的 风险。当然前提是必须完全满足完全监控的条 件，条件不满足时必须转为相应的降级模式。