中国CTCS2级列控系统的功能及技术特点

1 引言

为了满足国内日益增长的快速铁路客运需要，时速达200k m/h的动车组已经投入城际和客运专线营运。为了保证动车组200k m/h的运行安全，铁道部组织有关单位，在借鉴欧洲和日本列控系统的基础上，引进、消化、研发了中国铁路既有线200km/h动车组列控系统（CTCS2）。

本文着重对CTCS2级列车控制系统进行了分析与研究，对CTCS2级列控系统中地面设备和车载设备各组成部分的功能和技术特点进行了详细描述，并对C T C S2级列控系统的控制模式进行了简要说明。

2 中国铁路列控系统发展回顾

20世纪80年代初，全路大部分机车都安装了机车“三大件”，即机车信号、自动停车和无线列调，行车安全形势大有好转。随之国内多家单位积极开展列车超速防护系统（A T P）的研究，探索中国铁路列控系统发展之路。但是，既有闭塞制式的复杂多样性大大增加了系统研制的难度，特别是既有观念上的束缚，使得列车超速防护系统的研究止步于试验阶段。

1985年，我国开始酝酿引进国外的无绝缘轨道电路和车载A T P系统。郑武线电气化工程中率先引进UM71无绝缘轨道电路和TVM300超速防护系统，推动了我国多信息速差式自动闭塞和列车超速防护的发展。郑武线的引进不仅使我们接触到了国外的

中国CTCS2级列控系统的功能及技术特点

(北京电铁通信信号勘测设计院 裘 韧)

先进技术，更重要的是学习到了新的理念。作为车载超速防护的基础——地面U M71系统以及国产化的U M71系列设备，随着在郑武、京郑、广深、哈大、武广、京山、沈山等繁忙干线上的成功运用，以其轨道电路可做到一次调整、有断轨检查、抗干扰性强和工作稳定等显著优势，得到用户的广泛认可，逐步成为我国铁路自动闭塞制式的主流。

1995年，国家“ 八五” 攻关项目“LSK 旅客列车速度分级控制系统”在广深线160～200k m/h 的列车上投入运营。L S K系统作为我国自行研制的准高速旅客列车超速防护系统，在“人机联控，人控优先”的设计原则下，综合信号安全技术、机电控制技术、计算机和网络通信技术，以及可靠性与故障安全理论，构成新型人机关系的信号安全防护系统，并首次以车载信号作为行车凭证，实现了我国超速防护系统历史性的突破。

1995年以后，由列车运行记录器发展起来的列车运行监控装置，以其特有的车载线路数据存储方式，受到应用主管部门的肯定并迅速在全路推广。但这种控制方式与国际公认的超速防护系统存在一定距离：作为列车运行监控记录装置(LKJ)控制的基础——机车信号（连续信息接收）系统，尚不能达到主体化的要求；作为连续信息的补充——点式信息，尚未在列控系统中广泛采用；作为安全的控制输出，还必须依赖司机的正确操作等，这些都将是安全隐患，并随列车速度的提高而突出。

摘要：本文介绍了中国列车控制系统的发展历程，并从我国国情出发介绍中国列车控制系统CTCS的基本框架及分类等级。重点描述了C T C S2级列控系统中地面设备和车载设备各组成部分的功能和技术特点，并对其控制模式进行了简单说明。

关键词：列车运行控制系统 列车超速防护系统 欧洲铁路控制系统 CTCS2

Abstract: This paper introduces the developed course of Chinese Train Control System. In the prospect of the condition of our own country, the author shows the basic schemes and levels of CTCS (Chinese Train Control System). The emphasis is to describe the functions and technical characters of components of ground equipment and train equipment in CTCS2. This paper also gives brief explanation of the control pattern of CTCS2.

Key words: CTCS, ATP, ERTMS /ETCS, and CTCS2

今天，随着既有线提速、准高速及客运专线的开工建设，A T P在保证列车安全运行方面显得尤为重要。事实证明，在列车高速运行的条件下，地面信号难以辨认，没有A T P的车载信号方式难以适应缩小的行车间隔。以地面自动闭塞为基础、以车载信号为行车凭证的列车运行控制系统势在必行。随着既有线提速、高速线、客运专线开工建设需要，深入研究欧洲E T C S标准并结合中国铁路现状提出适合中国国情的CTCS标准已成为当务之急。

3 CTCS介绍

近年来，我国铁路建设飞速发展，为了进一步适应铁路跨越式发展战略，铁道部已经制定了《中国列车控制系统(C T C S)技术规范总则(暂行)》和相应C T C S技术条件，以保证我国铁路运输安全，满足长交路运营的需求，适应提速战略的实施。CTCS是参照欧洲列车控制系统(ETCS)制定的我国现代铁路列车控制系统。

3.1 CTCS列控系统的系统构成

C T C S系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。

地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络(G S M-R)以及列车控制中心(TCC)／无线闭塞中心(RBC)。其中GSM-R不属于CTCS设备，但是重要组成部分。

车载子系统可由以下部分组成：C T C S车载设备和无线系统车载模块。

3.2 CTCS应用等级

按照系统条件和功能C T C S可以划分为5级(0～4)级。同条线路上可以实现多种应用级别，L2，L3和L4可向下兼容。

3.2.1 CTCS0级

为了规范的一致性，目前干线铁路应用的地面信号设备和车载设备被定义为C T C S0级。C T C S0级由通用机车信号+列车运行监控装置组成，对这一定义，业内尚有不同的看法，认为CTCS0级到底是在等级内还是在等级外不够明确。正因为CTCS0级尚未成为安全系统，适用于列车最高运行速度为160km／h及以下，一般自动闭塞设计仍按固定闭塞方式进行，信号显示具有分级速度控制的概念，其目标距离式制动曲线可作为参考。应该说这是一个过渡阶段。

3.2.2 CTCSl级

CTCS1级为在CTCS0级基础上安全升级的列车运行控制系统。C T C S1级由主体机车信号+加强型运行监控装置组成，面向160km／h及以下的区段，在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。利用轨道电路完成列车占用检测及完整检查，连续向列车传送控制信息。

CTCS1级的控制模式为目标距离式，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。全面提高了系统的安全性，是对CTCS0级的全面加强，可称为线路数据全部贮存在车载设备上的列车运行控制系统。

3.2.3 CTCS2级

C T C S2级为一体化的列车运行控制系统。

C T C S2级面向提速干线和高速线，是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控制系统，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。是一种点-连式列车运行控制系统，功能比较齐全并适合国情。司机凭车载信号行车。轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息；点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息。

CTCS2级采取目标距离控制模式，采用一次制动方式。CTCS2级采取的闭塞方式称为准移动闭塞方式，其追踪运行间隔要比固定闭塞小一些。

3.2.4 CTCS3级

CTCS3级是基于无线传输信息并采用传统方式检查列车占用的列车运行控制系统。CTCS3级面向提速干线、高速新线或特殊线路，基于无线通信的自动闭塞或虚拟自动闭塞，它可以叠加在既有干线信号系统上。CTCS3级适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，司机凭车载信号行车，满足客运专线和高速运输的需求。轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。无线通信系统实现地-车间连续、双向的信息传输，行车许可由地面列控中心产生，通过无线通信系统传送到车上。CTCS3级与CTCS2级一样，采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式。

3.2.5 CTCS4级

C T C S4级是完全基于无线通信(如G S M-R)的列车运行控制系统。由地面无线闭塞中心(R B C)和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，点式