高鐵CTCS系統(tǒng)詳細(xì)介紹

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 近年來隨著人工智能技術(shù)，計(jì)算機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，世界各國都開始了用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)鐵路運(yùn)輸模式的研究，目的在于提高鐵路運(yùn)輸效率，增強(qiáng)鐵路運(yùn)營安全，提高服務(wù)質(zhì)量，減少環(huán)境污染。如作為歐洲21世紀(jì)干線鐵路總統(tǒng)解決方案的歐洲鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)ERTMS，法國鐵路的連續(xù)實(shí)時(shí)追蹤自動(dòng)化系統(tǒng)ASTREE，日本新干線的列車運(yùn)營管理系統(tǒng)COMTRAC和COSMOS,北美的先進(jìn)列車控制系統(tǒng)ATCS，列車間隔控制系統(tǒng)PTS和PTC，美國舊金山港灣鐵路的先進(jìn)列車控制系統(tǒng)AATC，日本的新一代列車控制系統(tǒng)ATACS及計(jì)算機(jī)和無線電輔助列車控制系統(tǒng)

2、CARAT等。其中代表世界先進(jìn)水平的高速鐵路列控系統(tǒng)的如德國LZB系統(tǒng)：采用軌道環(huán)線電纜傳送列控信息；日本DS-ATC系統(tǒng)：采用有絕緣的數(shù)字軌道電路傳送列控信息；法國UM2000+TVM430系統(tǒng)：采用無絕緣數(shù)字軌道電路傳送列控信息（分級(jí)控制）；但以上三種高速列控系統(tǒng)均采用大量專有技術(shù)，相互間不兼容，技術(shù)平臺(tái)不開放。歐洲ETCS系統(tǒng)：為實(shí)現(xiàn)歐洲鐵路互聯(lián)互通，歐盟組織確定了適用于高速鐵路列控的標(biāo)準(zhǔn)體系，技術(shù)平臺(tái)開放；基于GSM-R無線傳輸方式的ETCS2系統(tǒng)，技術(shù)先進(jìn)，并已投入商業(yè)運(yùn)營；歐洲正在建設(shè)和規(guī)劃的高速鐵路均采用ETCS列控系統(tǒng)，是未來高速列車控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。 我國鐵路地域廣大、列車

3、種類繁多、提速以后線路允許速度不統(tǒng)一，同為綠燈卻有多種速度含義。另外，我國鐵路行車主要特點(diǎn)是客貨混跑、高低速列車共線運(yùn)行，這樣必然要求客貨列車均需裝備ATP，從而使得我國發(fā)展ATP的難度明顯大于國外。 我國鐵路實(shí)行以地面信號(hào)為主、以機(jī)車信號(hào)為輔的行車方式，對(duì)列車運(yùn)行實(shí)行開環(huán)控制，依靠司機(jī)嚴(yán)守信號(hào)保證行車安全。因此，習(xí)慣于現(xiàn)有機(jī)車信號(hào)監(jiān)控裝置的控車模式。目前，機(jī)車普遍安裝的通用機(jī)車信號(hào)未達(dá)到主體化的水平。機(jī)車信號(hào)基于軌道電路和站內(nèi)電碼化，但軌道電路制式繁多，有的根本不能滿足“主體化”的要求，將面臨淘汰。信號(hào)基礎(chǔ)裝備薄弱，影響了是我國ATP的發(fā)展。GSMR移動(dòng)通信系統(tǒng)用于鐵路信號(hào)、用于ATP系統(tǒng)和

4、鐵路綜合移動(dòng)信息平臺(tái)，技術(shù)上有明顯優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品得到多家廠商的支持，這在歐盟已得到證明。我國GSM-R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還在起步階段，影響了基于GSM-R的CTCS的實(shí)施。我國鐵路第六次大面積提速調(diào)圖推出了一系列重大技術(shù)創(chuàng)新成果，鐵道部經(jīng)過深入研究和科學(xué)論證，立足于我國技術(shù)和設(shè)備，參照國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)，提出了符合我國技術(shù)政策和鐵路運(yùn)輸需要的中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS技術(shù)體系和總體規(guī)劃，在我國大力發(fā)展CTCS系統(tǒng)以保證列車安全運(yùn)行，并以分級(jí)形式滿足不同線路運(yùn)輸需求的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。第六次大提速200km/h區(qū)段裝備列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，CTCS-2級(jí)區(qū)段延展里程5500余公里，TVM430區(qū)段延展里程760

5、余公里，共計(jì)延展里程6260公里，涉及十個(gè)鐵路局的7條干線，包括16個(gè)區(qū)段，250余個(gè)車站。第二章 CTCS系統(tǒng)2.1 定義CTCS是為了保證列車安全運(yùn)行，并以分級(jí)形式滿足不同線路運(yùn)輸需求的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。2.2基本功能(1) 安全防護(hù)l 在任何情況下防止列車無行車許可運(yùn)行。l 防止列車超速運(yùn)行。Ø 防止列車超過進(jìn)路允許速度。Ø 防止列車超過線路結(jié)構(gòu)規(guī)定的速度。Ø 防止列車超過機(jī)車車輛構(gòu)造速度。Ø 防止列車超過臨時(shí)限速及緊急限速。Ø 防止列車超過鐵路有關(guān)運(yùn)行設(shè)備的限速。l 防止列車溜逸。(2)人機(jī)界面l 以字符、數(shù)字及圖形等方式顯示列車運(yùn)行速

6、度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離。l 實(shí)時(shí)給出列車超速、制動(dòng)、允許緩解等表示以及設(shè)備故障狀態(tài)的報(bào)警。l 具有標(biāo)準(zhǔn)的列車數(shù)據(jù)輸入界面，可根據(jù)運(yùn)營和安全控制要求對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性檢查。(3) 檢測(cè)功能l 開機(jī)自檢功能和運(yùn)行中動(dòng)態(tài)檢查功能。 l 能夠記錄設(shè)備的關(guān)鍵數(shù)據(jù)以及關(guān)鍵動(dòng)作，并提供監(jiān)測(cè)接口。(4) 可靠性和安全性l 按照信號(hào)故障安全原則進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。l 核心硬件設(shè)備須采用冗余結(jié)構(gòu)。l 滿足電磁兼容性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。2.3 CTCS體系結(jié)構(gòu) 2.3.1CTCS的體系結(jié)構(gòu)配置CTCS的體系結(jié)構(gòu)按鐵路運(yùn)輸管理層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、地面設(shè)備層和車載設(shè)備層配置鐵路運(yùn)輸管理層網(wǎng)絡(luò)傳輸層地面設(shè)備層車載設(shè)備層l 鐵路運(yùn)

7、輸管理層 鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)是行車指揮中心，以CTCS為行車安全保障基礎(chǔ)，通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的控制和管理。l 網(wǎng)絡(luò)傳輸層 CTCS網(wǎng)絡(luò)分布在系統(tǒng)的各個(gè)層面，通過有線和無線通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。l 地面設(shè)備層 地面設(shè)備層主要包括列控中心、軌道電路和點(diǎn)式設(shè)備、接口單元、無線通信模塊等。列控中心是地面設(shè)備的核心，根據(jù)行車命令、列車進(jìn)路、列車運(yùn)行狀況和設(shè)備狀態(tài)，通過安全邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生控車命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行列車的控制。l 車載設(shè)備層 車載設(shè)備層是對(duì)列車進(jìn)行操縱和控制的主體，具有多種控制模式，并能夠適應(yīng)軌道電路、點(diǎn)式傳輸和無線傳輸方式。車載設(shè)備層主要包括車載安全計(jì)算機(jī)、連續(xù)信息接收模塊、點(diǎn)式信息接收模

8、塊、無線通信模塊、測(cè)速模塊、人機(jī)界面和記錄單元等。2.3.2 CTCS體系結(jié)構(gòu)參照國際標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國情，從需求出發(fā)，按系統(tǒng)條件和功能劃分等級(jí)。CTCS體系的構(gòu)建原則是以地面設(shè)備為基礎(chǔ)，車載與地面設(shè)備統(tǒng)一設(shè)計(jì)。地面子系統(tǒng)由應(yīng)答器、軌道電路列車控制中心（TCC）/無線閉塞中心（RBC）、無線通信網(wǎng)絡(luò)（GSM-R）組成。車載子系統(tǒng)包括列車車載設(shè)備和車載無線通信模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。相鄰列控中心車載設(shè)備機(jī)車乘務(wù)員軌道電路列控中心聯(lián)鎖設(shè)備點(diǎn)式設(shè)備無線通信模塊人機(jī)界面jiemian 口輸出模塊列車輸入模塊點(diǎn)式信息接收模塊測(cè)速模塊入模塊地面設(shè)備連續(xù)信息接收模塊無線通信模塊調(diào)度集中系統(tǒng)維護(hù)管理中心GSM-R設(shè)

9、備維護(hù)記錄單元運(yùn)行管理記錄單元車載安全計(jì)算機(jī)2.4 CTCS 分級(jí)CTCS根據(jù)功能要求和設(shè)備配置劃分應(yīng)用等級(jí)，分為04級(jí)。 CTCS-0級(jí)(簡(jiǎn)稱C0級(jí))：由通用機(jī)車信號(hào)+列車運(yùn)行監(jiān)控裝置組成，為既有系統(tǒng)，適用于列車最高運(yùn)行速度為120km/h以下的區(qū)段。 CTCS-1級(jí)(簡(jiǎn)稱C1級(jí))：由主體機(jī)車信號(hào)+安全型運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成，點(diǎn)式信息作為連續(xù)信息的補(bǔ)充，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)連式超速防護(hù)功能。適用于列車最高運(yùn)行速度為160km/h以下的區(qū)段。CTCS-2級(jí)(簡(jiǎn)稱C2級(jí))：基于軌道電路和點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸控車信息，并采用車地一體化設(shè)計(jì)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。面向提速干線和客運(yùn)專線，適用于各種線路速度區(qū)段，地面可不設(shè)

10、通過信號(hào)機(jī)。 CTCS-3級(jí)(簡(jiǎn)稱C3級(jí))：基于無線傳輸信息，并采用軌道電路等方式檢查列車占用的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，點(diǎn)式設(shè)備主要傳送定位信息。C3級(jí)列控系統(tǒng)可以疊加在C2級(jí)列控系統(tǒng)上。 CTCS-4 級(jí)(簡(jiǎn)稱C4級(jí))：完全基于無線傳輸信息的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。地面可取消軌道電路，由無線閉塞中心和列控車載設(shè)備共同完成列車定位和完整性檢查，實(shí)現(xiàn)虛擬閉塞或移動(dòng)閉塞。2.5 CTCS級(jí)間關(guān)系2.5.1 CTCS級(jí)間關(guān)系原則l 符合CTCS規(guī)范的列車超速防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)能滿足一套車載設(shè)備全程控制的運(yùn)用要求。l 系統(tǒng)車載設(shè)備向下兼容。l 系統(tǒng)級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)自動(dòng)完成。l 系統(tǒng)地面、車載配置如具備條件，在系統(tǒng)故障條件下應(yīng)允

11、許降級(jí)使用。l 系統(tǒng)級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)不影響列車正常運(yùn)行。l 系統(tǒng)各級(jí)狀態(tài)應(yīng)有清晰的表示。2.5.2 CTCS級(jí)間轉(zhuǎn)換CTCS車載設(shè)備向下兼容，通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)級(jí)間切換可以自動(dòng)完成，級(jí)間切換不影響列車正常運(yùn)行，如既有線提速區(qū)段，配置CTCS2級(jí)車載設(shè)備的列車可以在運(yùn)行過程中自動(dòng)完成CTCS1/0級(jí)至CTCS2級(jí)或CTCS2級(jí)至CTCS1/0級(jí)的切換。l CTCS級(jí)間轉(zhuǎn)換原則上在區(qū)間自動(dòng)轉(zhuǎn)換(不應(yīng)在進(jìn)站信號(hào)機(jī)處轉(zhuǎn)換)，并向司機(jī)提供相應(yīng)的聲光警示，由司機(jī)按壓確認(rèn)按鈕，解除警示。自動(dòng)轉(zhuǎn)換失效時(shí)，司機(jī)根據(jù)ATP車載設(shè)備或LKJ的相應(yīng)警示信息，手動(dòng)轉(zhuǎn)換。l CTCS級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)分別設(shè)置具有預(yù)告、執(zhí)行功能的固定信

12、息應(yīng)答器。每個(gè)運(yùn)行方向需要單獨(dú)設(shè)置預(yù)告點(diǎn)應(yīng)答器，執(zhí)行點(diǎn)應(yīng)答器可與區(qū)間固定應(yīng)答器合用。l 在級(jí)間轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)保證控車權(quán)可靠平穩(wěn)交接。控車權(quán)的交接以ATP車載設(shè)備為主。l 級(jí)間轉(zhuǎn)換時(shí)若已觸發(fā)制動(dòng)，則應(yīng)保持制動(dòng)作用完成，司機(jī)緩解后，自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 2.6 CTCS規(guī)范l CTCS技術(shù)規(guī)范總則l CTCS功能需求規(guī)范l CTCS系統(tǒng)需求規(guī)范l 查詢應(yīng)答器技術(shù)規(guī)范l 列控中心技術(shù)規(guī)范l MMI功能接口規(guī)范l 與車載其他系統(tǒng)接口規(guī)范l 無線信息傳輸功能接口規(guī)范第三章CTCS-2級(jí)列控系CTCS2級(jí)列控系統(tǒng)是在我國既有成熟信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)設(shè)備基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)增加其它信號(hào)設(shè)備(如：應(yīng)答器、車站列控中心、ATP車載設(shè)備)

13、，構(gòu)成具有中國特色、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離速度控制功能并基于軌道電路的連續(xù)式列控系統(tǒng)。CTCS2系統(tǒng)為統(tǒng)一制式，與既有線信號(hào)系統(tǒng)兼容。ATP地面設(shè)備與ATP車載設(shè)備采用一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，適用于200 kmh線路。 3.1 CTCS2的總體功能需求，主要包括：功能實(shí)現(xiàn)的基本方法、地面設(shè)備、車載設(shè)備、信息傳輸、設(shè)備模塊化、性能和安全性、與現(xiàn)有列控系統(tǒng)的兼容性、系統(tǒng)啟動(dòng)和數(shù)據(jù)輸入、操作狀態(tài)及轉(zhuǎn)換、默認(rèn)值。(1)操作功能 車載設(shè)備的啟動(dòng)和檢測(cè)、列車和司機(jī)的數(shù)據(jù)輸入、調(diào)車、部分監(jiān)督、完全監(jiān)督、CTCS2車載設(shè)備的隔離、與現(xiàn)有列車控制系統(tǒng)和防護(hù)系統(tǒng)的兼容性。 (2)基礎(chǔ)設(shè)施功能 基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)收集、運(yùn)行權(quán)限終點(diǎn)、對(duì)列

14、車駛?cè)氡徽加密壍绤^(qū)段的監(jiān)控、對(duì)車擋的監(jiān)控、線路設(shè)備的臨時(shí)隔離。(3)車載功能 列控?cái)?shù)據(jù)采集，靜態(tài)列車速度曲線計(jì)算、動(dòng)態(tài)列車速度曲線的計(jì)算、緩解速度的計(jì)算、列車定位、速度的計(jì)算和表示、運(yùn)行權(quán)限和限速在MMI上的表示。運(yùn)行權(quán)限和限速的監(jiān)控，在任何情況下防止列車無行車許可地運(yùn)行，防止列車超速運(yùn)行，防止列車溜逸。列車超速時(shí)，車載設(shè)備的超速防護(hù)具備采取聲光報(bào)警、切除牽引力、動(dòng)力制動(dòng)、空氣常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)等措施。車載設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)報(bào)警提醒機(jī)車乘務(wù)員并對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行必要的隔離。司機(jī)行為的監(jiān)控、反向運(yùn)行防護(hù)、CTCS2信息的記錄。(4)車站列車控制中心功能 根據(jù)其管轄范圍內(nèi)務(wù)列車位置、聯(lián)鎖進(jìn)路以及線路

15、限速狀況等信息，確定各列車運(yùn)行許可，并通過軌道電路及點(diǎn)式應(yīng)答器實(shí)時(shí)傳送給相關(guān)列車。(5)其他功能l 級(jí)間轉(zhuǎn)換功能l 車載設(shè)備發(fā)生故障后隔離功能l 不同條件下，多種監(jiān)控模式3.2 CTCS2系統(tǒng)主要技術(shù)條件3.2.1總體要求(1)系統(tǒng)適應(yīng)列車最高允許運(yùn)行速度250km/h，正向運(yùn)行時(shí)動(dòng)車組最小追蹤間隔5分鐘要求。(2)系統(tǒng)采用自動(dòng)閉塞，閉塞分區(qū)劃分及軌道電路信息定義應(yīng)滿足250km/h動(dòng)車組控車要求，同時(shí)滿足四顯示自動(dòng)閉塞的行車要求。(3)列車正向按自動(dòng)閉塞追蹤運(yùn)行，反向按自動(dòng)站間閉塞運(yùn)行。(4)系統(tǒng)采用目標(biāo)距離模式曲線監(jiān)控列車安全運(yùn)行。生成監(jiān)控曲線所需的行車許可、線路參數(shù)、限速等信息由軌道電路

16、和應(yīng)答器提供。(5)列控車載設(shè)備具有設(shè)備制動(dòng)優(yōu)先和司機(jī)制動(dòng)優(yōu)先兩種控車模式，一般應(yīng)采用設(shè)備制動(dòng)優(yōu)先控車模式。(6)系統(tǒng)設(shè)備的安全完善度等級(jí)（SIL）應(yīng)達(dá)到IEC61508規(guī)定的4級(jí)。(7)系統(tǒng)設(shè)備工作環(huán)境應(yīng)符合TB/T-1433、TB/T-3021(8)系統(tǒng)設(shè)備電磁兼容性應(yīng)符合TB/T-3073、TB/T-3074的有關(guān)規(guī)定。(9)系統(tǒng)設(shè)備可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性（RAMS）應(yīng)符合EN50126的有關(guān)規(guī)定。3.2.2基本要求(1）防止列車冒進(jìn)禁止信號(hào)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)安全要求設(shè)置 安全防護(hù)距離。(2) 應(yīng)具有冒進(jìn)防護(hù)措施。(3) 防止列車越過規(guī)定的停車點(diǎn)。(4) 防止列車超過允許速度、固定限

17、速和臨時(shí)限速運(yùn)行， 臨時(shí)限速命令由調(diào)度中心或本地限速盤給出，限速等 級(jí)及區(qū)域應(yīng)滿足運(yùn)營需要。(5) 應(yīng)具有車尾限速保持功能。(6) 防止列車超過規(guī)定速度引導(dǎo)進(jìn)站。(7) 防止機(jī)車超過規(guī)定速度進(jìn)行調(diào)車作業(yè)。(8) 車輪打滑和空轉(zhuǎn)不得影響車載設(shè)備正常工作。3.3 CTCS2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(1)既有線列控系統(tǒng)面向120km/h以下的區(qū)段:既有線的現(xiàn)狀（即CTCS 0級(jí)），由通用機(jī)車信號(hào)和運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置構(gòu)成。 面向160km/h以下的區(qū)段:由主體機(jī)車信號(hào)+安全型運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成。面向160km/h以下的區(qū)段，在既有設(shè)備基礎(chǔ)上強(qiáng)化改造，達(dá)到機(jī)車信號(hào)主體化要求，增加點(diǎn)式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行安全監(jiān)控功能。(2

18、)CTCS2系統(tǒng)總體描述 既有線CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)是基于軌道電路加點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸列車運(yùn)行許可信息并采用目標(biāo)距離模式監(jiān)控列車安全運(yùn)行的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱列控系統(tǒng)）。系統(tǒng)主要由車站列控中心、軌道電路、應(yīng)答器、車載設(shè)備等構(gòu)成。 車站列控中心根據(jù)進(jìn)路狀態(tài)、線路參數(shù)、限速命令等產(chǎn)生進(jìn)路及限速等相關(guān)控車信息，通過有源應(yīng)答器傳送給列車。l 采用ZPW-2000（UM）系列軌道電路，按自動(dòng)閉塞、站內(nèi)電碼化方式，完成列車占用檢測(cè)、產(chǎn)生列車運(yùn)行許可并連續(xù)向列車傳送。l 采用的應(yīng)答器應(yīng)設(shè)于各進(jìn)站端、出站端、區(qū)間適當(dāng)位置及特殊地點(diǎn)，向車載設(shè)備傳輸定位信息、進(jìn)路參數(shù)、線路參數(shù)、限速信息等。l 列控車載設(shè)備根

19、據(jù)地面設(shè)備提供的信號(hào)動(dòng)態(tài)信息、線路參數(shù)、限速信息及有關(guān)動(dòng)車組信息生成控制速度和目標(biāo)距離模式曲線，監(jiān)控列車安全運(yùn)行。l 車載設(shè)備：車載ATP設(shè)備，包括：安全計(jì)算機(jī)、STM、BTM、DMI、記錄單元，機(jī)車接口單元，測(cè)速單元，LKJ監(jiān)控裝置。l 地面設(shè)備：車站列控中心，軌道電路，軌旁電子單元LEU和有源應(yīng)答器，區(qū)間無源應(yīng)答器。3.4 CTCS2工作原理及控制模式3.4.1CTCS2列控信息 (1)連續(xù)信息由軌道電路提供,包括以下信息： l 行車許可。 l 空閑閉塞分區(qū)數(shù)量。 l 道岔限速等ZPW2000軌道電路 軌道電路碼序按機(jī)車信號(hào)信息定義及分配(TB 30602002)執(zhí)行，CTCS-2基本碼序

20、如下。 軌道空閑87 6 5 4 3 2 1 0 信號(hào)顯示 L L L L L L LU U HU 信息名稱 L6碼 L5碼 L4碼L3碼 L2碼 L碼 LU碼 U碼 HU碼 信息顯示 L L L L L L LU U2 UU 信息名稱 L6碼 L5碼 L4碼 L3碼 L2碼 L碼 LU碼 U2碼 UU碼 信號(hào)顯示 L L L L L L LU U2S UUS 信息名稱 L6碼 L5碼 L4碼 L3碼 L2碼 L碼 LU碼 U2S碼 UUS碼低頻信息按下表進(jìn)行分配 軌道電路采用標(biāo)準(zhǔn)載頻為1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz。頻偏:11Hz,低頻:10.3+n*1.1Hz序號(hào)1

21、23456789信息名稱L5碼L4碼L3碼L2碼L碼LU碼LU2碼U碼U2S碼頻率（Hz）21.323.510.312.511.413.615.816.920.2序號(hào)101112131415161718信息名稱U2 碼UUS碼UU 碼HB 碼HU 碼H 碼載頻切換占用檢查L(zhǎng)6碼（預(yù)留）頻率（Hz）14.719.11824.626.82925.727.922.4軌道電路信息滿足最高250km/h速度列車安全運(yùn)行的要求，基本碼序?yàn)椋?停車：L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU側(cè)線接車（默認(rèn)速度45km/h）： L5-L4-L3-L2-L-LU-U2-UU側(cè)線接車（默認(rèn)速度80km/h）： L

22、5-L4-L3-L2-L-LU-U2S-UUSl L6碼（預(yù)留）：表示運(yùn)行前方8個(gè)及以上閉塞分區(qū)空閑。l L5碼：表示運(yùn)行前方7個(gè)及以上閉塞分區(qū)空閑。l L4碼：表示運(yùn)行前方6個(gè)及以上閉塞分區(qū)空閑。l L3碼：表示運(yùn)行前方5個(gè)及以上閉塞分區(qū)空閑.l L2碼：表示運(yùn)行前方4個(gè)及以上閉塞分區(qū)空閑。l L碼：表示運(yùn)行前方3個(gè)及以上閉塞分區(qū)空閑l LU碼：表示運(yùn)行前方2個(gè)閉塞分區(qū)空閑。l LU2碼：表示列車運(yùn)行前方2個(gè)閉塞分區(qū)空閑（不推薦使用）l U碼：表示列車運(yùn)行前方1個(gè)閉塞分區(qū)空閑。l U2S碼：要求列車限速運(yùn)行，預(yù)告列車運(yùn)行前方閉塞分區(qū)為UUS碼。 l U2碼：要求列車限速運(yùn)行，預(yù)告列車運(yùn)行前方

23、閉塞分區(qū)為UU碼。l UUS碼：要求列車限速運(yùn)行（默認(rèn)限速值：80km/h），表示列車接近的地面信號(hào)機(jī)開放經(jīng)18號(hào)及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路，且次一架信號(hào)機(jī)開放經(jīng)道岔的直向或18號(hào)及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路；或表示列車接近設(shè)有分歧道岔線路所的地面信號(hào)機(jī)開放經(jīng)18號(hào)及以上道岔側(cè)向位置進(jìn)路。l UU碼：要求列車限速運(yùn)行（限速值：45km/h），表示列車接近的地面信號(hào)機(jī)開放經(jīng)道岔側(cè)向位置的進(jìn)路。l HB碼：表示列車接近的進(jìn)站或接車進(jìn)路信號(hào)機(jī)開放引導(dǎo)信號(hào)或通過信號(hào)機(jī)顯示容許信號(hào)。l HU碼：要求及時(shí)采取停車措施。l H碼：要求立即采取緊急停車措施。(2)點(diǎn)式信息由有源應(yīng)答器和無源應(yīng)答器提供，包括以下的信息：l

24、 線路長(zhǎng)度(以閉塞分區(qū)為單位提供)。l 線路坡度。l 線路固定限速。l 臨時(shí)限速。l 級(jí)間切換。l 列車定位等信息。3.4.2 CTCS2工作原理 l 允許速度:列車運(yùn)行過程中允許達(dá)到的最高安全速度。l 目標(biāo)速度;列車到達(dá)前方目標(biāo)點(diǎn)時(shí)允許的最高速度。l 目標(biāo)距離:列車前端至運(yùn)行前方目標(biāo)點(diǎn)的距離。l 目標(biāo)-距離模式曲線:以目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路條件、列車特性為基礎(chǔ)生成的保證列車安全運(yùn)行的制動(dòng)模式曲線l 目標(biāo)距離速度控制:目標(biāo)距離速度控制模式根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能，確定列車制動(dòng)曲線，采取連續(xù)式一次制動(dòng)模式控制列車運(yùn)行。如圖所示，實(shí)線為目標(biāo)距離速度監(jiān)控曲線，從最高速至零的列車速度監(jiān)

25、控曲線為一條連貫光滑的曲線，虛線為列車實(shí)際駕駛速度曲線，列車實(shí)際減速運(yùn)行只要在監(jiān)控曲線之下就可以了，如果超速碰撞了速度監(jiān)控曲線，列控車載設(shè)備將自動(dòng)觸發(fā)常用制動(dòng)或緊急制動(dòng)，防止列車超速運(yùn)行。監(jiān)控曲線45 駕駛曲線200目標(biāo)距離速度控制列控車載設(shè)備給出的一次連續(xù)的制動(dòng)速度控制曲線是根據(jù)目標(biāo)距離、線路參數(shù)和列車本身的性能計(jì)算而定的。為計(jì)算得到速度監(jiān)控曲線，由軌道電路發(fā)送行車許可和前方空閑閉塞分區(qū)數(shù)量信息，由應(yīng)答器發(fā)送閉塞分區(qū)長(zhǎng)度、線路速度、線路坡度等固定信息，列控車載設(shè)備接收上述信息，通過“前方空閑閉塞分區(qū)數(shù)量”和“閉塞分區(qū)長(zhǎng)度”信息，獲得目標(biāo)距離長(zhǎng)度，并結(jié)合線路速度、線路坡度和對(duì)應(yīng)列車的制動(dòng)性能等

26、固定參數(shù)，實(shí)時(shí)計(jì)算得到速度監(jiān)控曲線，并監(jiān)控實(shí)際駕駛曲線處于速度監(jiān)控曲線下方，保證列車安全運(yùn)行。3.4.3系統(tǒng)總體技術(shù)方案 CTCS-2列控系統(tǒng)通過 ZPW-2000軌道電路發(fā)送行車許可，列控車載設(shè)備根據(jù)軌道電路信息碼，并結(jié)合應(yīng)答器信息控制列車安全行車。 CTCS2運(yùn)行示意圖 3.5.地面設(shè)備及技術(shù)條件 3.5.1. 車站列控中心既有線暫按獨(dú)立列控方式設(shè)置，將來可考慮聯(lián)鎖、列控、區(qū)間一體化設(shè)置。 (1)列控中心基本結(jié)構(gòu)及總體描述l 車站列控中心是設(shè)于各個(gè)車站的列控核心安全設(shè)備，采用冗余的硬件結(jié)構(gòu)。l 車站列控中心與車站聯(lián)鎖、CTC/TDCS設(shè)備接口，根據(jù)調(diào)度命令、進(jìn)路狀態(tài)、線路參數(shù)等產(chǎn)生進(jìn)路及臨

27、時(shí)限速等相關(guān)控車信息，通過有源應(yīng)答器傳送給列車。l 車站列控中心設(shè)于各車站，原則上區(qū)間不設(shè)列控中心和有源應(yīng)答器。當(dāng)站間距離過大，總出站口設(shè)置一個(gè)有源應(yīng)答器不能滿足需求時(shí)，可增設(shè)有源應(yīng)答器。列控中心基本結(jié)構(gòu)(2)列控中心主要功能l 接車進(jìn)路報(bào)文發(fā)送;l 臨時(shí)限速報(bào)文發(fā)送;l 進(jìn)站信號(hào)機(jī)降級(jí)顯示;l 6502電氣集中進(jìn)路識(shí)別。(3)與TDCS、CTC站機(jī)連接(P口)l 從TDCS、CTC中獲得調(diào)度命令，包括接發(fā)車信息、臨時(shí)限速信息(起點(diǎn)里程、長(zhǎng)度、速度、車次、起止時(shí)間等)、運(yùn)行方向信息等。l 臨時(shí)限速信息也可由值班員在列控中心人機(jī)界面人工輸入，通過TDCS、CTC站機(jī)向列控中心傳送。l 對(duì)于TDC

28、S，控制指令需經(jīng)車站值班員人工確認(rèn)后方可執(zhí)行。l 應(yīng)能自動(dòng)反饋執(zhí)行結(jié)果，出現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)警(4)與車站聯(lián)鎖系統(tǒng)連接(Q口)l 從車站聯(lián)鎖系統(tǒng)獲得得車站進(jìn)路和相關(guān)實(shí)時(shí)信息，包括進(jìn)站、出站、通過、進(jìn)路、股道號(hào)、信號(hào)機(jī)開放等。l 根據(jù)需要，輸出進(jìn)站或進(jìn)路信號(hào)機(jī)點(diǎn)黃燈、接近區(qū)段軌道電路發(fā)黃碼控制條件，由聯(lián)鎖完成控制及驅(qū)動(dòng)。l 對(duì)于站型簡(jiǎn)單、6502電氣集中中間站，在保證安全控車的前提下，Q口可考慮簡(jiǎn)化處理：對(duì)進(jìn)站能區(qū)分進(jìn)站信號(hào)機(jī)、正線通過、道岔直向或側(cè)向接車，對(duì)出站能區(qū)分是正向還是反向發(fā)車。車站采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖時(shí)的列控中心關(guān)系圖車站采用6502電氣集中時(shí)的列控中心關(guān)系圖(5)與車站微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接(R口)

29、 列控中心應(yīng)具有自檢、自診、監(jiān)測(cè)功能，含有源應(yīng)答器的監(jiān)測(cè)、接口與通道監(jiān)測(cè)、值班員操作過程實(shí)時(shí)記錄，并向車站微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳送相關(guān)信息。(6)與地面電子單元(LEU)連接(S口)l LEU按照列控中心產(chǎn)生的應(yīng)答器報(bào)文地址，實(shí)時(shí)選擇對(duì)應(yīng)的報(bào)文向有源應(yīng)答器傳送。l 未辦理進(jìn)路或LEU與應(yīng)答器通信中斷時(shí)，應(yīng)答器應(yīng)有保證行車安全的缺省報(bào)文。l 有源應(yīng)答器的報(bào)文按應(yīng)答器編碼規(guī)則編制，各報(bào)文均固化在LEU中，內(nèi)容包括編號(hào)、鏈接關(guān)系、臨時(shí)限速(至限速始點(diǎn)距離、限速區(qū)長(zhǎng)度、限速速度)、進(jìn)路長(zhǎng)度、電碼化及線路載頻、線路固定信息等。l 具有完備的維護(hù)、測(cè)試、管理手段，具有軟件功能測(cè)試端口，并能進(jìn)行脫機(jī)。3.5.2應(yīng)答

30、器， 應(yīng)答器包括有源應(yīng)答器含地面電子單元(LEU)和無源應(yīng)答器（1）應(yīng)答器設(shè)備向列控車載設(shè)備傳送以下信息：l 線路基本參數(shù)：如線路坡度、軌道區(qū)段等參數(shù)；l 線路速度信息：如線路最大允許速度、列車最大允許速度等；l 臨時(shí)限速信息：當(dāng)由于施工等原因引起的對(duì)列車運(yùn)行速度進(jìn)行限制時(shí)，向列車提供臨時(shí)限速信息；l 車站進(jìn)路信息：根據(jù)車站接發(fā)車進(jìn)路，向列車提供“線路坡度”、“線路速度”、“軌道區(qū)段”等線路參數(shù)；l 道岔信息：給出前方道岔側(cè)向允許列車運(yùn)行的速度；l 特殊定位信息：如升降弓、進(jìn)出隧道、鳴笛、列車定位等；l 其他信息：固定障礙物信息、列車運(yùn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)、鏈接數(shù)據(jù)等。 （2）LEU和有源應(yīng)答器功能及工

31、作原理l 接收外部發(fā)送的應(yīng)答器報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器轉(zhuǎn)發(fā)。l 接收外部發(fā)送的控制命令，根據(jù)控制命令選擇一條預(yù)先存儲(chǔ)的報(bào)文并連續(xù)向應(yīng)答器發(fā)送。l 存儲(chǔ)幾百條至上千條報(bào)文。l 當(dāng)輸入通道故障或LEU內(nèi)部有故障時(shí)，向應(yīng)答器發(fā)送預(yù)先存儲(chǔ)的默認(rèn)報(bào)文。l 當(dāng)有車載天線經(jīng)過有源應(yīng)答器上方時(shí)，LEU不轉(zhuǎn)換新的報(bào)文。l 一臺(tái)LEU可以同時(shí)向4臺(tái)有源應(yīng)答器發(fā)送不同信息內(nèi)容的報(bào)文。l 輸出開路與短路檢測(cè)信息。l 設(shè)備自檢及事件記錄，并向外部設(shè)備上傳。應(yīng)答器工作原理 3.5.3 軌道電路 CTCS-2列控系統(tǒng)采用既有的 ZPW2000（UM）系列軌道電路。為滿足列車車載設(shè)備運(yùn)行需要，強(qiáng)制要求車站正線電碼化區(qū)段和發(fā)車區(qū)段軌

32、道電路載頻必須滿足交叉配置，不能使用同一頻率。3.6 CTCS2列控車載設(shè)備及技術(shù)條件3.6.1 CTCS2車載設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu) l 動(dòng)車組的兩端各安裝一套獨(dú)立的ATP車載設(shè)備。 l 總體結(jié)構(gòu)采用硬件冗余結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵設(shè)備均采用雙套，核心設(shè)備采用3取2或者2×2取2結(jié)構(gòu)。l 高安全性和可用性：安全等級(jí)達(dá)到SIL4級(jí)3.6.2CTCS2列控車載設(shè)備功能 （一）超速防護(hù)l 列控車載設(shè)備的超速防護(hù)功能監(jiān)控列車允許的速度，包括：動(dòng)車組構(gòu)造速度、線路允許速度、進(jìn)路允許速度、臨時(shí)限速和緊急限速。l 如果列車速度與允許速度之間的差距超過報(bào)警門限，列控車載設(shè)備提供相應(yīng)報(bào)警信息。l 如果列車速度與允許速度之間

33、的差距超過常用制動(dòng)門限，列控車載設(shè)備會(huì)產(chǎn)生常用制動(dòng)。l 如果列車速度與允許速度之間的差距超過緊急制動(dòng)門限，列控車載設(shè)備會(huì)產(chǎn)生緊急制動(dòng)，直到列車停車。 （二）生成目標(biāo)距離控制模式曲線 根據(jù)來自軌道電路信息接收模塊（STM）的軌道電路信息、來自應(yīng)答器信息接收模塊（BTM）的線路描述數(shù)據(jù)以及列車的特性，列控車載設(shè)備生成一次制動(dòng)的連續(xù)控制模式曲線。（三）機(jī)車信號(hào)功能 列控車載設(shè)備具備機(jī)車信號(hào)功能，并向列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置輸出機(jī)車信號(hào)信息。 (四)數(shù)據(jù)記錄 (五)應(yīng)答器信息接收與處理 (六)速度、距離計(jì)算及防滑防空轉(zhuǎn) 列控車載設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)列車運(yùn)行速度并計(jì)算列車走行距離，校正空轉(zhuǎn)或滑行對(duì)測(cè)速測(cè)距的影響。根

34、據(jù)應(yīng)答器信息進(jìn)行位置校正，兩個(gè)應(yīng)答器的位置校正通過檢測(cè)軌道電路的邊界（絕緣節(jié)）實(shí)現(xiàn)。此外，列控車載設(shè)備可通過主機(jī)的撥碼開關(guān)進(jìn)行輪徑補(bǔ)償系數(shù)的設(shè)定。（七）與乘務(wù)員進(jìn)行信息交互 通過人機(jī)界面（DMI）設(shè)備，可以接受機(jī)車乘務(wù)員的信息輸入，部分非安全信息也可通過運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置（LKJ）提供，并向乘務(wù)員提供以下信息：列車實(shí)際速度、目標(biāo)速度、限制速度、目標(biāo)距離、機(jī)車信號(hào)等。顯示和聲音提示也可由DMI實(shí)現(xiàn)。 （八）防溜功能（九） CTCS級(jí)間切換（十）位置校正（十一）載頻鎖定l 利用應(yīng)答器信息鎖定載頻l 根據(jù)應(yīng)答器信息中的【CTCS1】信息包鎖定軌道電路載頻。l 利用DMI的選擇，根據(jù)DMI上下行載頻按鍵

35、選擇鎖定載頻。l 利用軌道電路信息鎖定載頻l 符合主體化機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)技術(shù)條件（暫行）（科技運(yùn)函2004114號(hào)）中有關(guān)載頻鎖定的要求。l 各種載頻鎖定方法的相互關(guān)系l 在CTCS1/0級(jí)區(qū)段，按上述DMI選擇和軌道電路信息鎖定載頻的方法中最新接收的指令鎖定載頻。l 在CTCS2級(jí)區(qū)段，優(yōu)先采用應(yīng)答器信息鎖定載頻。如果未收到應(yīng)答器信息，也可通過DMI選擇或軌道電路信息鎖定載頻。3.6.3 ATP列控車載設(shè)備技術(shù)條件l CTCS級(jí)別：滿足CTCS2級(jí)，預(yù)留CTCS3級(jí)。l 速度目標(biāo)值，滿足250kmh，預(yù)留300kmh及以上擴(kuò)展條件。l 控制模式：目標(biāo)一距離模式。l 駕駛模式：司機(jī)制動(dòng)優(yōu)先和設(shè)備制

36、動(dòng)優(yōu)先兩種模式。l 信息傳輸媒介：控車信息由軌道電路及應(yīng)答器設(shè)備提供。l 兼容性：針對(duì)不同速度等級(jí)線路，滿足動(dòng)車組跨線運(yùn)行要求。l 列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置接口：記錄信息，切換控車。機(jī)車信號(hào)功能：主體化機(jī)車信號(hào)功能，通用式機(jī)車信號(hào)功能3.6.4 CTCS2系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備3.6.4.1車載安全計(jì)算機(jī)(VC) 以CSEE公司的CTCS2級(jí)設(shè)備為例，VC基于兩個(gè)處理器的實(shí)時(shí)比較安全等級(jí)達(dá)到SIL4級(jí)。為了提高系統(tǒng)可用性，采用了第三個(gè)處理器。該處理方式基于兩個(gè)不同應(yīng)用處理器同時(shí)執(zhí)行應(yīng)用軟件，并采用故障安全檢測(cè)器對(duì)這些處理器的輸出進(jìn)行比較。如果輸出相同，檢測(cè)器給出相關(guān)輸出；若存在任何差異，檢測(cè)器將輸出設(shè)置為限制狀態(tài)。3.6.4.2 應(yīng)答器信息接收模塊(BTM) 一個(gè)BTM模塊包含電源板、接收板、傳輸板和接口板。 BTM是一個(gè)采用2取2技術(shù)的故障安全模塊。它通過應(yīng)答器信息接收天線接收地面應(yīng)答器的信息，并通過一個(gè)專用信息接口和安全計(jì)算機(jī)同步。同時(shí)它還提供通過應(yīng)答器中點(diǎn)時(shí)的確切時(shí)間。這一時(shí)間足夠精確，能夠讓ATP車載設(shè)備在幾厘米的準(zhǔn)確范圍內(nèi)進(jìn)行列車定位校準(zhǔn)。3.6.4.3連續(xù)信息接收模塊(STM) STM模塊是安全模塊，可接收ZPW