CTCS 级列控系统概述

室内 CAND
总长7.5km或者10km CANE
ZPW·JT型 通信接口板
CANA CANB CANC
列控中心
微机监测
ZPW·PT型 调谐匹配单元
电缆
ZPW·XKD型 空心线圈
ZPW·PT型 调谐匹配单元
双体防护盒
ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘
ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器
ZPW·F-K型 发送器(主)
速度曲线
目标停车点
时速(km/h)
17
二、C3系统技术方案——系统构成
列控系统 车载设备
速度传感器
应答器天线
轨道电路天线
雷达传感器
GSM-R 无线网络
调度集中 CTC
无线闭塞中心 （RBC）
TSR服务器
列控中心
车站联锁
LEU
ZPW-2000 轨道电路
应答器
列控系统 地面设备
18
二、C3系统技术方案——系统构成
待机模式 (SB)
调车模式 (SH)
目视行车模式 (OS)
引导模式 (CO)
34
二、C3系统技术方案——主要工作模式
（1）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（包括列车数据、 行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续 速度模式曲线，监控列车安全运行；并通过人机界面（DMI） 显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息。
（4）调车模式（SH）
调车作业时，牵引运行限制速度40km/h。
车载设备可采用自动转换或人工转换方式进入调车模式。
自动转换方式：车站联锁办理调车进路，无线闭塞中心
（RBC）向车载设备提供行车许可，车载设备按调车限制速度
控车；人工转换方式：司机选择调车模式，车载设备按调车限
制速度控车。
36
二、C3系统技术方案——主要工作模式
MVB
Profibus RS-485
车车车车车车车
C2 车车车车
C3 车车车车
车车车车车 车车车车车 车车车车车 车车车车
CAU
PUC
车车车车车车车 车车车车车车车车
PUC
CAU
车车车车车车车车 车车车车车车车
车车车车
车车
车车
车车
车车
PG 车 车
车车 车车车
PG 车 车
车车 车车车
车车车车车车
车车车 车车车
FBJ(主)
FBJ(备)
ZPW·F-K型 发送器(备)
25
二、C3系统技术方案——应答器
200m
X
20m
DW
JZ
DW
FJZ
XN
CZ
DW
S3
DW
DW
SI
SII DW
DW
S4 CZ
DW
26
二、C3系统技术方案——GSM-R网络
27
二、C3系统技术方案——信号数据传输网
信号数据传输网络
信号系统安全数据 网
数量的临RB时C为限CT速CS设-3 置。
提供行车许可
信号机 道岔
应答器 轨道电路
TSRS CTC 车站联锁
车载设备
速度曲线
19
二、C3系统技术方案——系统结构
车 车 车 车
DMI
DMI
MVB
列车转换网关
车车车车车车车车车车车车
车车
车车
车车
车车
车车车
车车车车车车车
C3 车车车车
C2 车车车车
车车车车车 车车车车车 车车车车 车车车车车
CTCS-3级列控系统概述
北京电务段职教科
CTCS-3级列控系统概述 目录
2
维修体系 工务工程、动车组和列控系统是客运专线系统的三大核心技术。 列控系统是保证高速列车运行安全、有序、高效的关键。
3
客运服务
运营调度
动车组
客运专线系统构成
通信信号
一、系统背景——客运专线系统构成
客运组织管理 市场营销策划 旅客服务系统
PG
PG
雷达 速度传感器
轨道电路 信息接收
单元
轨道电路 信息接收
单元
PUC PUC PUC PUC 轨道电路接收天线
21
二、C3系统技术方案——无线闭塞中心
CTC-RBC接 口服务器
CSM-RBC接 口服务器
无线闭塞中心（RBC）
测试监测机
RBC维护终端
ESW3
DSW1
RBU1 VPC_A Intel
22
二、C3系统技术方案——临时限速系统
操作终端
临时限速
23
二、C3系统技术方案——列控中心
安全 主机单元
LEU电子单元 CTC设备
轨道电路
轨道继电器、方向继电 器、点灯继电器……...
通信接口单元 辅助维护单元
列控中心
驱采单元 冗
余
电
源
单
安全数据网通信
元
接口单元
集中监测
联锁
临时限速服务器 相邻列控中心
发送列车位置、速度等信息
GSM-R网络
实现车-地面之间连续、 双向、大容量信息传输
轨道电路
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
应答器
定位和等级转换等信息
发送线路参数和临时限速 等信息
RBC
生成C3行车许可 发送线路参数、临时限速
接收列车位置、速度等信息
TCC
控制轨道电路发码 控制有源应答器报文发送 区间闭塞与方向控制等
➢ 地面设备增加无线闭塞中心RBC、 GSM-R无线通信网络。
GSM-R 室内设备
RBC
➢ 车载设备增加GSM-R无线通信单元及
天线。
➢ RBC向列车提供行车许可。
列控中心
➢ 车地实现连续、双向、大容量、唯一通信G信SM模-块R无及线天线
息传输。
➢ 使用临时限速服务器管理临时限速临，
限速灵活设置，实现任意位置、长度和
➢ ➢ ➢
4
一、系统背景——国外列控系统
✓ ✓ ✓ ✓
5
一、系统背景——国内列控发展
✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓
6
一、系统背景——中国列车运行控制系统
7
一、系统背景——CTCS等级
CTCS-4 CTCS-3 CTCS-2 CTCS-1 CTCS-0
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。
票务系统 综合维修 客运调度 供电管理 车辆管理 运行管理 运输计划 列车网络系统 制动系统 牵引系统 转向架 车体 总成
通信系统 集中监测系统 调度集中系统
联锁系统 列控系统
远程监控系统 电力系统 接触网系统 变电系统 供电系统 站场工程 隧道工程 桥梁工程 轨道工程 路基工程
牵引供电
工务工程
一、系统背景——列控系统
车车
CTC车 车
车车
车车
车车
车车车车
车车车车
车车
车车车
车车
车车车车
车车
车车
车车
CTC车 车
车车
车车
车车车车
车车车车
车车
信号集中监测数据通信以太网
信号安全数据网 调度集中数据通信以太网
CTC 车车车
车车 车车车
综合 车 修车
车车 车车车
车车车 车车车
车车 车车车
接口 车车车
TSR
临时限速服 务器
临时限速 临时限速 操作终端 维护终端
24
二、C3系统技术方案——ZPW-2000A
调谐区
△/2
△
补偿电容
△
△/2
调谐区
ZPW·PT型 调谐匹配单元
ZPW·XKD型 空心线圈
双体防护盒
ZPW·PT型 调谐匹配单元
电缆
ZPW·ML-K型 防雷模拟网络盘
ZPW·RS-K型 衰耗冗余控制器
ZPW·J-K型 接收器
室外
总长7.5km或者10km
RBC 车车
车车
车车
RBC车 车
车车
车车车
车车车车
车车
车车 车车车
ISDN 车车车
GSM-R TRAU
移动 交换中心
BSC
OTE
GSM- R 无无无 无无无
车车车 车车车 车车
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
（2）部分监控模式（PS）
CTCS-2级后备系统使用的模式。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，监控列车安全运行。
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二、C3系统技术方案——主要工作模式
（3）目视行车模式（OS）
列控车载设备显示禁止信号、列车停车后又需继续运行时， 根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作并确认后，列 控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，司机每确 认一次列车可运行一定距离（300m）或一定时间（60s）。
TSR车 车 车 车 车 车 车 车
TRAU车 车 型转换车 车 车 车 车 车 车
车车 车车车车车
车车车车车
车车车车车
20
二、C3系统技术方案——车载设备
GSM-R 电台
动态监测 装置
DMI-1 DMI-2
列车转 换网关
司法记 录器
车载设备
输出 接口 MVB总线
＋
输入
接口
动车组
C3 控制单元
测速智能 单元
后自动处于待机模式，设备监控列车不允许移动。
当司机开启驾驶台时，处于待机模式的列控车载设备可通过
人机界面（DMI）、GSM-R无线通信、轨道电路、应答器传送
列控信息。
37
二、C3系统技术方案——主要工作模式
（7）隔离模式（IS）
在停车情况下，经操作使列控车载设备制动功能停用，在 该模式下，车载设备不承担任何行车安全责任。列控车载设备 正常工作时应能够监测隔离开关状态。
14
二、C3系统技术方案——动画演示
CTCS-3级列控系统动画演示
15
二、C3系统技术方案——控车原理
车站联锁
轨道电路 占用信息
进路信息
无线闭塞中心 （RBC）
临时限速系统 （TSRS）
限速信息
列车位置、速度信息
列车位置、速度信息 列车位置、速度信息
行车许可
速度曲线
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二、C3系统技术方案——控车原理
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
中继器
中继器
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
中继器
二层交换机R
二层交换机R
RBC
TSRS
二层交换机L
二层交换机L
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二、C3系统技术方案——系统结构
车载设备
生成连续速度控制曲线，监控列车安全运行
车车车车车
车车车车 车车
GSM-R 车车
车车车车车车
车车
车车
车车
车车
来自百度文库
车车
车车
车车 车车
CAU
PUC
BTS OTE
BTS OTE
BTS OTE
BTS OTE
BTS OTE
车 车 车 车
车车 车车
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
ZPW-2000 车车车车
轨旁 电子单元
（8）机车信号模式（CS）
当列车运行到地面未安装CTCS-3级/CTCS-2级列控系统 设备的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操 作后，列控车载设备生成固定限制速度80km/h，并显示机车 信号。
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二、C3系统技术方案——主要工作模式
调度集中(CTC) 数据通信以太网
信号监测 数据通信以太网
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二、C3系统技术方案——信号安全数据网
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
中继器
右侧光缆 左侧光缆
中继器
二层交换机R
中继站 TCC
二层交换机L
二层交换机R
CBI
车站 TCC
二层交换机L
中继器
中继器
（5）引导模式（CO）
当锁闭进路中存在不能检查列车占用的轨道区段时，车载 设备根据地面设备提供的行车许可生成目标距离连续速度模式 曲线，并通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、 目标速度和目标距离等，监控列车运行，司机负责在列车运行 时检查轨道占用情况。
（6）待机模式（SB）
当列控车载设备上电/唤醒时，执行自检和外部设备测试正确
9
一、系统概述——C3系统列控技术平台
➢ ➢
➢
10
一、系统背景——C3系统构建
通过引进列控系统关键技术， 联合设计、联合开发、联合攻关，并结合 成功应用的CTCS-2级技术，
11
一、系统背景——用户需求
12
一、系统背景——当前国内现状
✓ ✓ ✓ ✓
✓ ✓
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CTCS-3级列控系统概述 目录
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。
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
8
一、系统背景——中国列车运行控制系统
C2 控制单元
车载安全计算机
应答器 信息接 收模块
CAU 应答器天线
ProfiBus总线 RS-485总线 MVB总线
C2 控制单元
测速智能 单元
C3 控制单元
应答器 信息接 收模块 车载安全计算机
CAU 应答器天线
通用加 密单元
通信接 口单元
无线通信模块
安全数字 接口
测速单元1 测速单元2
紧急制动
TSRS
临时限速管理
30
二、C3系统技术方案——主要技术原则
。
31
二、 C3系统技术方案——主要技术原则
32
二、C3系统技术方案——主要技术原则
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二、C3系统技术方案——主要工作模式
休眠模式 (SL)
完全监控模式 (FS)
部分监控模式 (PS)
机车信号模式 (CS)
隔离模式 (IS)
车载设备 9种主要 工作模式
RBC本 地终端
VIA R
VPC_B PowerPC VPC_C Intel
3210
VIA L ESW2
工程配置工具 DSW2
FSW2 FSW1
RBU2 VPC_A Intel VPC_B PowerPC VPC_C Intel
3210
联锁 相邻RBC
ESW1
TSRS
司法记录单元
ISDN服务器
GSM-R 网络