第5章信号与通信技术55高铁ctcs列控系统

第五章电子信息工程学院郑伟教授5.1铁路信号的基本概念5.5高铁CTCS列控系统5.2铁路信号的发展过程5.6城轨CBTC列控系统5.3铁路信号基础设备5.7其他交通运输方式控制系统第五章交通运输信号与通信技术

5.4铁路信号系统5.5高铁CTCS列控系统列车运行控制系统定义和作用：是轨道交通行车系统的“中枢与神经”，旨在利用各种先进的技术和设备，保证列车以最小安全间隔距离运行，以达到最大的运输能力。72列控系统功能：间隔控制速度防护安全防护保证行车安全保证安全制动距离下，缩短运行间隔，提高运营效率速度300km/hCTCS-0级：由通用机车信号+列车运行监控记录装置组成，适用既有线列车速度为160km/h以下的区段CTCS-1级：由主体机车信号+安全型列车运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。适用列车速度为160km/h以下的区段CTCS-2级：基于轨道电路+点式应答器传输控车信息，并采用车地一体化设计的列车运行控制系统，地面可不设通过信号机。适用列车速度为200km/h-250km/h的区段5.5高铁CTCS列控系统CTCS应用等级:73CTCS-3级：基于无线传输信息，并采用轨道电路检查列车占用的列车运行控制系统，点式设备主要用于传送定位信息。我国CTCS-3级列控系统包含了CTCS-2级列控系统上。适用列车速度为300km/h-350km/h的区段

CTCS-4级：完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。地面取消轨道电路，由无线闭塞中心和列控车载设备共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。

下一代列控。5.5高铁CTCS列控系统

CTCS应用等级:74基于轨道电路和点式信息设备传输列车运行许可信息，采用速度-距离模式监控列车安全运行5.5高铁CTCS列控系统

CTCS-2级列控系统定义:75速度速度-距离模式曲线控制方式距离5.5高铁CTCS列控系统

CTCS-2级列控系统总体结构:76分为车载设备和地面设备两部分。车载设备地面设备应答器STM天线BTM天线信号楼8车载安全计算机（VC）应答器信息接收模块（BTM）连续信息接收模块（STM）司机操作界面（DMI）列车运行监控装置（LKJ）LKJDMI轨道电路传感器5.5高铁CTCS列控系统CTCS-2级列控系统车载设备构成:DMILKJ速度传感器BTMSTMVCBTM应答器天线轨道电路传感器9CTCS-2级列控系统车载设备主要功能:采集列控数据，计算静态列车速度曲线和动态列车速度曲线，计算和表示列车位置速度，在DMI上表示运行权限和限速运行权限和限速的监控，在任何情况下防止列车无行车许可运行，防止列车超速运行，防止列车溜逸列车超速时，车载设备的超速防护具备采取声光报警、切除牵引力、动力制动、紧急制动等措施5.5高铁CTCS列控系统5.5高铁CTCS列控系统79轨道电路：占用检查及向列车连续传输列控信息CTCS-2级列控系统地面设备构成:应答器：包括有源应答器和无源应答器，向车载系统提供的信息包括：线路参数、临时限速、行车许可、级间切换、线路里程等。应答器实物图安装在线路上的应答器轨道电路、应答器、地面电子单元，车站列控中心。5.5高铁CTCS列控系统80地面电子单元LEU：地面电子单元（简称LEU）是一种数据处理单元，当有数据变化时，LEU依据变化后的数据形成报文并送给有源应答器进行发送车站列控中心：车站列控中心分别与车站联锁、调度系统等设备进行信息交换，获得列车进路、列车运行状态和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，通过有源应答器及轨道电路传送给列车，实现对运行列车的控制12实现列车占用检查轨道电路功能：线路允许速度和闭塞分区长度等提供临时限速和进路信息应答器功能：提供行车许可及闭塞分区数量综合轨道电路、应答器信息和动车组参数，自动生成连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行车载设备功能：轨道电路为CTCS-2提供连续的行车许可速度曲线5.5高铁CTCS列控系统13码序L5L4L3L2LLUUHU空闲分区数量76543210=1250+1300+1350+1300+1350+1300+1350=9200m应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度。速度曲线

空闲数量：目标距离：当前码序：----m--------9200m7L5轨道电路以码序形式提供空闲闭塞分区数量。车载设备综合计算出目标距离，生成速度曲线。5.5高铁CTCS列控系统141250+1300+1350+1300+1350+1300+13509200空闲区段：77950空闲区段：66650空闲区段：55300空闲区段：44000空闲区段：32650空闲区段：21350空闲区段：1速度曲线0空闲区段：0目标距离:5.5高铁CTCS列控系统CTCS-2级列控系统运行原理：5.5高铁CTCS列控系统15CTCS-3级系统：是基于GSM-R无线通信实现车-地信息双向传输，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。调度中心CTC车站联锁道岔信号机轨道电路列控中心应答器车载设备无线闭塞中心RBCGSM-R室内设备16无线闭塞中心、应答器、地面电子单元、轨道电路、列控中心、GSM-R接口设备。5.5高铁CTCS列控系统CTCS-3级列控系统地面设备构成:17车载安全计算机、GSM-R无线通信单元、轨道电路信息接收单元、应答器信息接收模块、记录单元、人机界面、列车接口单元等。CTCS-3级列控系统车载设备构成:5.5高铁CTCS列控系统185.5高铁CTCS列控系统根据轨道电路、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5.5高铁CTCS列控系统19无线闭塞中心RBCGSM-R室内设备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车载设备根据RBC的行车许可，生成连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行。调度中心CTC车站联锁轨道电路列控中心应答器道岔信号机RBC为CTCS-3提供行车许可速度曲线GSM-R无线通信模块及天线车载设备20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）列车位置、速度信息限速信息进路信息轨道电路占用信息行车许可速度