高速铁路信号系统集成技术介绍PPT培训课件.ppt

高速铁路信号系统 集成技术介绍 第一部分 CTCS-3列控系统介绍 高速铁路信号名词术语 CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系 统规范，包括地面子系统和车载子系统 CTCS-2级：中国列车控制系统2级 CTCS-3级：中国列车控制系统3级 CTC：Centralized Traffic Control 列车调度集中系统 TDCS：Train Operation Dispatching Command System 列车调 度指挥系统 TSRS：临时限速服务器 CSM（Centralized Signaling Monitoring）：信号集中监测 LEU：Land Electronic Unit地面电子单元 SW Balise： Switchable Balise 有源应答器 FX Balise：Fixed Balise 无源应答器 RBC（Radio Block Center），无线闭塞中心 EMC（ElectroMagnetic Compatibility），电磁兼容性 高速铁路信号系统构成 高速铁路信号系统是一个以调 度集中为龙头、车站设备为基 础、通信网络为骨架，集行车 调度指挥、列车运行控制、设 备监测、灾害防护和信息管理 等功能于一体的综合控制系统 。

信号系统总体结构示意图 一、列控系统概述一、列控系统概述 二、二、CTCS-0CTCS-0级列控系统级列控系统 四、四、CTCS-3DCTCS-3D级列控系统级列控系统 五、五、CTCS-3CTCS-3级列控系统级列控系统 列控系统几个重要发展阶段内容提纲列控系统几个重要发展阶段内容提纲 三、三、CTCS-2CTCS-2级列控系统级列控系统 一、列控系统概述 ZPW-2000无绝缘轨道电路 相当总长 7.5km 相当总长 7.5km 调 谐 单 元 调 谐 单 元 空 芯 线 圈 接 收 匹配变压 器 电缆模拟网络 ZCO3 电 缆 发 送 室内 室外 调谐区 主轨道电路 调谐区 100m 补偿电容 GJ 匹配变压 器 电缆模拟网络 ZCO3 电 缆 调 谐 单 元 调 谐 单 元 空 芯 线 圈 轨道电路码序 4 L L2码 3 L L码 2 LU LU码 1 U U码 0 HU HU码 5 L L3码 6 L L3码 轨道空闲 信号显示 信息名称 L L2码 L L码 LU LU码 U2 U2码 UU UU码 L L3码 L L3码 信号显示 信息名称 L L2码 L L码 LU LU码 U2S U2S码 UUS UUS码 L L3码 L L3码 信号显示 信息名称 应答器 载频： 车地：27.095MHz5KHz 地车：4.234MHz200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit 应答器 应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）； 有源应答器（可变信息应答器）。

应答器可提供的信息 线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程； 等 列控系统是确保行车安全的信号系统利用地面提供 的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设 备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车 运行速度进行比较，超速后及时进行控制 列控系统构成列控系统构成 CTC/TDCS 车站分机 调度中心 CTC 车站联锁列控中心 轨道电路 调度中心下达运行图至车站CTC分机 应答器信号机道岔 运行图 联锁进路命令临时限速信息 轨道电路编码 进路信息 应答器报文 控 制 计算机联锁按照CTC下达进路的命 令，控制道岔、信号机，排列进路 CTC分机实时: 向车站联锁联锁下发进路命令 向列控中心下达临时限速信息 车站联锁采集轨道电路的列车占用信息、道岔 位置并进行处理 计算机联锁将进路信息发送给列控中心 列控中心根据进路信息和临时限速信息: 生成轨道电路编码和临时限速报文 轨道电路编码发送给轨道电路; 临时限速报文发送给应答器 车载设备接收到轨道电路码序 和应答器报文信息后，计算生 成控制模式曲线，监控列车安 全运行 速度曲线 车载系统车载系统 列车模拟运行列车模拟运行 二 、CTCS-0级列控系统 CTCS-0级是既有线现状，地面为自动闭塞或半自动闭塞，车载 设备由列车运行监控记录装置LKJ和通用式机车信号组成。

LKJ设备通过车载存储线路数据，通过IC卡由司机输入临时限速 和其他信息，通过机车信号信息提供行车许可，LKJ自动生成监 控曲线 三 、CTCS-2级列控系统 CTCS-2 CTCS-2级系统结构级系统结构 CTCS-2级是基于轨道电路和应答器传输列 车行车许可信息并采用目标距离连续速度控 制模式监控列车安全运行的列控系统 列控中心车站联锁 调度中心 CTC 轨道 电路 应答器道岔信号机 车载设备 包括:轨道电路、应答器 列控中心、车载设备等 CTCS-2 CTCS-2级系统结构级系统结构 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 码码序L5L4L3L2LLUUHU 空闲闲分区数量76543210 C2C2生成行车许可核心工作原理生成行车许可核心工作原理 =1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 = 9250m 应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度。

速度曲线 空闲数量空闲数量 ： 目标距离目标距离 ： 当前码序当前码序：-m- -9250m7L5 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 C2C2的运行许可工作原理的运行许可工作原理 1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 9200 空闲区段 ：7 7950 空闲区段 ：6 6650 空闲区段 ：5 5300 空闲区段 ：4 4000 空闲区段 ：3 2650 空闲区段 ：2 1350 空闲区段 ：1 速度曲线 0 空闲区段 ：0 目标距离: CTCS2级临时限速设置流程 调度中 心 车站列控中心 ZPW2000轨道电路 可变应答器可变应答器 限速范围限速范围 限制速度限制速度 调度中心向车站下达临时限速调度命 令 1 1 车站值班员签认调度命令 2 2 向车站列控中心传送临时限速 3 3 列控中心生成限速报文向应答器传送 并向调度中心回执 4 4 CTC(TDCS)车站分 机 ATP 正正 向向 预预 告告 点点 切切 换换 执执 行行 点点 反反 向向 预预 告告 点点 CTCS-2区域 CTCS车载控车 CTCS-0区域 LKJ控车 应答器应答器应答器应答器ZPW-2000ZPW-2000轨道电路轨道电路ZPW-2000ZPW-2000轨道电路轨道电路 CTCS-2CTCS-2区段和区段和CTCS-0CTCS-0区段的切换区段的切换 速度限制曲线 时速(km/h) 目标停车点 CTCS-2CTCS-2区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟 四 、CTCS-3D级列控系统 根据京津城际工期紧、GSM-R清频困难、采用GSM-R进行车地连续信息传输 存在较大风险的实际情况，采用以下技术原则构建了CTCS-3D系统方案： 1. 1. 技术方案选择的原因背景技术方案选择的原因背景 原则则一：在CTCS-2级级的基础础上 原则则二：以基于应应答器的ETCS-1级级点式系统为统为 原型 原则则三：创创造性的补补充了轨轨道电电路连续连续 信息 原则则四：集成ETCS和CTCS应应答器信息 CTCS-2 CTCS-3D 轨道电路 连续信息 ETCS-1原型 应答器 信息集成 五 、CTCS-3级列控系统 CTCS-3CTCS-3级系统结构级系统结构 CTCS-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。

包括：无线闭塞中心RBC、GSM-R网 络、轨道电路、应答器、列控中心、车 载设备等 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RBC GSM-R 室内设备 无线闭塞 中心RBC GSM-R 室内设备 C3C3级列控与级列控与C2C2级列控的比较级列控的比较 (1)地面设备增加无线闭塞中心RBC、 GSM-R无线通信网络； (2)车载设备增加GSM-R无线通信单元 及天线； (3)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 CTCS-3 CTCS-3级各部分功能级各部分功能 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 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 速度曲线 列车位置、速度信息 C3C3系统控车原理系统控车原理 速度限制曲线 时速(km/h) 目标停车点 CTCS-3CTCS-3区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟 （1）基于GSM-R实现大容量的连续信息传输，可以提供最远32km的目 标距离、线路允许速度等信息，满足跨线运营； （2）CTCS-3级列控系统满足跨线运行的运营要求 ，C3系统通过在应答 器里集成C2报文，满足200250km，C2同时作为C3的后备系统 。

（3）车地双向信息传输，地面可以实时掌握列车、速度、位置、速度 状态等，并可在CTC系统上实时显示 （4）临时限速的灵活设置，可以实现任意长度，任意速度，任意数量的 临时限速设置 主要特点主要特点 列控车载设备 9种主要 工作模式 休眠模式 (SL) 完全监控模式 (FS) 部分监控模式 (PS) 目视行车模式 (OS) 引导模式 (CO) 调车模式 (SH) 待机模式 (SB) 隔离模式 (IS) 机车信号模式 (CS) 主要工作模式主要工作模式 （1）完全监监控模式（FS） C3 系统的正常工作模式 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 续速度控制模式曲线，监控列车安全运行；并通过人机界面显 示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息 目标距离连续速度 控制模式曲线 速度（km/h） 350 （2）目视视行车车模式（OS） 轨轨道电电路故障时时的非正常行车车模式 列控车载设备显车载设备显 示禁止信号、列车车停车车后又需继续继续 运行 时时，根据行车车管理办办法（含调调度命令），经经司机操作并确认认 后，列控车载设备车载设备 按固定限制速度40km。