CTCS-2级车载设备资料
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列控车载设备的组成
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报警电路短路器功能表
报警电路断路器 MCB(DF)MAJ-A MCB(DF)MAJ-B MCB(DF)MIN-A MCB(DF)MIN-B
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
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3.继电器组匣
主要功能:继电器组匣内部共有16个继电器，作为列车输入/输出的接口。
级的连续传输传感器； ➢ 速度传感器； ➢ 与LKJ接口； ➢ 确保欧标应答器传输信息的译码和接收的BTM和天线； ➢ TVM秦沈线上列车装配的点式传输传感器。
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一、ATP主机
连接器 控制组匣 继电器组匣 CVC-A组匣 风扇模块
CVC-B组匣 风扇模块 过滤器模块
1.连接器
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①是标准的1U组匣； ②主要为ATP与列车之间输入输出的各种继 电器（包括两种：24V和110V）
4.CVC-A/B组匣
CVC-A和CVC-B两个组匣组成安全计算机系统，是主机柜中最核心的部件。
以功能划分，CVC-A/B组匣包括了安全计算机模块、测 速测距模块、列车接口单元和轨道电路接收模块。
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2.控制组匣
主要功能:提供各模块的电源、电流过流保护、制动切除和测试接口。
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控制组匣实物图
(1) ATP切除开关 (2) ATP EB隔离开关 (3) ATP Z（测试）开关 (4) 电源连接 (5) 测试连接 (6) 保护电路断路器 (7) 报警电路断路器
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控制组匣开关功能表
MCB DMI (2A) MCB BTM (2A) MCB FAN (2A) MCB TEST (8A)
单元1（UT1）保护电路断路器 单元2（UT2）保护电路断路器 单元3（UT3）保护电路断路器 用于紧急制动（EB）和常用制动（SB）电源供 应链的保护电路断路器 DMI保护电路断路器 BTM保护电路断路器 风扇保护电路断路器 测试保护电路断路器
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。
CTCS2系统原理、车载设备介绍
BEIJING HOLLSYS CO.,LTD.
列控车载设备（ATP）总体结构-BTM和BTM天线
C T C S
BTM单元通过BTM天线，接收来自地面应答器线路数据 ；
将正确的信息传输至安全计算机 ；
来自应答器的数据包括线路参数信息、进路信息、临时限速信息 以及级间切换等信息 ；
CTCS2系统原理
C T C S 总体描述 系统构成-地面设备
2
系 统 原 理
系统构成-车载设备
列控系统框图
ATP控车范围
2014-6-25
3
BEIJING HOLLSYS CO.,LTD.
1、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。
C T C S
2015122260aabbccddeeff待机待机完全监控完全监控部分部分监监控控目目视视行行车车调车调车隔离隔离11待机待机启动键启动键调车键调车键停车停车隔离隔离隔离隔离22完全完全监监控控侧线发车时侧线发车时应答器信息丢应答器信息丢失失引导接车引导接车目视键目视键停车停车22分分停车信停车信调车键调车键停车停车隔离隔离隔离隔离33部分部分监监控控通过应答器通过应答器时确定位置时确定位置目视键目视键停车停车22分分停车信停车信调车键调车键停车停车隔离隔离隔离隔离44目目视视行行车车允许行车信允许行车信息息确定位确定位允许行车信息允许行车信息未确定位置未确定位置调车键调车键停车停车隔离隔离隔离隔离55调车调车调车键调车键接接收收132132包包缓缓隔离隔离隔离隔离66隔离隔离隔离隔离正常正常ccttccss22车车ctcsctcs22级各工作模式之间的切换级各工作模式之间的切换注
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。
CTCS2系统原理、车载设备介绍PPT课件
通过技术融合和创新，城际铁路的运输效率和安全性得到了显著提升， 为区域经济发展提供了有力支撑。
06
总结与展望
总结与展望 总结
CTCS2系统原理概述
介绍了CTCS2系统的基本原理和特点，包括系统结构、工作原理和主要功能。
总结与展望 总结
车载设备介绍
详细介绍了车载设备的种类、功能和使用方法，包括机车信号设备、列车控制设备、通信设备等。
总结与展望 总结
应用场景和案例分析
分析了CTCS2系统在高速铁路、城际铁路和市域铁路等不同 场景下的应用情况，并给出了典型案例。
总结与展望 总结
展望
技术发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的不断提高，CTCS2系统将不断升级和完善，未来将朝着更 加智能化、安全可靠和高效的方向发展。
总结与展望 总结
04
CTCS2系统与车载设备的结合
系统与设备的关联
01
车载设备是CTCS2系统的关键组 成部分，负责接收和解析地面设 备发送的信号，控制列车运行。
02
系统与设备之间的信息交互通过 无线通信和轨道电路实现，确保 列车安全、高效地运行。
系统与设备的工作流程
车载设备在接收到地面设备发送的信 号后，解析出列车运行的控制指令， 控制列车加速、减速或停车。
02
03
定义
CTCS2系统是中国铁路列 车控制系统中的一种，主 要用于列车在高速运行时 的安全保障。
目的
通过技术手段提高列车运 行的安全性、效率和可靠 性。
组成
CTCS2系统由车载设备和 地面设备两部分组成。
CTCS2系统的功能和原理
功能
CTCS2系统主要具备列车间隔控 制、列车速度监控、列车追踪和 车地信息传输等功能。
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。
CTCS2系统原理、车载设备介绍课件
CTCS2系统接口标准
CTCS2系统采用严格的接口标准，以确保各个部分设备之间的兼容性和互操作性。
1 通信标准
CTCS2系统采用国际标准 的通信模式和协议，以确 保通信的高效、稳定和可 靠。
2 控制标准
CTCS2系统采用统一的控 制标准，可以方便设备之 间的配置和管理。
3 数据标准
CTCS2系统采用规范的数 据格式和结构，以便各个 部分设备之间的数据共享 和传输。
CTCS2车载设备介绍
CTCS2车载设备是用于列车自动化控制的重要部件，具有多种不同的类型和规格。
车载处理器
CTCS2车载处理器是具有高精度计算功能的重要 部件，负责对列车状态和控制信息进行分析处理。
列车制动装置
列车制动装置是CTCS2的关键部件之一，负责列 车制动系统的控制和操作，确保列车行驶安全。
2 自动化控制
列车牵引装置和列车制动装置可以实现自动 化控制，提高行车效率和安全性。
3 可靠性
车载设备的多模式通信技术和列车状态监控 能力，以及车载通信装置的可靠性，为列车 的运行提供了保障。
4 适应性
车载设备采用模块化设计，不同型号和规格 的设备能够在不同的列车类型中得到应用。
CTCS2车载设备应用场景
CTCS2系统通信原理
CTCS2系统的通信原理是利用多种技术和设备实现的。
天线
天线在CTCS2系统中起着重要作 用，通过天线进行驾驶员和监控 中心之间的通信。
卫星通信
CTCS2系统通过卫星进行通信， 覆盖面积广，数据传输速度快。
基站
基站是CTCS2系统的核心设备， 确保信号的可靠传输和接收。
CTCS2系统等级分类
3 技术优势
CTCS2系统具有很强的技术优势，将会得到更加广泛的应用于高速铁路、城际铁路、地铁和轻轨等列车上的新型控制设备。
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。
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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
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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
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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
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21
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• 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。
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• 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。
CTCS2-200C列控车载设备介绍
Transmission Voie Machine (Track-Train
Transmission)
地面－列车传输
TVM2G TVM sensor
TVM传感器
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序号 1 2
术语 允许速度 目标速度
说明
列车运行过程中允许达到的最高安全速 度。
列车到达前方目标点时允许的最高速度。
• 200C列控车载设备设备构成、工作原理、工作模 式、各项功能。
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6
200C型列控车载设备介绍
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7
目录
1.0 200C型列控车载设备简介
2.0 200C型列控车载设备列车接
口
3.0 200C型列控车载设备功能模
式
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8
200C型列控车载设备简介
C
EVC-B
H -
2
A C S D V 2
C C T E 2
C O D O U 2
C P O V
C R N B 5 0
CC TD PP (( 秦秦 沈沈 ))
C F S K
C O R 6 U
M T O R E
3
VME 总线
C
L
I R | C T C S
C I M R E 3
A C S D V 3
C C T E 3
波信号； 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； 1台速度信号隔离装置（仅针对CRH2型动车组），用于
实现速度信号的抗干扰。
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第十六讲CTCS-2级列控车载设备
6 . 3 . 5 工作模式 在 CTCS-2 级工作状态下，列控车载设备主要有以 下六种工作模式。 1. 待机模式（ SB ) 在列控车载设备默认等级设置为 CTCS-2 级的情况 下，上电后，列控车载设备应自动进入待机模式。 在待机模式下，列控车载设备应保持接收轨道电路 信息、接收应答器信息功能有效，不进行速度比较控制。 处于本模式时，应自动启动防溜逸控制功能。
屏幕显示器上车次输入方法
6 . 3 . 4 车载设备的主要功能 1. 载频锁定功能
STM 应具有接收多个载频的能力。
采用以下三种方法锁定载频： ⑪利用应答器信息锁定载频：根据应答器信息中的
【CTCS】包锁定轨道电路载频。
⑫利用 DMI 的选择：根据 DMI 上下行载频按键选 择锁定载频。
⑬利用轨道电路的载频锁定逻辑。
②TSM （目标速度监控区）区间 在设备制动优先情况下的 TSM 区间的速度控制： 运行速度达到应实施弱常用制动速度、中等常用制 动速度时，列控车载设备对应输出弱常用制动、中等常 用制动，运行速度达到常用制动模式曲线时，输出最大 常用制动。 运行速度低于常用制动模式曲线时，可输出中等常 用制动，低于中等常用制动速度时，输出弱常用制动。 如图 6-22 所示。
当运行速度达到紧急制动模式曲线时，输出紧急制动， 运行速度降到 0 km/h 司机按压缓解按键后，缓解制动。
⑫模式曲线与制动指令之间的关系（司机制动优先）
①CSM 区间 在司机制动优先情况下的 CSM 区间的速度控制： 当运行速度达到报警速度时，输出制动预警音，运行 速度低于报警速度 2s 后制动预警音停止。 运行速度达到常用制动模式曲线时，输出最大常用制 动速度低于缓解速度时向司机提示允许缓解，司机按压缓 解按键后，缓解制动。 运行速度达到，紧急制动模式曲线时，输出紧急制动， 运行速度降到 0 km/h 司机按压缓解按键后，缓解制动。 如图 6-23 所示，左图为常用制动，右图为紧急制动。
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级车载设备
轨道电路信息接收模块(STM)：
连续信息接收天线即轨道电路信息接收天线， 简称STM天线. 安装位置：安装在动车组头部的第一轴前，在左 右轨道的 正前方各设一台. 工作原理：STM天线接收钢轨上的信号电流，并 将此电流 信号传输至列控车载设备连续信息接 收模块中，由其对该信号处理得到连续信息。 结构组成：采用2X2取2结构方式，由功能完全相 同的两套 系统组成。每个STM均与一个车载安全 计算机进行组合，组成一套控制系统。两套系统 互不干扰，各自独立工作。连续信息接收模块 STM包括7块板卡。
接口单元(TIU)：
ATP车载设备与动车组的接口均为继电接口。即使 ATP车载设备和动车组的型号不统一，接口却可一致。 两者间的接口信息主要有以下三个方面： 动车组向ATP车载设备的输入：向前位、向后位、牵引 位、制动位、零位等。 ATP车载设备向动车组的输出：紧急制动、常用制动和 失电制动。 动车组负责向ATP车载设备提供直流110V电源。
待机模式SB
在列控车载设备默认等 级设置为CTCS-2级的情 况下，上电后，列控车载 设备应自动进入待机模式。 在待机模式下，列控车载 设备应保持接收轨道电路 信息功能有效，无条件施 加最大常用制动并进行溜 逸防护。
冒进模式TR
在冒进模式200C 车载设备将命令紧急制动 （在冒进模式不可能缓解 制动）。200C车载设备 向司机发出警告。在冒进 模式，一旦列车停车， 200C车载设备将请求司 机确认（从冒进模式退出 的确认是强制性的） CTCS2-200C车载设备负 责停车然后使列车保持在 静止状态。在冒进模式， 司机对列车运行不担负责 任。
0
40km/h 200km/h 45km/h 80km/h
no
no yes（强制） yes（如果可用） yes（如果可用）
CTCS2-200C车载设备介绍
ERTMS 欧洲铁路 运输管理系统
欧洲铁路运输管理 ERTML 调度指挥
欧洲列车控制系统 ETCS 安全核心
无线移动通信系统 GSM―R 传输平台
ERTMS 体系结构
欧洲列控系统（ETCS）
目前ETCS历经提出规范、系统评估、试验、改进和 实施阶段，已完成1级和基本完成2级规范和相关技 术标准的制订。2001年欧盟通过立法形式确定ETCS 成为强制性技术规范。欧洲各国列车安装符合ETCS 技术规范的列车运行控制系统，不仅使列车能够在 欧洲各国实现互通运行，并且能提高列车运行的安 全性。
C O R 6 U
MTO RE
电路板标记
1
1
1
1
A
A
A
A
A
A
A
VME 总线 位置
VME 1 (4 slots)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
PSTC-B
C C T E 2(
+ P M C if C T CS -3)
-2
PSTC-B
C B O P
ACSD V-2
• CTCS 1级
• CTCS 2级
• CTCS 3级
• CTCS 4级
CTCS 0级
• CTCS 0级为既有线的现状，由 通用机车信号和运行监控记录装 置构成，不满足CTCS技术规范要 求。
CTCS 1级
• 由主体机车信号+安全型运行监控记 录装置组成，面向160km/h以下的区 段，在既有设备基础上强化改造，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功能。
CTCS2-200 H型车载列控系统介绍
CTCS2－200H型车载列控系统列车控制系统是保证列车安全、高效的重要设备。
目前，铁路信号已经从传统的方式，即以地面信号显示传递行车命令，机车司机按行车规则操作列车运行的方式，发展到了根据地面发送的信息自动监控列车速度，并由车载列控系统实施运行控制的方式。
－200H型车载列控系统，是在日本数字ATC系统的基础之上，根据我国CTCS技术标CTCS2－200H型车载列控系统的引进开发，对实准的要求，引进开发的新一代列车控制系统。
CTCS2现我国列控技术与国际接轨，加快发展我国CTCS建设具有重大意义。
1. 列控系统总体结构列控系统由地面设备和车载设备构成，其中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。
－200H型车载列控系统由车载安全计算机、轨道信息接收单元（STM）、应答器信息CTCS2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。
系统结构图见图1。
图1：列控系统结构1.1. 安全计算机安全计算机是ATP装置的核心部分，负责从ATP各个模块搜集信息，依据轨道电路信息、列车制动力、线路坡度、列车运行速度和列车编组等信息，按照列车牵引计算模型的要求，生成制动模式曲线并把列车运行速度与模式曲线相比较，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。
安全计算机由功能完全相同的2个系统（第1系统、第2系统）构成。
各个系统包含两个功能相同的CPU（A系、B系），每个CPU的处理结果与另一CPU的处理结构校准。
如果A 系、B系两个CPU的处理结果不一致，则会作为故障处理。
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（故障安全LSI）实现。
FS-LSI对两个CPU的运算结果（制动指令条件等）输出进行校核，如果校核不一致就立即进行故障检测，确保故障安全。
1.2. STMSTM又称为轨道信息接收单元，该单元通过STM天线(感应器)接收轨道电路信号，解调轨道电路上传的信号信息，并将解调的信息传递给安全计算机，为安全计算机生成制动模式曲线提供依据。
13-CTCS-2级列控系统车载设备
第13讲CTCS-2级列控系统车载设备一、CTCS2车载设备及其功能主要功能：列控数据采集，静态列车速度曲线计算，动态列车速度曲线的计算，缓解速度的计算，列车定位、速度的计算和表示、运行权限和限速在DMI上的表示。
运行权限和限速的监控，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，防止列车溜逸。
列车超速时，车载设备的超速防护具备采取声光报警、切除牵引力、动力制动、空气常用制动、紧急制动等措施。
车载设备发生故障时，及时报警提醒机车乘务员并对故障设备进行必要的隔离。
司机行为的监控、反向运行防护、CTCS2信EB, SB图1 列控车载系统组成CTCS 2级车载设备结构如图1所示，动车组的两端各安装一套独立的ATP车载设备；总体结构采用硬件冗余结构，关键设备均采用双套，核心设备采用三取二或者二乘二取二结构;力求达到高安全性和可用性：安全等级达到SIL4级。
车载设备主要包括以下内容。
1）车载安全计算机(VC)：车载安全计算机是ATP装置的核心部分，负责从ATP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。
为了保证列车控制的安全性和设备的冗余性，安全计算机一般采用二乘二取二或者二取二冗余结构，安全等级达到SIL4级。
2）应答器信息接收模块(BTM)：BTM天线接收来自地面应答器的信号，传输至BTM模块进行信息解调处理。
BTM是一个采用二取二技术的故障-安全模块。
通过一个专用信息接口和安全计算机同步。
同时它还提供通过应答器中点时的确切时间，能够让ATP 车载设备在几厘米的准确范围内进行列车定位校准。
3）连续信息接收模块(STM)：通过STM天线接收轨道电路信号，解调轨道电路上传的信号信息，将解调的信息及时传递给安全计算机和列车运行监控记录装置。
STM 模块是安全模块，可接收ZPW-2000系列轨道电路及4信息、8信息、18信息等传统移频轨道电路的信息。
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测速和测距是通过速度传感器来实 现的。速度传感器安装在动车组两端车 头的第二轴和第三轴上，将各轴的转速 转换成电信号后进行输出给VC。由于该 信号的频率与列车的速度有关，VC通过 对该频率的计数来实现测速和测距。 （根据不同动车组类型选择速度传感器）
司法记录单元(JRU)：
记录器：通过接口与连续信息接收模块、监控装 置、车载安全计算机相连，获取列控车载设备的输入 输出信息，将行车及列控车载设备自身运行状况等关 键数据记录到系统中，并可通过读卡器将数据下载到 地面分析管理计算机维护人员根据下载读取记录卡获 取列车的运行信息，进行设备运行状态的综合分析。
主板CPU板组成。 1. 显示器：用于各种图像信息的显示输出
2. 键盘：司机进行各种操作和数据输入的设备 3. 音响：将各种声音和语音信息向司机输出 4. 电源板：将输入电压转换为DMI内部各个部分所需要的
工作电压 5. 主板：为CPU提供各种连接通道 6. CPU板：是司机操作界面DMI的核心部分，完成主要的
紧急制动命令；同时，应能通过DMI
显示列车实际速度、允许速度、目
标速度和目标距离等信息。
引导模式CO
车站办理引 导进路时，轨道 电路发生HB码， 列控车载设备接 收到HB码，在列 车速度降至 40km/h且经司机 确认后，进入引 导模式。
目视行车模式OS
要越过停止信号时， 可在停车是按下“目视” 键进入目视行车模式。本 模式下，车载设备负责列 车以20km/h为顶棚速度运 行并对列车走行距离和时 间进行监控，司机需要对 列车其他行车安全负责。 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。
CTCS-2级列控系统车载设备
组成：
1.车载安全计算机(VC)
2.应答器接收模块（BTM）
3.应答器信息接收天线
4.轨道电路信息接收模块
(STM)
5.轨道电路信息接收天线 6.测速测距单元(SDU)
7.人机界面(DMI)
8.司法记录单元(JRU)
9.接口单元(TIU)
车载安全计算机是列控车载设备的核 心
CTCS2-200C车载系统设备组成示意图
CTCS2-200C车载系统控制输入与输出控制图:
CTCS2-200C功能:
1.CTCS2-200C车载系统控制模式
1. 完全监控模式FS 3. 部分监控模式PS2 5. 部分监控模式PS4 7. 目视行车模式OS 9. 待机模式SB 11. 冒进后模式PT
人机界面(DMI) ：
作用：为司机提供数据显示。主要包括：列车运行速度、
允许速度、目标速度和目标距离等。
位置设置：设置在司机便于观察操作的区域，符合标准化
安装尺寸。应有声光报警功能，能够及时给出列车超速、
切除牵引、制动、允许缓解或故障报警和表示。 组成及其作用：由显示器、键盘、音响、以及电源板、
在完全监控模式下，列控车载设备 应能判断列车位置和停车位置，在 保证列车速度、满足线路固定限速、
数据缺失，或无线路数据时， 列控车载设备产生一定范围
车辆构造速度、停车位置、临时限 内的固定限制速度，监控列
速等条件的前提下，生成目标--距离 车运行。
模式曲线，并连续控制列车速度，
在列车超速时自动输出常用制动和
2. 部分监控模式PS1 4. 部分监控模式PS3 6. 引导模式CO 8. 调车模式SH 10. 冒进模式TR
完全监控模式FS：
部分监控模式PS1：
当具有列车控制所需的基本数据时， 当车载设备接收到轨道电路
列控车载设备能生成目标--距离模式 允许行车信息，而由于有应
曲线并进入完全监控模式。
答器信息接收异常导致线路
轨道电路信息接收模块(STM)：
连续信息接收天线即轨道电路信息接收天线， 简称STM天线. 安装位置：安装在动车组头部的第一轴前，在左 右轨道的 正前方各设一台. 工作原理：STM天线接收钢轨上的信号电流，并 将此电流 信号传输至列控车载设备连续信息接 收模块中，由其对该信号处理得到连续信息。 结构组成：采用2X2取2结构方式，由功能完全相 同的两套 系统组成。每个STM均与一个车载安全 计算机进行组合，组成一套控制系统。两套系统 互不干扰，各自独立工作。连续信息接收模块 STM包括7块板卡。
动车组负责向ATP车载设备提供直流110V电源。
*
* CTCS2--200C车载列车控制系统是根据CTCS技术标准要求，从法国
引进由铁科开发并国产化的新一代车载列车运行控制系统，满足C2 规范要求，能够自动实现列车运行超速防护，是ATP系统的一种。 * 基本原理： 对列车实际速度和允许速 度进行连续比 较，使列车实际速度限制在安全允许的范围内。 * CTCS2--200C设备是基于计算机的冗余结构（3取2结构），与列 车和连续传输的接口是冗余的，BTM和DMI不冗余。故障时，CTCS2-200C设备使用隔离开关进行隔离。 * CTCS2-200C的主要功能是控制列车速度，如果发生超速，能够 使列车减速或停车。应答器接收模块（BTM）：
列车通过时，BTM天线接收地面应该器所 发出的无应答器接收模块（BTM）主要是利用 应答器进行工作。当线信号，并将该信号传 递给列控车载设备的点式信息接收模块，从 而可实现测速测距。在列车运行的过程中， BTM通过BTM天线不断向地面发送信号。当列 车经过地面应答器时，地面应答器被激活将 预存的报文信息传输给BTM, BTM将报文信息 惊醒处理后传输给车载安全计算机
总体结构采用硬件冗余结构，关键设备均 采用2乘2取2方式。它从列控车载设备的各个 模块获取信息，根据列车运行速度、线路坡度、 轨道电路的状态等信息，检测列车的确定位置， 生成相应的控制速度与目标距离模式曲线，得 到列车行车许可后，生成制动模式曲线，并于 控制速度与目标距离模式曲线进行比较，当必 要的情况则对列车输出制动信息，使列车能够 安全运行。
由8块板卡组成，通过电源线和通信线与外部连接。
接口单元(TIU)：
ATP车载设备与动车组的接口均为继电接口。即使 ATP车载设备和动车组的型号不统一，接口却可一致。
两者间的接口信息主要有以下三个方面：
动车组向ATP车载设备的输入：向前位、向后位、牵引 位、制动位、零位等。
ATP车载设备向动车组的输出：紧急制动、常用制动和 失电制动。