CTCS-3列控系统及车载设备介绍

CTCS-3列控系统及车载子系统介绍2009.1.12目录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1234CTCS-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级实施2006年CTCS-2级试验和测试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、200-250km/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。CTCS-3列控攻关背景—C3攻关内容系统设计技术1生产制造技术2车载设备地面RBC设备列控系统工程应用技术4实验室仿真测试技术53系统集成技术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通号集团C3列控系统技术实施组车载设备小组RBC设备小组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）（领导层）（执行层）目录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1234CTCS-3列控系统介绍—CTCS列控系统分级基于无线信息传输，机车乘务员凭车载信号行车。用于300-350km/h线路。CTCS-3CTCS-2CTCS-0CTCS-1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。CTCS-4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。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GSM-R无线网络地面应答器轨道电路LEU地面应答器轨道电路LEU地面应答器列控中心车站联锁ZPW2000轨道电路LEU无线闭塞中心RBC调度中心CTC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。CTCS-3列控系统介绍—系统总体结构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，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。（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。（12）CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、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。200km/h动车组和300km/h动车组的混跑ETCS2信息流向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。CTCS2信息流向CTCS-3列控系统介绍—动车组混跑CTCS-2级CTCS-3级传输媒介轨道电路＋应答器GSM-R＋应答器车地信息传输地对车单向信息传输地－车双向信息传输300km/h以上的适应性已经在250km/h线路上成功运用，客专可用于300km/h运行。CTCS-3级在ETCS-2级基础上进行系统集成和自主创新，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。CTCS-3列控系统介绍—C3列控系统优势目录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1234CTCS-3列控车载设备介绍—系统框图（CRH2）CTCS-3列控车载设备介绍—系统框图（CRH3）CTCS-3列控车载设备介绍—车载设备组成1模块名称用途功能概述CTCS3主机模块CTCS3专用CTCS3主机控制，核心控制单元。CTCS2主机模块CTCS2专用CTCS2主机控制，核心控制单元。速度距离处理SDP共用根据SDU的速度信息，对速度进行处理。网关TSG共用列车网关速度距离单元SDU共用速度读取单元GSM-R通信单元（MT）CTCS3专用GSM-R通信接收和发送车载无线传输单元COMCCTCS3专用通信传输控制单元通用加密装置GCDCTCS3专用实现无线信息的加密和解密TCR轨道电路读取CTCS2专用ZPW2000轨道电路信息读取CTCS-3列控车载设备介绍—车载设备组成2功能模块名称用途功能概述安全输出单元VDX共用安全输出，控制列车紧急制动及紧急制动状态回采。输出单元DX共用列车接口，10个数字输入和6个数字输出。输入单元DI共用列车接口，16个数字输入。速度传感器（雷达和车轮速度传感器）共用用于检测列车速度。应答器读取天线CAU共用应答器读取天线。应答器传输模块BTM共用接收应答器报文，解码后发送给主机。司机显示单元DMI共用司机显示和操作界面司法记录器JRU共用记录单元，记录系统列控车载设备实物图片—车载主机柜车轮速度传感器每套车载设备两个列控车载设备实物图片—速度传感器雷达速度传感器每套车载设备两个列控车载设备实物图片—BTM+应答器天线应答器传输模块（BTM）+紧凑型天线装置（CAU）列控车载设备实物图片—DMI人机显示界面列控车载设备实物图片—开关冗余开关和隔离开关目录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1234CTCS-3列控车载模式介绍—列控车载模式列控车载设备9种主要工作模式完全监控模式(FS)睡眠模式(SL)C3专有目视行车模式(OS)调车模式(SH)引导模式(CO)隔离模式(IS)待机模式(SB)部分监控模式(PS)C2专有机车信号模式(CS)C2专有CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式完全监控模式(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控制模式曲线，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信息，监控列车安全运行。适用于C3车载和C2车载CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式休眠模式(SL)该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录等级转换及RBC切换信息等功能。列车立即折返，非本务端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。适用于C3车载CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式目视行车模式(OS)当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，列车每运行一定距离（300米）或一定时间（60秒）司机需确认一次。适用于C3车载和C2车载CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式调车模式(SH)当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制速度40km/h（顶棚）监控车列前进或折返运行。当工作在CTCS-3级时，经RBC同意，列控车载设备转入调车模式（SH）后与RBC断开连接，退出调车模式（SH）后再重新与RBC连接。适用于C3车载和C2车载CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式隔离模式(IS)当列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。适用于C3车载和C2车载CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式待机模式(SB)当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的DMI投入正常工作。适用于C3车载和C2车载CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式引导模式(CO)当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远（大于250米）发车时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，C2时车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。适用于C3车载和C2车载CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式部分监控模式(PS)该模式仅用于CTCS-2级控车。在C2等级时，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，监控列车运行。仅适用于C2车载CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式机车信号模式(CS)该模式仅用于CTCS-2级控车。当列车运行到地面设备配置未装备CTCS-3/CTCS-2级列控系统的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度（最高限速80km/h）监控列车运行，并显示机车信号。当列车越过禁止信号时触发紧急制动。仅适用于C2车载介绍结束，谢谢！