CTCS-3级列控系统概述

CTCS-3级列控系统概述2Juli2003CTCS：中国列车运行控制系统CTC：调度集中系统RBC：无线闭塞中心TSRs：临时限速服务器TCC：列控中心CBI：计算机联锁系统CSM：信号集中监测LEU：地面电子单元ATP：列车超速防护系统DMI：司机车载设备接口BTM：应答器传输模块TCR：轨道电路信息读取器MT：移动终端（GSM-R）缩写定义3Juli2003CTCS-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，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，同时具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。固定网络轨道电路应答器计算机联锁GSM-RGSM-R调度中心（CTC）无线闭塞中心（RBC）列控中心LEU应答器天线车载安全计算机人机交互界面轨道电路接收天线测速传感器车载无线终端4Juli20034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设备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CTCS-3级各部分功能5Juli2003设备名称主要功能RBCCTCS-3：向车载设备发送行车许可，线路参数，临时限速，等级转换等。列控中心CTCS-2：控制轨道电路编码，向车载设备发送行车许可；控制有源应答器发送线路参数、临时限速等。轨道电路CTCS-3：完成列车占用检查CTCS-2：完成列车占用检查；向车载设备传输行车许可车载设备CTCS-3：计算速度防护曲线，防止列车超速和越过危险点；向RBC报告位置。速度350km/h以上。CTCS-2：最高速度300km/h，计算速度防护曲线，防止列车超速和越过危险点。有源应答器CTCS-2：发送进路信息，临时限速无源应答器CTCS-3：发送等级转换；用于列车位置校准CTCS-2：发送等级转换；用于列车位置校准；发送线路参数等临时限速服务器CTCS-3：向RBC下达临时限速设置和取消CTCS-2:向列控中心下达临时限速设置和取消6Juli2003CTCS-3原理6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轨道电路GSM-R7Juli20037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；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200--250km/h，同时作为C3的后备系统。车地双向信息传输，地面可以实时掌握列车位置、速度、工作模式和列车状态等信息，并可在CTC系统上实时显示。临时限速的灵活设置，可以实现任意长度、任意速度、多数量的临时限速设置。CTCS-3级列控系统主要特点8Juli2003CTCS-3级列控系统主要技术原则1.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。2.CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行的要求。3.CTCS-3级列控系统满足跨线运行的运营要求。4.CTCS-3级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。9Juli20035.CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统。RBC或无线通信故障时，CTCS-2级列控系统控制列车运行。6.全线RBC设备集中设置。7.GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。8.动车段及联络线均安装CTCS-2级列控系统地面设备。9.300km/h及以上动车组不装设列车运行监控装置（LKJ）。CTCS-3级列控系统主要技术原则10Juli200310.在300km/h及以上线路，CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定为超速2km/h报警、超速5km/h触发常用制动、超速15km/h触发紧急制动。11.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。12.CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足IEC62280标准要求的安全通信协议。13.CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足IEC62280等相关标准的要求，关键设备冗余配置。CTCS-3级列控系统主要技术原则CTCS-3级列控系统构成12Juli2003CTC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无线闭塞中心/联锁安全数据通信以太网列控中心/联锁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CTCS-3级列控系统结构13Juli2003CTCS-3级列控系统结构CTC车站自律分机CTC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RBC主机备机BTSOTEBTSOTECTC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信号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维护终端协议转换器协议转换器维修中心CTC通信服务器应用服务器行调台其他调度台系统维护台数据库服务器ISDN服务器司法记录器RBC本地操作终端TCC/联锁安全数据通信以太网14Juli2003系统构成－GSM-R网络RBC通过ISDN服务器，利用PRI接口接入GSM-R网络，车载设备通过MT，利用RS422接口接入GSM-R网络，实现车地双向无线通信地面GSM-R网络基站采用“单网交织冗余覆盖”的方式，单基站故障，可以确保网络通信的服务质量（Qos）指标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15Juli2003系统构成－信号安全数据网CBI车站TCC中继站TCC中继站TCCCBI车站TCCRBCTSRS中继器中继器中继站TCC中继站TCCCBI车站TCCCBI车站TCC中继器二层交换机L二层交换机R二层交换机R三层交换机R三层交换机R二层交换机L二层交换机L二层交换机L二层交换机R三层交换机L二层交换机R三层交换机L二层交换机R二层交换机L二层交换机R二层交换机L二层交换机R二层交换机L二层交换机R二层交换机L•接入客运专线信号安全数据网的设备包括：列控中心（TCC）、计算机联锁（CBI）、临时限速服务器（TSRS）、无线闭塞中心（RBC）•采用工业以太网网络设备（工业级交换机）构成冗余双环网，网络设备中单节点信息传输时延不大于50us，单网络内数据通信自愈时间不大于50ms，网络间数据通信自愈时间不大于500ms•连接相邻网络设备的光纤长度应不超过70km，光纤长度不满足要求时应增加中继器设备•每一独立环网中接入的网络设备（交换机、中继器）超过40个或应用网络线路（铁路线路）长度超过600km时，应将网络环路分割成不同子环网。各相邻子环网间应采用三层工业以太网交换机进行连接。16Juli2003系统构成－RBC结构ISDN服务器维护终端司法记录器（JRU）ISDN服务器交换机L交换机R无线闭塞单元（RBU）协议适配器(VIA)RBC17Juli2003系统构成－RBC实物RBU/ISDN/LTVIA采用与庞巴迪公司合作的基于通用计算机的二乘二取二信号安全平台符合中国CTCS-3级列控系统运营规则和欧洲ETCS相关规范完全通过以太网实现与地面系统的信息交互，配线简单通过ISND网络和GSM-R网络实现与车载设备的双向信息交互，控制列车运行提供多种故障记录方式和大容量的日志记录，可重现历史记录，便于定位和分析故障18Juli2003系统构成－RBC实物RBC维护终端工程配置工具司法记录单元RBU1VPC_AIntelVPC_BPowerPCVPC_CIntelRBU2VPC_AIntelVPC_BPowerPCVPC_CIntel01230123测试监测机VIARVIALRBC本地终端无线闭塞中心（RBC）DSW1DSW2ESW3ESW2ESW1联锁相邻RBCGSM-R网络TSRSCSM-RBC接口服务器CTC-RBC接口服务器ISDN服务器FSW2FSW119Juli2003系统构成－ATP结构CAU应答器天线DMI-1GSM-R电台轨道电路信息接收单元通用加密单元PG通信接口单元安全数字接口测速单元1测速单元2轨道电路信息接收单元PUCPUCPUCPUCDMI-2MVBRS-485LocalMVB电源动车组ProfiBus雷达速度传感器轨道电路接收天线PG应答器天线应答器信息接收模块C2控制单元SDP控制单元C3控制单元C2控制单元C3控制单元应答器信息接收模块SDP控制单元CAU输入接口输出接口列车转换网关记录器20Juli2003系统构成－ATP实物DMI:司机界面BTM:应答器传输模块Tacho:速度传感器Radar:雷达PUC:轨道电路接收天线列车接口如制动等外围设备21Juli2003系统构成－TSRS原理临时限速设置原理CTCTSRS：校验、分发、综合TSRTTCCRBC应答器无线列车C2C3C2C3拟定执行22Juli2003系统构成－TSRS构成CTC系统通信网专用传输通道中继站列控中心RBC限速RBC限速TCC限速GSM-RISDN服务器RBC限速LEURBC限速TCC限速CTCCTC-TSR接口服务器临时限速服务器助调台临时限速命令参数传输行调台维修调度台RBC临时限速服务器临时限速操作终端临时限速操作终端防火墙TCC限速CTC车站自律分机车站联锁车站列控中心LEUTCC限速临时限速执行指令临时限服务器维护终端CSMTSR-CTC接口服务器•TSRs采用了与RBC相同的信号安全平台•TSRs应用软件完全自主研制，并通过独立第三方SIL4级安全认证23Juli2003系统构成－GSM-R结构IPGbSMSCACBSCBTS铁路电路域应用系统调度交换机调度台车载台车站台手持台网管用户、业务管理系统BOSSGPRS