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。
CTCS-3列控系统介绍—动车组混跑
200km/h动车组和300km/h动车组的混跑
无线 闭塞中心 中央 联锁设备
区域联锁 列控中心
CTC
图标说明：
有源应答器 无源应答器
ETCS2信息流向
中央 联锁设备
列控中心 列控中心 区域联锁
CTCS2信息流向
道岔、 信号机 应答器、 轨道电路
200km/h动车组 按CTCS2的轨道电路 命令+应答器运行
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
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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
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
CTCS-3列控攻关背景—C3攻关内容
列控 系统
车载设备 地面RBC设备
1
系统设计技术
2
生产制造技术
3
系统集成技术
4
工程应用技术
5
实验室仿真测 试技术
CTCS-3列控攻关背景—C3攻关组织机构
铁道部C3攻关组 通号集团领导小组 （领导层）
通号集团C3列控 系统技术实施组
（执行层）
车载设备 小组
RBC设备 小组
C2 主机
C 2 主机
C3主机
应答器传 输模块
应答器传 输模块
RS422
应答器天线 应答器天线
MVB
通用加 密装置
车载无线 传输单元
安全输出 VDX2/2 1/2 单元
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—系统框图（CRH3）
2007年CTCS-2级1-3月试运行，4月商业运营
2007年8月启动CTCS-3级技术攻关
CTCS-3列控攻关背景—C3系统列控技术平台
基本原则和指导思想：按照全路一张网的原则规划列控系统 的技术平台；技术平台要实现300-350km/h客运专线、200250km/h新建铁路和既有提速线路的互联互通；列控技术平台的 确定考虑技术的先进成熟、经济实用、可靠。 列车控制系统是高速铁路的关键技术之一，是铁路运营的安 全保障。 在我国300km/h及以上客运专线上选用 CTCS3(CTCS3/CTCS2)列控系统作为全路统一技术平台体系， 其中CTCS3列控系统保证高速动车组的运行安全，CTCS2列控 系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为CTCS3列控系统的 后备系统； 通过集成创新和对引进技术的消化吸收实现系统集成再创 新，建立符合中国国情路情的、具有自主知识产权的、世界一流 水平的高速铁路列车控制技术体系。
列车网关 速度读取单元
速度距离处理SDP 网关TSG 速度距离单元SDU GSM-R通信单元 （MT） 车载无线传输单元 COMC
CTCS3专用 CTCS3专用
GSM-R通信接收和发送 通信传输控制单元
通用加密装置GCD
TCR轨道电路读取
CTCS3专用
CTCS2专用
实现无线信息的加密和解密
ZPW2000轨道电路信息读取
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
目录
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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列控车载设备介绍—系统框图（CRH2）
信号系统 DMI1 GSM - R 网关
司法记 录器
列车
DMI2 Local MVB +
输出
输入
ProfiBus
C3主机 测速智能 单元 测速智能 单元
CTCS-3列控系统及车载子系统介绍
2009.1.12
目录
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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列控攻关背景—列控技术体系形成过程
2002年铁道部确定发展CTCS的战略目标
2003年北京UIC年会，铁道部宣布CTCS的基本架构和分级 2004年铁道部制定CTCS-2级技术规范 2005年初开始CTCS-2级工程实施 2006年CTCS-2级试验和测试
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。
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。
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，
信号系统 DMI1 GSM - R 网关
司法记 录器
列车
DMI2 Local MVB + MVB 适配
ProfiBus
C3主机 测速智能 单元 测速智能 单元
C 2 主机
C 2 主机
C3主机
应答器传 输模块
应答器传 输模块
RS422
应答器天线 应答器天线
MVB
通用加 密装置
车载无线 传输单元
安全输出 VDX2/2 1/2 单元
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
道岔、 信号机
L5
L4
L3
L2
L
LU
U
HU
在CTCS3列控系统中，CTCS3基于GSM-R无线通信传输，CTCS2基于轨道电路信 息码+应答器传输。 调度集中CTC、联锁系统、无源应答器和ZPW2000轨道电路为CTCS3和CTCS2的 共用部分，无线闭塞中心RBC供CTCS3使用，有源应答器和列控中心供CTCS2使用。
轨道电路接收天线 应答器接收天线
速度 传感器
速度 传感器
紧急制动 接口
BTS
OTE 车载 设备
CAU PUC
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
BTS
OTE
地 面 设 备
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
ZPW-2000 轨道电路
ZPW-2000 轨道电路
轨旁 电子单元
车站 联锁
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
PUC
安全数 字接口
继电器接口
雷达
PG
雷达
PUC
CAU
应答器接收天线 轨道电路接收天线
由通用机车信号和运行监控记录 装置构成。既有线现状 。
CTCS-3列控系统介绍—系统动画演示
CTCS-3列控系统动画演示
CTCS-3列控系统介绍—系统组成
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，用于300-350km/h客运专线和高速铁路。
RBC GSM-R
主机 备机 协议 转换器 RBC本地 操作终端 维护 终端 司法 记录器 ISDN 服务器 TRAU 移动 交换中心 OTE
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 操作终端
临时限速 维护终端
BSC
缩写对照表 BSC：基站控制器 OTE：光传输设备 BTS：基站 RBC：无线闭塞中心 DMI：人机界面 TRAU：码型转换和速率适配单元 TSR：临时限速服务器
CTCS-3列控系统介绍—C3列控系统优势
CTCS-2级 传输媒介 轨道电路 ＋ 应答器 CTCS-3级 GSM-R ＋ 应答器 地－车双向信息传输
车地信息传输 地对车单向信息传输
300km/h 已经在250km/h线路上 CTCS-3级在ETCS-2级基础上 以上的适应性 成功运用，客专可用于 进行系统集成和自主创新， 300km/h运行。 ETCS-2级列控系统已经在欧洲高 速铁路上成熟应用 技术发展趋势 CTCS-3级列控系统属于基于通信的列控系统（CBTC） 范畴，符合国际铁路技术发展趋势。
速度距离 单元1 D
速度距离 单元2 D
轨道电路 读取器
UC
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。
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。 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。
可维护性满足相关标准的要求，关键设备冗余配置。
CTCS-3列控系统介绍—系统结构图
无线 闭塞中心 中央 联锁设备
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
CTCS-3列控车载设备介绍—车载设备组成2
功能模块名称 安全输出单元VDX 输出单元DX 输入单元DI 速度传感器（雷达和车轮 速度传感器） 应答器读取天线CAU 应答器传输模块BTM 用途 共用 共用 共用 共用 共用 共用 功能概述 安全输出，控制列车紧急制动及紧急 制动状态回采。 列车接口，10个数字输入和6个数字 输出。 列车接口，16个数字输入。 用于检测列车速度。 应答器读取天线。 接收应答器报文，解码后发送给主机。