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CTCS 列车运行控制系统 郑州车站教育科 2006年12月 缩写语 üATP（Automatic Train Protection），列车超速防护。 üCTC（Centralized Traffic Control），调度集中。 üCTCS（Chinese Train Control System），中国列车运 行控制系统。 üDMIS（Dispatch Management Information System）， 列车运行调度管理信息系统。后TMIS和DMIS结合称为 TDCS为调度指挥系统。 üGSMR（Global System Mobile for Railway），铁路 专用全球移动通信系统。 常用名词术语 l允许速度:列车运行过程中允许达到的最高安全速度。 l目标速度:列车运行前方目标点允许的最高速度。 l目标距离:列车前端至运行前方目标点的距离。 l目标-距离模式曲线，以目标速度、目标距离、线路条件 、列车特性为基础生成的保证列车安全运行的一次制动 模式曲线。 l固定限速:由线路结构及道岔位置决定的最高运行速度。 l临时限速:由行车人员临时给出的列车限速。 l车尾限速保持:为了防止列车尾部在限速区段超速，在相 关区段采取的限速措施。 第一章 CTCS 中国列车运行控制系统 列车运行控制系统 n所谓列车运行控制系统是由列控中心、闭塞设备 、地面信号设备、地车信息传输设备、车载速度 控制设备构成的用于控制列车运行速度保证行车 安全和提高运输能力的控制系统，是将先进的控 制技术、通信技术、计算机技术与铁路信号技术 溶为一体的行车指挥、控制、管理自动化系统。 它是现代行车安全、提高运输效率的核心，也是 标志一个国家轨道交通技术装备现代化水准的重 要组成部分。 国外列车运行控制系统的发展 n由各国铁路行车事故的分析看出，由列车冒进信号所引起的重大事 故所占比重最多，而作为这一事件的行为主题即司机受心理和生理 多因素的影响，失误是难免的，如1978年和1979年在我局杨庄车站 和哈尔滨铁路局沈家车站先后发生的两起严重撞车事故。所以，各 国铁路普遍采用先进的列车自动控制（ATC）设备或列车超速防护 （ATP）设备，以防止这一事件的发生。 n当今世界各国高速铁路都根据各自国情研制使用了多种不同制式的 列车运行自动控制系统，典型的系统如法国的TVM系列、德国的 LZB系统、日本的新干线ATC系统。其中，随着欧洲铁路的发展， 各国的列车运行控制系统种类繁多，为克服欧洲各国信号制式复杂 、互不兼容的问题，保证高速列车在欧洲铁路网内互通运行，欧盟 各国联合制订了ETCS技术规范，ETCS是基于移动通信的通信信号 一体化的ATP。目前，ETCS已通过欧盟立法，成为欧盟各国铁路 强制实行的规范，其成功经验对世界各国的ATP技术发展产生了巨 大影响。 我国列车运行控制系统的发展 n我国铁路运用的列车运行控制系统经过了只有地面信号 、以地面信号为主机车上装备三大件（机车信号、自动 停车、无线列调）到以地面信号为主机车上装备通用（ 或兼容式）机车信号、列车运行监控记录装置、无线列 调的发展过程。 n列车速度的提高使通过传统设备，靠司机了望地面信号 控制行车已不能保证安全。既有线提速、客运专线建设 和高速铁路研究，提出了机车信号要尽快实现主体化的 新要求，促进了ATP技术的发展，特别是欧盟GSM- R/ETCS已进入实际运作阶段，给我们提供了良好的技 术借鉴，推动了中国列车运行控制系统（CTCS）的加 快发展。 CTCS的定义 nCTCS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 不同线路运输需要，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。即为了 保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路 运输需求的强制性技术规范。 n列车运行控制系统是将先进的控制技术、通信技 术、计算机技术与铁路信号技术溶为一体的行车 指挥、控制、管理自动化系统。 基本功能 (1) 安全防护 在任何情况下防止列车无行车许可运行。 防止列车超速运行。 防止列车超过进路允许速度。 防止列车超过线路结构规定的速度。 防止列车超过机车车辆构造速度。 防止列车超过临时限速及紧急限速。 防止列车超过铁路有关运行设备的限速。 防止列车溜逸。 测速环节应保证，一定范围内的车轮滑行和空转 不影响ATP的功能，并具有轮径修正能力。 (2)人机界面 ¨能够以字符、数字及图形等方式显示列车运行 速度、允许速度、目标速度和目标距离。 ¨能够实时给出列车超速、制动、允许缓解等表 示以及设备故障状态的报警。 ¨机车乘务员输入装置应配置必要的开关、按钮 和有关数据输入装置。 ¨具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和 安全控制要求对输入数据进行有效性检查。 (3) 检测功能 具有开机自检和动态检查功能。 具有关键数据和关键动作的记录功能及监测接口。 (4) 可靠性和安全性 按照信号故障导向安全原则进行系统设计。 采用冗余结构。 满足电磁兼容性相关标准。 CTCS列控系统的构成 n我国正在实施中国列车运行控制系统(简称 CTCS)的技术规范，着手全力发展和装备 列车运行控制系统。CTCS技术规范是参 照欧洲列车运行控制系统(简称ETCS)编制 的。CTCS有两个子系统，即车载子系统 和地面子系统。 n地面子系统由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络 (GSM-R)、列车控制中心(TCC)无线闭塞中心(RBC)。其中GSM- R不属于CTCS设备，但是CTCS的重要组成部分。 n应答器是一种能向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传 送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息。 n轨道电路具有轨道占用检查、沿轨道连续传送地车信息功能，应采 用UM系列轨道电路或数字轨道电路。 n无线通信网络(GSM-R)是用于车载子系统和列车控制中心进行双向 信息传输的车地通信系统。 n列车控制中心是基于安全计算机的控制系统，它根据地面子系统或 来自外部地面系统的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车 行车许可命令，并通过车地信息传输系统传输给车载子系统，保证 列车控制中心管辖内列车的运行安全。 n车载子系统可由以下两部分组成：CTCS列控车载设备、无线系统 车载模块。 nCTCS车载设备是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统 交换信息来控制列车运行。 n无线系统车载模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交 换。 列控系统的闭塞技术 n列车运行自动控制系统（简称列控系统）保证列车按照空间 间隔制运行的技术方法是靠控制列车运行速度的方式来实现 的。 n运行列车间必须保持的空间间隔首先是满足制动距离的需要 ，当然还要考虑适当的安全余量和确认信号时间内的运行距 离。所以根据列控系统采取的不同控制模式会产生不同的闭 塞制式。列车间的追踪运行间隔越小，运输能力就越大。 n从闭塞制式的角度来看，装备列车运行控制系统的自动闭塞 可分为三类：固定闭塞、准移动闭塞（含虚拟闭塞）和移动 闭塞。之所以称为准移动闭塞，说明它还不是移动闭塞，准 移动闭塞在城轨交通中常用，也是CTCS2列控系统的闭塞技 术。 固定闭塞 n列控系统采取分级速度控制模式时，采用固定闭 塞方式。运行列车间的空间间隔是若干个闭塞分 区，闭塞分区数依划分的速度级别而定。一般情 况下，闭塞分区是用轨道电路或计轴装置来划分 的，它具有列车定位和占用轨道的检查功能。固 定闭塞的追踪目标点为前行列车所占用闭塞分区 的始端，后行列车从最高速开始制动的计算点为 要求开始减速的闭塞分区的始端，这两个点都是 固定的，空间间隔的长度也是固定的，所以称为 固定闭塞。 n固定闭塞时列控系统采取分级速度控制模式，是 要把速度分级的，每两个速度等级间存在一个速 差，其对应的信号显示就表达了这个速差意义， 所以可以称为速差式信号显示。 n当采用滞后型阶梯式控制模式时，需要增加一个 闭塞分区作保护区段，所以运行列车间的空间间 隔就大一点；采用其他分级速度控制模式时就不 必增加一个闭塞分区作保护区段。 准移动闭塞 n准移动闭塞方式的列控系统采取目标距离控制模式(又称 连续式一次速度控制)。目标距离控制模式根据目标距离 、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不必 设定每个闭塞分区速度等级，采用一次制动方式。准移 动闭塞的追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端 ，当然会留有一定的安全距离，而后行列车从最高速度 开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本 身的性能计算决定的。目标点相对固定，在同一闭塞分 区内不依前行列车的走行而变化，而制动的起始点是随 线路参数和列车本身性能不同而变化的。空间间隔的长 度是不固定的，由于要与移动闭塞相区别，所以称为准 移动闭塞。显然其追踪运行间隔要比固定闭塞小一些。 n一般情况下，闭塞分区是用轨道电路或计 轴装置来划分的，它具有列车定位和占用 轨道的检查功能。由于目标点是相对固定 的，所以，当前行列车在同一闭塞分区内 走行时，连续式一次速度控制曲线是相对 稳定的；当前行列车出清闭塞分区时，目 标点突然前移，目标距离突然改变，连续 式一次速度控制曲线会发生跳变。 虚拟闭塞 n虚拟闭塞是准移动闭塞的一种特殊方式，它不设 轨道占用检查设备和轨旁信号机，采取无线定位 方式来实现列车定位和占用轨道的检查功能，闭 塞分区和轨旁信号机是以计算机技术虚拟设定的 ，仅在系统逻辑上存在有闭塞分区和信号机的概 念。虚拟闭塞除闭塞分区和轨旁信号机是虚拟的 以外，从操作到运输管理等，都等效于准移动闭 塞方式。 n虚拟闭塞方式非常有条件将闭塞分区划分 得很短，当短到一定程度时，其效率就很 接近于移动闭塞。 移动闭塞 n移动闭塞方式的列控系统也采取目标距离控制模式。目 标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的 性能确定列车制动曲线，采用一次制动方式。移动闭塞 的追踪目标点是前行列车的尾部，当然会留有一定的安 全距离，后行列车从最高速开始制动的计算点是根据目 标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。目标 点是前行列车的尾部，与前行列车的走行和速度有关， 是随时变化的，而制动的起始点是随线路参数和列车本 身性能不同而变化的。空间间隔的长度是不固定的，所 以称为移动闭塞。其追踪运行间隔要比准移动闭塞更小 一些。移动闭塞一般采用无线通信和无线定位技术来实 现。高一级的移动闭塞还要考虑前行列车的速度。 我国铁路既有线列控系统技术的应用情况 n国产设备应用情况：我国机车信号装备率达100%，具有 红灯防护自动停车功能；在既有机车上装备的自主知识 产权的机车运行监控记录装置LKJ2000是一个系列产品 ，具有列车速度超速防护功能；国产列控设备在既有线 上为保障行车安全，提高运输效率，发挥了重要作用。 n引进设备应用情况：既有线列控系统技术主要采用了法 国TGV高速铁路引进的U-T列控系统，其中：京郑、郑 武、沈大线采用了法国车载TVM300列控系统，地面使 用UM-71型18信息移频自动闭塞系统；秦沈、广深线采 用了法国车载TVM430列控系统，地面使用UM2000型数 字轨道电路电路构成的自动闭塞系统。 CTCS分级 nCTCS根据功能要求和设备配置划分应用 等级，分为04级。 nCTCS0级（L0）:由通用机车信号+列车运 行监控装置组成，为既有系统。 CTCS1级 nCTCS1级（L1）:由主体机车信号+安全型运行监控记录 装置组成。面向160km/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。 (1) 地面子系统组成 l轨道电路 完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送 控制信息。 车站正线采用与区间同制式的轨道电路，侧线采用与区 间同制式的叠加电码化设备。 点式信息设备 宜设置在车站附近，主要用于向车载设备传输定位 信息。 (2)车载子系统组成 l主体机车信号 完成轨道电路信息的接收与处理。 l点式信息接收模块 完成点式信息的接收与处理。 安全型运行监控记录装置 实时检测列车运行速度，对列车运行控制信息 进行综合处理，控制列车按命令运行。 CTCS2级 nCTCS2级（L2）:基于轨道传输信息并采用车地一体 化设计的列车运行控制系统。面向提速干线和高速新线 ，可实现行车指挥联锁列控一体化、区间车站一 体化、通信信号一体化和机电一体化，地面可不设通 过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。 (1) 地面子系统组成 l列控中心 根据列车占用情况及进路状态计算行车许可及静态列车 速度曲线并传送给列车。 l轨道电路 完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送 控制信息。车站与区间采用同制式的轨道电路。 (2) 车载子系统组成 l连续信息接收模块 完成轨道电路信息的接收与处理。 l点式信息接收模块 完成点式信息的接收与处理。 l测速模块 实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。 l设备维护记录单元 对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。 l车载安全计算机 对列车运行控制信息进行综合处理，生成控制速度与目标距离 模式曲线，控制列车按命令运行。 l人机界面 车载设备与机车乘务员交互的设备。 l运行管理记录单元 规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。 l预留无线通信接口。 控制中心 车站列控中 心 联锁系统 轨道电 路 应答器编 程 VCC1 DTVCC1 I/OVCC1 DTVCC1 I/O 应答 器 机车信号 天线 车 速 点 式 信 息 制 动 输 出 VCC1 DT VCC1 DTVCC1 I/O 闭塞系统 CTCS-2级系统总体描述 CTCS3级 nCTCS3级（L3）: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。面向提速干线、高速新线或特殊线路 ，可实现基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞，地面可不设通 过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。 (1) 地面子系统组成 l无线闭塞中心（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。 l无线通信（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。 l点式设备 主要提供列车定位信息。 l轨道电路 l主要用于列车占用检测及列车完整性检查。 (2) 车载子系统组成 l无线通信（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。 l点式信息接收模块 完成点式信息的接收与处理 l测速模块 实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。 l设备维护记录单元 对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。 l车载安全计算机 对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线 ，控制列车按命令运行。 l人机接口 车载设备与机车乘务员交互的接口。 l运行管理记录单元 规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。 控制中心 列控中心 联锁系统 轨道电 路 VCC1 DTVCC1 I/O VCC1 DTVCC1 I/O 应答 器 无线闭塞控制中心 VCC1 DTVCC1 I/O VCC1 I/O 车 速 点 式 信 息 无线 制 动 输 出 VCC1 DT VCC1 DTVCC1 I/O CTCS-3级系统总体描述 CTCS4级 nCTCS4级（L4）：完全基于无线传输信息的列车运行控 制系统。地面可取消轨道电路，由RBC（无线闭塞中心 ）和车载验证系统共同完成列车定位和完整性检查，可 以实现虚拟闭塞或移动闭塞。 (1) 地面子系统组成 l无线闭塞中心（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 。 l无线通信（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 。 (2) 车载子系统组成 l无线通信（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。 l测速模块 需要时，实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。 l设备维护记录单元 对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。 l车载安全计算机 对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列 车按命令运行。 l人机接口 车载设备与机车乘务员交互的接口。 l全球卫星定位或其他设备提供列车定位及列车速度信息 l列车完整性检查设备 l运行管理记录单元 l规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据 控制中心 联锁系统 应答 器 无线闭塞控制中心 VCC1 DTVCC1 I/O VCC1 I/O 车 速 点 式 信 息 无线 制 动 输 出 VCC1 DT VCC1 DTVCC1 I/O CTCS-4级系统总体描述 应用等 级 L0L1L2L3L4 控制模式目标距离目标距离目标距离目标距离目标距离 制动方 式 一次连续一次连续一次连续一次连续一次连续 闭塞方 式 固定闭塞或 准移动闭 塞 准移动闭 塞准移动闭 塞准移动闭 塞 移动闭 塞或 虚拟闭 塞 地对车 信息传 输 多信息轨道 电路+点式 设备 多信息轨道 电路+点式 设备 多信息轨道 电路+点式 设备 ； 或数字轨道 电路 无线通信双 向信息传输 无线通信双 向信息传输 轨道占 用检查 轨道电路轨道电路轨道电路轨道电路等 五限定为应 答器校正 列车运 行间隔 按固定闭塞 运行大于L 设为对 照 值L LL小于L 线路数 据来源 大贮存于车 载数据库 大贮存于车 载数据库 应答器提供 或数字轨道 电路 无线电 通信 提供 无线电 通信 提供 对应 ETCS级 ETCS1级ETCS2级ETCS3级 列控系统等级比较表 CTCS级间关系 n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。 n系统车载设备向下兼容。 n系统级间转换应自动完成。 n系统地面、车载配置如具备条件，在系统故障条 件下应允许降级使用。 n系统级间转换应不影响列车正常运行。 n系统各级状态应有清晰的表示。 第二章 CTCS-2级列控系统 CTCS-2级列控系统 nCTCS2级列控系统是在我国既有成熟信号系 统技术设备基础上，通过适当增加其它信号 设备(如：应答器、车站列控中心、ATP车载 设备)，构成具有中国特色、实现目标距离速 度控制功能并基于轨道电路的连续式列控系 统。CTCS2系统为统一制式，与既有线信号 系统兼容。ATP地面设备与ATP车载设备采 用一体化系统设计，适用于200 kmh线路 。 CTCS-2级系统构成 nCTCS2列 控系统分 车载设备 和地面设 备两部分 ，地面设 备又分轨 旁和室内 设备两部 分。 地面设备 n列控中心的硬件设备结构要求与车站计算机联锁相同，采用联锁列控一 体化结构，根据列车占用情况及进路状态，通过对轨道电路及可变应答 器信息的控制产生行车许可信息，及进路相关的线路静态速度曲线，并 传送给列车。 n轨道电路采用ZPW-2000系列轨道电路，完成列车占用检测及列车完整 性检查，连续向列车传送允许移动控制信息。 n站内轨道电路：车站正线及股道采用与区间同制式的轨道电路。 n点式应答器：采用电气特性与欧洲ETCS技术规范相同的大容量应答器 。固定应答器设于各闭塞分区人口处，如：车站进站信号机、出站信号 机及区间信号点，用于向车载设备传输定位信息、进路参数、线路参数 、限速和停车信息等；可变点式应答器设于进站口，当列车通过该应答 器进站停车时，应答器向列车提供地面应答器编号、至出站点的链接信 息、接车进路线路参数，包括：目标距离、线路坡度、线路限速、信号 机类型和轨道电路载频等信息以及接车进路区域临时限速值。 车载设备 n车载安全计算机：采用高可靠的安全计算机平台，根据地面连续式和点式 传输的移动授权及线路数据，生成连续式速度监督曲线，监控列车的安全 运行，超速时，通过继电接口对列车的制动系统发出制动控制指令。 n轨道电路接收模块：接收ZPW-2000系列轨道电路低频信息，并将该连续信 息同时提供给车载安全计算机和LKJ运行记录器。 n应答器接收模块：接收处理应答器信息，并将该信息提供给车载安全计算 机。 n车载人机界面通过触摸屏显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标 距离，并可接收司机输入。 n测速测距有两种形式的传感器：轴端速度传感器和雷达，前者更适合低速 应用，后者则更适合高速，采用两种传感器的结合，可保证测速测距的更 高精度。制动接口采用继电接口方式，紧急制动采用失电制动方式。 n数据记录器用于记录与系统运行和状态有关的数据，纪录的数据将在ATP 系统故障时用于维护目的。采用LKJ运行记录器，用于驾驶事件及ATP控制 事件的记录。 列控系统框图 人 机 接 口 列控系统设备结构图 地面应答器STM天线BTM天线 记 录 器 制 动 接 口 B T M S T M 车载计算 机 CTC或TDCS站 机 车站列控中 心 车站联锁 轨道电路LEU 车务终端 信号楼 动车组 CTCS-2列控系统速度防护模式 n列控系统采用目标距离速度控制模式，其采取的制动模式为连续 式一次制动速度控制的方式，根据目标距离、目标速度及列车本身 的性能确定列车制动曲线。如下图： n制动速度控制曲线是一次连续的，需要一个制动距离内所有的线路 参数，通过应答器进行信息传输。 n目标距离是由轨道电路进行连续信息传输的，构成了移动授权凭证 。 n目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定 列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级，采用一次制动方式 。目标距离控制模式追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端 ，而后行列车从最高速开始制动的计算点是根据目标距离、目标速 度及列车本身的性能计算决定的。目标点相对固定，在同一闭塞分 区内不依前行列车的走行而变化，而制动的起始点是随线路参数和 列车本身性能不同而变化的。两列车空间间隔的长度是不固定的， 所以称为准移动闭塞。 n目标距离速度控制线，从最高速至零速的列车控制减速线为一条 连贯和光滑的曲线，列车实际减速运行线只要在常用制动控制线以 下就可以了，列车超速碰撞了常用制动速度控制线，设备报警并自 动实施常用制动，如继续超速碰撞了紧急制动速度控制线，则引发 紧急制动，因为速度控制是连续的，全程监控的，所以不会超速太 多，紧急制动的停车点不会冒出闭塞分区，可以不需增加一个闭塞 分区作为安全防护区段，当然设计时会在停车点与目标点之间留有 一定的安全距离。 n列控设备给出的一次连续的制动速度控制曲线是根据目标距离、线 路参数和列车自身的性能计算而定的，制动速度控制曲线是一次连 续的，需要一个制动距离内所有的线路参数，线路参数通过应答器 进行信息传输。目标距离是由轨道电路进行连续信息传输的，构成 了移动授权凭证。 n目标距离速度控制的列车制动的起始点是随线路参数和列车本身 性能不同而变化的，空间间隔的长度是不固定的，比较适用于各种 不同性能和速度列车的混合运行，其追踪运行间隔要比分级速度控 制小，减速比较平稳，旅客的适舒度也要好些。 n目标距离速度控制线的目标点为停车点时，目标速度值为零；当 目标点为进站道岔侧向时，则道岔侧向限速值即为目标速度值。 点式应答器 n点式应答器是一种点式信息发送设备，应答器分无源应答器（固定 应答器）和有源应答器（可变应答器）两种，无源应答器提供前方 一定距离内的线路参数等信息；有源应答器提供前方一定距离内的 临时限速等信息。 n进站信号机处设置无源应答器和有源应答器，提供接车进路参数及 临时限速信息。 n车站出站口处设置无源应答器和有源应答器，提供前方一定距离内 的线路参数和前方一定距离内的临时限速等信息。 n 区间间隔35km成对设置的应答器分别提供列车运行前方（正向 或反向）定距离内的线路参数及定位信息，车载设备可通过成对 的应答器识别运行方向。 n根据需要设置特殊用途的无源应答器（如CTCS级间转换等）。 点式应答器设备 点式应答器设置原则 Ø 车站进站口处：设置1个有源应答器和1个无源应答器； Ø 车站出站口处：设置1个有源应答器和1个无源应答器； Ø 区间间隔35km（3个闭塞分区）成对设置无源应答器； Ø 设置特殊用途的无源应答器组，如CTCS级间转换。 点式应答器传送信息 n线路基本参数：如线路坡度、轨道区段长度、轨道区段编号 等； n线路速度信息：如线路最大允许速度、列车最大允许速度等 ： n临时限速信息：如因施工、天气等原因引起的临时限速信息 ； n车站进路信息：如接发车进路信息，以及相关的线路参数； n道岔限速信息：如给出前方道岔的侧向限速值； n特殊定位信息：如变相点、进出隧道、列车停位等； n其他信息：如固定障碍物信息、列车运行目标数据、链接数 据等。 应答器系统的设备 n应答器系统包括的主要设备及工具有：地 面无源应答器、地面有源应答器、地面电 子单元 (LEU)、车载天线、应答器传输模 块(BTM)、报文编码工具、应答器无线读 写器。 LEU 轨旁电子单元 n地面电子单元(LEU)是一 种数据实时采集与处理 单元。当LEU与列控中 心、车站联锁等设备间 通信故障时，有源应答 器可以自动切换到无源 应答器工作模式，发送 缺省报文；当LEU与有 源应答器间通信故障时 ，LEU可以向列控中心 、车站联锁等发送故障 信息，并给出报警信号 。 车载天线的功能 n车载天线是一个双工的收发天线，既要向 地面连续发送27095 MHz的高频电磁能 量，以激活地面应答器，还要接收应答器 发送的报文。车载天线具有自检和断线检 查功能。 应答器的工作流程 n通过无线读写工具可以向地面无源应答器写人数据报文 ；列控中心、车站联锁等设备可通过接口给地面电子单 元(LEU)提供列车可变信息，LEU将对应的传输报文发送 给地面有源应答器。 n当列车经过地面无源应答器上方时，无源应答器接收到 车载天线发射的电磁能量后，电子电路工作，把存储的 1023位数据报文循环发送出去，直至电能消失。 n车载天线将接收到的数据报文传送给应答器传输模块 (BTM)，经过滤波、放大、解调后，对接收到的数据报 文进行解码，还原得到用户报文，然后发给车载列控设 备。 级间转换分界标设在级间转换应 答器组对应的线路左侧，为涂有白底 色、黑框、写有黑“C2”（或C0）字样 的反光菱形板标志。如下图： 级间转换 动车组同时装备ATP车载设备与列车运行 监控记录装置（LKJ）。在160km/h以上区段 ，地面设备按照CTCS2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。 两种控车模式通过应答器自动转换。控车 权的交接以ATP车载设备为主。 转换原则 图5-10 列控中心总体描述 p车站列控中心与车站计算机联锁或6502电气集中、 CTC或TDCS(原DMIS)接口，根据调度命令、进路 状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控车 信息，通过有源应答器及轨道电路传送给列车。 p车站列控中心设于各车站，原则上区间不设列控中 心和有源应答器。当站间距离过大，总出站口设置 一个有源应答器不能满足需求时，可增设有源应答 器。 p临时限速调度命令，在调度中心以“表格形式”体现 (包括界面、输入、回执)，在车站车务终端采用与 调度中心基本相同的形式，无线调度命令向列车发 送时自动转换成既有的文本形式。调度命令由调度 中心传输至车站的时机及准确性应能满足列车运行 控制的需要。 列控中心主要功能需求 l与TDCS、CTC站机连接(P口) (1)从TDCS、CTC中获得调度命令，包括接发车 信息、临时限速信息(起点里程、长度、速度、车 次、等)、运行方向信息等。 (2)临时限速信息也可由值班员在列控中心人机界 面人工输入，通过TDCS、CTC站机向列控中心 传送。 (3)对于TDCS，控制指令需经车站值班员人工确 认后方可执行。 (4)应能自动反馈执行结果，出现问题及时报警。 l与车站联锁系统连接(Q口) (1)从车站联锁系统获得得车站进路和相关实时信息， 包括进站、出站、通过、进路、股道号、信号机开放 等。 (2)根据需要，输出进站或进路信号机点黄灯、接近区 段轨道电路发黄码控制条件，由联锁完成控制及驱动 。 (3)对于站型简单、6502电气集中中间站，在保证安全 控车的前提下，Q口可考虑简化处理：对进站能区分进 站信号机、正线通过、道岔直向或侧向接车，对出站 能区分是正向还是反向发车。 l与车站微机监测系统连接(R口) 列控中心应具有自检、自诊、监测功能，含有源应答 器的监测、接口与通道监测、值班员操作过程实时记 录，并向车站微机监测系统传送相关信息。 l与地面电子单元(LEU)连接(S口) (1)LEU按照列控中心产生的应答器报文地址，实时 选择对应的报文向有源应答器传送。 (2)未办理进路或LEU与应答器通信中断时，应答器 应有保证行车安全的缺省报文。 (3)有源应答器的报文按应答器编码规则编制，各报 文均固化在LEU中，内容包括编号、链接关系、临时 限速(至限速始点距离、限速区长度、限速速度)、进 路长度、电码化及线路载频、线路固定信息等。 l具有完备的维护、测试、管理手段，具有软件功能测 试端口，并能进行脱机测试。 车车站采用6502电电气集中时时的列控中心关系图图 车载列控系统 n同时装备ATP车载设备和列车运行监控装置LKJ-2000。 nATP系统由地面和车载设备构成，ATP的控制中心在地 面。它以地面控制中心的信息作为列车运行指令的信息 源，通过轨道电路和应答器设备获取前方运行区段的运 行线路参数信息，以应答器等设备自动校核列车走行位 置，实现对列车运行速度的安全监控和列车运行实际参 数的采集、记录，车载ATP本身具有主体机车信号、通 用式机车信号功能。 nATP地面控制中心可与CTC或TDCS联网，实现运输指 挥中心对列车的直接控制，达到了车地一体化的列车控 制能力。因此，ATP是列控系统的重要组成部分。 ATP车载设备组成 车载设备 轨道电路信息接收STM 应答器信息接收BTM 动车组ATP车 载设备 人机界面（DMI） ATP车载设备 系统结构 EB, SB DMI 155 Niv e a u 2 ST M S T B Y SR Annonce Niveau 1 Niveau 1 Annonce Niveau2 Connexion R B C O K 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 3 0 0 2 5 0 3 5 0 4 0 0 安全计算机 BTM 速度传感器 LKJ 0 5 0 1 5 0 2 0 0 3 0 0 2 5 0 3 5 0 4 0 0 0 5 0 1 5 0 2 0 0 3 0 0 2 5 0 3 5 0 4 0 0 列车接口单元 欧洲应答器天线 轨道电路 传感器 继电器接口 STM ATP车载设备主要技术要求 lCTCS级别：满足CTCS2级，预留CTCS3级。 l速度目标值，满足250kmh，预留300kmh及以上 扩展条件。 l控制模式：目标一距离模式。 l驾驶模式：司机制动优先和设备制动优先两种模式。 l信息传输媒介：控车信息由轨道电路及应答器设备提 供。 l兼容性：针对不同速度等级线路，满足动车组跨线运 行要求。 l列车运行监控记录装置接口：记录信息，切换控车。 l机车信号功能：主体化机车信号功能，通用式机车信 号功能。 主要技术要求： (1)在任何情况下防止列车无行车许可地运行。 (2)防止列车超速运行。 防止列车超过进路允许速度。 防止列车超过线路结构规定的速度。 防止列车超过动车组构造速度。 防止列车超过临时限速。 (3)防止列车溜逸。 (4)制动与缓解。列车超速时，车载设备的超速防护应具 备采取声光报警、切除牵引力、动力制动、空气常用 制动、紧急制动等措施。 (5)故障后隔离。车载设备发生故障时，应及时报警提醒 机车乘务员并对故障设备进行必要的隔离。 n车载安全计算机(VC) 以CSEE公司的CTCS2级设备为例，VC基于两 个处理器的实时比较安全等级达到SIL4级。为了 提高系统可用性，采用了第三个处理器。该处理 方式基于两个不同应用处理器同时执行应用软件 ，并采用故障安全检测器对这些处理器的输 出进行比较。如果输出相同，检测器给出相关输 出；若存在任何差异，检测器将输出设置为限制 状态。 车载安全计算机(VC) 应答器信息接收模块(BTM) 一个BTM模块包含电源板、接收板、传 输板和接口板。 BTM是一个采用2取2技术的故障安 全模块。它通过应答器信息接收天线接收地 面应答器的信息，并通过一个专用信息接口 和安全计算机同步。同时它还提供通过应答 器中点时的确切时间。这一时间足够精确， 能够让ATP车载设备在几厘米的准确范围内 进行列车定位校准。 应答器信息接收模块(BTM) 连续信息接收模块(STM) nSTM模块是安全模块，可接收ZPW- 2000系列轨道电路及4信息、8信息、 18信息等传统移频轨道电路的信息。 STM及时传输地面轨道电路信息给安全 计算机(VC)和列车运行监控记录装置 (LKJ)。 连续信息接收模块(STM) 司机操作界面 (DMI) nDMI为配备有带按钮的液晶显示器，屏幕尺寸 为10英寸。 n显示单元安装在驾驶室，便于设备通风，且 避免阳光直射的位置。 n DMI安全等级为SIL2级。 n各ATP车载设备应采用统一的显示界面和司 机操作规程。ATP车载设备应具备独立的输 人手段，全部信息通过ATP车载设备输入， 但非安全信息也可由列车运行监控记录装置 提供。 司机操作界面 (DMI) DRU(ATP车载设备的记录器) nATP车载设备配备了内部记录器，主要用于 设备状态和故障信息以及各种事件的记录。 n事件包括司机对ATP设备的操作、轨道电路 信息、ATP与机车的信息交换等。 n维修人员可通过专用电脑或IC卡等进行数据 下载。 速度传感器 nATP车载设备的测速系统要求配置两套速度传感 器。 nATP车载设备的速度传感器需要独立于机车配置 ，但可以为机车及其他车载设备提供速度通道。 谢谢！