高鐵列控系統(tǒng)技術及發(fā)展韓永紅2015/6一、列控系統(tǒng)概述1、名詞解釋CTC（CentralizedTrafficControl）調度集中CTCS（ChineseTrainControlSystem）中國列車運行控制系統(tǒng)ETCS（EuropeanTrainControlSystem）歐洲列車運行控制系統(tǒng)CBI（Interlocking）計算機聯(lián)鎖

TCC（TrainControlCenter）列控中心

RBC（RadioBlockCenter）無線閉塞中心

ISDN（IntegratedServicesDigitalNetwork）綜合業(yè)務數字網

TSRS（TemporarySpeedRestrictionServer）臨時限速服務器2、概述高速鐵路是對速度的挑戰(zhàn)；列控系統(tǒng)是對安全的保障。1903年德國，電力機車牽引，試驗速度210km/h1955年法國，電力機車牽引客車試驗速度331km/h1988年德國，ICE動車組試驗速度406.9km/h1990年法國，TGV動車組試驗速度515.3km/h2007年法國，TGV試驗速度574km/h2010年9月28日中國，運營試驗速度416.6km/hWechallengespeed安全和速度沒有必然的聯(lián)系；鐵路安全的三個要素：設備質量、運營管理、人員素質。

列控系統(tǒng)是確保行車安全的信號系統(tǒng)。利用地面提供的線路信息、前車(目標)距離和進路狀態(tài)，列控車載設備自動生成列車允許速度控制模式曲線，并實時與列車運行速度進行比較，超速后及時進行控制。

日、法、德列控系統(tǒng)各有特點，均采用了大量專用技術，相互間不兼容，技術平臺不開放，不利于市場競爭和技術發(fā)展。歐洲有十幾種列控系統(tǒng)，列車無法實現跨國運行，因此歐盟確定發(fā)展統(tǒng)一的歐洲列控系統(tǒng)（ETCS），該系統(tǒng)采用統(tǒng)一標準/規(guī)范，可實現互聯(lián)互通。項目日本DS-ATC法國TVM430德國LZBETCS-2級列車占用檢查有絕緣軌道電路無絕緣軌道電路無絕緣軌道電路軌道電路/計軸車地傳輸媒介軌道電路軌道電路軌道電纜GSM-R/應答器信息量地

車56bit地

車27bit地

車83bit車

地41bitGSM-R500字節(jié)應答器1023bit技術公開性專有專有專有統(tǒng)一標準/規(guī)范國外高速鐵路列控系統(tǒng)比較1借鑒ETCS發(fā)展思路和國外高速鐵路列控系統(tǒng)運用經驗，結合我國鐵路運輸特點，遵循全路統(tǒng)一規(guī)劃的原則，鐵道部確定構建中國的列車運行控制系統(tǒng)技術體系（CTCS）。CTCS應用分為5級。

CTCS的目標是提高安全性能和運輸效率，滿足互通運營，規(guī)范系統(tǒng)設計，適應發(fā)展需求。3、中國列車運行控制系統(tǒng)（CTCS）

CTCS技術體系

借鑒歐洲列控系統(tǒng)（ETCS）建設經驗，結合我國鐵路運輸特點和既有信號設備制式，考慮未來發(fā)展，制定了我國列控系統(tǒng)CTCS技術標準，分為CTCS-0、1、2、3、4級。CTCS技術體系的形成過程既有線提速和250km/h客運專線CTCS-2級300km/h及以上客運專線CTCS-3級面向未來的列控系統(tǒng)CTCS-4級既有線現狀CTCS-0級CTCS分5級CTCS0級

既有線的控車模式區(qū)間軌道電路+站內電碼化+通用機車信號+列車運行監(jiān)控裝置CTCS分5級CTCS1級

基于既有設備改造的系統(tǒng)。適用于既有線160km/h以下區(qū)段。由主體化機車信號、安全型列車運行監(jiān)控裝置和點式應答器組成的系統(tǒng)。在主體化機車信號的基礎上，通過補點，實現具有中國特色的點連式ATP。即主體化機車信號（區(qū)間、站內軌道電路進行強化改造＋故障安全型機車信號）＋點式設備＋安全型監(jiān)控裝置。CTCS分5級CTCS-2列控系統(tǒng)是基于點式應答器、軌道電路傳輸列車運行控制信息的點連式列控系統(tǒng)。地面設備由區(qū)間、站內一體化軌道電路設備傳輸連續(xù)列控信息，由應答器、車站列控中心傳輸點式列控信息。車載設備根據地面提供的信號動態(tài)信息、線路靜態(tài)參數、臨時限速信息及有關動車組數據，生成控制速度和目標—距離模式曲線，控制列車運行。CTCS2級

CTCS分級CTCS3級基于無線通信（GSM-R）系統(tǒng)傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng)。軌道電路在實現區(qū)段占用與列車完整性檢查方面具有不可替代的優(yōu)勢；GSM-R在滿足我國鐵路移動信息網需求的同時，又能解決超防信息高速率可靠傳輸，兩者結合是強強互補。再輔以定位校核的點式設備。CTCS分5級CTCS4級完全基于無線通信（GSM-R）的列車運行控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有移動自動閉塞的特征。區(qū)間占用靠GPS和GSM-R實時數據傳輸解決（站內仍需軌道電路）。列車完整性檢查、定位校核分別靠車載設備和點式設備實現，使得室外設備減少到最低程度。練習題CTCS系統(tǒng)如何分級?簡述各級的區(qū)別三、CTCS-2級列控系統(tǒng)鐵路運輸管理層網絡傳輸層地面設備層車載設備層CTCS系統(tǒng)體系結構CTCS2系統(tǒng)結構人機接口地面應答器STM天線BTM天線記錄器制動接口BTMSTM車載計算機CTC或TDCS站機車站列控中心車站聯(lián)鎖軌道電路LEU車務終端信號樓動車組CTCS-2級系統(tǒng)結構CTCS-2級是基于軌道電路和應答器傳輸列車行車許可信息并采用目標距離連續(xù)速度控制模式監(jiān)控列車安全運行的列控系統(tǒng)。列控中心車站聯(lián)鎖調度中心CTC軌道電路應答器道岔信號機車載設備包括:軌道電路、應答器列控中心、車載設備等碼序L5L4L3L2LLUUHU空閑分區(qū)數量76543210C2生成行車許可核心工作原理=1250+1300+1350+1300+1350+1300+1350=9250m應答器提供閉塞分區(qū)長度和線路允許速度。速度曲線

空閑數量：目標距離：當前碼序：----m--------9250m7L5軌道電路以碼序形式提供空閑閉塞分區(qū)數量。車載設備綜合計算出目標距離，生成速度曲線。CTCS2級列控系統(tǒng)主要設備車載設備車站列控中心應答器車載設備組成EB,SBDMI155Niveau2STMSTBYSRAnnonceNiveau1Niveau1AnnonceNiveau2ConnexionRBCOK050100150200300250350400安全計算機BTM速度傳感器LKJ050150200300250350400050150200300250350400列車接口單元歐洲應答器天線軌道電路傳感器繼電器接口STMCTCS-2車載設備功能*軌道電路信息接收應答器信息接收速度、距離計算列車位置校正模式曲線的生成制動指令輸出防止列車溜逸控制顯示異常檢測動作、狀態(tài)記錄與LKJ的接口功能與EMU的接口功能車站列控中心結構合武線中繼7站通過信號機異常列控中心主要功能列控中心根據臨時限速命令、車站進路狀態(tài)，調用相應報文，通過LEU傳至有源應答器。列控中心應滿足對多個LEU進行控制的要求；

列控中心根據列車占用軌道區(qū)段及車站進路狀態(tài)，控制軌道電路的載頻、低頻信息編碼，并控制站內及區(qū)間軌道電路發(fā)送方向；列控中心根據列車在區(qū)間的走行邏輯，對軌道電路占用、出清、非正常邏輯進行判斷和報警，并采取必要的防護措施；列控中心完成區(qū)間信號機點燈控制；

列控中心完成無岔站信號及進路控制；列控中心完成區(qū)間運行方向與閉塞控制；列控中心間實時傳輸區(qū)間軌道電路狀態(tài)、臨時限速信息、區(qū)間閉塞和方向條件等安全信息以及相關狀態(tài)信息。

*有源應答器TitleAddyourtext無源應答器應答器向車載ATP提供地面固定的線路參數和可變的臨時限速信息。應答器可分為：有源（可變信息）應答器和無源（固定信息）應答器兩類應答器區(qū)別：無源應答器發(fā)送自身預存信息有源應答器需通過電纜與LEU連接有源應答器發(fā)送自LEU來的信息，當電纜斷線或短路時發(fā)送自身預存信息（默認報文）應答器工作過程（1）接收電磁能量接收車載天線發(fā)送的27.095MHz無線電信號建立工作電源通過電磁耦合轉換成電能，應答器開始工作循環(huán)發(fā)送報文，直至能量消失不間斷串行發(fā)送1023位傳輸報文應答器工作工程（2）TR上行27MHz4.2MHz下行應答器設備功能向車載設備發(fā)送點式信息無源應答器發(fā)送固定信息線路速度、坡度、軌道電路參數、信號點類型等有源應答器發(fā)送實時變化固定的信息臨時限速、進路、坡度、軌道電路參數、信號點類型等