1、1,2020年9月23日,CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)故障典型案例,肖興，電話：021-27496,2,主要內(nèi)容,一、CTCS列控系統(tǒng)概述 二、CTCS列控系統(tǒng)報(bào)文及案例 三、CTCS列控系統(tǒng)考試資料,3,一、CTCS列控系統(tǒng)概述,4,CTCS 與ETCS比對(duì),5,基于無線信息傳輸，機(jī)車乘務(wù)員憑車載信號(hào)行車 。 用于300-350km/h線路。,CTCS-3,CTCS-2,CTCS-0,CTCS-1,基于應(yīng)答器和軌道電路信息傳輸，機(jī)車乘務(wù)員憑車載信號(hào)行車。 已應(yīng)用于200-250km/h線路。,由主體機(jī)車信號(hào)和安全型運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成。,由通用機(jī)車信號(hào)和運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置構(gòu)成。既有線現(xiàn)狀 。,CTC

2、S-4,基于無線通信傳輸平臺(tái)，取消軌道電路，實(shí)現(xiàn)虛擬閉塞或移動(dòng)閉塞。未來發(fā)展方向。,中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)分級(jí),6,CTCS-1,CTCS-0,CTCS-2,CTCS-3,CTCS-4,地面 設(shè)備,聯(lián)鎖,閉塞,進(jìn)出站口應(yīng)答器,區(qū)間應(yīng)答器,列控中心,RBC GSM-R,RBC GSM-R,車載 設(shè)備,機(jī)車信號(hào),LKJ,BTM,ATP,GSM-R+ATP,GSM-R,適應(yīng)最高速度,160 km/h,160 km/h,200-300 km/h,300-350 km/h,高速和 特殊線路,我國列控系統(tǒng)發(fā)展,7,控制模式的發(fā)展,8,傳統(tǒng)速度階梯控制曲線,9,目標(biāo)-距離模式曲線控制方式,目標(biāo)-距離連續(xù)速度控

3、制模式示意圖,列控系統(tǒng)是確保行車安全的信號(hào)系統(tǒng)。地面設(shè)備提供線路參數(shù)及進(jìn)路狀態(tài)等信息，車載設(shè)備根據(jù)地面設(shè)備提供的信息自動(dòng)生成目標(biāo)-距離模式曲線，控制列車安全運(yùn)行。,10,機(jī)控優(yōu)先 機(jī)控優(yōu)先的系統(tǒng)當(dāng)要求列車減速時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況,輸出不同級(jí)別的制動(dòng)，低于允許速度后自動(dòng)緩解。當(dāng)列車速度超過緊急制動(dòng)曲線時(shí)，則實(shí)施緊急制動(dòng)，使列車停車。制動(dòng)完全由列車運(yùn)行控制系統(tǒng)自動(dòng)完成，不必司機(jī)人工介入，其最大優(yōu)點(diǎn)是能夠減少司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高列車運(yùn)行服務(wù)質(zhì)量。也可適當(dāng)縮短列車運(yùn)行間隔時(shí)間。但為滿足旅客乘坐舒適性，制動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度及制動(dòng)性能要求非常高。,人控優(yōu)先和機(jī)控優(yōu)先,人控優(yōu)先 人控優(yōu)先的系統(tǒng)列車運(yùn)行速度一般由

4、司機(jī)控制，只有列車超過允許速度，設(shè)備才自動(dòng)介入實(shí)施制動(dòng)。司機(jī)制動(dòng)優(yōu)先的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是便于發(fā)揮司機(jī)的責(zé)任感，充分發(fā)揮人的技術(shù)能力，減少設(shè)備對(duì)司機(jī)操縱的干擾。,值得注意：無論是那種制動(dòng)優(yōu)先，緊急制動(dòng)后只有停車后，才可緩解。,11,CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)是基于軌道電路和應(yīng)答器傳輸列車行車許可信息并采用目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式監(jiān)控列車安全運(yùn)行的列控系統(tǒng)。,CTCS-2級(jí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),12,軌道電路,調(diào)度中心下達(dá)運(yùn)行圖至車站CTC分機(jī),應(yīng)答器,運(yùn)行圖,聯(lián)鎖進(jìn)路命令,臨時(shí)限速信息,軌道電路編碼,進(jìn)路信息,應(yīng)答器報(bào)文,控 制,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖按照CTC下達(dá)進(jìn)路的命令，控制道岔、信號(hào)機(jī)，排列進(jìn)路。,CTC分機(jī)實(shí)時(shí): 向車站

5、聯(lián)鎖聯(lián)鎖下發(fā)進(jìn)路命令 向列控中心下達(dá)臨時(shí)限速信息,車站聯(lián)鎖采集軌道電路的列車占用信息、道岔位置并進(jìn)行處理。,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖將進(jìn)路信息發(fā)送給列控中心 列控中心根據(jù)進(jìn)路信息和臨時(shí)限速信息: 生成軌道電路編碼和臨時(shí)限速報(bào)文,軌道電路編碼發(fā)送給軌道電路;,臨時(shí)限速報(bào)文發(fā)送給應(yīng)答器。,車載設(shè)備接收到軌道電路碼序和應(yīng)答器報(bào)文信息后，計(jì)算生成控制模式曲線，監(jiān)控列車安全運(yùn)行。,CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng),13,CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng),14,實(shí)現(xiàn)列車占用檢查,軌道電路功能：,線路允許速度和閉塞分區(qū)長度等,提供臨時(shí)限速和進(jìn)路信息,應(yīng)答器功能：,提供行車許可及閉塞分區(qū)數(shù)量,綜合軌道電路、應(yīng)答器信息和動(dòng)車組參

6、數(shù)，自動(dòng)生成連續(xù)速度控制模式曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)控列車安全運(yùn)行,車載設(shè)備功能：,軌道電路為 CTCS-2提供連續(xù)的行車許可,CTCS-2級(jí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),15,應(yīng)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(shù)量：,目標(biāo)距離：,當(dāng)前碼序：,-m,-,-,9200m,7,L5,軌道電路以碼序形式提供空閑閉塞分區(qū)數(shù)量。,車載設(shè)備綜合計(jì)算出目標(biāo)距離，生成速度曲線。,CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng),16,1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350,9200 空閑區(qū)段：7,7950 空閑區(qū)段：6,6650 空閑區(qū)段：5,5300 空閑區(qū)段：4,4000 空閑區(qū)段：3,26

7、50 空閑區(qū)段：2,1350 空閑區(qū)段：1,速度曲線,0 空閑區(qū)段：0,目標(biāo)距離:,C2的運(yùn)行許可工作原理,17,速度限制曲線,時(shí)速(km/h),目標(biāo)停車點(diǎn),CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)追蹤運(yùn)行,18,調(diào)度中心,車站列控中心,ZPW2000軌道電路,可變應(yīng)答器,可變應(yīng)答器,限速范圍,限制速度,CTC/TDCS車站分機(jī),CTCS-2級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)調(diào)度命令下達(dá),19,CTCS-3D列控系統(tǒng)是基于軌道電路實(shí)現(xiàn)列車占用及空閑檢查，由應(yīng)答器或軌道電路傳輸列車行車許可并采用目標(biāo)距離連續(xù)速度模式監(jiān)控列車安全運(yùn)行的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，最高運(yùn)營時(shí)速350公里。,CTCS-3D 列控系統(tǒng),安全性：CTCS-3

8、D克服了基于應(yīng)答器的ETCS-1級(jí)點(diǎn)式系統(tǒng)的缺陷，創(chuàng)造性的補(bǔ)充了軌道電路連續(xù)信息，保證了系統(tǒng)的安全性，最高運(yùn)營時(shí)速達(dá)到350公里。,20,原則一：在CTCS-2級(jí)的基礎(chǔ)上,原則二：以基于應(yīng)答器的ETCS-1級(jí)點(diǎn)式系統(tǒng)為原型,原則三：創(chuàng)造性的補(bǔ)充了軌道電路連續(xù)信息,原則四：集成ETCS和CTCS應(yīng)答器信息,CTCS-2,CTCS-3D,軌道電路 連續(xù)信息,ETCS-1原型,應(yīng)答器 信息集成,CTCS-3D系統(tǒng)方案的構(gòu)建,21,應(yīng)答器為CTCS-3D 提供行車許可,CTCS-3D系統(tǒng)原理,22,CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)概述,CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)是基于GSM-R無線通信實(shí)現(xiàn)車地信息雙向傳輸，無線閉塞

9、中心（RBC）生成行車許可，同時(shí)具備CTCS-2級(jí)功能的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。,23,CTCS-3級(jí)系統(tǒng)是基于GSM-R無線通信實(shí)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(shí)現(xiàn)列車占用檢查，應(yīng)答器實(shí)現(xiàn)列車定位，并具備CTCS-2級(jí)功能的列車運(yùn)行控制 系統(tǒng)。,包括：無線閉塞中心RBC、GSM-R網(wǎng)絡(luò)、軌道電路、應(yīng)答器、列控中心、車載設(shè)備等 。,調(diào)度中心CTC,車站聯(lián)鎖,道岔,信號(hào)機(jī),CTCS-3級(jí)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)-結(jié)構(gòu),24,地面設(shè)備增加無線閉塞中心RBC、GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)； 車載設(shè)備增加GSM-R無線通信單元及天線； 車載設(shè)備根據(jù)RBC的行車許可，生成連續(xù)速度控制模式

10、曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)控列車安全運(yùn)行。,調(diào)度中心CTC,車站聯(lián)鎖,軌道電路,列控中心,應(yīng)答器,道岔,信號(hào)機(jī),RBC為CTCS-3 提供行車許可,車載設(shè)備,C3級(jí)列控與C2級(jí)列控的比較,25,根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進(jìn)路等信息生成行車許可,無線閉塞中心RBC,應(yīng)答器,通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速傳輸給CTCS-3級(jí)車載設(shè)備,通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接受車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息,向車載設(shè)備傳輸定位和等級(jí)轉(zhuǎn)換信息,向車載設(shè)備傳送線路參數(shù)和臨時(shí)限速等信息，滿足后備系統(tǒng)的需要,用于實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備與地面設(shè)備的雙向通信,GSM-R核心網(wǎng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)、GPRS子系統(tǒng)、智能網(wǎng)接口,G

11、SM-R網(wǎng)絡(luò),采用冗余交叉覆蓋的方式進(jìn)行布置，提高了車地通信的可靠性,根據(jù)地面設(shè)備提供的行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速等信息和列車參數(shù)，按照目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式生成動(dòng)態(tài)速度曲線，監(jiān)控列車的安全運(yùn)行,車載安全計(jì)算機(jī),軌道電路,實(shí)現(xiàn)列車占用檢查,發(fā)送行車許可信息，滿足后備系統(tǒng)的需要,CTCS-3級(jí)各部分功能,26,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）,C3系統(tǒng)控車原理,27,CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu),28,速度限制曲線,時(shí)速(km/h),目標(biāo)停車點(diǎn),CTCS-3區(qū)段追蹤運(yùn)行模擬,29,二、CTCS列控系統(tǒng)報(bào)文及案例,30,報(bào)文結(jié)構(gòu)（信息幀）,31,1 無源

12、應(yīng)答器和有源應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文的報(bào)文計(jì)數(shù)器設(shè)定為255。 2 LEU默認(rèn)報(bào)文的報(bào)文計(jì)數(shù)器設(shè)定為0。 3 列控中心默認(rèn)報(bào)文的報(bào)文計(jì)數(shù)器為253，正常報(bào)文的報(bào)文計(jì)數(shù)器均設(shè)定為255。 4 報(bào)文計(jì)數(shù)器禁用254。 5 應(yīng)答器組內(nèi)除M_MCOUNT=255的應(yīng)答器外，其余各應(yīng)答器報(bào)文計(jì)數(shù)器相同時(shí)，該消息可用。 6 CTCS2級(jí)車載設(shè)備接收到上述各默認(rèn)報(bào)文，且該應(yīng)答器組消息可用時(shí)，應(yīng)處理該應(yīng)答器組中的調(diào)車危險(xiǎn)、絕對(duì)停車信息包內(nèi)容。,報(bào)文結(jié)構(gòu)（信息幀）,32,信息包內(nèi)容,1.應(yīng)答器鏈接【ETCS-5】 2.重定位信息【ETCS-16】 3.線路坡度【ETCS-21】 4.線路速度【ETCS-27】 5.等級(jí)轉(zhuǎn)

13、換【ETCS-41】 6.通信管理信息包【ETCS-42】 7.CTCS數(shù)據(jù)【ETCS-44】 8.無線網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)【ETCS-45】 9.有條件等級(jí)轉(zhuǎn)換【ETCS-46】 10.特殊區(qū)段【ETCS-68】 11.文本信息【ETCS-72】,12.里程信息【ETCS-79】 13.RBC切換命令【ETCS-131】 14.調(diào)車危險(xiǎn)【ETCS-132】 15.目視行車危險(xiǎn)【ETCS-137】 16.默認(rèn)信息包【ETCS-254】 17.軌道區(qū)段【CTCS-1】 18.臨時(shí)限速【CTCS-2】 19.區(qū)間反向運(yùn)行【CTCS-3】 20.大號(hào)碼道岔【CTCS-4】 21.絕對(duì)停車【CTCS-5】,33,

14、L1,L2,27,應(yīng)答器鏈接 ETCS-5,34,變量Q_NEWCOUNTRY定義了被鏈接應(yīng)答器與本應(yīng)答器地區(qū)編號(hào)是否相同，相同時(shí)，變量NID_C取消。 一般車站及區(qū)間，應(yīng)答器組鏈接失敗時(shí)， Q_LINKREACTION=“無反應(yīng)”。當(dāng)某應(yīng)答器組丟失后，ATP 控車可能存在不安全因素時(shí)，Q_LINKREACTION=“常用制動(dòng)”。 變量D_LINK給出了兩個(gè)應(yīng)答器組之間的距離，對(duì)于一組內(nèi)有多個(gè)應(yīng)答器的應(yīng)答器組，其位置信息以該組第一個(gè)應(yīng)答器為準(zhǔn)。 對(duì)于變量Q_LOCACC，定義了應(yīng)答器綜合安裝誤差， Q_LOCACC=5m。 當(dāng)?shù)孛鏌o法區(qū)分前方進(jìn)路時(shí)，可用NID_BG=16383表示本應(yīng)答器組前

15、方鏈接的重定位應(yīng)答器組編號(hào)。當(dāng)本應(yīng)答器組【ETCS- 5】的NID_BG=16383時(shí)，CTCS-2級(jí)列控車載設(shè)備只接收鏈接距離內(nèi)含重定位信息【ETCS-16】的應(yīng)答器組，鏈接距離D_LINK選擇含重定位信息的應(yīng)答器組中距離最遠(yuǎn)的一個(gè)。,應(yīng)答器鏈接 ETCS-5,應(yīng)答器鏈接錯(cuò)誤故障,1、ATP設(shè)備報(bào)應(yīng)答器丟失 2、根據(jù)應(yīng)答器鏈接反映觸發(fā)制動(dòng) 3、對(duì)于接車進(jìn)路上無鏈接反映應(yīng)答器的特殊處理（200H、200C）,35,36,重定位信息 ETCS-16,37,L1,L2,L3,L4,L5,a1,a2,a3,a4,a5,L0,線路坡度 ETCS-21,2010年5月23日石太下行動(dòng)車組撞線問題分析,3

16、8,39,線路速度 ETCS-27,40,等級(jí)切換 ETCS-41,41,通信管理信息包 ETCS-42,42,本信息包主要用于向車載設(shè)備發(fā)送RBC編號(hào)和呼叫該RBC 的無線用戶電話號(hào)碼，用于列車呼叫RBC并在RBC中注冊(cè)。 NID_RADIO由16位數(shù)字（取09，4位BCD碼）組成，以左對(duì)齊形式輸入數(shù)據(jù)段，最左邊的數(shù)字最先被撥號(hào)。如果 NID_RADIO少于16個(gè)數(shù)字，剩余的空位用特殊字符“F”填充。 當(dāng)NID_RADIO=FFFF FFFF FFFF FFFF時(shí)，車載設(shè)備將呼叫車載設(shè)備存儲(chǔ)的短號(hào)碼。由無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)車載設(shè)備編 號(hào)，在相應(yīng)的RBC中注冊(cè)該車載設(shè)備。 當(dāng)本務(wù)端車載設(shè)備接收到本

17、信息包時(shí)，車載設(shè)備根據(jù)應(yīng)答器信息呼叫無線閉塞中心（RBC）與其建立連接，并進(jìn)行注冊(cè)。 處于休眠模式下的車載設(shè)備接收到本信息包時(shí)，僅保存該應(yīng)答器組RBC呼叫管理信息【ETCS-42】，不與RBC建立連接。,通信管理信息包 ETCS-42,43,無線網(wǎng)絡(luò)注冊(cè) ETCS-45,變量NID_MN用來識(shí)別呼叫移動(dòng)站必須注冊(cè)的GSM-R網(wǎng)絡(luò)。NID_MN由6位數(shù)字（09，4位BCD碼）組成，以左對(duì)齊形式輸入數(shù)據(jù)段，最左邊的數(shù)字最先被撥號(hào)。如果NID_MN少于6個(gè)數(shù)字，剩余的空位用特殊字符“F”填充。（由于中國采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的GSM-R的網(wǎng)絡(luò)，該包沒有在現(xiàn)場實(shí)裝）,44,有條件等級(jí)轉(zhuǎn)換 ETCS-46,45,

18、有條件等級(jí)轉(zhuǎn)換信息包，給列車發(fā)送一個(gè)地面能夠滿足列車運(yùn)行的等級(jí)列表，該列表按照優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排列。 當(dāng)列車當(dāng)前運(yùn)行的等級(jí)在該列表中時(shí)，將繼續(xù)按照該等級(jí)運(yùn)行，如果當(dāng)前使用等級(jí)不在該列表中，車載設(shè)備將按照該等級(jí)列表優(yōu)先級(jí)進(jìn)行切換。,有條件等級(jí)轉(zhuǎn)換 ETCS-46,46,特殊區(qū)段 ETCS-68,通過“特殊區(qū)段”報(bào)文，可以向機(jī)車乘務(wù)員實(shí)時(shí)反映列車運(yùn)行前方的一些特殊情況。當(dāng)前方有無電區(qū)時(shí)，應(yīng)發(fā)送該信息。 如通過特殊區(qū)段后，列車狀態(tài)應(yīng)恢復(fù)為進(jìn)入前的狀態(tài)，“特殊區(qū)段”報(bào)文中標(biāo)志“Q_TRACKINIT” 項(xiàng)標(biāo)志=1，并由“D_TRACKINIT”項(xiàng)給出本應(yīng)答器到恢復(fù)點(diǎn)的距離。,47,特殊區(qū)段 ETCS-68,

19、48,特殊區(qū)段 ETCS-68,49,文本信息 ETCS-72,提供車站名稱的文本信息可在列車進(jìn)站外方三個(gè)閉塞分區(qū)開始顯示，出站進(jìn)入?yún)^(qū)間后，文本顯示消失。該文本信息 一般宜放置在進(jìn)站外方三個(gè)閉塞分區(qū)處的無源應(yīng)答器組中。 隧道、特大橋及對(duì)行車有特殊要求的橋梁名稱應(yīng)在隧道或橋梁外方2000m時(shí)開始顯示該信息。 車站名稱為輔助信息，不受車載模式和工作等級(jí)的限制， 當(dāng)區(qū)間定位應(yīng)答器組接近該顯示區(qū)域時(shí)，應(yīng)發(fā)送文本顯示信息。 文本信息編碼每個(gè)漢字利用兩個(gè)字節(jié)表示，字庫編碼采用GB18030字庫。,50,文本信息 ETCS-72,51,文本信息 ETCS-72,52,里程信息 ETCS-79,里程信息包原則

20、上在進(jìn)、出站信號(hào)機(jī)無源應(yīng)答器、區(qū)間無源應(yīng)答器中設(shè)置。 線路公里標(biāo)計(jì)數(shù)方向,指定列車以不同方向經(jīng)過里程應(yīng)答器組時(shí)，線路公里標(biāo)的增大或減小。當(dāng)變量Q_MPOSITION=1 （相同）時(shí)，如果列車正向通過該應(yīng)答器組時(shí)則公里標(biāo)正計(jì)數(shù)(增大)，如果列車反向通過該應(yīng)答器組時(shí)則公里標(biāo)倒計(jì)數(shù)（減?。?；當(dāng)變量Q_MPOSITION=0（相反）時(shí)，如果列車正向通過該應(yīng)答器組時(shí)則公里標(biāo)倒計(jì)數(shù)（減?。?，如果列車 反向通過該應(yīng)答器組時(shí)則公里標(biāo)正計(jì)數(shù)（增大）。 里程信息包【ETCS-79】采用雙向有效，描述的公里標(biāo)信息M_POSITION為應(yīng)答器組安裝位置處的公里標(biāo)。 在長短鏈邊界及不同運(yùn)營里程坐標(biāo)系變化點(diǎn)，里程信息包【

21、ETCS-79】為單向有效，通過變量D_POSOFF描述應(yīng)答器距該長短鏈點(diǎn)的距離，變量M_POSITION描述長短鏈后的里程信息。,53,里程信息 ETCS-79,54,RBC切換命令 ETCS-131,該信息包主要是給列車提供RBC切換信息，通過變量D_RBCTR給出列車距RBC切換點(diǎn)的距離。,55,調(diào)車危險(xiǎn) ETCS-132,通過應(yīng)答器向列車傳送“調(diào)車危險(xiǎn)”報(bào)文信息包，當(dāng)列車以調(diào)車模式越過該應(yīng)答器組后觸發(fā)緊急制動(dòng)。,56,目視行車危險(xiǎn) ETCS-137,通過應(yīng)答器向列車傳送“目視行車危險(xiǎn)”報(bào)文信息包，當(dāng)列車以目視模式越過該應(yīng)答器組后觸發(fā)緊急制動(dòng)。,57,默認(rèn)報(bào)文 ETCS-254,應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文,58,1、既有線有源應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文 （ETCS-254包） 2、客運(yùn)專線有源應(yīng)答器默認(rèn)報(bào)文 （報(bào)文計(jì)數(shù)器M_Mcount值） 3、級(jí)間轉(zhuǎn)換前收到默認(rèn)報(bào)文