項目6

任務一CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認知CTCS-3級列控系統(tǒng)維護01.解釋CTCS-3級列控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)02.說出CTCS-3級列控系統(tǒng)地面設備組成及設備作用學習目標導入2020年12月22日，G8311次動車組列車從合肥南站始發(fā)，駛向沿江千年古城、“黃梅戲”故鄉(xiāng)—安慶，標志著中國通號高鐵列車運行控制系統(tǒng)（CTCS-3）全套自主化設備實現(xiàn)工程應用。線路全長150余公里，新建車站（線路所）8座、中繼站9座，共設置8套聯(lián)鎖、17套TCC、2套RBC、1套TSRS、應答器千余臺，全部采用中國通號自主化設備?？s略語CTCS（ChineseTrainControlSystem）中國列車運行控制系統(tǒng)TCC（TrainControlCenter）列控中心RBC（RadioBlockCenter）無線閉塞中心LEU（Linesideelectronicunit）地面電子單元CTC（CentralizedTrafficControl）調(diào)度集中CBI（ComputerbasedInterlocking）計算機聯(lián)鎖TC （TrackCircuit）軌道電路TSRS（TemporarySpeedRestrictionServer）臨時限速服務器CSM(CentralizedSignalingMonitoringSystem）信號集中監(jiān)測系統(tǒng)PART01CTCS-3級列控系統(tǒng)定義一、CTCS-3級列控系統(tǒng)定義CTCS-3級列控系統(tǒng)是基于GSM-R無線通信實現(xiàn)車地信息雙向傳輸，無線閉塞中心（RBC）生成行車許可，軌道電路實現(xiàn)列車占用檢查，應答器實現(xiàn)列車定位，同時具備CTCS-2級功能的列車運行控制系統(tǒng)。PART02CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)車載設備調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖道岔信號機軌道電路列控中心應答器無線閉塞中心RBCGSM-R室內(nèi)設備CTCS-3級系統(tǒng)是基于GSM-R無線通信實現(xiàn)車-地信息雙向傳輸，無線閉塞中心（RBC）生成行車許可，軌道電路實現(xiàn)列車占用檢查，應答器實現(xiàn)列車定位，并具備CTCS-2級功能的列車運行控制系統(tǒng)。包括：無線閉塞中心RBC、GSM-R網(wǎng)絡、軌道電路、應答器、列控中心、車載設備等。滿足最高運營速度350km/h的需求。CTCS-2級作為CTCS-3級的后備系統(tǒng)。二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（一）地面設備地面設備車站列控中心（TCC）、ZPW-2000軌道電路、應答器、LEU、臨時限速服務器、無線閉塞中心（RBC）、GSM-R通信系統(tǒng)。二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（二）車載設備車載設備車載安全計算機（VC）、應答器信息接收單元（BTM）、軌道電路信息接收單元（TCR）、測速測距單元（SDU）、人機界面（DMI）、列車接口單元（TIU）、司法記錄器（JRU）、應答器信息接收天線、軌道電路信息接收天線、GSM-R無線通信單元（RTU）CTCS-3列控系統(tǒng)核心設備！二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）設備作用RBC無線閉塞中心根據(jù)軌道電路狀態(tài)和聯(lián)鎖進路生成行車許可；通過GSM-R將行車許可、線路參數(shù)、限速信息傳輸給CTCS-3車載設備；接收車載設備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)。（與C2等級相同）二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）設備作用TCC接收軌道電路信息通過聯(lián)鎖傳給RBC；具有軌道電路編碼、報文儲存和調(diào)用、站間安全信息傳輸、臨限信息傳輸功能，滿足后備系統(tǒng)需要。（與C2等級的情況相同）傳輸定位和等級轉(zhuǎn)換信息；傳輸線路參數(shù)、臨時限速信息。二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）設備作用應答器車載設備中核心設備！根據(jù)地面提供的數(shù)據(jù)信息和動車組參數(shù)，按目標---距離連續(xù)速度控制模式生成動態(tài)速度曲線，監(jiān)控運行。（與C2等級作用相同）二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）設備作用VC車載安全計算機二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）設備作用GSM-R網(wǎng)絡采用單網(wǎng)交織的冗余覆蓋方案。由移動交換中心（MSC）、基站控制器（BTS）、光傳輸設備（OTE）、移動終端(MT)、碼型轉(zhuǎn)換和速率適配單元(TRAU)等組成。用于實現(xiàn)車載設備與地面設備之間連續(xù)、雙向、大容量信息傳輸。二、CTCS-3級列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（三）設備作用其他設備都與C2等級作用相同其他設備：軌道電路、LEU、車載其他設備。PART03CTCS-3列控系統(tǒng)各部分功能無線閉塞中心RBCGSM-R網(wǎng)絡應答器車載設備軌道電路三、CTCS-3列控系統(tǒng)各部分功能根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進路等信息生成行車許可通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時限速傳輸給CTCS-3級車載設備通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接受車載設備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息向車載設備傳輸定位和等級轉(zhuǎn)換信息向車載設備傳送線路參數(shù)和臨時限速等信息，滿足后備系統(tǒng)的需要用于實現(xiàn)車載設備與地面設備之間連續(xù)、雙向、大容量信息傳輸根據(jù)地面設備提供的行車許可、線路參數(shù)、臨時限速等信息和列車參數(shù)，按照目標距離連續(xù)速度控制模式生成動態(tài)速度曲線，監(jiān)控列車的安全運行實現(xiàn)列車占用檢查發(fā)送閉塞分區(qū)空閑信息，滿足后備系統(tǒng)的需要。PART04CTCS-3列控系統(tǒng)特點四、CTCS-3列控系統(tǒng)特點CTCS-3級列控系統(tǒng)主要特點01基于GSM-R實現(xiàn)大容量的連續(xù)信息傳輸，可以提供最遠32km的目標距離、線路允許速度等信息，滿足跨線運營要求，C3系統(tǒng)通過在應答器里集成C2報文，滿足200~250kmkm/h，C2同時作為C3的后備系統(tǒng)。02車地雙向信息傳輸，地面可以實時掌握列車、速度、位置、速度狀態(tài)等，并可在CTC系統(tǒng)上實時顯示。03臨時限速的靈活設置，可以實現(xiàn)任意長度，任意速度，任意數(shù)量的臨時限速設置。04RBC可集中設置，也可以分散設置。01.C3列控系統(tǒng)有哪些組成設備？主要設備有何作用？復習項目6

任務二CTCS-3級列控系統(tǒng)工作原理CTCS-3級列控系統(tǒng)維護01.解釋CTCS-3級列控系統(tǒng)原理02.說出CTCS-3級列控系統(tǒng)技術(shù)原則03.說出CTCS-2與CTCS-3級列控系統(tǒng)異同點學習目標PART01CTCS-2級列控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析一、CTCS-2級列控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析基于軌道電路的列車控制系統(tǒng)主要利用軌道電路傳送地面至車上的信息。列車速度的提高需要對列車實施更為精確的控制，這就需要車上、地面之間傳輸大量的信息，但為滿足列車控制對信息傳遞實時性的要求，軌道電路只能傳輸較少的信息量。軌道電路的工作穩(wěn)定性易受環(huán)境的影響，如：道砟阻抗變化、天氣變化。在用軌道電路構(gòu)成自動閉塞系統(tǒng)時，閉塞分區(qū)長度固定，對不同類型的列車適應性差，影響鐵路運輸效率。一、CTCS-2級列控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析01利用軌道電路是難以實現(xiàn)雙向通信的，也就無法實現(xiàn)真正意義上的列車閉環(huán)控制。02軌道電路構(gòu)成閉塞分區(qū)時的分割，對長鋼軌的應用造成障礙。03軌道電路需要大量電纜以便采集軌道電路發(fā)送端和接收端的信息集中到車站進行處理，其投資費用占整個自動閉塞系統(tǒng)的40%-60%。04通過軌道電路只能判斷閉塞分區(qū)是否被占用，而無法實現(xiàn)對列車精確定位，嚴重影響列車運行效率。一、CTCS-2級列控系統(tǒng)現(xiàn)狀分析CTCS-2列控系統(tǒng)需改進的地方01鐵路沿線地面設備過多02地面向列車傳送信息的信息量不足03實時性不夠04車地之間不能實現(xiàn)雙向通信CTCS-3列控系統(tǒng)應運而生！PART02CTCS-3級列控系統(tǒng)運營需求二、CTCS-3級列控系統(tǒng)運營需求01CTCS-3級列控系統(tǒng)是我國鐵路時速300~350km/h高速鐵路的重要技術(shù)裝備。CTCS-3級列控系統(tǒng)是為300km/h及以上高速動車組的主用列控系統(tǒng)，CTCS-2級作為備用系統(tǒng)02

CTCS-3級列控系統(tǒng)是基于GSM-R實現(xiàn)車地信息雙向傳輸、無線閉塞中心生成行車許可的列控系統(tǒng)。03以目標距離連續(xù)速度控制模式、設備制動優(yōu)先的方式監(jiān)控列車安全運行。PART03CTCS-3級列控系統(tǒng)主要技術(shù)原則三、CTCS-3級列控系統(tǒng)主要技術(shù)原則滿足運營速度350km/h，最小追蹤間隔3min的要求。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。滿足跨線運行的運營要求。車載設備采用目標距離連續(xù)速度控制模式、設備制動優(yōu)先的方式監(jiān)控列車安全運行。三、CTCS-3級列控系統(tǒng)主要技術(shù)原則以C2級為后備系統(tǒng)，無線閉塞中心(RBC)或無線通信故障時，C2級列控系統(tǒng)控制列車運行。全線RBC設備集中設置。GSM-R無線通信覆蓋全線所有車站。動車段及聯(lián)絡線均安裝C2級列控系統(tǒng)地面設備。300km/h及以上動車組不裝設LKJ。三、CTCS-3級列控系統(tǒng)主要技術(shù)原則在300km/h及以上線路，C3級列控系統(tǒng)車載設備速度容限規(guī)定為超速2km/h報警、超速5km/h觸發(fā)常用制動、超速15km/h觸發(fā)緊急制動。RBC向C3單元，應答器向C2單元分別發(fā)送分相區(qū)信息，實現(xiàn)自動過分相。三、CTCS-3級列控系統(tǒng)主要技術(shù)原則C3級列控系統(tǒng)統(tǒng)一接口標準，涉及安全的信息采用滿足IEC62280標準要求的安全通信協(xié)議。C3級列控系統(tǒng)安全性、可靠性、可用性、可維護性滿足IEC62278等相關(guān)標準的要求，關(guān)鍵設備冗余配置。PART04CTCS-3級列控系統(tǒng)工作原理四、CTCS-3級列控系統(tǒng)工作原理調(diào)度集中顯示投影車站聯(lián)鎖無線閉塞中心（RBC）行調(diào)指揮中心（CTC）限速信息列車位置、速度信息進路信息軌道電路占用信息行車許可速度曲線軌道電路GSM-R團結(jié)合作四、CTCS-3級列控系統(tǒng)工作原理CTCS-3級列控系統(tǒng)—列車追蹤運行37速度限制曲線時速(km/h)目標停車點PART05CTCS-3級列控系統(tǒng)信息傳輸五、CTCS-3級列控系統(tǒng)信息傳輸軌道電路傳輸CTCS-2級列控系統(tǒng)的信息；應答器除傳輸CTCS-2級列控系統(tǒng)的有關(guān)信息外，還應傳輸CTCS-3級列控系統(tǒng)所需的列車定位、與RBC鏈接等信息；GSM-R系統(tǒng)傳輸行車許可、線路數(shù)據(jù)、應答器鏈接、臨時限速、列車參數(shù)等信息。應答器和軌道電路傳輸?shù)男畔⑴c無線傳輸?shù)男畔⒌南嚓P(guān)內(nèi)容含義保持一致。PART06CTCS-3級與CTCS-2級列控系統(tǒng)異同六、CTCS-3級與CTCS-2級列控系統(tǒng)異同（一）相同處運行方式都滿足正線雙線雙方向運行，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。采用準移動閉塞方式。監(jiān)控列車方式都是對高速運行下的列車進行運行速度、運行間隔等實時監(jiān)控和超速防護。采用目標—距離連續(xù)速度控制模式，設備制動優(yōu)先的方式監(jiān)控列車安全運行。六、CTCS-3級與CTCS-2級列控系統(tǒng)異同（一）相同處配套系統(tǒng)都必須配套調(diào)度集中控制系統(tǒng)、計算機聯(lián)鎖、信號集中監(jiān)測系統(tǒng)。車載設備VC、BTM、TCR（STM）、JRU（DRU）、DMI、TIU、SDU等設備接口等均相同。RTU除外。列車定位車載設備都從應答器接收定位信息，以應答器為基準點，通過測速單元等設備測量列車運行距離來獲得列車位置的方式。六、CTCS-3級與CTCS-2級列控系統(tǒng)異同（一）相同處軌道電路都用軌道電路檢查列車占用。大站的正線、股道區(qū)段以及一般車站（線路所）全站都采用列控中心編碼控制的ZPW-2000系列無絕緣軌道電路。列控中心還控制運行方向。六、CTCS-3級與CTCS-2級列控系統(tǒng)異同（二）不同處項目CTCS-3CTCS-2適用范圍300-350km/h200-250km/h車---地通信設備GSM-R和部分應答器軌道電路和應答器地面核心設備無線閉塞中心列控中心備用系統(tǒng)CTCS-2CTCS-0/1區(qū)間地面信號機設置不設信號機、只設停車標設置車站地面信號機點燈常態(tài)滅燈常態(tài)點燈臨時限速信息傳送無線通信應答器分相區(qū)信息來自無線閉塞中心來自應答器工作模式種類9種（7+2）601.列舉五條C3列控系統(tǒng)主要技術(shù)原則02.CTCS3級列控系統(tǒng)與CTCS2列控系統(tǒng)有何異同？復習項目6

任務3無線閉塞中心設備維護二CTCS-3級列控系統(tǒng)維護01.解釋無線閉塞中心接口02.說出無線閉塞中心基本維護方式學習目標RBC對外接口RBCCTCCBIGSM-RTSRS調(diào)度命令列車運行信息臨時限速命令進路信息申請進路狀態(tài)列車車次、速度、定位信息運行許可、限速信息相鄰RBC驗證位置報告RBC對外接口RBCCBITSRS臨時限速命令進路信息申請進路狀態(tài)相鄰RBC驗證位置報告RBC對外接口RBCCBI進路信息申請進路狀態(tài)運基信號[2010]533號文《RBC-CBI接口規(guī)范V1.0》接口信息RBC系統(tǒng)的主、備系通過冗余網(wǎng)絡與聯(lián)鎖的主、備系同時建立連接。RBC系統(tǒng)的主、備系均從聯(lián)鎖的主系接收信號授權(quán)信息和災害防護信息。與聯(lián)鎖接口RBC對外接口RBCCBI進路信息申請進路狀態(tài)通信中斷RBC如果在規(guī)定時間內(nèi)（3s）接收消息缺失（未收到或收到無效信息）時，則認為與聯(lián)鎖的通信已中斷。RBC不向列車發(fā)送該聯(lián)鎖控制范圍內(nèi)的行車許可（MA）。通信恢復后聯(lián)鎖重新發(fā)起連接。與聯(lián)鎖接口RBC對外接口RBCTSRS臨時限速命令運基信號[2010]533號文《RBC-TSRS接口規(guī)范V1.0》接口信息TSRS向RBC下達的TSR設置或取消命令。RBC應在1000ms內(nèi)向TSRS返回相應的結(jié)果。通信中斷RBC如果在規(guī)定時間內(nèi)（3s）接收消息缺失（未收到或收到無效信息）時，則認為與該設備的通信中斷。通信恢復后RBC重新發(fā)起連接。TSRS向RBC下發(fā)的初始化命令。與TSRS接口RBC對外接口RBC相鄰RBC驗證位置報告運基信號[2010]533號文《RBC-RBC接口規(guī)范V1.0》接口信息移交RBC向接收RBC發(fā)送的消息，包括：預告、授權(quán)相關(guān)信息（RRI）請求、通告、取消、應答、RRI確認接收RBC向移交RBC發(fā)送的消息，包括：授權(quán)相關(guān)信息、接管職責、生命信號、請求RRI確認、取消、應答。通信中斷移交過程中，若RBC在5s內(nèi)沒有接收到來自相鄰RBC的任何消息，則RBC應認為與該相鄰RBC的通信超時。與相鄰RBC接口RBC對外接口RBCGSM-R列車車次、速度、定位信息運行許可、限速信息RBC對外接口RBCCTC調(diào)度命令列車運行信息RBC對外接口分工界面信號專業(yè)與通信專業(yè)的分工在列控通信柜的外方。列控通信柜由RBC提供，電務段維護。同軸電纜設備由通信專業(yè)提供，通信段（電務段）維護。RBC在網(wǎng)絡通信柜內(nèi)設置路由設備提供BNC陰型插座。RBC機房至通信機房內(nèi)的2M柜間的同軸電纜由施工單位或其它廠家提供。無線閉塞單元(RBU)基礎知識RBU設計RBU是RBC系統(tǒng)的核心邏輯處理單元，是一套計算機控制系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡系統(tǒng)、硬件平臺、操作系統(tǒng)、故障安全處理軟件、應用邏輯軟件、工程配置數(shù)據(jù)等。在高速鐵路信號系統(tǒng)中，系統(tǒng)框架一般采用2乘2取2結(jié)構(gòu)和3取2結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)場，考慮到軟件升級維護等原因，在設計中采用2乘2取2的框架結(jié)構(gòu)。無線閉塞單元(RBU)基礎知識RBU硬件結(jié)構(gòu)與軟件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)無線閉塞單元(RBU)基礎知識RBU主要功能模塊描述-行車許可生成模塊01行車許可就是指RBU根據(jù)列車當前位置、行駛方向、進路信息、軌道電路占用的狀態(tài)、來授權(quán)每輛列車可以運行的路徑和距離。02行車許可是以列車位置報告的LRBG為基點，依據(jù)列車行駛方向，以閉塞分區(qū)為基本單位給出的。03完全監(jiān)控狀態(tài)下，RBU周期性地收到列車的位置報告信息，根據(jù)位置信息包中提供的列車最后相關(guān)應答器組編號判斷列車占用的軌道區(qū)段，然后以此為起點，根據(jù)聯(lián)鎖系統(tǒng)的信號授權(quán)，逐一檢查軌道區(qū)段信息。無線閉塞單元(RBU)基礎知識RBU主要功能模塊描述-行車許可生成模塊如果區(qū)段被授權(quán)，則將授權(quán)區(qū)段的信息計入行車許可的范圍，直到檢測到最后一個授權(quán)區(qū)段的終點作為行車許可的終點為止。如果區(qū)段沒有被授權(quán)，則將區(qū)段的入口作為行車許可的終點。一旦行車許可終點確定，RBU立即從內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中調(diào)出每一個區(qū)段的信息，并進行MA信息包的賦值操作，再根據(jù)已經(jīng)知道的信息，計算出目標速度和目標速度的保持時間，最后調(diào)用行車許可范圍內(nèi)的限速等信息，打包一并發(fā)送給列車。列車根據(jù)收到的信息包結(jié)合車的性能，生成目標距離曲線，監(jiān)控列車的運行。無線閉塞單元(RBU)基礎知識RBU主要功能模塊描述-內(nèi)部數(shù)據(jù)庫管理功能RBU生成行車許可信息，所依賴的信息不僅來自聯(lián)鎖、車載設備等外部設備，還需要為RBU建立地面特征和地面坐標數(shù)據(jù)庫，RBC結(jié)合數(shù)據(jù)庫中的信息才能生成完整的控制列車的信息。這些靜態(tài)數(shù)據(jù)庫主要用來描述RBC管轄范圍內(nèi)的線路特征，主要包括：區(qū)間表、區(qū)段表、坡度表、曲率表，應答器組等信息。無線閉塞單元(RBU)基礎知識RBU主要功能模塊描述-列車間隔管理模塊在RBU管轄的范圍內(nèi)有多輛列車運行，RBU根據(jù)不同的識別號來實現(xiàn)列車的管理。主要是指對不同的列車數(shù)據(jù)信息的更新和列車運行許可請求的回復管理。RBU對列車運行的控制是通過列車注冊開始的，通過列車注銷RBU而終止。注冊成功后，列車與RBC之間就建立起實時、雙向的通信信道，RBU開始對列車實施控制。所謂注銷，就是指列車離開無線閉塞單元的控制范圍，請求脫離RBU的運行控制，將運行控制權(quán)交于下一個RBU完成。無線閉塞單元(RBU)基礎知識RBU主要功能模塊描述-MA（行車許可）生成MA--列車安全運行的行車憑證。一個MA可以包括多個連續(xù)的鎖閉進路，隨著列車向前運行，RBC應根據(jù)聯(lián)鎖提供的進路信息（含閉塞分區(qū)的空閑信息）及時為列車延伸行車許可，以保證列車正常運行。RBC應在向列車發(fā)送行車許可的同時，發(fā)送行車許可范圍內(nèi)的靜態(tài)速度曲線、坡度信息、線路描述信息、應答器鏈接信息、臨時限速信息等信息，以便車載設備根據(jù)這些信息生成目標距離速度控制曲線，監(jiān)督列車的運行。RBC維護