列控车载设备概述
CTCS3列控车载系统介绍
CTCS3列控车载系统介绍CTCS3（China Train Control System Level 3）是中国高速铁路列控系统的第三代标准，是一种高度自动化的列车控制系统。
CTCS3系统以CTCS2为基础进行了进一步的改进和优化，引入了更多的先进技术和功能，提高了铁路运营的安全性、精确性和效率。
该系统于2024年开始投入使用，并已广泛应用于中国高速铁路网络中。
CTCS3系统的核心组成部分为列车位置信息系统（TrainPositioning System, TP）和列车运行控制系统（Train Operation Control System, TOC）。
TP系统负责实时监测列车的位置和速度，并向TOC系统提供运行参数。
TOC系统根据接收到的列车位置信息和运行参数，进行列车的自动控制和调度。
CTCS3系统采用了多种先进的技术来实现高效的列车控制。
其中之一是区段自动闭塞（Automatic Block System, ABS），通过电子信号和车载设备的配合，使列车能够在不同的区段之间自动切换。
这种自动闭塞技术可以大大提高列车的运行效率和安全性。
此外，CTCS3系统还引入了列车自动保护系统（Automatic Train Protection, ATP），用于监测列车的运行状况和环境条件，并在必要时发出紧急停车指令，保证列车的安全和乘客的安全。
总之，CTCS3（China Train Control System Level 3）是中国高速铁路列控系统的一种高度自动化的控制系统。
通过引入先进的技术和功能，该系统提高了中国高速铁路的安全性、精确性和运行效率。
通过实现高速列车的自动驾驶和运营控制，CTCS3系统为中国高速铁路的发展做出了重要贡献。
CTCS2200H列控车载系统介绍
CTCS2200H列控车载系统介绍CTCS2200H（Chinese Train Control System 2200H）是中国铁路局自主研发的列控车载系统，用于管理和控制列车在运行过程中的速度、距离和位置等要素。
本文将介绍CTCS2200H的基本原理、关键技术以及其在列车运行中的应用。
CTCS2200H的基本原理是通过无线通信技术实现与地面信号系统的通信，以确保列车在运行过程中的安全和顺畅。
系统的核心是车载装置，它包含有线通信单元、车载控制器和计算机控制单元。
车载装置通过与线路侧的基站进行通信，实时获取运行信息，并根据相关规则和算法，向列车运行员提供准确的运行指令。
CTCS2200H采用了多种先进的技术，使其具备了较高的安全性和可靠性。
其中最重要的技术之一是无线通信技术。
系统通过支持双向无线通信，可以实现车辆与基站之间的数据传输和指令控制。
此外，系统还采用了高精度全球定位系统（GPS）技术，通过卫星定位和时间同步，实现了列车的精确定位和时钟同步。
CTCS2200H还具备自动列车保护和控制功能。
系统中包含一套完善的安全规则和算法，可以自动检测列车运行中的潜在危险情况，并及时向运行员发出警示。
当列车接近停车点或限速区域时，系统可以自动降低列车的速度，以确保列车的安全停车或安全通过。
此外，系统还可以对列车进行自动制动，以应对紧急情况和意外事件。
CTCS2200H在列车运行中具有广泛的应用。
首先，它可以实现列车的自动控制，减轻了机车驾驶员的负担，提高了运行的安全性和效率。
其次，系统可以自动监测和记录列车的运行数据，为后续的运营计划和维护工作提供支持。
此外，CTCS2200H还可以与其他列车控制系统进行无缝集成，实现列车运行的协调和优化。
总之，CTCS2200H是中国铁路局自主研发的列控车载系统，具备高安全性和可靠性。
它通过无线通信和自动控制技术，实现了列车的自动保护和控制，并在列车运行中发挥了重要作用。
CTCS-3列控系统及车载设备介绍-PPT课件
系统接口组
仿真测试 实验室
国产化制 造小组
GSM-R 接口小组
通号集团专家团队（支撑）
目录
1 2 3 4
CTCS-3列控攻关背景
CTCS-3列控系统介绍
CTCS-3列控车载设备介绍 CTCS-3列控车载模式介绍
CTCS-3列控系统介绍—CTCS列控系统分级
CTCS-4 CTCS-3 CTCS-2 CTCS-1 CTCS-0
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
ZPW-2000 车车车车
轨旁 电子单元
车车 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 信号集中监测数据通信以太网 列控中心安全数据通信局域车
车车 车车
车车 车车车车
CTC车 车 车车车车
车车 车车
信号安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
Profibus RS-485
车车车 车车车
车车车车车
车车
PG
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 车车车
车车 车车车
车车车车 车车
BTS
OTE 车车 车车
CAU PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
车 车 车 车
轨旁 电子单元
ZPW-2000 车车车车
CTCS-3列控系统介绍—主要技术原则
（ 5 ） CTCS-2 级作为 CTCS-3 级的后备系统。无线闭 塞中心或无线通信故障时， CTCS-2 级列控系统控制 列车运行。
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
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
添加标题
添加标题
添加标题
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。
21-CTCS-3级列控车载设备
第21讲 CTCS-3级列控系统车载设备车载设备采用分布式机构，包括车载安全计算机（VC ）、GSM-R 无线通信模块（RTM ）、轨道电路信息接收单元（TCR ）、应答器信息接收模块（BTM ）、记录器（JRU ）、人机界面（DMI ）、列车接口单元（TIU ）等。
其总体结构图如图1。
图1 车载设备总体结构图 雷达轨道电路接收天线速度传感器一、设备配置车载设备采用分布式结构。
设备包括车载安全计算机（VC）、应答器信息接收模块（BTM）、轨道电路信息接收单元（TCR）、测速测距单元（SDU）、人机界面（DMI）、列车接口（TIU）、司法记录单元（JRU）、GSM-R无线通信单元（RTU）、动态监测接口等。
车载设备与动车组的接口采用继电器或MVB总线方式。
车载设备中的车载安全计算机（VC）、应答器信息接收模块（BTM）、安全输入输出接口（VDX）、轨道电路信息接收单元（TCR）、测速测距单元（SDU）、人机界面（DMI）等关键设备均采用冗余配置。
车载安全计算机中的CTCS-3控制单元和CTCS-2控制单元独立设置，CTCS-3控制单元负责在CTCS-3线路正常运行时的核心控制功能，CTCS-2控制单元负责后备系统的核心控制功能。
300km/h动车组不装设列车运行监控装置（LKJ）。
二、设备功能CTCS-3级列控车载设备负责接收地面数据命令信息，生成速度模式曲线，监控列车运行，保证列车运行安全。
CTCS-3级列控车载设备应具有以下基本功能：1)自检功能车载设备启动时首先要进行系统自检以确认设备是否有效，自检包括：测试常用制动、紧急制动命令能否正确输出，测试TCR完好，测试DMI显示等。
车载设备的自检完成后能够在DMI上显示自检结果。
2)数据输入和存储车载设备能够记录外部输入的列车参数以及发生变化的时间，记录存储的列车参数包括：车次号，由司机手动输入并存储。
司机ID号，由司机手动输入并存储。
列车长度，由司机手动输入并存储。
列控车载设备概述
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。
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
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。
300S型列控车载系统介绍(新机柜)讲述
PDU：包含断路器、开关和接插件的电源分配盘；
PWU：电源转换单元，将110V转换为24V；
BTM：应答器传输模块，包含主和备BTM，每一个带 一个天线；
GSM-R电台：系统的无线通讯单元，该单元负责进行 与无线闭塞系统（RBC）信息的交互。
TIU：列车接口单元，用于对车体的采集和输出接口；
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42
GSM-R电台
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GSM-R电台
GSM-R 适配器模块（TM6412）——主要负责 RIME 通信数据和TM6440 通信数据之间的协议转 换
时钟控制 运行距离和速度计算 与机车的接口 该模块由以下板件组成： CPU2板 – 中央处理单元 WDOU板 – 看门狗 + 4个安全数字输出 IDVI板 – 12个安全数字输入 TACU板 – 4个双通道光磁编码器的测速接口 MULU板 – 多功能卡，带有16个非安全数字输出、4个继电器触点式数字输出、
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EVC
NORMAL
RESERVE
CPUE
WDRS
中央处理单元 看门狗和关键输出
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RIM
通过串行渠道管理无线电设备间的通信。 这包括以下类型的板（在底架中）
RIM板—中央处理器 RIME板—移动端口和监视器的接口板
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RIM
NORMAL
RESERVE
CTCS-3车载设备的结构是基于2X2取2的结构。
每个安全模块（例如RIM模块、EVC模块、TMM模 块、ALM模块、BTM模块）均按照2X2取2的结构 设计和实施。
每个安全模块组成一个故障安全区。
为了保证可用性，ALA机柜包含2套独立的安全模 块。
列控中心(TCC)设备介绍
列控中心为安全设备，一般很少出现故障。但是，当故障出现时，操作人员应能够处理一些常见问题．下面列举了一些常见的故障以及处理方法． (1) 启动后，如果某系的TM425的所有指示灯依次闪烁，不能正常启动，该怎么办？ 分析：主控ICU-TM425是列控中心的逻辑运算单元，实现ICU间的安全通信，与各通信板通信，接收外部系统的数据进行逻辑计算，二取二通过后再发送给各通信板。分析结果：检查本系所有板卡是否都安装良好并已正常工作。
(4) 当列控中心与轨道电路通信故障时应如何处理？分析：列控中心使用TM486与 TC通信模块，通过双冗余CAN总线与轨道电路接口。 分析结果：首先检查TM486通信板、轨道电路通信盘和CAN通信线连接是否正常 ．(5) 当列控中心与相邻站列控中心通信故障时应如何处理？分析：使用TM426通信模块，通过冗余双环网与相邻站列控中心接口，同时使用UDP与维护终端接口。分析结果：首先检查TM426通信板，交换机以及光纤的连接是否正常．注意：切勿将两个环网的光纤交叉连接．
站场显示(1) 一些基本操作：a 点击“站场显示”菜单，点选项，有3个选项，可以选择显示“轨道电路频率”，“信号机名称”，“区段/道岔名称”，对应前面打“对号”表示显示.b 点击“站场显示”菜单，点“实时监测”，可以选择“主系”、“备系”、“A系”、“B系”. c 双击站场图界面可以全屏显示站场界面，再次双击或者按ESC退出全屏。
１列控中心的作用
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。列控中心的主要作用是向车载ATP设备提供列车运行的相关信息．
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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• 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：
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。
CTCS-3列控系统及车载设备介绍~
司机显示单元DMI
司法记录器JRU
共用
共用
司机显示和操作界面
记录单元，记录系统
列控车载设备实物图片—车载主机柜
列控车载设备实物图片—速度传感器
• 车轮速度传感器
• 每套车载设备两个
（6）全线无线闭塞中心（RBC）设备集中设置。 （7）GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有 车站。 （8）动车段及联络线采用CTCS-2级列控系统。
CTCS-3列控系统介绍—主要技术原则
（ 9 ） 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 、 速 度 在
250km/h 以 上 时 超 速 15km/h 触 发 紧 急 制 动 、 速 度 在
250km/h及以下时超速10km/h触发紧急制动。
（10） 采用应答器实现自动过分相。
（11）CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的
信息采用满足IEC62280标准要求的安全通信协议。
（12）CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、
轨道电路 列车速度防护曲线
ZPW2000轨道电路码 发送CTCS2的行车许可
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
道岔、 信号机
L5
L4
L3
L2
L
LU
U
HU
C3系统和C2系统都通过ZPW2000轨道电路检测列车的占用；采用同一联锁系统。 300km/h及以上动车组根据E2系统的无线命令行车，C2作为备用系统； 200-250km/h动车组根据C2系统的轨道电路信息码（结合应答器信息）行车。
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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。