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1第四章列控地面设备（3）CTCS-3级列控系统地面设备组成与原理2主要内容列控系统地面设备装备机车信号的固定自动闭塞系统CTCS-2级列控系统城市轨道交通CBTCZPW-2000A轨道电路应答器列控中心无线闭塞中心地面ATP设备CTCS-3级列控系统2019/10/33CTCS-2级列车运行控制系统（简称CTCS-2级列控系统）基于轨道电路和应答器传输列车运行许可信息，采用目标距离模式曲线监控列车安全运行的列车运行控制系统。一、系统原理与组成列车2列车14不同车地信息传输方式特点无线通信的基本特点：连续、大容量、双向、位置无关轨道电路的基本特点：连续、容量小、单向、位置相关点式应答器的基本特点：点式、容量大、单向、位置相关独立于列车轨道占用应答器调度集中CTCGSM-R无线网络无线闭塞中心（RBC）车站列控中心LEU车站联锁ZPW-2000轨道电路轨道电路天线应答器天线速度传感器雷达传感器CTCS-3级列控系统是基于GSM-R无线通信实现车地信息双向传输，轨道电路实现列车占用检查，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，应答器实现列车定位，同时具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。列控系统地面设备列控系统车载设备一、系统原理与组成C3级列控与C2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，实监控列车安全运行。无线闭塞中心RBCGSM-R室内设备临时限速服务器GSM-R无线时调度中心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通信模块及天线车载设备CTCS-3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临时限速服务器临时限速统一管理，包括规则校验、设置和取消将临时限速拆分给列控中心及RBC分别执行，并反馈执行结果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应答器&轨道电路地车信息传输满足后备系统的需要系统总体结构示意图CTC车站自律分机CAUPUC车载设备调度集中数据通信以太网TRAUGSM-RBSC移动交换中心BTSOTERBC/联锁安全数据通信以太网列控中心安全数据通信局域网BTSOTEBTSOTE缩写对照表BSC：基站控制器BTS：基站DMI：人机界面OTE：光传输设备RBC：无线闭塞中心TRAU：码型转换和速率适配单元图例停车标志牌无源应答器有源应答器地面设备CTC车站自律分机车站联锁轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路车站列控中心微机监测微机监测集中监测数据通信以太网车站联锁轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路车站列控中心微机监测BTSOTEBTSOTE轨旁电子单元ZPW-2000轨道电路中继站列控中心OTE电务段临时限速操作终端郑州铁路局既有调度所车载设备轨道电路接收天线C3控制单元C2控制单元PUCCAU应答器接收天线应答器信息接收模块DMIDMI紧急制动列车管理模块PG速度速度传感器PGC3控制单元C2控制单元PUCCAU应答器接收天线应答器信息接收模块MVBProfibusPGPG紧急制动接口列车管理模块JRU无线接口模块RSS无线接口模块RSSRBC中心郑州铁路局既有TDCS设备RBC远程操作终端西安铁路局既有TDCS设备临时限速服务器RBC本地操作终端RBC监测接口服务器CTC行调台TSR接口服务器助调台维修调度台CTC分界口通信服务器RBC接口服务器通信接口服务器临时限速维护终端地面设备示意图E1联锁车站联锁车站区间中继站 15Km 15Km 2Km列控中心调度集中（车站）车站联锁微机监测列控中心微机监测车站监测局域网车站调度集中局域网电务段CTC中心设备RBC中心密钥管理中心轨道电路列控中心安全数据通信局域网集中监测数据通信以太网RBC/联锁安全数据通信以太网调度集中数据通信以太网列控中心调度集中（车站）车站联锁微机监测临时限速操作终端既有TDCS设备RBC远程操作终端GSM-R无线通信临时限速服务器CTCS-3级列控系统控车原理速度-距离控制方式C3行车许可包括：目标距离：距行车许可终点的距离目标速度：通过行车许可终点时的速度线路数据：坡度、静态限速、线路条件（过分相信息、等级转换点等）临时限速信息问题：通过什么来传输行车许可信息？哪个设备负责生成行车许可信息？如何生成行车许可？11基本原理350km/h列控系统：保证列车间的安全间隔（相对位置)轨道电路实现列车(列车A)占用检查，以闭塞分区为单位列车B报告当前位置（列车编号)等无线闭塞中心生成行车许可通过无线向列车B传送行车许可（MA)列车位置无线闭塞中心行车许可12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）临时限速信息列车位置信号授权轨道电路占用信息行车许可速度曲线CTCS-3级列控系统原理轨道电路GSM-R13速度限制曲线时速(km/h)目标停车点CTCS-3级列控系统工作原理区段追踪运行14（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；（2）CTCS-3级列控系统满足跨线运行的运营要求。（3）C3系统通过在应答器里集成C2报文，满足200~250km，C2同时作为C3的后备系统。（4）车地双向信息传输，地面可以实时掌握列车速度、位置和工作状态等信息，并可在CTC系统上实时显示。CTCS-3级列控系统—系统主要特点15（5）临时限速的灵活设置。可以实现任意地点、长度和数量的临时限速设置。（6）RBC可集中设置，也可以分散设置。（7）RBC向装备CTCS-3级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级车载设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。CTCS-3级列控系统—系统主要特点（续）16RBC主要功能RBC根据从外部地面系统（联锁设备、相邻RBC、临时限速服务器）接收到的信息（即股道占用、进路状态、临时限速等）以及与车载设备交换的信息（位置报告）生成发送给列车的控制命令，主要是提供行车许可，使列车在RBC管辖范围内的线路上安全运行，完成列车间隔控制和列车防护。CTCS-3级列控系统地面设备无线闭塞中心（RBC）17RBC主要功能列车管理列车注册与注销进入/退出C3区域RBC切换行车许可线路数据管理进路信息/区间占用信息临时限速RBC切换分相区、调车、紧急消息等RBC主要功能CTCS-3级列控系统地面设备无线闭塞中心（RBC）地面动态映射数据配置18数据配置线路描述信息:信号机、应答器、道岔的位置及关系进路信息：RBC进路与联锁进路对应的编号，名称、起止位置、通过的道岔临时限速信息：区间车站分界点、线路号信息灾害区信息：灾害区位置及长度、包含的设备列表接口描述信息:网络地址、端口、设备对象编号RBC设备信息:RBC设备编号、配置参数、MA最大长度数据配置19地面动态状态映射进路映射技术:根据来自联锁的进路编号和进路状态临时限速映射技术：来自临时限速服务器的限速命令，将限速设置到内部拓扑图上的对应区域地面动态状态映射20位置坐标系反向正向1st2nd3rd参考位置以应答器作为系统中描述位置参考坐标系每个应答器组的坐标原点由应答器组内编号为1的应答器（称为位置参考点）给出将组内应答器编号增加的方向定义为每个应答器组的正向列车位置、限速点位置等信息均以应答器坐标系为进行描述列车每经过一个定位参考应答器组进行一次定位修正，并更新一次应答器坐标系，并称列车经过并正确读取的最后一个应答器组为LRBG（最近相关应答器组，LastRelevantBaliseGroup）运行许可（1）—行车许可描述带有内在坐标系的参考应答器组由链接信息分配坐标系的单应答器组链接距离正向反向链接信息正向/反向21LRBG标识号估计的运行距离正向反向反向正向a)d)c)LRBG方向orientation相对于LRBG的列车方向欠读误差过读误差b)置信区间激活驾驶台LRBG标识号估计的运行距离反向正向正向反向a)d)c)LRBG方向相对于LRBG的列车方向欠读误差过读误差b)置信区间激活驾驶台列车位置描述：列车方向对应的机车前端位置距LRBG的距离。运行许可（2）—行车许可描述22行车许可终点:D=D1+D2+D3+D4+d运行许可表示一个MA可以包括多个连续的闭塞分区（但最多不超过15个）列车2列车1dD1D2D3D4X911109SIIG4GIG3G2431XIS3X3SIIS4X4北京方向广州方向SnXnSIXII101102121122EOA行车许可运行许可（3）—行车许可描述23站间运行：联锁根据轨道电路状态向RBC发送信号授权，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。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。行车许可无线闭塞中心RBC车站行车许可终点RBC根据列车位置、联锁办理的进路和轨道电路状态生成行车许可。行车许可无线闭塞中心RBC行车许可终点RBC根据列车位置、轨道电路状态生成行车许可。列车A列车B运行许可（4）—行车许可生成24缩短行车许可缩短行车许可强制列车以接收到的停车位置作为新的行车许可终点（EOA），列车将根据当前位置，决定是否触发常用制动或紧急制动，如果列车已经越过该位置，将立即触发紧急制动。运行许可（5）—行车许可生成25缩短行车许可实例：进路前方轨道电路故障，区间轨道非正常占用列车在35信号点防护区段运行，行车许可已延伸至41信号点，39信号点防护的区段轨道电路故障：RBC向列车发送一个以39信号点为目标点的有条件紧急停车消息（CEM）车载设备生成一个以39信号点为目标点的缩短行车许可，并根据缩短的行车许可监控列车运行。353741原行车许可35G37G39G39缩短行车许可26无条件紧急停车消息（UEM）：要求列车立即制动停车，列车接收到该消息后，将实施紧急制动。有条件紧急停车消息（CEM）：要求列车在指定位置前停车，车载设备将评估列车当前位置和新的指定位置间的关系，重新计算制动曲线，根据列车到指定位置的距离，存在下述情况：如果列车可以在指定位置前停车，车载设备实施常用（或紧急）制动停车如果列车不能在该位置前停车，车载设备实施紧急制动，直至列车停稳。如果列车前端已经越过指定位置，车载设备将拒绝该消息并继续遵照已收到的行车许可行车。紧急停车：当RBC收到CTC的紧急停车命令或在列车的行车许可内的轨道区段异常占用时，RBC向车载设备发送紧急停车消息。紧急停车消息包括有条件的紧急停车消息（CEM）和无条件的紧急停车消息（UEM）。运行许可（6）—行车许可生成27根据列车位置报告在内部拓扑图上对列车精确定位；根据列车前方进路状态和RBC允许的最大MA长度约束，将列车前方尽可能多的空闲进路分配给列车；计算出这些空闲进路的总长度，生成行车许可。MA生成原理示意图数据配置RBC数据库线路描述信息进路信息临时限速灾害区信息接口描述信息RBC信息动态映射进路信息映射临时限速映射灾害区映射MA生成MA计算MA消息组帧紧急消息生成MA列车位置车载设备车站联锁进路编号状态临时限速服务器临时限速信息灾害区信息闭塞分区状态TSR进路信息表临时限速对照表灾害区对照表线路描述信息RBC内部拓扑列控数据表信号平面图模式、等