CTCS讲义课件.ppt

CTCS列车运行控制系统郑州车站教育科2006年12月缩写语1.1.ATPATP（Automatic Train ProtectionAutomatic Train Protection），），列车超速防护列车超速防护2.2.CTCCTC（Centralized Traffic ControlCentralized Traffic Control），），调度集中调度集中3.3.CTCSCTCS（Chinese Train Control SystemChinese Train Control System），），中国列车运行中国列车运行控制系统控制系统4.4.DMISDMIS（Dispatch Management Information SystemDispatch Management Information System），），列列车运行调度管理信息系统车运行调度管理信息系统后后TMISTMIS和和DMISDMIS结合称为结合称为TDCSTDCS为为调度指挥系统调度指挥系统5.5.GSMGSMR R（Global System Mobile for RailwayGlobal System Mobile for Railway），），铁路专铁路专用全球移动通信系统。

用全球移动通信系统常用名词术语常用名词术语允许速度允许速度:列车运行过程中允许达到的最高安全速度目标速度目标速度:列车运行前方目标点允许的最高速度目标距离目标距离:列车前端至运行前方目标点的距离目标目标-距离模式曲线，距离模式曲线，以目标速度、目标距离、线路条件、列车特性为基础生成的保证列车安全运行的一次制动模式曲线固定限速固定限速:由线路结构及道岔位置决定的最高运行速度临时限速临时限速:由行车人员临时给出的列车限速车尾限速保持车尾限速保持:为了防止列车尾部在限速区段超速，在相关区段采取的限速措施第一章第一章 CTCS中国列车运行控制系统中国列车运行控制系统列车运行控制系统n所谓列车运行控制系统是由列控中心、闭塞设备、地面信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备构成的用于控制列车运行速度保证行车安全和提高运输能力的控制系统，是将先进的控制技术、通信技术、计算机技术与铁路信号技术溶为一体的行车指挥、控制、管理自动化系统它是现代行车安全、提高运输效率的核心，也是标志一个国家轨道交通技术装备现代化水准的重要组成部分 国外列车运行控制系统的发展n由各国铁路行车事故的分析看出，由列车冒进信号所引起的重大事故所占比重最多，而作为这一事件的行为主题即司机受心理和生理多因素的影响，失误是难免的，如1978年和1979年在我局杨庄车站和哈尔滨铁路局沈家车站先后发生的两起严重撞车事故。

所以，各国铁路普遍采用先进的列车自动控制（ATC）设备或列车超速防护（ATP）设备，以防止这一事件的发生n当今世界各国高速铁路都根据各自国情研制使用了多种不同制式的列车运行自动控制系统，典型的系统如法国的TVM系列、德国的LZB系统、日本的新干线ATC系统其中，随着欧洲铁路的发展，各国的列车运行控制系统种类繁多，为克服欧洲各国信号制式复杂、互不兼容的问题，保证高速列车在欧洲铁路网内互通运行，欧盟各国联合制订了ETCS技术规范，ETCS是基于移动通信的通信信号一体化的ATP目前，ETCS已通过欧盟立法，成为欧盟各国铁路强制实行的规范，其成功经验对世界各国的ATP技术发展产生了巨大影响 我国列车运行控制系统的发展 n我国铁路运用的列车运行控制系统经过了只有地面信号、以地面信号为主机车上装备三大件（机车信号、自动停车、无线列调）到以地面信号为主机车上装备通用（或兼容式）机车信号、列车运行监控记录装置、无线列调的发展过程n列车速度的提高使通过传统设备，靠司机了望地面信号控制行车已不能保证安全既有线提速、客运专线建设和高速铁路研究，提出了机车信号要尽快实现主体化的新要求，促进了ATP技术的发展，特别是欧盟GSM-R/ETCS已进入实际运作阶段，给我们提供了良好的技术借鉴，推动了中国列车运行控制系统（CTCS）的加快发展。

CTCS的定义nCTCS是Chinese Train Control System的缩写，即中国列车运行控制系统，它以分级的形式满足不同线路运输需要，在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行的安全即为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的强制性技术规范n列车运行控制系统是将先进的控制技术、通信技术、计算机技术与铁路信号技术溶为一体的行车指挥、控制、管理自动化系统 基本功能基本功能(1) (1) 安全防护安全防护在任何情况下防止列车无行车许可运行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超速运行防止列车超过进路允许速度防止列车超过进路允许速度防止列车超过线路结构规定的速度防止列车超过线路结构规定的速度防止列车超过机车车辆构造速度防止列车超过机车车辆构造速度防止列车超过临时限速及紧急限速防止列车超过临时限速及紧急限速防止列车超过铁路有关运行设备的限速防止列车超过铁路有关运行设备的限速防止列车溜逸防止列车溜逸测速环节应保证，一定范围内的车轮滑行和空转测速环节应保证，一定范围内的车轮滑行和空转不影响不影响ATPATP的功能，并具有轮径修正能力的功能，并具有轮径修正能力。

2)(2)人机界面人机界面 能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离速度、允许速度、目标速度和目标距离能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警示以及设备故障状态的报警机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按钮机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按钮和有关数据输入装置和有关数据输入装置具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安全控制要求对输入数据进行有效性检查安全控制要求对输入数据进行有效性检查3) (3) 检测功能检测功能具有开机自检和动态检查功能具有开机自检和动态检查功能具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口4) (4) 可靠性和安全性可靠性和安全性按照信号故障导向安全原则进行系统设计按照信号故障导向安全原则进行系统设计采用冗余结构采用冗余结构满足电磁兼容性相关标准满足电磁兼容性相关标准CTCS列控系统的构成 n我国正在实施中国列车运行控制系统(简称CTCS)的技术规范，着手全力发展和装备列车运行控制系统。

CTCS技术规范是参照欧洲列车运行控制系统(简称ETCS)编制的CTCS有两个子系统，即车载子系统和地面子系统 n地面子系统由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络(GSM-R)、列车控制中心(TCC)无线闭塞中心(RBC)其中GSM-R不属于CTCS设备，但是CTCS的重要组成部分n应答器是一种能向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息n轨道电路具有轨道占用检查、沿轨道连续传送地车信息功能，应采用UM系列轨道电路或数字轨道电路n无线通信网络(GSM-R)是用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息传输的车地通信系统n列车控制中心是基于安全计算机的控制系统，它根据地面子系统或来自外部地面系统的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车行车许可命令，并通过车地信息传输系统传输给车载子系统，保证列车控制中心管辖内列车的运行安全n车载子系统可由以下两部分组成：CTCS列控车载设备、无线系统车载模块nCTCS车载设备是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统交换信息来控制列车运行n无线系统车载模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交换列控系统的闭塞技术 n列车运行自动控制系统（简称列控系统）保证列车按照空间间隔制运行的技术方法是靠控制列车运行速度的方式来实现的。

n运行列车间必须保持的空间间隔首先是满足制动距离的需要，当然还要考虑适当的安全余量和确认信号时间内的运行距离所以根据列控系统采取的不同控制模式会产生不同的闭塞制式列车间的追踪运行间隔越小，运输能力就越大n从闭塞制式的角度来看，装备列车运行控制系统的自动闭塞可分为三类：固定闭塞、准移动闭塞（含虚拟闭塞）和移动闭塞之所以称为准移动闭塞，说明它还不是移动闭塞，准移动闭塞在城轨交通中常用，也是CTCS2列控系统的闭塞技术固定闭塞 n列控系统采取分级速度控制模式时，采用固定闭塞方式运行列车间的空间间隔是若干个闭塞分区，闭塞分区数依划分的速度级别而定一般情况下，闭塞分区是用轨道电路或计轴装置来划分的，它具有列车定位和占用轨道的检查功能固定闭塞的追踪目标点为前行列车所占用闭塞分区的始端，后行列车从最高速开始制动的计算点为要求开始减速的闭塞分区的始端，这两个点都是固定的，空间间隔的长度也是固定的，所以称为固定闭塞 n固定闭塞时列控系统采取分级速度控制模式，是要把速度分级的，每两个速度等级间存在一个速差，其对应的信号显示就表达了这个速差意义，所以可以称为速差式信号显示n当采用滞后型阶梯式控制模式时，需要增加一个闭塞分区作保护区段，所以运行列车间的空间间隔就大一点；采用其他分级速度控制模式时就不必增加一个闭塞分区作保护区段。

准移动闭塞 n准移动闭塞方式的列控系统采取目标距离控制模式(又称连续式一次速度控制)目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不必设定每个闭塞分区速度等级，采用一次制动方式准移动闭塞的追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端，当然会留有一定的安全距离，而后行列车从最高速度开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的目标点相对固定，在同一闭塞分区内不依前行列车的走行而变化，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的空间间隔的长度是不固定的，由于要与移动闭塞相区别，所以称为准移动闭塞显然其追踪运行间隔要比固定闭塞小一些 n一般情况下，闭塞分区是用轨道电路或计轴装置来划分的，它具有列车定位和占用轨道的检查功能由于目标点是相对固定的，所以，当前行列车在同一闭塞分区内走行时，连续式一次速度控制曲线是相对稳定的；当前行列车出清闭塞分区时，目标点突然前移，目标距离突然改变，连续式一次速度控制曲线会发生跳变 虚拟闭塞 n虚拟闭塞是准移动闭塞的一种特殊方式，它不设轨道占用检查设备和轨旁信号机，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，闭塞分区和轨旁信号机是以计算机技术虚拟设定的，仅在系统逻辑上存在有闭塞分区和信号机的概念。

虚拟闭塞除闭塞分区和轨旁信号机是虚拟的以外，从操作到运输管理等，都等效于准移动闭塞方式 n虚拟闭塞方式非常有条件将闭塞分区划分得很短，当短到一定程度时，其效率就很接近于移动闭塞 移动闭塞 n移动闭塞方式的列控系统也采取目标距离控制模式目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，采用一次制动方式移动闭塞的追踪目标点是前行列车的尾部，当然会留有一定的安全距离，后行列车从最高速开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的目标点是前行列车的尾部，与前行列车的走行和速度有关，是随时变化的，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的空间间隔的长度是不固定的，所以称为移动闭塞其追踪运行间隔要比准移动闭塞更小一些移动闭塞一般采用无线通信和无线定位技术来实现高一级的移动闭塞还要考虑前行列车的速度 我国铁路既有线列控系统技术的应用情况 n国产设备应用情况：我国机车信号装备率达100%，具有红灯防护自动停车功能；在既有机车上装备的自主知识产权的机车运行监控记录装置LKJ2000是一个系列产品，具有列车速度超速防护功能；国产列控设。