CTCS-2级列车运行控制系统

0铁路客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术11.CTCS-2级列控系统技术路线按照CTCS-2级列控系统的总体技术目标，以及统一技术标准、技术平台、用户需求，主要依靠国内技术力量、借助国外先进经验，自主实施CTCS-2列控系统开发与集成，满足200～250km/h线路的运营要求，满足作为300～350km/h线路后备模式的运营要求。在ZPW-2000轨道电路基础上，通过地面加装点式应答器、列控中心、临时限速服务器等，动车组装备列控车载设备，实现与车站联锁、行车指挥等设备的有机结合，由地面设备、车载设备、信号安全数据网，共同构成完整CTCS-2列控系统。逐步建立完整的CTCS-2级列控系统技术体系，包括技术标准、产品标准、建设标准，以及联调联试、运用、维护规则等。1.1.CTCS-2级列控系统原理客运专线CTCS-2级列控系统是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标-距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。客运专线CTCS-2级列控系统由地面和车载设备构成。地面设备由临时限速服务器、列控中心、ZPW-2000（UM）系列轨道电路、应答器设备等组成。车载设备由车载安全计算机（VC）、轨道电路信息接收单元（TCR）、应答器信息接收模块（BTM）、记录单元（DRU）、人机界面（DMI）等组成。轨道电路实现列车占用检查，并连续向列车传送空闲闭塞分区数量等信息。应答器向车载设备传输定位信息、线路参数、临时限速等信息。列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息（区间轨道电路状态、中继站临时限速信息、区间闭塞和方向条件等信息）传输等功能，根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生行车许可，通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给列车。临时限速服务器完成临时限速命令的存储、校验、撤销、拆分、设置和取消及临时限速设置时机的辅助提示。车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息和动车组2参数，按照目标-距离模式生成控制速度，监控列车安全运行。1.2.CTCS-2级列控系统互联互通基本原则时速200-250公里动车组，车载装备CTCS-2级列控设备和LKJ，实现两者的有机结合和系统集成。在具有CTCS-2级控制条件时，包括安装CTCS-2级、CTCS-3级地面设备的区段，采用ATP控车方式，最高速度250km/h；在停车时可通过司机操作，进行ATP、LKJ控车方式的转换。在CTCS-0级、1级区段采用LKJ控车方式，最高速度160km/h。时速300-350公里动车组，车载装备CTCS-3级列控设备，同时具有CTCS-2级列控功能。在安装CTCS-3级地面设备的区段，按CTCS-3方式控车，最高速度350km/h及以上；在无线传输故障的情况下，降速至300km/h后自动转入CTCS-2方式，无线传输恢复后根据应答器信息能够自动转回CTCS-3方式。在安装CTCS-2级地面设备的区段，按CTCS-2方式控车。安装不同等级列控系统的线路分界处，设置CTCS级间转换应答器，由列控车载设备自动实现控车方式的转换。1.3.CTCS-2级列控系统主要技术原则1）CTCS-2级列控系统满足运营速度250km/h需要；作为CTCS-3级列控系统后备模式，满足运营速度300km/h需要。2）近期兼顾货运的客运专线，CTCS-2级列控系统应适应客车4分钟、货车5分钟的追踪间隔要求。仅开行动车组的客运专线，CTCS-2级列控系统应按照正向运行追踪间隔3分钟的要求进行检算。3）客运专线的CTCS-2级列控系统应采用统一的设备配置和运用原则，并应兼容既有线CTCS-2级列控系统功能，具备互联互通运行条件。4）CTCS-2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。5）CTCS-2级列控系统满足跨线运行的运营要求。6）CTCS-2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3方式监控列车安全运行。7）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。8）动车段及联络线均安装CTCS-2级列控系统地面设备。9）CTCS-2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。10）CTCS-2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。11）1.4.CTCS-2级列控系统主要工作模式CTCS-2级列控车载设备有7种主要工作模式，其中通用的模式有完全监控模式（FS）、目视行车模式（OS）、引导模式（CO）、调车模式（SH）、隔离模式（IS）、待机模式（SB）、部分监控模式（PS）。1.4.1.全监控模式（FS）当具有列车控制所需的基本数据（包括列车位置、轨道电路信息、应答器的线路信息、车载设备预置的列车参数等）时，列控车载设备能生成目标-距离模式曲线并进入完全监控模式。在完全监控模式下，列控车载设备应能判断列车位置和停车位置，在保证列车速度满足线路固定限速、车辆构造速度、停车位置、临时限速等条件的前提下，生成目标-距离模式曲线，并连续监控列车速度，在列车超速时自动输出常用制动或紧急制动命令；同时，应能通过DMI显示列车实际速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息。1.4.2.目视行车模式（OS）要越过停止信号时，可在停车时按下“目视”键进入目视行车模式。本模式下，车载设备负责列车以40km/h为顶棚速度运行并对列车走行距离和时间进行监控，司机需要对列车其它行车安全负责。列车每运行一定距离（300米）或一定时间（60秒）司机4需确认一次。1.4.3.引导模式（CO）车站办理引导进路时，轨道电路发HB码，列控车载设备接收到HB码，在列车速度降至40km/h且经司机确认后，进入引导模式。CO模式下，列控车载设备监控列车以最高40km/h的允许速度运行。1.4.4.调车模式（SH）要进行调车作业时，停车后司机按下“调车”键，则列控车载设备进入调车模式。该模式下，车载设备监控列车以40km/h顶棚速度运行，且在收到前进方向上的调车危险信息时输出紧急制动。1.4.5.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。隔离开关转入“隔离”位，制动输出被隔离后，列控车载设备转入IS模式。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能，司机控制列车运行并对运行安全负完全责任。列控车载设备应能够监测隔离开关状态。1.4.6.待机模式（SB）在列控车载设备默认等级设置为CTCS-2级的情况下，上电后，列控车载设备应自动进入待机模式。在待机模式下，列控车载设备应保持接收轨道电路信息功能有效，无条件施加最大常用制动并进行溜逸防护。1.4.7.部分监控模式（PS）当车载设备接收到轨道电路允许行车信息，而由于应答器信息接收异常导致线路数据缺失，或者无线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车运行。51.4.8.模式转换在CTCS-2级控车时，车载设备工作模式的转换关系和条件。表1CTCS-2级列控车载设备的模式转换表转换模式当前模式完全监控模式部分监控模式目视行车模式调车模式隔离模式待机模式完全监控模式--自动人工人工人工--部分监控模式自动--人工人工人工--目视行车模式自动自动--人工人工--调车模式--------人工人工隔离模式----------人工待机模式--人工--人工人工--注：调车模式、隔离模式下，须停车后人工转换为待机模式。61.5.CTCS-2级列控系统运营场景运营场景是从用户需求的角度对运营中系统工作方式的描述。CTCS-2级列控系统主要运营场景包括追踪运行、机外停车、正线接发车、侧线接车、侧线发车、引导接发车、反向运行、调车作业、线路限速、临时限速、降级情况、灾害防护共十二个主要场景文件。71.5.1.追踪运行通过地面轨道电路实时向列车提供列车运行前方轨道区段空闲信息（移动授权），同时通过在每一个闭塞分区入口处设置的地面应答器向列车提供列车运行前方线路速度、坡度、轨道区段长度等信息，列控车载设备根据对上述信息的实时处理（如：目标距离为列车运行前方每一个空闲轨道区段长度的总和），生成目标距离模式曲线监控列车安全运行。运行方式示意见图1。L3L2LLUUHU前行列车L5L4HUL5L5图1C2列车追踪运行示意81.5.2.机外停车进站信号机未开放，接近区段发HU码。该模式的轨道电路编码序列与区间追踪运行相同。运行方式示意见图2。L3L2LLUUHUBL4L5HUL5图2C2列车机外停车示意91.5.3.正线接发车1.5.3.1.正线接车出站信号机未开放，接车进路发HU码。该模式的轨道电路编码序列与区间追踪运行相同。运行方式示意见图3。L3L2LLUUHUBL4L5HUL5L5图3C2列车正线接车示意101.5.3.2.正线发车当有直股发车的情况时，列车通过进站口处应答器得到的信息除接车进路参数外，还将得到直股发车进路的线路参数等固定信息，因此，当正线直股发车时，列控车载设备通过接收到轨道电路信息码提供的出站信号开放信息与先前接收的直股发车进路的线路参数等固定信息进行处理，生成目标距离模式曲线，监控列车安全运行。运行方式示意见图4。BHUL3L2LLUL4UHUL5L5L5图4C2列车正线发车示意111.5.3.3.正线通过将进、出站信号机间的轨道区段看作一个闭塞分区，出站信号机至第一离去区段看作一个闭塞分区，运营模式与在区间追踪运行时相同。运行方式示意见图5。L4HUL5L5LLUUHUL2L2L3L3图5C2列车正线通过示意121.5.4.侧线接车1.5.4.1.侧线接车（12号道岔）（岔区无码）侧线接车时，在列车到达U2码区段前，会首先按照进站信号机显示红灯、生成机外停车的目标距离模式曲线。收到U2码后，得知车站开通侧线接车进路，重新生成目标点在进站信号机处、目标速度为45km/h的目标距离模式曲线。当列车越过进站信号机进入车站后，道岔区段没有连续机车信号信息，列控车载设备默认为HU码，根据进站口处应答器提供的进路线路参数信息产生在股道停车的目标距离模式曲线，监控列车安全运行。股道上的码取决于出站信号机及线路状态。运行方式示意见图6。UUU2L3L2LLUHUBL4L5HUL5限速45km/hB图6C2列车侧线接车（12号道岔）（岔区无码）示意131.5.4.2.侧线接车（12号道岔）（岔区有码）侧线接车时，在列车到达U2码区段前，会首先按照进站信号机显示红灯、生成机外停车的目标距离模式曲线。收到U2码后，得知车站开通侧线接车进路，重新生成目标点在进站信号机处、目标速度为45km/h的目标距离模式曲线。当列车越过进站信号机进入车站后，道岔区段有连续机车信号信息，与股道发码一致，根据进站口处应答器提供的进路线路参数信息产生在股道停车的目标距离模式曲线，监控列车安全运行。股道上的码取决于出站信号机及线路状态。运行方式示意见图7。UUU2L3L2LLUHUBL4L5HUL5限速45km/hHU图7C2列车侧线接车（12号道岔）（岔区有码）示意141.5.4.3.侧线接车（18号道岔）（岔区无码）经18号及以上道岔侧向通过时，在列车到达U2S码区段前，会按照进站信号机显示红灯、生成机外停车的目标距离模式曲线。收到U2S码后，得知车站开通经18号及以上道岔侧向的通过进路，重新生成目标点在进站信号机处、目标速度为80km/h（没有特别说明时的默认值）的目标距离模式曲线。当列车越过进站信号机进入车站后，道岔区段没有连续机车信号信息，列控车载设备默认为HU码，根据进站口处应答器提供的进路线路参数信息产生在股道停车的目标距离模式曲线，监控列车安全运行。股道上的码取决于出站信号机及线路状态。运行方式示意见图8。L3L2LLUHUBL4L5HUL5限速80km/hBUUSU2S图8C2列车侧线接车（18号道岔）（岔区无码）示意151.5.4.4.侧线接车（18号