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C3列控系统概述技术支持中心2014年5月目录一、C3简介二、C3及GSM-R系统设备组成三、C3相关指标要求四、C3主要工作模式及运营场景五、承载C3业务的GSM-R系统设计C3简介C3—CTCS3CTCS—中国列车运行控制系统基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统。基于轨道电路和无线通信（GSM-R）的固定闭塞模式4C3简介线路被划分为固定位置、固定长度的闭塞分区某一时刻，一个分区只能被一列车占用列车间隔以闭塞分区为单位，与列车在分区内的实际位置无关轨道电路将闭塞分区的占用情况发给RBCCTCS-3仍为固定闭塞C3简介CTCS-4将实现移动闭塞：线路没有划分为固定的闭塞分区后续列车以前行列车尾部为追踪的目标点前后列车的最小间隔等于后行列车的制动距离+安全距离列车间的间隔是动态的、并随前一列车的移动而移动C3简介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。选用CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。无线闭塞中心（RBC）或无线通信故障时，CTCS-2级列控系统控制列车运行。GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。C3简介CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。车载子系统可由以下部分组成：CTCS车载设备、无线系统车载模块。地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络（GSM-R）、列车控制中心（CTC）/无线闭塞中心（RBC）。C3简介。调度中心(CTC)车站联锁列控轨旁设备车载设备轨道电路应答器GSM-R通信网络C3及GSM-R系统设备组成GSM-R网络CTCS-3车载应用MTCTCS-3车载安全通信单元CTCS-3RBC安全通信单元CTCS-3RBC应用CTCS-3车载设备CTCS-3地面设备IGSM-RIFIXUmCTCS-3级列控系统示意图C3及GSM-R系统设备组成CTC车车车车车车CAUPUC车车车车车车车车调度集中数据通信以太网TRAUGSM-RBSC移动交换中心BTSOTE信号安全数据通信以太网列控中心安全数据通信局域车RBC车车车车车车车车车车车车车车车车车车车C3车车车车C2车车车车PUCCAU车车车车车车车BTSOTEBTSOTE车车车车车BSC车车车车车车BTS车车车DMI车车车车车TSR车车车车车车车车OTE车光传输车车RBC车车车车车车车TRAU车车型转换车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车CTC车车车车车车车车车车轨旁电子单元ZPW-2000车车车车车车车车车车车车车车车车车车信号集中监测数据通信以太网车车车车轨旁电子单元ZPW-2000车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车DMIDMIBTSOTEBTSOTE车车车车车车车车车车车车GSM-R车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车PG车车车车车车车车车车PG轨旁电子单元ZPW-2000车车车车车车车车车车车车车车车车车OTE车车车车车车车车车车车车车车车车C3车车车车C2车车车车PUCCAU车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车ProfibusMVBRS-485MVB车车车车车车车车车车车车车车车车车车车车列车转换网关车车车车CTC车车车车车车车车车车车车车车车车车车综合车修车车车车车车车ISDN车车车车车车车车临时限速服务器临时限速操作终端接口车车车RBC车车车车车车TSR临时限速维护终端CTCS-3级列控系统包括：车站设备、中心设备、轨旁设备、车载设备和信号安全通信网五个部分，另外GSM-R无线通信网络是C3列控系统的重要基础和支撑。C3及GSM-R系统设备组成CTCS-3列控信息传送移动授权线路数据指令公里标速度状态人机接口DMI基站控制器BSC移动交换中心MSC无线闭塞中心RBC基站BTSCTCS车载通信单元计算机联锁CTC调度中心轨道电路应答器C3及GSM-R系统设备组成C3及GSM-R系统设备组成车站联锁无线闭塞中心（RBC）临时限速系统（TSRS）列车位置、速度信息限速信息进路信息轨道电路占用信息速度曲线列车位置、速度信息行车许可列车位置、速度信息C3及GSM-R系统设备组成发车进路、接车进路和通过进路：RBC根据联锁建立的进路和列车位置生成行车许可，并发送给车载设备。站间运行：RBC根据轨道电路的状态和列车位置生成行车许可，并发送给车载设备。调车作业：RBC根据办理的调车进路生成调车行车许可，并发送给车载设备。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、联锁排列的进路和轨道电路状态生成行车许可。运营场景—行车许可C3及GSM-R系统设备组成在RBC边界前方及边界点设置预告应答器和切换应答器。①RBC1从RBC2获得进路信息，生成延伸到RBC2管辖范围的行车许可；②另一个GSM-R车载移动电台与RBC2建立通信；③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。④车载设备从RBC2接收到新的行车许可。来自RBC1的进路相关信息RBC1RBC2来自RBC2的进路相关信息请求进路信息、列车数据等进路信息、列车控制权通报等行车许可行车许可终点预告应答器切换应答器RBC边界运营场景—RBC切换C3及GSM-R系统设备组成GSM-R在CTCS-3中是车载设备与列车控制中心进行双向信息传输的车地通信系统。GSM-R主要由基站（BTS）、基站控制器（BSC）、码型速率适配单元（TRAU）、移动交换中心（MSC）组成。车载设备与列车控制中心通信时，车载将数据通过空中接口发送到BTS，然后经过BSC、TRAU、MSC，最后将数据传送到RBC；RBC向车载发送数据时，也是经过这些GSM-R设备，将数据发送到车载的；C3及GSM-R系统设备组成BTSOTEBTSOTEBTSOTEBTSOTEBTSOTEGSM-R场强覆盖GSM-R轨旁设备场强门限TRAUGSM-R室内设备BSC移动交换中心OTEISDN服务器RBC列控车载设备GSM-R移动终端车地双向传输C3及GSM-R系统设备组成接口监测在网络中位置C3及GSM-R系统设备组成•Pri接口数据（MSC与RBC之间的接口）；•A接口数据（MSC与TRAU之间的接口）；•Abis接口数据（BSC与BTS之间的接口）；接口监测在网络中位置C3及GSM-R系统设备组成BSS基站子系统PSTN、ISDN、PSDN信令系统No.7SS7GMSCVLRHLR-AUCMSCVLRGCRTRAUBSCOMN接口OSS操作和维护子系统OMC-ROMC-SEIRAbis接口BTSBTSMSUm接口A接口Ater接口三接口位置C3及GSM-R系统设备组成GPRS骨干网SGSNSGSNGGSNGnIP类接口七号信令类接口BSSMSCSMS-GMSCAUm铁路分组数据网GiCIRGsGrGdGcGbHLRC3业务与GPRS区别C3及GSM-R系统设备组成•CTCS-3的最高时速可达350km/h，但是一旦车载设备与RBC的通信非正常的中断后，就会导致列车触发常用制动，当减速到300km/h时，车载仍然没有与RBC建立有效的通信，则列车出于保护机制，自动降级到C2控车，直到经过可以发出转C3指示的应答器后，才能重新恢复C3控车；•在这个过程中，当车载与RBC非正常通信中断后，在车载设备上就会显示无线超时提示；•而当列车由C3控车转为C2控车时，就是CTCS-3的降级；C3及GSM-R系统设备组成无线覆盖－覆盖指标终端种类业务种类接收天线位置终端速度(km/h)覆盖概率Prmin（dBm）列调机车台话音及调度数据机车顶部未限定95%-98列控机车台列控数据机车顶部v≤22095%-95220＜v≤28095%-95～92280＜v95%-92C3相关指标要求（1）网络注册时延（2）连接建立时延（3）连接建立失败率（4）传输时延（5）连接丢失率（6）传输干扰C3相关指标要求C3对GSM-R系统的QoS需求（1）网络注册时延：GSM-R网络注册时延是指从发送“注册请求”到收到“注册响应”指示所需的时间。GSM-R网络注册时延应满足：≤30s(95%)，≤35s(99%)。（2）连接建立时延：是指从请求连接建立到指示连接建立成功之间所需的时间。移动用户主叫的连接建立时延应满足：8.5s(95%)，≤10s(100%)。C3对GSM-R系统的QoS需求C3相关指标要求（3）连接建立失败率：是指不成功的连接建立次数与总的连接建立次数之比。对于每次连接建立尝试，移动主叫的连接建立失败率应小于10-2。（4）传输时延：用户数据块的端到端传输时延是指从发送用户数据块传送请求到收到端到端用户数据块成功传输指示所需的时间。用户数据块（30字节）的端到端传输时延应满足：≤0.5s(99%)。C3对GSM-R系统的QoS需求C3相关指标要求（5）连接丢失率：是指在累计的连接时间内连接非正常释放的次数。连接丢失率应满足：10-2/h。C3对GSM-R系统的QoS需求C3相关指标要求（6）传输干扰率：传输干扰由传输干扰时间TTI和传输恢复时间TREC来表示。传输干扰时间TTI是指在数据传输阶段，由承载业务导致的30字节用户数据单元传输发生错误的时间。传输恢复时间TREC是指发生传输干扰后，重新发送出错或丢失的用户数据单元以及待发送用户数据单元的时间。传输干扰时间TTI应满足：0.8s(95%)，1s(99%)。传输无差错时间TREC应满足：20s(95%)，7s(99%)。C3对GSM-R系统的QoS需求C3相关指标要求列控车载设备9种主要工作模式完全监控模式(FS)睡眠模式(SL)C3专有目视行车模式(OS)调车模式(SH)引导模式(CO)隔离模式(IS)待机模式(SB)部分监控模式(PS)C2专有机车信号模式(CS)C2专有C3主要工作模式及运营场景主要工作模式•适用于C3车载和C2车载（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控制模式曲线，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信息，监控列车安全运行。C3主要工作模式及运营场景•适用于C3车载（2）休眠模式(SL)该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录等级转换及RBC切换信息等功能。列车立即折返，非本务端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。C3主要工作模式及运营场景•适用于C3车载和C2车载（3）目视行车模式(OS)当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度40km/h监控列车运行，列车每运行一定距离（300米）或一定时间（60秒）司机需确认一次。C3主要工作模式及运营场景•适用于C3车载和C2车载（4）调车模式(SH)当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制速度40km/h（顶棚）监控车列前进或折返运行。当工作在CTCS-3级时，经RBC同意，列控车载设备转入调车模式（SH）后与RBC断开连接，退出调车模式（SH）后再重新与RBC连接。C3主要工作模式及运营场景•适用于C3车载和C2车载（5）隔离模式(IS)当列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。C3主要工作模式及运营场景•适用于C3车载和C2车载（6）待机模式(SB)当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的DMI投入正常工作。C3主要工作模式及运营场