【大G原创】CTCS技术简介及近日一些针对CTCS系统问题的个人解答
针对论坛近日有很多TX提出关系CTCS系统的相关问题，本人在查阅了大量资料后，写了此文，希望能解答一些同学的问题。由于本人不是通号方面的专家，仅仅在业余时侯阅读过一些文章，对于文中可能出现的错误，还希望大家多多包涵。同时也欢迎各位专家前来斧正:lol
※捣乱的同学请绕路:handshake
1.什么是CTCS系统
CTCS是 Chinese Train Control System 的缩写，即中国列车运行控制系统，它以分级的形式满足不通线路的运输需求，在不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行的安全。
所谓“CTCS－X级”本身是 《CTCS技术规范总则》中根椐系统配置按功能划分的一个等级标准，有相应的技术条件，并不指定具体的设备和细节。
2 CTCS 技术平台的确立
列车速度的不断提高, 靠地面信号行车已不能保证行车安全, 必须靠车载信号设备对列车实施运行控制, 列车自动防护( ATP) 已成为行车安全不可缺少的重要技术装备。近年来, 欧洲铁路公司在欧盟委员会和国际铁路联盟的推动下, 为信号系统的互联和兼容问题制定了相关的技术标准, 其中包括欧洲列车运行控制系统———ETCS标准。我国铁道部从2002 年开始组织有关专家开始了中国列车运行控制系统———CTCS 相关技术标准的修订工作, 2007 年颁布了《客运专线CTCS—2 级列控系统配置及运用技术原则( 暂行) 》文件, 明确规定了CTCS—2 级列控系统运用技术原则, 对CTCS—3 级列控系统提出了技术要求。
CTCS 列控系统是为了保证列车安全运行, 并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。CTCS 系统包括地面设备和车载设备, 根据系统配置按功能划分为以下5 级:
1.CTCS—0 级为既有线的现状,由通用机车信号和运行监控记录装置构成。
2.CTCS—1 级由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成, 面向160 km/h
以下的区段, 在既有设
备基础上强化改造, 达到机车信号主体化要求, 增加点式设备, 实现列车
运行安全监控功能。
3.CTCS—2 级是基于轨道传输信息的列车运行控制系统, CTCS—2 级面向提速干线和高速新线, 采用车—地一体化计,CTCS—2 级适用于各种限速区段, 地面可不设通过信号机, 机车乘务员凭车载信号行车。
4.CTCS—3 级是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; CTCS—3 级面向提速干线、高速新线或特殊线路, 基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞, CTCS—3级适用于各种限速区段, 地面可不设通过信号机, 机车乘务员凭车载信号行车。
5.CTCS—4 级是基于无线传输信息的列车运行控制系统, CTCS—4 级面向高速新线或特殊线路, 基于无线通信传输平台, 可实现虚拟闭塞或移动闭塞, CTCS—4 级由RBC 和车载验证系统共同完成列车定位和列车完整性检查, CTCS—4 级地面不设通过信号机, 机车乘务员凭车载信号行车。
我国新建200 km/h～250 km/h
客运专线采用CTCS—2 级列控系统,300 km/h～350 km/h
客运专线的列控系统采用CTCS—3 级功能, 兼容CTCS—2 级功能。
CTCS 级间关系
――符合CTCS规范的列车超速防护系统应能满足一套车载设备全程控制的运用要求
――系统车载设备向下兼容
――系统级间转换应自动完成
――系统地面，车载配置如具备条件，在系统故障的条件下应允许降级使用
――系统级间转换应不影响列车正常运行
……
3. CTCS—2 列控系统设备构成及主要功能
客运专线的CTCS—2 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。
客运专线的CTCS—2 列控系统由地面和车载设备构成。地面设备由列控中心、ZPW—2000( UM) 系列轨道电路、轨旁电子单元LEU、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, 并连续向车载设备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给列控车载设备。车载控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参数, 按照目标—距离模式生成控制速度, 监控列车安全运行。
※
LKJ(列车运行监控装置)设备不属于该系统，用于在CTCS-0/1 级线路控车，在CTCS-2 级线路运行时LKJ 只做数据记录。LKJ 通过RS422 串行口与A T P 主机通信，交互相关信息。
正因为CTCS－2系统内装备了LKJ，所以为250KM/H级别动车组下到未装备CTCS-2系统的既有线运行，提供了可能。事实上，在既有线运行的250km/h级别动车组用LKJ2000控车，并不罕见。
CTCS-0/1与CTCS-2的兼容性
动车组同时装备ATP车载设备与列车运行监控记录装置(LKJ)，可实现上下线运行，满足兼容性要求。在既有线160KM/H以上区段，或者新建250KM/H客运专线，地面设备按照CTCS-2级要求进行改造，由ATP车载设备控车，LKJ负责运行记录；在160KM/H及以下区段，由LKJ控车，ATP车载设备提供机车信号。
两种不同的设备控车通过应答器自动转换。控车权的交接以ATP车载设备为主。
4. CTCS—3 列控系统设备构成及主要功能
客运专线的CTCS—3 列控系统包含了CTCS—2 列控系统的全部设备, 并在CTCS—2 的基础上增加了铁路专用全球移动通信系统( GSM—R) 系统设备。
列车在由无线闭塞中心( RBC) 控制的线路上运行, 由地面设备提供列车定位功能和列车完整性检查。GSM—R 系统设备主要包括无线闭塞中心( RBC) 和车载GSM—R系统等。RBC 使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息, 所使用的安全数据通道不能用于话音通信。GSM—R 地面设备作为系统信息传输平台完成地—车间大容量的信息交换; GSM—R 车载设备作为系统信息传输平台完成车—地间大容量的信息交换。
※但是对于运营跨线列车的350KM/H的客运专线，CTCS-3级线路应设置ZPW2000轨道电路以及有源应答器做为后备，满足既有等级列车的正常运行。
根据目前所掌握的情况，250KM/H的动车组装备有CTCS-2车载设备；350KM/H的动车组装备有CTCS-3车载设备。而CTCS-3列控设备能够实现既有的CTCS-2级车载列控系统的全部功能，满足在既有等级线路运行以及列车降级需求。
综上所述：
1.当装备有CTCS-2车载设备的250KM/H动车组从250KM/H客运专线驶向350KM/H的客运专线，依然按照CTCS-2等级控车。（CTCS-3级线路设置有ZPW2000轨道电路以及有源应答器做为后备，满足既有等级列车的正常运行）
2.装备有CTCS-3车载设备的350KM/H动车组从350KM/H客运专线驶向250KM/H的客运专线，车载设备在级间切换点自动降级到CTCS-2进行控车。（CTCS-3列控设备能够实现既有的CTCS-2级车载列控系统的全部功能，满足在既有等级线路运行以及列车降级需求）
3.装备有CTCS-2车载设备的250KM/H动车组可以下线到既有线，按照LKJ模式控车。理论上装备有CTCS-3系统的350KM/H动车组也可以下线到既有线上运行。因为C3系统包括C2系统的全部。
参考文献
[1].中国列车运行控制系统(CTCS)技术简介 成登高
( 中铁十二局集团电气化工程有限公司, 山西太原, 030053)
[2].闭塞与列控概论 第六讲 CTCS2列控系统简介(北京全路通信信号研究设计院 傅世善教授级高工)
[3].CTCS-3级列控系统应答器应用原则（V1.0）-铁道部科技运[2008]144号
[4].科技运〔2008〕34 号 《CTCS-3 级列控系统总体技术方案》
[5].铁集成〔2007〕124 号 《客运专线CTCS-2 级列控系统配置及运用技术原则（暂行）》
[6].科技运〔2008〕127 号 《CTCS-3 级列控系统系统需求规范（SRS）》 | 
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发表于 2009-10-20 14:05:27
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