《CTCS-3概述》PPT课件

我国300-350km/h客运专线及高速铁路已确定采用CTCS-3级列控系统作为统一技术平台，如武广、郑西、沪宁以及沪杭、京沪高铁等。,CTCS-3级列控系统概述,CTCS-2与CTCS-3比较,动画演示,CTCS-3级列控系统动画演示,CTCS-3基于GSM-R无线通信传输列控信息，其中的CTCS-2功能是通过轨道电路信息码传输列控信息实现，点式应答器信息共用。CTCS-3中的RBC通过联锁和轨道电路获得前方列车位置信息，并通过无线方式传送给后续列车，后续列车的车载设备控制列车运行。,CTCS3的无线命令,CTCS3的无线命令,CTCS-3级列控系统控车模式,调度集中显示投影,车站联锁,无线闭塞中心（RBC）,行调指挥中心（CTC）,CTCS-3控车原理,速度限制曲线,时速(km/h),目标停车点,CTCS-3控车场景区间追踪+目标点停车,系统构成,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。,列控系统地面设备,列控系统车载设备,系统构成,地面设备增加无线闭塞中心RBC、GSM-R无线通信网络。车载设备增加GSM-R无线通信单元及天线。RBC向列车提供行车许可。车地实现连续、双向、大容量信息传输。使用临时限速服务器管理临时限速临，限速灵活设置，实现任意位置、长度和数量的临时限速设置。,RBC为CTCS-3提供行车许可,CTC,车站联锁,道岔,信号机,列控中心,车载设备,应答器,轨道电路,TSRS,系统结构,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。,工程设计原则,（1）区间轨道电路,区间采用计算机编码控制的ZPW-2000系列无绝缘轨道电路。轨道电路的正常码序为：L5-L4-L3-L2-L-LU-U-HU。,（2）站内轨道电路,复杂大站：正线及股道采用与区间同制式的、计算机编码控制的ZPW-2000系列有绝缘轨道电路，其它区段采用25Hz轨道电路。一般车站：全站采用与区间同制式的、计算机编码控制的ZPW-2000系列有绝缘轨道电路。,工程设计原则,（3）闭塞分区的划分,闭塞分区长度原则上按照不少于2000m进行设计，满足350km/h速度、3分钟列车追踪运行的要求。,（4）安全防护距离,根据客运专线股道有效长度650m的要求，在设计列车的制动模式曲线时，列车安全防护距离最大值应控制在站内60m、区间110m的范围内。,工程设计原则,（6）信号机和信号标志,进站和出站处均设置信号机。站内采用传统调车信号机。区间不设地面信号机，在闭塞分区分界处设置标志牌。,（5）应答器的设置,进站信号机处、反向进站信号机处、出站信号机处、闭塞分区入口处、级间转换分界、RBC切换点等地点设置应答器。,工程设计原则,（7）GSM-R设计,GSM-R设计应考虑网络结构、覆盖范围、小区容量、RBC切换、枢纽和大站的无线容量要求。采用单网交织的网络结构，铁路两侧各建一条光缆，用于构建两个物理径路不同的传输系统，基站控制器和基站之间采用环形组网，间隔基站的传输环路位于不同的传输系统中。GSM-R网络应覆盖CTCS-3级列控系统应用区域，该应用区域包括CTCS-2与CTCS-3等级转换区域。,（1）GSM-R采用单网交织的冗余覆盖方案；（2）只要不是相邻的基站同时故障，就不会影响GSM-R网络场强覆盖。,工程设计原则,车载设备,车载设备由车载安全计算机（VC）、GSM-R无线通信模块（RTM）、轨道电路信息接收单元（TCR）、应答器信息接收模块（BTM）、记录器（JRU）、人机界面（DMI）、列车接口单元（TIU）等组成。,移动闭塞（准移动闭塞）:又称无线移动闭塞。采取无线定位方式来实现列车定位和占用轨道的检查功能，两列车自动调节运行间隔。闭塞分区特性:不是固定在某一区段,而是随车变闭塞分区长度是变动的,可变的决定因素:列车速度、载重、制动能力，线路坡度，弯道程度及某种限速值等等,地面闭塞制式,无线闭塞中心,RBC设备采用硬件安全比较冗余结构，包括：无线闭塞单元（RBU）、协议适配器（VIA）、RBC维护终端、司法记录器（JRU）、ISDN服务器、RBC本地终端和交换机等设备组成。,临时限速系统,临时限速系统采用硬件安全比较冗余结构，包括：临时限速服务器、临时限速操作终端、临时限速维护终端等设备组成。,临时限速命令由临时限速服务器集中管理。临时限速服务器设置于调度中心或靠近调度中心的车站，分别向列控中心（TCC）及无线闭塞中心（RBC）传递临时限速信息。TCC和RBC均采用实时组帧临时限速报文。实现任意长度、任意速度、多数量的临时限速。临时限速命令流程：拟定限速命令下达限速命令执行限速命令取消限速命令各个环节均设置双重口令，双人检查。,临时限速系统,列控中心,列控中心采用硬件安全比较冗余结构，包括：冗余电源、主机单元、输入输出接口单元、通信接口单元和监测维护终端等设备组成。,ZPW-2000A,ZPW-2000A无绝缘轨道电路，增加通信接口板，实现与列控中心接口通信，通过CAN通信向列控中心提供轨道占用状态，并从列控中心接收编码信息。,GSM-R网络,GSM-R采用单网交织的冗余覆盖方案。由移动交换中心（MSC）、基站控制器（BSC）、基站（BTS）、光传输设备（OTE）、移动终端（MT）、码型转换和速率适配单元（TRAU）等组成。,信号数据传输网,信号数据传输网络实现无线闭塞中心（RBC）、调度集中（CTC）、联锁、列控中心（TCC）、监测系统间的信息传输。,信号安全数据网,应答器,（1）应答器设置一般规则地面应答器设置应同时满足CTCS-2级系统的需求，并集成CTCS-3级和CTCS-2级报文。应答器组内相邻应答器间的距离应为50.5m。设置在闭塞分区入口处的应答器组距调谐单元（BA）或机械绝缘节2000.5m（从靠近绝缘节的应答器计算）。设置在进站信号机处的应答器组距调谐单元（BA）或机械绝缘节的距离宜为300.5m（从靠近绝缘节的应答器计算）。,CTCS-3级列控系统应答器设置,CTCS-3级列控系统应答器设置,（2）区间应答器组【Q】设置区间应答器组位于闭塞分区入口前方200m处。发送信息包括：线路允许速度、线路坡度、轨道区段信息及特殊区段信息等线路固定信息。,CTCS-3级列控系统应答器设置,（3）进站信号机应答器组【JZ】/【FJZ】进站信号机应答器组位于进站信号机（含反向）外方30m处。发送信息包括：线路允许速度、临时限速、线路坡度、轨道区段信息及调车危险等数据。,CTCS-3级列控系统应答器设置,（4）出站信号机应答器组【CZ】/【FCZ】正线股道布置无源应答器组；侧线股道布置有源应答器组。发送信息包括：线路允许速度、轨道区段信息、临时限速及特殊区段信息等信息。,CTCS-3级列控系统应答器设置,（5）调车应答器组【DC】对于有调车作业并有可能危及正线列车运行安全的调车信号机外方15m处设置由有源应答器组。当调车信号关闭时，该应答器组发送调车危险信息。,CTCS-3级列控系统应答器设置,（6）定位应答器组【DW】设置在闭塞分区中间和车站各股道中间设置单应答器组，用于列车定位。定位应答器组根据设置位置，除起定位功能外还可提供线路里程、车站名称、桥梁和隧道名称等辅助信息。,CTCS-3级列控系统应答器设置,（7）中继站应答器组【ZJ】设置在上下行线路靠近区间中继站的位置单独设置有源应答器组。发送信息包括：临时限速和线路数据等。,CTCS-3级列控系统应答器设置,（8）等级转换应答器组设置GSM-R网络注册应答器组【GRE】RBC连接应答器组【RL】C2-C3等级转换预告应答器组【YG-2/3】C2-C3等级转换执行应答器组【ZX-2/3】C3-C2等级转换执行应答器组【FZX-3/2】,CTCS-3级列控系统应答器设置,（9）RBC切换应答器组设置RBC切换预告应答器组【YG-R】RBC切换执行应答器组【ZX-R】,CTCS-3级列控系统应答器设置,根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可,无线闭塞中心RBC,应答器,通过GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备,通过GSM-R无线通信系统接受车载设备发送的位置和列车数据等信息,向车载设备传输定位和等级转换信息,向车载设备传送线路参数和临时限速等信息，满足后备系统的需要,用于实现车载设备与地面设备的双向通信,GSM-R核心网包括移动交换子系统、GPRS子系统、智能网接口,GSM-R网络,采用冗余交叉覆盖的方式进行布置，提高了车地通信的可靠性,根据地面设备提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息和列车参数，按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线，监控列车的安全运行,车载安全计算机,轨道电路,实现列车占用检查,发送行车许可信息，满足后备系统的需要,系统结构,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。,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）动车段及联络线均安装CTCS-2级列控系统地面设备。,主要技术原则,（9）300km/h及以上动车组不装设列车运行监控装置（LKJ）。（10）在300km/h及以上线路，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、超速15km/h触发紧急制动。（11）无线闭塞中心（RBC）向装备C3车载设备的列车、应答器向装备C2车载设备的列车分别发送分相点信息，实现自动过分相。,主要工作模式,主要工作模式,（1）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模式曲线，监控列车安全运行；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。,（2）部分监控模式（PS）,CTCS-2级后备系统使用的模式。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，监控列车安全运行。,主要工作模式,（3）目视行车模式（OS）,列控车载设备显示禁止信号、列车停车后又需继续运行时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作并确认后，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，司机每确认一次列车可运行一定距离（300m）或一定时间（60s）。,（4）调车模式（SH）,调车作业时，牵引运行限制速度40km/h。车载设备可采用自动转换或人工转换方式进入调车模式。自动转换方式：车站联锁办理调车进路，无线闭塞中心（RBC）向车载设备提供行车许可，车载设备按调车限制速度控车；人工转换方式：司机选择调车模式，车载设备按调车限制速度控车。,主要工作模式,（5）引导模式（CO）,当锁闭进路中存在不能检查列车占用的轨道区段时，车载设备根据地面设备提供的行车许可生成目标距离连续速度模式曲线，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，监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。,（6）待机模式（SB）,当列控车载设备上电/唤醒时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，设备监控列车不允许移动。当司机开启驾驶台时，处于待机模式的列控车载设备可通过人机界面（DMI）、GSM-R无线通信、轨道电路、应答器传送列控信息。,主要工作模式,（7）隔离模式（IS）,在停车情况下，经操作使列控车载设备制动功能停用，在该模式下，车载设备不承担任何行车安全责任。列控车载设备正常工作时应能够监测隔离开关状态。,（8）机车信号模式（CS）,当列车运行到地面未安装CTCS-3级/CTCS-2级列控系统设备的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备生成固定限制速度80km/h，并显示机车信号。,主要工作模式,（9）休眠模式（SL）,非本务车载设备的工作模式。在模式下，车载设备不负责列车安全防护功能，但执行列车定位、级间转换、测速测距等功能。,主要运营场景,主要运营场景,（1）注册与启动,包括以下过程：设备上电：车载设备上电并自检后进入待机模式。列车唤醒：司机打开驾驶台，人机界面（DMI）提示司机输入司机号。列车注册：在CTCS-3级区段，车载设备建立与无线闭塞中心（RBC）的通信会话，并将相关信息注册到RBC。列车数据输入：司机输入列车数据，车载设备将列车数据传送给RBC，并要求RBC回执。准备发车：司机按压车载设备开始工作按钮，车载设备投入正常工作。列车启动：司机按“启动”键，车载设备向RBC申请行车许可。列车注销：司机关闭控制台，车载设备终止与RBC的通信，RBC注销列车的注册信息。关闭电源：关闭电源后，车载设备只保存CTCS-3级/CTCS-2级的工作等级信息和连接RBC所需的信息。,主要运营场景,（2）进出动车段,出动车段：在动车段内按CTCS-2级的部分监控模式运行，通过出站口的应答器组并得到相应的信息后，在联络线按CTCS-2级的完全监控模式运行，模式转换自动进行;入动车段：在联络线按CTCS-2级的完全监控模式运行；动车段内：在动车段内按CTCS-2级调车模式运行。,主要运营场景,（3）级间转换,正常的级间转换在转换区域自动进行；特殊情况下，停车后由司机进行级间转换。级间转换区域内的转换命令由RBC/应答器提供。在转换点设置应答器组、在转换点前方适当距离设置预告应答器组。,主要运营场景,C3进入C2,动画演示,主要运营场景,C2进入C3,动画演示,主要运营场景,（4）行车许可,描述运营条件正常的情况下列车获得行车许可，监控列车运行的过程。发车进路、接车进路和通过进路：调度集中（CTC）办理列车进路，联锁根据进路信息和轨道电路状态向RBC发送信号授权（SA），RBC根据信号授权和列车位置生成行车许可（MA），并将行车许可发送给车载设备。站间运行：联锁根据轨道电路状态向RBC发送信号授权（SA），RBC根据信号授权和列车位置生成行车许可（MA），并将行车许可发送给车载设备。,主要运营场景,（5）RBC切换,在RBC边界前方及边界点设置预告应答器和切换应答器。RBC1从RBC2获得进路信息，生成延伸到RBC2管辖范围的行车许可；另一个GSM-R车载移动电台与RBC2建立通信；列车通过预告应答器和切换应答器，RBC切换自动完成：列车受到RBC2的控制，车载设备终止与RBC1的通信；车载设备从RBC2接收到新的行车许可。,主要运营场景,（6）自动过分相,当列车运行到距分相点前一定距离时，无线闭塞中心（RBC）/应答器向列车发送前方被激活的分相点信息，包括：至分相点距离、分相区长度等。车载设备接收到过分相点信息后，传送给自动过分相装置。,主要运营场景,（7）重联与摘解,列车重联：行车人员办理调车进路，车载设备使用调车/目视行车模式监控列车。列车B停在位置1，按调车/目视行车模式运行至位置2，然后运行至位置3，与列车A联挂，组成一列列车。列车摘解：把重联列车分成两列列车。摘解后的两列列车可以同向行驶、也可以背向行驶、或者转线。,主要运营场景,（8）临时限速,在调度中心设置临时限速调度员通过临时限速操作终端设置临时限速命令；临时限速命令分别下达给相关的无线闭塞中心（RBC）和列控中心（TCC）；分别通过GSM-R无线通信和有源应答器为列车提供临时限速信息，实现对CTCS-3级系统及后备系统的临时限速的控制。,主要运营场景,（9）降级情况,行车人员的非正常操作：取消已经办好的进路，防护信号关闭，如果列车未进入接近区段，则立即取消进路，如果列车已进入接近区段，则延时规定时间后自动解锁进路。轨旁设备故障：轨道电路非正常占用、道岔失去表示等。列车应在故障区段前停车2分钟，司机确认转目视行车模式。列车运行至正常的区段，自动转换成完全监控模式。子系统故障：如RBC故障、无线通信中断等。列车将继续以先前收到的行车许可运行，直至超过系统允许车地连接通信中断时间（T_NVCONTACT）后，如果故障仍未恢复，列车将实施最大常用制动。当速度低于CTCS-2级的允许速度时自动转换到CTCS-2级控车；当故障消除并具备CTCS-3级控车条件时，自动转换到CTCS-3级控车。,主要运营场景,（10）灾害防护,列控系统预留了下列灾害防护的接口：风、雨、雪的灾害防护：采用临时限速的方法，确保列车运行安全。塌方、落物的灾害防护：通过灾害监测系统（非信号设备）及时监测出事件的发生，通过灾害报警开关接点条件直接将信息传送给管辖事发地点范围的车站联锁和列控中心，然后由RBC控制列车及时停车。车站站台紧急情况防护：车站站台设置紧急防护开关，当车站出现紧急情况（如：落物）时，相关人员触发防护开关，防护装置将报警信息传送给相应的车站联锁和列控中心，控制列车及时停车。,客专信号相关注意事项,上海铁路局客运专线列控系统地面配套设备维护管理办法（暂行）上铁电发2010112号,第13条电务段专业车间负责列控系统设备的维修管理工作，其职责：1负责对应答器安装位置（地点坐标）及编号等进行检查、核对和验收;2负责故障应答器报文数据的恢复及反馈，对报文的正确性、完整性进行校验；3负责列控设备的集中检修工作；4负责建立列控设备台帐；5负责故障器材更换、送修等管理工作；6配合做好列控系统的动静态试验、软件修改等工作。第14条现场车间职责：1负责列控系统地面设备（车站列控中心、LEU及电缆、应答器等）日常的巡视、测试、清扫、故障处理等维护、管理工作；2建立管内应答器台帐，明确应答器的数量、位置、类型及编号等；3掌握列控中心的功能界面，熟练进行初始化及查看各种报警和故障信息。,一、确保电务类基础数据准确,电务基础数据主要包括区间信号点和轨道区段数据表、铁路线路里程断链明细表、车站列车进路数据表等。基础数据是列控中心数据、应答器报文编制的信息来源，数据准确是列控系统安全稳定运用的基本条件。现场电务车间应做好管内电务类基础数据的采集工作，当管内基础数据变化时（如信号机迁移、轨道电路载频修改等），应认真测量、核对，确保上报数据准确。,二、信号降级控