CTCS列控系統(tǒng)及車載設(shè)備介紹學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1CTCS列控系統(tǒng)及車載設(shè)備介紹列控系統(tǒng)及車載設(shè)備介紹1234第1頁/共39頁2002年鐵道部確定發(fā)展年鐵道部確定發(fā)展CTCS的戰(zhàn)略目標(biāo)的戰(zhàn)略目標(biāo)2003年北京年北京UIC年會，鐵道部宣布年會，鐵道部宣布CTCS的基本架構(gòu)和分級的基本架構(gòu)和分級2004年鐵道部制定年鐵道部制定CTCS-2級技術(shù)規(guī)范級技術(shù)規(guī)范2005年初開始年初開始CTCS-2級工程實施級工程實施2006年年CTCS-2級試驗和測試級試驗和測試2007年年CTCS-2級級1-3月試運行，月試運行，4月商業(yè)運營月商業(yè)運營2007年年8月啟動月啟動CTCS-3級技術(shù)攻關(guān)級技術(shù)攻關(guān)第2頁/共39頁l 基本原則和指導(dǎo)思想：按照全路

2、一張網(wǎng)的原則規(guī)劃列控系統(tǒng)的技術(shù)平臺；技術(shù)平臺要實現(xiàn)300-350km/h客運專線、200-250km/h新建鐵路和既有提速線路的互聯(lián)互通；列控技術(shù)平臺的確定考慮技術(shù)的先進成熟、經(jīng)濟實用、可靠。 l 列車控制系統(tǒng)是高速鐵路的關(guān)鍵技術(shù)之一，是鐵路運營的安全保障。 在我國300km/h及以上客運專線上選用CTCS3(CTCS3/CTCS2)列控系統(tǒng)作為全路統(tǒng)一技術(shù)平臺體系，其中CTCS3列控系統(tǒng)保證高速動車組的運行安全，CTCS2列控系統(tǒng)用來兼容既有動車組上線運行，并作為CTCS3列控系統(tǒng)的后備系統(tǒng)；l 通過集成創(chuàng)新和對引進技術(shù)的消化吸收實現(xiàn)系統(tǒng)集成再創(chuàng)新，建立符合中國國情路情的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的

3、、世界一流水平的高速鐵路列車控制技術(shù)體系。 第3頁/共39頁系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計技術(shù) 1生產(chǎn)制造技術(shù)生產(chǎn)制造技術(shù)2車載設(shè)備車載設(shè)備地面地面RBCRBC設(shè)備設(shè)備列控列控系統(tǒng)系統(tǒng)工程應(yīng)用技術(shù)工程應(yīng)用技術(shù) 4實驗室仿真測實驗室仿真測試技術(shù)試技術(shù) 53系統(tǒng)集成技術(shù)系統(tǒng)集成技術(shù) 第4頁/共39頁鐵道部鐵道部C3攻關(guān)組攻關(guān)組通號集團領(lǐng)導(dǎo)小組通號集團領(lǐng)導(dǎo)小組通號集團通號集團C3列控列控系統(tǒng)技術(shù)實施組系統(tǒng)技術(shù)實施組車載設(shè)車載設(shè)備備小組小組RBC設(shè)備設(shè)備小組小組系統(tǒng)接口組系統(tǒng)接口組仿真測試仿真測試實驗室實驗室國產(chǎn)化制國產(chǎn)化制造小組造小組GSM-R接口小組接口小組通號集團專家團隊（支撐）通號集團專家團隊（支撐）（

4、領(lǐng)導(dǎo)層）（領(lǐng)導(dǎo)層）（執(zhí)行層）（執(zhí)行層）第5頁/共39頁1234第6頁/共39頁基于無線信息傳輸，機車乘務(wù)員憑車載信號行車 。用于300-350km/h線路。CTCS-3CTCS-2CTCS-0CTCS-1基于應(yīng)答器和軌道電路信息傳輸，機車乘務(wù)員憑車載信號行車。已應(yīng)用于200-250km/h線路。由主體機車信號和安全型運行監(jiān)控記錄裝置組成。由通用機車信號和運行監(jiān)控記錄裝置構(gòu)成。既有線現(xiàn)狀 。CTCS-4基于無線通信傳輸平臺，取消軌道電路，實現(xiàn)虛擬閉塞或移動閉塞。未來發(fā)展方向。第7頁/共39頁第8頁/共39頁GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)地面應(yīng)答器軌道電路LEU地面應(yīng)答器軌道電路LEU地面應(yīng)答器地面應(yīng)

5、答器列控中心列控中心車站聯(lián)鎖車站聯(lián)鎖ZPWZPW 20002000軌道電路軌道電路LEU無線閉塞中心無線閉塞中心RBC調(diào)度中調(diào)度中心心CTC 在在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，地面增加級列控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，地面增加RBC設(shè)備，車載設(shè)備增加設(shè)備，車載設(shè)備增加GSM-R無線無線電臺和信息接收模塊，實現(xiàn)基于電臺和信息接收模塊，實現(xiàn)基于GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)的雙向信息傳輸，構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)的雙向信息傳輸，構(gòu)成CTCS-3級列級列控系統(tǒng)，用于控系統(tǒng)，用于300-350km/h客運專線客運專線和高速鐵路。和高速鐵路。第9頁/共39頁 CTCS-3級列控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)包括：地面設(shè)備、車載設(shè)備、級列控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)包括：

6、地面設(shè)備、車載設(shè)備、GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)無線通信網(wǎng)絡(luò)、信號數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)四部分。、信號數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)四部分。第10頁/共39頁（1）CTCS-3級列控系統(tǒng)滿足運營速度級列控系統(tǒng)滿足運營速度350km/h、最小追蹤、最小追蹤間隔間隔3分鐘的要求。分鐘的要求。（2）CTCS-3級列控系統(tǒng)滿足正向按自動閉塞追蹤運行，級列控系統(tǒng)滿足正向按自動閉塞追蹤運行，反向按自動站間閉塞運行的要求。反向按自動站間閉塞運行的要求。（3）CTCS-3級列控系統(tǒng)滿足互聯(lián)互通的運營要求。級列控系統(tǒng)滿足互聯(lián)互通的運營要求。 （4）CTCS-3級列控系統(tǒng)車載設(shè)備采用目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模級列控系統(tǒng)車載設(shè)備采用目標(biāo)距離連續(xù)速度控制

7、模式、設(shè)備制動優(yōu)先的方式監(jiān)控列車安全運行。式、設(shè)備制動優(yōu)先的方式監(jiān)控列車安全運行。第11頁/共39頁（5）CTCS-2級作為級作為CTCS-3級的后備系統(tǒng)。無線閉塞級的后備系統(tǒng)。無線閉塞中心或無線通信故障時，中心或無線通信故障時，CTCS-2級列控系統(tǒng)控制列車級列控系統(tǒng)控制列車運行。運行。（6）全線無線閉塞中心（）全線無線閉塞中心（RBC）設(shè)備集中設(shè)置。）設(shè)備集中設(shè)置。（7）GSM-R無線通信覆蓋包括大站在內(nèi)的全線所有車無線通信覆蓋包括大站在內(nèi)的全線所有車站。站。（8）動車段及聯(lián)絡(luò)線采用）動車段及聯(lián)絡(luò)線采用CTCS-2級列控系統(tǒng)。級列控系統(tǒng)。第12頁/共39頁（9）CTCS-3級列控系統(tǒng)車載設(shè)

8、備速度容限規(guī)定為超速級列控系統(tǒng)車載設(shè)備速度容限規(guī)定為超速2km/h報警、超速報警、超速5km/h觸發(fā)常用制動、速度在觸發(fā)常用制動、速度在250km/h以上以上時超速時超速15km/h觸發(fā)緊急制動、速度在觸發(fā)緊急制動、速度在250km/h及以下時超及以下時超速速10km/h觸發(fā)緊急制動。觸發(fā)緊急制動。（10） 采用應(yīng)答器實現(xiàn)自動過分相。采用應(yīng)答器實現(xiàn)自動過分相。（11）CTCS-3級列控系統(tǒng)統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，涉及安全的信級列控系統(tǒng)統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)，涉及安全的信息采用滿足息采用滿足IEC62280標(biāo)準(zhǔn)要求的安全通信協(xié)議。標(biāo)準(zhǔn)要求的安全通信協(xié)議。（12）CTCS-3級列控系統(tǒng)安全性、可靠性、可用性、可級列控

9、系統(tǒng)安全性、可靠性、可用性、可維護性滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，關(guān)鍵設(shè)備冗余配置。維護性滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，關(guān)鍵設(shè)備冗余配置。第13頁/共39頁u在在CTCS3列控系統(tǒng)中，列控系統(tǒng)中，CTCS3基于基于GSM-R無線通信傳輸，無線通信傳輸，CTCS2基于軌道電路信息碼基于軌道電路信息碼+應(yīng)答應(yīng)答器傳輸。器傳輸。u調(diào)度集中調(diào)度集中CTC、聯(lián)鎖系統(tǒng)、無源應(yīng)答器和、聯(lián)鎖系統(tǒng)、無源應(yīng)答器和ZPW2000軌道電路為軌道電路為CTCS3和和CTCS2的共用部分，的共用部分，無線閉塞中心無線閉塞中心RBC供供CTCS3使用，有源應(yīng)答器和列控中心供使用，有源應(yīng)答器和列控中心供CTCS2使用。使用。第14頁/共39頁2

10、00km/h動車組和300km/h動車組的混跑ETCS2信息流向信息流向uC3系統(tǒng)和系統(tǒng)和C2系統(tǒng)都通過系統(tǒng)都通過ZPW2000軌道電路檢測列車的占用；采用同一聯(lián)鎖系統(tǒng)。軌道電路檢測列車的占用；采用同一聯(lián)鎖系統(tǒng)。u300km/h及以上動車組根據(jù)及以上動車組根據(jù)E2系統(tǒng)的無線命令行車，系統(tǒng)的無線命令行車，C2作為備用系統(tǒng)；作為備用系統(tǒng)；u200-250km/h動車組根據(jù)動車組根據(jù)C2系統(tǒng)的軌道電路信息碼（結(jié)合應(yīng)答器信息）行車。系統(tǒng)的軌道電路信息碼（結(jié)合應(yīng)答器信息）行車。CTCS2信息流向信息流向第15頁/共39頁CTCS-2CTCS-2級級CTCS-3CTCS-3級級傳輸媒介傳輸媒介軌道電路軌道

11、電路 應(yīng)答器應(yīng)答器 GSM-R GSM-R 應(yīng)答器應(yīng)答器車地信息傳輸車地信息傳輸 地對車單向信息傳輸?shù)貙噯蜗蛐畔鬏數(shù)剀囯p向信息傳輸?shù)剀囯p向信息傳輸300km/h300km/h以上的適應(yīng)性以上的適應(yīng)性已經(jīng)在已經(jīng)在250km/h250km/h線路上線路上成功運用，客?？捎糜诔晒\用，客?？捎糜?00km/h300km/h運行。運行。CTCS-3CTCS-3級在級在ETCS-2ETCS-2級基礎(chǔ)上級基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)集成和自主創(chuàng)新，進行系統(tǒng)集成和自主創(chuàng)新，ETCS-2ETCS-2級列控系統(tǒng)已經(jīng)在歐洲高級列控系統(tǒng)已經(jīng)在歐洲高速鐵路上成熟應(yīng)用速鐵路上成熟應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢技術(shù)發(fā)展趨勢 CTCS-3CTCS

12、-3級列控系統(tǒng)屬于基于通信的列控系統(tǒng)（級列控系統(tǒng)屬于基于通信的列控系統(tǒng)（CBTCCBTC）范疇，符合國際鐵路技術(shù)發(fā)展趨勢。范疇，符合國際鐵路技術(shù)發(fā)展趨勢。第16頁/共39頁1234第17頁/共39頁第18頁/共39頁第19頁/共39頁模塊名稱模塊名稱用途用途功能概述功能概述CTCS3主機模塊主機模塊CTCS3專用專用CTCS3主機控制，核心控制單元。主機控制，核心控制單元。CTCS2主機模塊主機模塊CTCS2專用專用CTCS2主機控制，核心控制單元。主機控制，核心控制單元。速度距離處理速度距離處理SDP共用共用根據(jù)根據(jù)SDU的速度信息，對速度進行的速度信息，對速度進行處理。處理。網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)TSG

13、共用共用 列車網(wǎng)關(guān)列車網(wǎng)關(guān)速度距離單元速度距離單元SDU共用共用速度讀取單元速度讀取單元GSM-R通信單元通信單元（MT）CTCS3專用專用GSM-R通信接收和發(fā)送通信接收和發(fā)送車載無線傳輸單元車載無線傳輸單元COMCCTCS3專用專用通信傳輸控制單元通信傳輸控制單元通用加密裝置通用加密裝置GCDCTCS3專用專用實現(xiàn)無線信息的加密和解密實現(xiàn)無線信息的加密和解密TCR軌道電路讀取軌道電路讀取CTCS2專用專用ZPW2000軌道電路信息讀取軌道電路信息讀取第20頁/共39頁功能模塊名稱功能模塊名稱用途用途功能概述功能概述安全輸出單元安全輸出單元VDX共用共用安全輸出，控制列車緊急制動及緊急安全輸

14、出，控制列車緊急制動及緊急制動狀態(tài)回采。制動狀態(tài)回采。輸出單元輸出單元DX共用共用列車接口，列車接口，10個數(shù)字輸入和個數(shù)字輸入和6個數(shù)字個數(shù)字輸出。輸出。輸入單元輸入單元DI共用共用列車接口，列車接口，16個數(shù)字輸入。個數(shù)字輸入。速度傳感器（雷達和車輪速度傳感器（雷達和車輪速度傳感器）速度傳感器）共用共用用于檢測列車速度。用于檢測列車速度。應(yīng)答器讀取天線應(yīng)答器讀取天線CAU共用共用應(yīng)答器讀取天線。應(yīng)答器讀取天線。應(yīng)答器傳輸模塊應(yīng)答器傳輸模塊BTM共用共用接收應(yīng)答器報文，解碼后發(fā)送給主機。接收應(yīng)答器報文，解碼后發(fā)送給主機。司機顯示單元司機顯示單元DMI共用共用司機顯示和操作界面司機顯示和操作界

15、面司法記錄器司法記錄器JRU共用共用記錄單元，記錄系統(tǒng)記錄單元，記錄系統(tǒng)第21頁/共39頁第22頁/共39頁雷達速度傳感器雷達速度傳感器每套車載設(shè)備兩個第23頁/共39頁第24頁/共39頁第25頁/共39頁第26頁/共39頁1234第27頁/共39頁列控車載設(shè)備列控車載設(shè)備9種主要工作模種主要工作模式式完全監(jiān)控模式完全監(jiān)控模式 (FS)睡眠模式睡眠模式(SL) C3專有專有目視行車模式目視行車模式(OS)調(diào)車模式調(diào)車模式(SH)引導(dǎo)模式引導(dǎo)模式(CO) 隔離模式隔離模式(IS)待機模式待機模式(SB)部分監(jiān)控模式部分監(jiān)控模式(PS) C2專有專有機車信號模式機車信號模式(CS) C2專有專有第

16、28頁/共39頁完全監(jiān)控模式完全監(jiān)控模式 (FS)當(dāng)車載設(shè)備具備列控所需的全部基本數(shù)據(jù)（包括列車數(shù)據(jù)、行車許可和線路數(shù)據(jù)等）時，列控車載設(shè)備生成目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線，并通過人機界面（當(dāng)車載設(shè)備具備列控所需的全部基本數(shù)據(jù)（包括列車數(shù)據(jù)、行車許可和線路數(shù)據(jù)等）時，列控車載設(shè)備生成目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線，并通過人機界面（DMI）顯示列車運行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等信息，監(jiān)控列車安全運行。）顯示列車運行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等信息，監(jiān)控列車安全運行。第29頁/共39頁休眠模式休眠模式 (SL) 該模式用于非本務(wù)端列控車載設(shè)備。在該模式下，列控車載設(shè)備仍執(zhí)行列車定位

17、、測速測距、記錄等級轉(zhuǎn)換及該模式用于非本務(wù)端列控車載設(shè)備。在該模式下，列控車載設(shè)備仍執(zhí)行列車定位、測速測距、記錄等級轉(zhuǎn)換及RBC切換信息等功能。切換信息等功能。 列車立即折返，非本務(wù)端升為本務(wù)端后，車載設(shè)備可自動進入正常工作狀態(tài)。列車立即折返，非本務(wù)端升為本務(wù)端后，車載設(shè)備可自動進入正常工作狀態(tài)。第30頁/共39頁目視行車模式目視行車模式 (OS)當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備故障、列控車載設(shè)備顯示禁止信號且列車停車后需繼續(xù)運行時，根據(jù)行車管理辦法，經(jīng)司機操作，列控車載設(shè)備按固定限制速度當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備故障、列控車載設(shè)備顯示禁止信號且列車停車后需繼續(xù)運行時，根據(jù)行車管理辦法，經(jīng)司機操作，列控車載設(shè)備按固定限制速度40k

18、m/h監(jiān)控列車運行，列車每運行一定距離（監(jiān)控列車運行，列車每運行一定距離（300米）或一定時間（米）或一定時間（60秒）司機需確認一次。秒）司機需確認一次。第31頁/共39頁調(diào)車模式調(diào)車模式 (SH) 當(dāng)調(diào)車作業(yè)時，司機按壓調(diào)車按鈕，列控車載設(shè)備按固定限制速度當(dāng)調(diào)車作業(yè)時，司機按壓調(diào)車按鈕，列控車載設(shè)備按固定限制速度40km/h（頂棚）監(jiān)控車列前進或折返運行。（頂棚）監(jiān)控車列前進或折返運行。 當(dāng)工作在當(dāng)工作在CTCS-3級時，經(jīng)級時，經(jīng)RBC同意，列控車載設(shè)備轉(zhuǎn)入調(diào)車模式（同意，列控車載設(shè)備轉(zhuǎn)入調(diào)車模式（SH）后與）后與RBC斷開連接，退出調(diào)車模式（斷開連接，退出調(diào)車模式（SH）后再重新與）后

19、再重新與RBC連接。連接。第32頁/共39頁隔離模式隔離模式 (IS) 當(dāng)列控車載設(shè)備停用時，需在停車情況下，經(jīng)操作隔離列控車載設(shè)備的制動功能。在該模式下，車載設(shè)備不具備安全監(jiān)控功能。當(dāng)列控車載設(shè)備停用時，需在停車情況下，經(jīng)操作隔離列控車載設(shè)備的制動功能。在該模式下，車載設(shè)備不具備安全監(jiān)控功能。第33頁/共39頁待機模式待機模式 (SB) 當(dāng)列控車載設(shè)備上電時，執(zhí)行自檢和外部設(shè)備測試正確后自動處于待機模式，車載設(shè)備禁止列車移動。當(dāng)列控車載設(shè)備上電時，執(zhí)行自檢和外部設(shè)備測試正確后自動處于待機模式，車載設(shè)備禁止列車移動。 當(dāng)司機開啟駕駛臺后，列控車載設(shè)備中的當(dāng)司機開啟駕駛臺后，列控車載設(shè)備中的DMI投入正常工作。投入正常工作。 第34頁/共39頁引導(dǎo)模式引導(dǎo)模式 (CO)當(dāng)開放引導(dǎo)信號或出站信號機開放且列車前端距離出站信號機較遠（大于當(dāng)開放引導(dǎo)信號或出站信號機開放且列車前端距離出站信號機較遠（大于250米）發(fā)車時，列控車載設(shè)備生成目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線，并通過米）發(fā)車時，列控車載設(shè)備生成目