列控车载设备概述
CTCS-3列控系统及车载设备介绍~资料
图例 停车标志牌 无源应答器 有源应答器
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。
CTCS-3列控系统介绍—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，
GSM-R 无线网络
调度中心 CTC
无线闭塞中心 RBC
列控中心
车站联锁
ZPW 2000 轨道电路 轨道电路
LEU LEU
地面应答器
CTCS-3列控系统介绍—系统总体结构
车 载 设 备
司机操纵台及常用制动接口 输入 接口 输出 接口 车载安全计算机 C3 控制单元 C2 控制单元 MVB 车载安全计算机 C2 控制单元 C3 控制单元 测速 单元 轨道电路信 息接收单元 应答器信息 接收模块
CTC车站 自律分机
车站 列控中心
微机 监测
中继站 列控中心
微机 监测 信号集中监测数据通信以太网
微机 监测
车站 列控中心
CTC车站 自律分机
车站 联锁
列控中心安全数据通信局域网 信号安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
CTC
行调台 维修 中心 其他 调度台 综合 维修台
TSR
临时限速服 务器
PG
GSM-R 电台
DMI
DMI MVB 列车转换网关
测速模块 测速 单元
紧急制动接口
无线通信模块 通信 接口 单元 通用 加密 单元
Profibus RS-485
记录器 应答器信息 接收模块 CAU 轨道电路信 息接收单元
4.3 CTCS-2列控车载设备
待机模式SB
投入电源后，系统就直接转入本模式。在 本模式下，ATP车载装置的接收轨道电路信息、 接收应答器信息等功能有效，但不进行速度比 较等控制，同时无条件输出制动。
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 （轨道电路信息、应答器信息、列车数据）时， 列控车载设备生成目标距离模式曲线，并能通 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 。
部分监控模式（PS）
列控车载设备可接收到轨道电路允许行车信 息，但线路数据缺损时，列控车载设备产生固定 限制速度，控制列车运行 。股道出发、得不到应 答器线路数据、缺省线路数据时的模式。
引导模式CO
用于车站信号设备故障时。车站办理引导接 车，地面信号设备对轨道电路传输HB码。车载 ATP装置接收接近区段轨道电路信息HB码转入本 模式，产生固定限制速度（25km/h），只有超 过其速度时才输出制动。
1.利用应答器信息锁定载频 根据应答器信息中的【CTCS－1】信息包锁定轨 道电路载频。 2.利用DMI的选择 根据DMI上下行载频按键选择锁定载频。 3.利用轨道电路信息锁定载频 符合《主体化机车信号系统技术条件（暂行）》 （科技运函［2004］114号）中有关载频锁定 的要求。
4.各种载频锁定方法的相互关系 在CTCS－1/0级区段，按上述DMI选择和轨道 电路信息锁定载频的方法中最新接收的指令锁定 载频。 在CTCS－2级区段，优先采用应答器信息锁定载 频。如果未收到应答器信息，也可通过DMI选择 或轨道电路信息锁定载频。 （十二）两种车载工作方式可选择 （十三）与LKJ接口
（十五）与动车组（EMU）接口 列控车载设备接收EMU输入的牵引位置、制动位置、 零位位置、向前位置、向后位置等信息，向EMU输 出紧急制动、最大常用制动、中等常用制动、弱常 用制动、切除牵引等指令。
CTCS2 200C列控车载设备介绍
降低列车运 行风险
提高列车运 行安全性
应用优势
提高列车运行效率：通过实时监控 和调整列车速度提高列车运行效率
降低运营成本：通过实时监控和调 整列车速度降低运营成本
添加标题
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添加标题
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保障列车安全：通过实时监控和调 整列车速度保障列车安全
提高乘客舒适度：通过实时监控和 调整列车速度提高乘客舒适度
列车自动控制系统：实现列 车的自动驾驶和自动控制
列车自动监控系统：实时监控 列车运行状态及时发现和处理
故障
列车自动调整系统：根据列车 运行情况自动调整列车速度提
高运行效率
工作参数
工作电流：5
工作压力：0.1MP至 0.5MP
工作温度：-40℃至 +85℃
工作寿命：≥10年
工作响应时间： ≤10ms
添加标题
设备工作原理主要包括：接收地面信号、处理信号、 发送控制指令、执行控制指令等步骤。
添加标题
处理信号：设备对接收到的信号进行处理判断列车 运行状态并生成控制指令。
添加标题
执行控制指令：列车控制系统根据控制指令控制列 车运行确保列车安全运行。
关键技术解析
列车自动防护系统：确保列车 的安全运行防止碰撞和脱轨
技术创新方向
智能化：提高 设备的智能化 水平实现自动 控制和故障诊
断
集成化：将多 个功能模块集 成到一个设备 中提高设备的 集成度和可靠
性
网络化：实现 设备间的网络 通信提高设备 的协同工作能
力
节能环保：采 用节能环保技 术降低设备的 能耗和排放提 高设备的环保
性能
市场前景展望
随着高铁技术的不断发展CTCS2 200C列控车载设备将迎来更大的市 场需求。
CRH2型动车组列车运行控制系统车载设备概述
CRH2型动车组列车运行控制系统车载设备概述列车运行控制系统ATC(AutomaticTrainControl)是铁路运输的基础设施，是保证列车运行安全、提高运输效率、实现铁路统一指挥调度的关键技术设备，也是铁路信息化技术的重要技术领域。
列车运行控制系统ATC(AutomaticTrainControl)包括3个子系统：列车超速防护系统ATP(AutomaticTrainProtection)；列车自动操作系统ATO(AutomaticTrainOperation)；列车自动监控系统ATS(AutomaticTrainSupervision)。
在我国铁路领域中，列车自动操作系统ATO的应用目前尚未提到日程，所以不常提及，目前主要采用列车超速防护系统ATP，以下简称“列控系统”。
(1)CRH2型动车组列控系统的组成列控系统由地面和车载设备构成，见图16.1。
列控ATP的控制中心在地面。
它以地面控制中心的信息作为列车运行指令的信息源，通过轨道电路和应答器设备获取前方运行区段的运行线路参数信息，以应答器等设备自动校核列车走行位置，实现对列车运行速度的安全监控和列车运行实际参数的采集、记录，车载ATP本身具有主体机车信号、通用式机车信号功能。
地面设备由车站列控中心，地面电子单元(LEU)、点式应答器、ZPW-2000A(UM)系列轨道电路、车站闭环电码化、车站计算机联锁等组成。
ATP地面控制中心与CTC或TDCS联网，实现运输指挥中心对列车的直接控制，达到了车地一体化的列车控制能力。
CRH2型动车组车载列控系统同时装备ATP车载设备和列车运行监控装置LKJ2000，如图16.2。
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、BTM天线、STM天线等组成。
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。
CTCS2-200C型列控车载设备构成及原理分析
CTCS2-200C型列控车载设备构成及原理分析随着时代和科技的进步，中国的国力日渐强盛，高速铁路呈跨越式发展，中国的高铁也成为我国递给世界的名片。
高速铁路的最大特点和优势就是速度快、列车密度大、载客量达、行车间隔短、乘客舒适感强，因此，高速铁路对行车安全更高，保证行车安全的难度也更大。
这就不得不提列控车载设备。
它不仅是控车运行的设备，它的更大职责是保证列车运行的安全。
本文就是对列控车载设备的一种——CTCS2-200C型列控车载设备的分析。
CTCS是中国列车运行控制系统的英文缩写，它是一种制定规则。
它的前身是ETCS（欧洲列车运行控制系统），我们通过不断的学习、超越，最终制定了我们的标准。
CTCS一共分为五个级别，分别为CTCS0、CTCS1、CTCS2、CTCS3、CTCS4。
CTCS0级为既有线状态，由通用式机车信号+列车运行监控装置构成。
CTCS1级由主体机车信号+安全型运行监控装置组成。
CTCS2级是基于轨道传输信息的列车运行控制系统。
面向提速干线和高速新线，采用车—地一体化设计。
CTCS3级是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。
面向提速干线、高速新线或特殊线路，采用基于无线通信的固定闭塞或虚拟闭塞。
CTCS4级是基于无线传输信息的列车运行控制系统。
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。
CTCS2-200C型列控车载设备由车载安全计算机、轨道电路信息接收模块、应答器信息接收模块、应答器信息接收天线、速度传感器、人机界面及LKJ接口等部分构成。
其主要完成的功能有（1）轨道电路信息接收功能；（2）载频锁定功能；（3）应答器信息接收功能；（4）速度、距离计算；（5）制动输出功能；（6）防溜逸功能；（7）显示和提示功能；（8）记录功能；（9）LKJ接口功能；（10）与动态监测设备接口功能；（11）EMU的接口功能。
车载设备主机是系统的核心部件，其包括对外连接器、组匣和空气过滤层。
300S型列控车载设备介绍
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
地 面 设 备
车站 联锁
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
CTC车站 自律分机
车站 列控中心
微机 监测
CTC
行调台
其他 调度台
综合 维修台
临时限速 操作终端
维修 中心
通信 服务器
数据库 服务器
应用 服务器
接口 服务器
临时限速服务器
轨旁 电子单元
中继站 列控中心
单元
PUC PUC 轨道电路接收天线
PUC PUC 轨道电路接收天线
C2 控制单元
C3 控制单元
应答器信息 接收模块
列列车车 接接口口 管管理理 单单元元
CAU 应答器天线
输出 接口
输入 接口
PG
PG
速度传速感度器传感器
动车组
车载设备在列控系统中的位置
车载设备
车载 设备
CAU
PUC
BTS
OTE
BTS
300S 型列控车载系统
列控车载设备概述
列控车载设备是列车控制系统中对列车 进行操纵和控制的主体，担负着保证列车运 行安全的责任，是CTCS-3级列控系统中保证 行车安全的关键设备。它采用故障安全设计， 根据接收的地面信息及无线信息生成列车速 度控制曲线，并与列车实际速度进行比较， 监督列车运行，实现超速防护，人机界面等 功能。
列控车载设备的结构
GSM-R 电台
RS485
DMI-1
DMI-2
Profibus总线
C3 控制单元
无线无传线输传单输元单元
C2 控制单元
应答器信息 接收模块
列控系统中的主要设备概论
列控系统中的主要设备概论列控系统是指一种用于监控和控制列车运行的系统，主要用于保证列车在铁路线上安全、高效地运行。
列控系统中包括多种设备，下面就列控系统中的主要设备进行概论：1. 信号设备：信号设备是列控系统的核心设备之一，用于向司机和列车调度员传递列车运行的信息。
主要包括信号灯、信号杆、信号机等，根据颜色和位置的不同分为多种类型，如进站信号、出站信号和列车防护信号等。
2. 通信设备：列控系统中的通信设备用于实现列车与调度中心之间的通讯。
这些设备主要包括列车载波通信装置、调度电话、移动通信装置等，用于传递运行指令、监测列车位置和保障列车通讯的安全性。
3. 股道设备：股道设备包括轨道电路、轨道闭塞器、轨道道岔等，用于监测列车位置、控制列车行驶方向并保障轨道的安全性。
4. 控制设备：列控系统中的控制设备主要包括列车操纵装置、信号盘、调车信号装置等，用于控制列车的运行速度、行车方向和停车位置。
5. 供电设备：供电设备是列控系统中不可或缺的一部分，主要包括动力电缆、供电接触网、变电站等，用于为列车提供电力支持，保障列车正常运行。
以上就是列控系统中的主要设备的基本概论，这些设备共同协作，确保列车在铁路线上安全、高效地运行。
列控系统是铁路运输中非常重要的一环，它通过一系列设备和技术手段，实现对列车的监控和控制，确保列车的安全、高效运行。
除了上文提到的主要设备，还有一些其他辅助设备也同样不可或缺，下面将继续介绍列控系统中的相关内容。
6. 信号转换器和联锁装置：这些设备用于在列车通过信号机时，将信号转换成对应的控制信号。
联锁装置则负责根据列车位置和信号状态，自动锁闭道岔、信号和轨道电路，确保列车的安全运行。
7. 信号配电柜：用于信号灯、信号机等信号设备的配电和控制。
信号灯需要稳定的电源支持，并通过信号配电柜进行管理控制。
8. 道岔控制器：用于控制道岔的位置，实现列车的行车线路切换。
道岔控制器通过信号配电柜和调度中心一起协作，确保列车行车线路的畅顺。
CTCS-3列控车载系统介绍
• (7)自动过分相
自动过分相描述了列控车载设备根据地面设备提供的分相 区信息，在适当位置给动车组过分相装置发送指令，实现自 动过分相。
车载设备接收到RBC 传送的前方被激活的分相点信息后，实时监督列车运行速度 及位置，并进行如下操作： 1) 当列车前端距分相区还有10 秒走行距离时，车载设备向司机发出提示； 2) 当列车前端距分相区还有3 秒走行距离时，车载设备向动车组发送过分相指令； 3) 当列车前端越过分相区后，车载设备取消原触发动车组相关过分相的操作。
列车在RBC1的控制区域内正常运行并接近RBC1 /RBC2边界时, 使用电 台1 与RBC1 通信。当列车通过RBC 切换预告应答器组后, 车载设备向 RBC1发送列车位置报告。RBC1 接收到位置报告后, 向车载设备发送RBC 切换命令; 同时向RBC2发送移交列车预告信息和进路请求信息。 RBC2接收到RBC1的进路请求信息后, 根据联锁系统的信号授权向RBC1 返回进路信息。当RBC2 管辖范围内进路发生变化时, RBC2应当及时将进 路信息发送给RBC1。 RBC1根据RBC2提供的进路信息, 向车载设备发送延伸至RBC2区域内的 行车许可。
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。 RBC向装备CTCS-3级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级车 载设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。 CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足IEC 62280标准要求的安全通信协议。 CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足IEC 62280等相关标准的要求，关键设备冗余配置。
列车与GSM-R建立连接 列车与RBC建立连接 CTCS-2级进入CTCS-3级 获得行车许可（MA) 等级转换执行
CTCS-2级列控车载设备基础知识
CTCS-2级列控车载设备基础知识1.列控车载设备由哪些部分组成？答：列控车载设备由主机、人机界面（DMI）、STM及其线、BTM 及其天线、速度传感器及其他附属装置（NFB配电盘速度分配器、风扇与风扇逆变器、浪涌吸收器、连接器与电缆组成。
2.列控车载设备主机由哪些部分组成？答：列控车载设备包括安全计算机（VC）、轨道电路信息接收模块（STM）、应答器信息传输模块（BTM）、列车接口单元（DIU）、运行记录单元（DRU）。
3.安全计算机的作用是什么？答：安全计算机（VC）是列控车载设备的核心部分，负责从列控车载设备各个模块搜集信息，生成制动模式曲线，必要时通过故障-安全电路向列车输出制动信息，控制列车安全运行。
安全计算机为二乘二取二结构，以保证列车控制的安全性和设备的冗余性。
安全计算机的核心安全逻辑由FS-LSI实现。
4.轨道电路信息接收模块的作用是什么？答：轨道电路信息接收模块（STM）通过天线接收轨道电路信号，解调轨道电路上传的信号信息，将解调的信息传递给安全计算机。
STM 可以接收最多16种载频，包括国产移频以及ZPW-2000、UM71系列轨道电路信息。
STM可根据应答器信息、轨道电路载频锁定信息、司机操作锁定可接收的载频。
5.应答器信息传输模块的作用是什么？答：应答器信息传输模块（BTM）通过BTM天线，接收符合应答器信息定义标准的信息，经过校核后，将正确的信息传输至安全计算机。
应答器信息包括线路参数信息、进路信息、临时限速信息以及级间切换等信息。
6.列车接口单元的作用是什么？答：列车接口单元的作用是核对车载安全计算机各系统输出的制动指令，对两套车载安全计算机输出的制动指令进行“或”操作后，作为系统的最终输出。
7.列控车载设备运行记录单元的作用是什么？答：运行记录单元（DRU）记录列控车载设备的动作、状态、司机的操作等信息，采用PCMCIA卡作为存储介质，通过读卡器可将数据下载至地面分析管理微机，进行设备运行状况分析。
CTCS-3列控系统及车载设备介绍
CTCS-3列控系统介绍—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。
区域联锁 列控中心 列控中心 列控中心
CTC
图标说明：
有源应答器 无源应答器
中央 联锁设备
区域联锁
道岔、 信号机
应答器、 轨道电路
ETCS2的 无线命令
轨道电路
300km/h动车组 按ETCS2的无线命 令运行
列车速度防护曲线
300km/h动车组 按ETCS2的无线命 令运行
应答器、 轨道电路
ETCS2的 无线命令
速度距离 单元1 D
速度距离 单元2 D
轨道电路 读取器
轨道电路 读取器
PG
PG
PUC
PUC
CTCS-3列控车载设备介绍—车载设备组成1
模块名称 CTCS3主机模块 用途 CTCS3专用 功能概述 CTCS3主机控制，核心控制单元。
CTCS2主机模块
CTCS2专用
共用 共用 共用
CTCS2主机控制，核心控制单元。 根据SDU的速度信息，对速度进行 处理。
BSC
车车车车车 BSC车 车 车 车 车 车 OTE车 光传输车 车 BTS车 车 车 RBC车 车 车 车 车 车 车 DMI车 车 车 车 车 TRAU车 车 型转换车 车 车 车 车 车 车 TSR车 车 车 车 车 车 车 车
CTCS2-200C列控车载设备介绍
CTCS 安全性功能
• • • • • • 在任何情况下防止列车无行车许可运行。 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。 防止列车超过机车车辆构造速度。 防止列车超过临时限速及紧急限速。 防止列车溜逸。
2018/3/10
18
CTCS2-200C含义
CTCS2-200C是列车自动防护（ATP）车载系统。CTCS2200C中的CTCS2指中国列车控制系统（Chinese Train
风扇组匣
EVC-B组匣
风扇组匣 空气过滤层
2018/3/10
25
控制组匣
报警电路断路器
功能
A链重大故障
B链重大故障 A链次要故障 B链次要故障
提示A链记录重大故障信息
提示B链记录重大故障信息 提示A链记录次要故障信息 提示B链记录次要故障信息
2018/3/10
26
保护电路断路器 主机1 主机2
功能 主机1电源保护电路断路器 主机2电源保护电路断路器
20
21
2018/3/10
29
• 主机组成：
ATP采用高集成度分立式模块冗余设计，拆装 方便、维护成本低、可靠性高。
控制组匣:提供电源控制、故障状态提示、链路切除、 紧急制动隔离盒调试接口等； 继电器组匣：提供列车接口强弱点隔离节点； EVC组匣：提供模块化插件，内部安装有3套完整可 更换CVC主机板件 风扇组匣：为主机内部设备提供通风道，完成热交换 ，起设备散热目的。
2018/3/10 16
• 运行速度250 km/h及以下时，完全监控模式下CTCS-2／ CTCS-3级列控车载设备应按高于线路允许速度2 km/h报 警、5 km/h常用制动、10 km/h紧急制动设置模式曲线。
CTCS00C列控车载设备介绍
1组与LKJ旳接口，用于与LKJ通信和制动接口交互； 1台速度信号隔离装置（仅针对CRH2型动车组），用于
实现速度信号旳抗干扰。
2023/12/28
22
➢ 技规104条 CTCS-2级列控系统由列控车载设备和地面设备构成。 列控车载设备主要由车载安全计算机、轨道电路信息读取器、应答
2023/12/28
24
• 主机：
主机内部集成了构成安全计算机、轨道信号解码模块及列 车接口所需旳板件或部件。实物及构造如下图所示。从上 至下共分为7层，分别为控制组匣、继电器组匣、EVC-A 组匣、风扇组匣、EVC-B组匣、风扇组匣和空气过滤层。
P1
P2
P3
P4
控制组匣
继电器组匣
EVC-A组匣
风扇组匣
2023/12/28
18
CTCS2-200C含义
CTCS2-200C是列车自动防护（ATP）车载系统。CTCS2200C中旳CTCS2指中国列车控制系统（Chinese Train Control System）第2级旳简称；200——指该项目旳车载设 备合用于200km/h动车组；C是本项目三家承担单位CSEE（法 国CSEE）/CARS（中国铁道科学研究院）/ZELRI（株洲电力 机车研究所）缩写CCZ旳第一种字母。
行车许可
2023/12/28
11
ZPW2023 Chinese Track Circuits 中国轨道电路
UM2023
UM71
CSEE’s Digital Track Circuits CSEE 数字轨道电路
CSEE’s Classical Track Circuits CSEE 老式轨道电路
CTCS2-200C型ATP司机操作手册
图 2‐2‐4 列车未超速情况(CSM 区)图 2‐2‐5 列车超速情况(TSM 区) （1） 在列车未超速情况下，显示器以不同颜色的光带在速度表的表圈上显示目 标速度和允许速度。当前速度超过允许速度时，光带的宽度是正常光带宽度的两倍，形 成“钩”状光带。 （2） 在 CSM 区，列车未超速情况下，目标速度以深灰色显示，允许速度以灰 色显示。 （3） 在 TSM 区，列车未超速情况下，允许速度以黄色显示。 （4） 列车速度超过允许速度、但未超过常用制动介入速度（SBI）情况下，开 始以光带方式显示 SBI 速度，从允许速度到 SBI 之间光带的宽度为正常光带宽度的两 倍，显示颜色为橙色。同时速度表指针指向列车当前速度。 （5） 列车速度超过常用制动速度，但未超过紧急制动速度时，或列车速度超过 紧急制动速度时，以光带方式显示紧急制动速度，从允许速度到紧急制动速度之间光带 的宽度为正常光带宽度的两倍，显示颜色为红色，速度表指针指向列车当前速度；或者 当列车速度超过常用制动速度时，光带仍然显示常用制动速度，但颜色为红色，速度表 指针指向列车当前速度。 在不同状态下速度表的显示方式如表 2.2.1 所示：
它由以下几个部分组成： 1 个主机柜，是整个 ATP 系统的核心； 1 个 DMI，即人机界面，是 ATP 系统与用户的接口设备； 1 个 BTM 设备，用于接收来自地面的点式应答器信息； 2 个 FSK 传感器，用于接收来自地面的轨道电路连续信息； 2 个速度传感器，用于实时检测列车的运行速度； 1 组与列车的接口，用于获取电源、向列车输出制动和获取列车工况信息； 1 组与 LKJ 的接口，用于与 LKJ 通信和制动接口交互。 其结构如图所示：
300T车载设备功能说明
车载设备功能说明列控车载设备是列车运行超速防护，保证行车安全的设备，它专用于中国铁路，由下列模块组成；1.系统框图应应应应应应应应应应应应应应应CTCS-3应应应应应应应应应应应应应应2.自动列车防护控制单元(VCU)功能：CTCS-3主机控制逻辑，核心控制单元。
接收RBC传来的数据，结合BTM传来的数据和当前列车速度计算速度曲线，监控火车运行。
3.C2 专用传输模块(C2CU)功能：CTCS-2主机控制逻辑，核心控制单元。
接收BTM传来的数据，结合TCR传来的数据和当前列车速度计算速度曲线，监控火车运行。
4.列车网关(TSG)功能：总线转换网关，连接Pribus总线与MVB总线。
5.速度，距离处理单元(SDP)功能：速度距离处理模块处理接收从SDU传来的原始脉冲记数，经过运算处理得到当前火车运行的速度和距离数据，再通过通信总线发送给CTCS-3主机模块和CTCS-2主机模块。
6.通用保密装置+车载安全传输单元(GCD +STU-V)功能：STU-V和GCD为CTCS-3专用，内部MVB总线上数据先通过STU打包封装，再传送给GSM-R电台发送给地面RBC。
GCD是密钥管理模块。
7.列控车载数据模块功能：该模块将接收到的地面信息通过RS422通信接口与车载ATP中的STU-V相连，实现与车载ATP之间的数据交互8.测速测距单元(SDU)功能：为速度传感器(GEL 247V)和多普勒雷达(DRS05)提供电源，当列车运行时，SDU模块能够接收速度传感器和多普勒雷达发出的脉冲信号，并将脉冲信号转换成数字数据通过MVB总线发送给速度距离处理模块SDP。
9.速度传感器功能：通过检测轮轴的转速的方式，来得到当前列车运行速度。
10.雷达功能：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高於发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低於发射机率。
如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。
11.VDX 安全数字接口（安全输入输出）功能：列车接口，用于列车超速时，输入输出安全相关的信号，比如：紧急制动，全常用制动，紧急制动反馈等。
CTCS列控车载设备介绍(二)硬件结构及组成
CTCS列控车载设备介绍（二）硬件及结构2009.8.10目录CTCS3列控车载设备结构CTCS3列控车载设备组成CTCS 车载设备和列车接口C3/C2车载模式及与既有C2差别1234列控车载设备C2/C3一体化设计原则当前300公里动车上安装的车载设备采用C3/C2一体化设计原则。
C3车载设备同时兼容具备C2车载功能。
实现无线信息的加密和解密ZPW2000轨道电路信息读取记录单元，记录系统C a b l e 10目录CTCS3列控车载设备结构CTCS3列控车载设备组成CTCS 车载设备和列车接口C3/C2车载模式及与既有C2差别1234CTCS-3列控车载设备介绍—300T 车载主机柜图片设备单元基本功能描述（主机柜内）•车载安全计算机单元（ATPCU）–ATP CU是CTCS-3主机控制核心单元，接收RBC传来的数据，结合BTM传来的数据和当前列车速度计算速度曲线，监控列车运行。
•CTCS-2专用传输模块（C2CU）–C2CU是CTCS-2主机控制核心单元，接收BTM传来的数据，结合TCR传来的数据和当前列车速度计算速度曲线，监控列车运行。
设备单元基本功能描述（主机柜内•列车网关（TSG）–TSG列车总线转换网关，用于连接车载设备Profibus总线和车辆MVB总线。
在CRH2型车上主要是用于DMI数据与ATPCU和C2CU之间数据交互。
•速度距离处理单元（SDP）–SDP单元接收从SDU传来的原始脉冲记数，经过运算处理得到当前列车运行的速度和距离数据，再通过通信总线发送给CTCS-3主机控制单元和CTCS-2主机控制单元。
注：以上四个单元在硬件上是完全一样的，通过烧写不同软件实现不同的功能。
设备单元基本功能描述（主机柜内）•测速测距单元（SDU）–SDU单元为速度传感器和测速雷达信号部分提供电源，当列车运行时，SDU模块能够接收速度传感器和测速雷达发出的脉冲信号，并将脉冲信号转换成数字数据通过MVB总线发送给速度距离处理模块SDP。
列控车载设备讲解
部分监控模式 (PS)
仅适用于C2车载
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。
机车信号模式 (CS)
仅适用于C2车载
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
CTCS-3列控系统保证高速动车组的运行安全，CTCS-2列控 系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为CTCS-3列控系 统的后备系统；CTCS-3级列控系统属于基于通信的列控系 统（CBTC）范畴。
CTCS-3级的最高允许速度可以达到350km/h及以上，
目前实现过的最高速度为实验线时达到过400km/h以上。
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。
四、概述
在CTCS-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。
引导模式 (CO)
适用于C3车载和C2车载
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。
速 15km/h 触发紧急制动、速度在 250km/h 及以下时超速
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第一章概述１第一章概述本书介绍的是基于轨道进行信息传输的点连式列控车载设备CTCS2-200H型，主要针对CTCS-2级列控系统，并适用于控制动车组的运行。
第一节车载设备的系统构成一、列车运行控制系统与CTCS-2列车运行控制系统（train control system ）是以技术手段对列车运行方向、运行间隔和运行速度进行控制，使列车能够安全运行并且提高运行效率的系统，简称列控系统。
（一）、列车运行控制系统背景列车运行控制系统是随着列车技术的发展以及列车与地面信息传输系统发展而发展的轨道交通信号系统，将先进的控制技术、通信技术、计算机技术与铁路信号技术溶为一体的行车指挥、控制、管理自动化系统，是保证行车安全、提高运输效率的核心。
高速铁路信号设备的发展离不开列车运行控制系统的发展。
列控系统作为一种铁路行车安全控制设备，车载信号属于主体信号，即做为行车凭证，直接给司机指示列车应遵守的安全速度，自动监控列车运行速度，可靠地防止由于司机失去警惕或错误操作可能酿成超速运行、列车颠覆、冒进信号或列车追尾等事故。
高速铁路的信号与控制设备，是以电子器件或微电子器件为主的集中管理、分散控制为主的所谓集散式控制方式，分为行车指挥自动化与列车运行自动化两大部分。
信号显示应以机车自动信号为主，车站与区间的地面信号为辅。
由于列车行车速度高，列车密度大，因此区间行车采用四显示——红、黄、绿黄、绿。
各国铁路对列车运行控制系统发展理由看法都比较一致。
各国都认为：在最高运营速度为160km/h以下的铁路采用列车自动停车装置或有简单速度检查功能的列车自动停车装置。
在提速线路（如最高运营速度提高到200km/h的线路）列车速度自动监督系统是必须装备的安全设备。
在高速铁路则必须安装列车自动控制系统，一些国家的铁路部门（如日本和德国的铁路）也在提速线路和繁忙的普通线路上安装列车自动控制系统。
这是与人的视距小于列车制动距离和操作所需要的时间（司机视觉能力对信号作出判断最少时间为3秒到5秒）有关。
在列车高速运行时，司机对地面的信号确认来不及，所以必须装备列车运行控制系统保证行车安全。
（二）CTCS的功能CTCS为中国列车运行控制系统的缩写，是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的技术规范。
CTCS的构建原则参照国际标准，结合国情，从需要出发，按系统条件和功能划分等级，并进行设计。
它的基本功能是在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行安全。
在安全防护方面：在任何情况下防止列车无行车许可运行。
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；防止列车超过机车车辆构造速度；防止列车超过临时限速及紧急限速；防止列车超过铁路有关运行设备的限速。
防止列车溜逸。
在测速环节方面：一定范围内的车轮滑行和空转不影响列控车载设备的功能，并具有轮径修正功能。
在检测功能方面：既具有开机自检和动态检查功能，又具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口。
在可靠性和安全性方面：按照信号故障导向安全原则进行系统设计，采用冗余结构；满足电磁兼容性相关标准。
人机界面能够为机车乘务员提供必要的显示、数据输入及操作手段。
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。
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。
人机界面应配置必要的开关、按钮和有关数据输入装置。
具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安全控制要求对输入数据进行有效性检查。
（三）CTCS体系结构CTCS的体系结构按铁路运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层配置。
此标准适用于各种铁路区段及客运列车。
CTCS体系的构建原则是以地面设备为基础，车载与地面设备统一设计。
系统结构如图1-1所示。
铁路运输管理层网络传输层地面设备层车载设备层图1-1 CTCS系统结构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。
网络传输层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。
地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。
列控中心是地面设备的核心，根据行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，实现对运行列车的控制。
车载设备层是对列车进行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。
车载设备层主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。
CTCS设备结构图见图1-2所示图1-2 CTCS结构设备图根据系统配置按功能划分为5级： CTCS-0、CTCS-1、CTCS-2、CTCS-3、CTCS-4。
CTCS-0为既有线的现状，由通用机车信号和运行监控记录装置构成；CTCS-1由主体机车信号+加强型运行监控记录装置组成，面向160km/h以下的区段；CTCS-2是基于轨道传输信息的列车运行控制系统。
面向提速干线和高速新线，采用车-地一体化设计，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车；CTCS-3是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控制系统；CTCS-4是基于无线传输信息的列车控制系统，面向高速新线或特殊线路。
各级系统车载设备向下兼容，系统级间转换应自动完成。
二、CTCS-2级列控系统目前基于轨道传输信息的列车运行控制系统CTCS-2级列控系统是铁路第六次大提速的关键技术。
车载设备、列控中心、轨道电路、点式信息设备等是重要的组成部分。
（一）功能CTCS-2符合CTCS技术规范的要求。
最重要的一点是：车载设备的信息来源于轨道电路和点式设备，同时预留无线通信接口。
车载设备可通过安全设定选择列车的最高运行速度等级，保证机车可牵引不同等级的车列。
跨线运行时，车载设备应满足全程控车要求，地面应进行相应改造。
车载设备具有识别上下行功能。
适应双线双方向或单线双方向运行的要求。
（二）CTCS-2级列控系统体系结构CTCS-2级列控系统地面设备主要由车站列控中心、ZPW-2000轨道电路、应答器设备等组成。
CTCS—2级列控系统车载设备由车载安全计算机（VC）、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（TIU）、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。
列控系统结构图见图1-3。
图1-3 CTCS-2列控系统结构具体设备结构图见下图1-4图1-4 CTCS-2设备结构图三、车载设备系统构成CTCS2-200H车载设备系统构成如图1-5所示，将列控车载设备主机连接到以下设备上，从地面获得的信息进行速度控制。
整个系统主要有：1、车载设备主机：2、车体NFB(No Fuse Braker) ：通过给列控车载设备提供电源的NFB 控制电源开关3、车体司机操作手柄：将车体操作手柄的信号（牵引、制动、零位、向前、向后）的信号传递给列控车载设备主体4、人机界面（DMI）：将速度信息、显示信息通过图象、声音输出。
此外，输入模式切换等司机指令5、列车运行监控记录装置LKJ-2000：属于车辆监控设备。
在CTCS-0级区间走行的时候作为控车设备。
6、车体制动控制单元：包括车体制动控制配电盘和车辆ＢＣＵ等，将列控车载设备的制动指令传递给制动控制设备7、车辆MON监视器（Monitor）：对车辆运行和搭载设备动作相关信息集中管理的设备8、速度传感器：9、点式信息接收单元BTM天线：10、连续信息接收单元STM天线以及STM连接盒：图1-5a 车载设备系统构成图（对于KHI动车组）图1-5b 车载设备系统构成图（对于BSP动车组）列控车载设备的具体构成图见图1-6图1-6 列控车载设备具体构成图列控车载设备的主机是车载设备的关键部件,一般把车载安全计算机（VC ）、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(TIU)、记录单元(DRU)等组合成一体，放在机柜内，便于设备的安装、维护和管理。
CTCS 2－200H 型车载列控系统主机如图1-7图1-7 CTCS 2－200H 型列控车载设备主机 此外车载系统还预留了GSM-R 的接口，为将来向CTCS3级扩展预留了接口。
主机上还有其他附属装置：设备速度分配盘，隔离开关、风扇以及风扇逆变器、噪音过滤器等。
这些内容将在第二章详细叙述STMBTM隔离开关 TIUVC1VC2 DRU第二节车载设备的功能CTCS2-200H列控车载设备具体完成的基本功能从技术实现角度来说有以下几个方面:一、超速运行防护设备的超速运行防护功能监控列车允许的速度，具体包括：动车组构造速度，线路允许速度，进路允许速度，临时限速和紧急限速。
如果列车速度同允许速度之间的差距超过报警门限，设备提供相应报警信息；如果列车速度同允许速度之间的差距超过常用制动门限（分三级），设备会产生常用制动。
如果列车速度同允许速度之间的差距超过紧急制动门限，设备会产生紧急制动，直到列车停车。
二、生成目标距离控制曲线根据来自STM的轨道电路信息、来自BTM的线路描述数据以及列车的特性，ATP车载设备生成一次制动的连续控制曲线。
三、机车信号功能地面配置不具备CTCS-2级条件时，设备可以根据条件，具备主体机车信号或通用机车信号功能，并向列车运行监控记录装置输出机车信号信息。
四、数据记录（一）详细数据记录为了能在事故发生时进行原因分析，系统可采用连续记录的方式对信息进行记录，最少可以连续记录24小时。
关于记录的周期采用300ms。
（二）一般设备状态记录作为一般设备记录，记录列控车载设备的主要状态，并保证记录容量达到30日以上。
系统只有检测出故障时，才进行一般设备状态记录。
所有数据域记录满后，用新数据覆盖旧数据。
五、应答器信息接收与处理设备通过应答器信息接收天线和应答器信息接收单元（BTM），从地面应答器获取地面信息，使列控车载设备能够得到以下信息：获取前方线路信息，确定列车位置，确定列车的运行方向，获得进路信息，获得临时限速信息。
六、速度、距离计算及防滑防空转系统采用AG43型速度传感器进行速度和距离的测量；用速度传感器检测列车速度，检测到异常加速度时，判断为出现空转或滑行现象，进行校正处理，列车速度回到合理范围时，结束校正。
根据速度传感器的脉冲和轮径补偿系数计算实际运行距离。
同时根据轨道电路载频变化，和来自地面应答器的信息进行距离校正。
此外系统可通过主机的开关进行轮径补偿系数的设定。
七、与乘务员进行信息交互通过DMI设备，可以接受乘务员的信息输入，部分非安全信息也可通过运行监控记录装置提供，并向乘务员提供以下信息：列车实际速度，目标速度，限制速度，目标距离，机车信号等。