高速铁路概论-第四讲-高铁信号控制通信系统课件.pptx

1、高速铁路概论11高速铁路概论高速铁路概论课程内容安排课程内容安排 第一讲：第一讲：高速铁路概述高速铁路概述 第二讲：第二讲：高速铁路基础设施与车站高速铁路基础设施与车站 第三讲：第三讲：高速铁路牵引供电、车辆动力与车辆高速铁路牵引供电、车辆动力与车辆 第四讲：第四讲：高速列车信号、控制系统、通信系统高速列车信号、控制系统、通信系统 第五讲：第五讲：高速铁路运输组织与高速铁路客运服务高速铁路运输组织与高速铁路客运服务 第六讲：第六讲：高速铁路运用安全保障与环保高速铁路运用安全保障与环保 复习复习 考试考试2第四讲：第四讲：高速列车信号、控制系统、通信系统高速列车信号、控制系统、通信系统 主要内容

2、主要内容 第一章第一章 高速列车信号与控制系统高速列车信号与控制系统 第二章第二章 高速铁路通信系统高速铁路通信系统3第四讲：第四讲：高速列车信号、控制系统、通信系统高速列车信号、控制系统、通信系统 第一章第一章 高速列车信号与控制系统高速列车信号与控制系统 1.1 1.1 概述概述 1.2 1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划 1.3 1.3 高速列车间隔控制和速度控制高速列车间隔控制和速度控制 1.4 1.4 高速列车进路控制高速列车进路控制 1.5 1.5 调度集中及行车指挥自动化调度集中及行车指挥自动化41.1 概述概述 高速铁路信号与控制系统，通常被称为高速铁路信号与控制

3、系统，通常被称为基于通信基于通信的列车控制系统的列车控制系统（ Communication Based Train Communication Based Train Control SystemControl System，CBTCCBTC），或），或先进列车控制系统先进列车控制系统（Advanced Train Control SystemAdvanced Train Control System，ATCS ATCS ）。）。 高速铁路信号与控制系统是集高速铁路信号与控制系统是集计算机技术、通信计算机技术、通信技术和控制技术技术和控制技术于一体的综合控制与管理于一体的综合控制与管理自动化自

4、动化系统系统。5_1.1 概述概述铁路信号和通信系统的发展方向铁路信号和通信系统的发展方向 发展方向发展方向 1 1）软硬软硬件件不断升级换不断升级换。安全性、可靠安全性、可靠性性、可用、可用性和可维护性逐步提高性和可维护性逐步提高； 2 2）向综合自动化、人机对话、全面提高运输向综合自动化、人机对话、全面提高运输 质量和路网运输能力质量和路网运输能力方向发展。方向发展。6_1.1 概述概述高速铁路信号与控制系统的组成高速铁路信号与控制系统的组成 列车运行控制子系统列车运行控制子系统 车站联锁子系统车站联锁子系统 调度集中子系统调度集中子系统 附属子系统（诊断与服务子系统、微机监测子系附属子系

5、统（诊断与服务子系统、微机监测子系统、灾害信息处理子系统、通信网络子系统等）统、灾害信息处理子系统、通信网络子系统等）7_1.1 概述概述高速铁路信号与控制系统的组成高速铁路信号与控制系统的组成 列车运行控制子系统列车运行控制子系统 根据车站进路、前行列车位置、安全追踪间隔等根据车站进路、前行列车位置、安全追踪间隔等向后续列车提供行车许可、速度目标值等信息，向后续列车提供行车许可、速度目标值等信息，由车载列控设备对列车速度实施监督和控制。由车载列控设备对列车速度实施监督和控制。 车站联锁子系统车站联锁子系统 根据计划实时建立各列车安全进路，为列车提供根据计划实时建立各列车安全进路，为列车提供进

6、、出站及站内行车的安全进路。进、出站及站内行车的安全进路。 调度集中子系统调度集中子系统 根据列车基本运行图所制定的日、班计划和列车根据列车基本运行图所制定的日、班计划和列车运行正、晚点情况，编制各阶段计划，并下达给运行正、晚点情况，编制各阶段计划，并下达给各个车站连锁系统。各个车站连锁系统。81.1 概述概述高速铁路信号与控制系统的主要特点高速铁路信号与控制系统的主要特点（1 1）采用列车运行自动控制系统（采用列车运行自动控制系统（ATCSATCS）。）。（2 2）高速铁路都建有调度中心。高速铁路都建有调度中心。（3 3）在各车站及区间信号室附近设置车次号核查等列车在各车站及区间信号室附近设

7、置车次号核查等列车- -地地面信息传递设备（面信息传递设备（TIPBTIPB）。）。（4 4）车站采用计算机联锁（车站采用计算机联锁（CICI）和大号码道岔，道岔转换）和大号码道岔，道岔转换采用多台转辙机多点牵引。采用多台转辙机多点牵引。（5 5）重视安全防护。）重视安全防护。（6 6）通信信号一体化在高速铁路得到充分体现。）通信信号一体化在高速铁路得到充分体现。（7 7）高速列车运行中不允许线路上进行施工及维修作业。）高速列车运行中不允许线路上进行施工及维修作业。9_1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划代表世界先进水平的高速铁路列控系统代表世界先进水平的高速铁路列控系统德国德国L

8、ZBLZB系统系统：采用轨道环线电缆传送列控信息；：采用轨道环线电缆传送列控信息；日本日本DS-ATCDS-ATC系统系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控信息；信息；法国法国UM2000+TVM430UM2000+TVM430系统系统：采用无绝缘数字轨道电路传送：采用无绝缘数字轨道电路传送列控信息（分级控制）。列控信息（分级控制）。欧洲欧洲ETCSETCS系统系统：为实现欧洲铁路互联互通，欧盟组织确：为实现欧洲铁路互联互通，欧盟组织确定了适用于高速铁路列控的标准体系，技术平台开放；基定了适用于高速铁路列控的标准体系，技术平台开放；基于于GSM-RGSM-R无

9、线传输方式的无线传输方式的ETCS2ETCS2系统，技术先进，并已投入系统，技术先进，并已投入商业运营。商业运营。欧洲正在建设和规划的高速铁路均采用欧洲正在建设和规划的高速铁路均采用ETCSETCS列控系统，是列控系统，是未来高速列车控制系统的发展方向未来高速列车控制系统的发展方向。10_1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划欧洲铁路控制系统欧洲铁路控制系统 ERTMS：即欧洲铁路运输管理系统：即欧洲铁路运输管理系统(EUROPEAN RAIL TRAFFIC MANAGEMENT SYSTEM / EUROPEAN TRAIN CONTROL SYSTEM). 11ERTMS/ET

10、CSERTMS/ETCS（欧洲铁路控制系统（欧洲铁路控制系统) )GSM-R GSM-R （铁路专用全球移动通信系统（铁路专用全球移动通信系统 ）ERTMS ERTMS/ETMSERTMS/ETMS（欧洲铁路交通管理系统）（欧洲铁路交通管理系统）1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划ETCS系统结构系统结构12相邻列控中心相邻列控中心车载设备车载设备机车乘务员机车乘务员轨道轨道电路电路列控中心列控中心联锁设备联锁设备点式点式设备设备无线通信模无线通信模块块人机界面人机界面jiemian 口口输出模块输出模块列车列车输入模块输入模块点式信息接收点式信息接收模块模块测速模块入模测速模块入

11、模块块地面设备地面设备连续信息接收连续信息接收模块模块无线通信模块无线通信模块调度集中系统调度集中系统维护管理中心维护管理中心GSM-R设备维护设备维护记录单元记录单元运行管理运行管理记录单元记录单元车载安全计算机车载安全计算机1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划ETCS技术规范的核心技术规范的核心 采用目标距离（采用目标距离（Distance to go )Distance to go )控制方式控制方式 以应答器（以应答器（EUROBALISEEUROBALISE）作为列车定位修正基）作为列车定位修正基准；准； 以以GSM-RGSM-R为车地连续信息传输为车地连续信息传输 规范

12、车地信息间的信息传输电气接口及编码，规范车地信息间的信息传输电气接口及编码，以实现互联互通。以实现互联互通。13ETCS技术核心设备（1）：采用符合欧洲标准的应答器采用符合欧洲标准的应答器 EurabaliseETCS技术核心设备（2） 车载设备采用符合欧洲安全标准的安全计算机EVCEB, SBDMI155Niveau 2STM STBYSRAnnonce Niveau 1Niveau 1Annonce Niveau2Connexion RBC OK050100150200300250350400安全计算机安全计算机BTM速度传感器速度传感器LKJ05015020030025035040005

13、0150200300250350400列车接列车接口单元口单元欧 洲 应 答欧 洲 应 答器天线器天线轨道电路轨道电路 传感器传感器继电器接继电器接口口STM标准化的人机界面欧洲车载设备STMJRUTrain interfaceGSMRmobileGSM antennasTrain BusRadarsEVCBTMANTENNAGeneratorstachometerCaptatoriRSCDMIDATASHACKSoMDATASHACKSoMAREA SCMTSCMTSCMTSCMTSCMT130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC1

14、30100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150ACAreaSTMRSC pick-upsBACC DMIETCS技术核心设备（3）：无线闭塞中心RBC:Radio Block Centre1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划ETCS的应用等级的应用等级 ETCSETCS等级等级1: 1: 基于欧标应

15、答器和轨道占用检查的列基于欧标应答器和轨道占用检查的列控系统控系统 ETCSETCS等级等级2: 2: 基于基于GSM-RGSM-R和轨道占用检查的列控系和轨道占用检查的列控系统统 ETCSETCS等级等级3: 3: 完全基于完全基于GSM-RGSM-R的列控系统的列控系统181.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划ETCS等级等级1ETCS 1ETCS 1级：地面信号查询应答器轨道电路级：地面信号查询应答器轨道电路( (计轴计轴设备设备) )。 采用采用固定追踪间隔形式固定追踪间隔形式；司机依靠地面信号行；司机依靠地面信号行车，地面信号机前设备产生速度监控；依靠轨道车，地面信号机前设

16、备产生速度监控；依靠轨道电路或计轴设备检查列车占用和完整性；利用查电路或计轴设备检查列车占用和完整性；利用查询应答器覆盖各国现有信号系统，并用于列车定询应答器覆盖各国现有信号系统，并用于列车定位和传送控制命令。位和传送控制命令。 该系统是典型的该系统是典型的点式点式ATP(Automatic Train ATP(Automatic Train ProtectionProtection，列车自动保护装置，列车自动保护装置) )。19LEU联锁ETCS level 1 等级等级1 应答器Eurocab轨道占用检测1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划ETCS等级等级2 ETCS 2级：轨

17、道电路查询应答器级：轨道电路查询应答器GSM-R 与一级相比，司机完全依靠车载信号设备行车与一级相比，司机完全依靠车载信号设备行车（可取消地面信号机）；通过（可取消地面信号机）；通过GSM-RGSM-R连续传送列车连续传送列车运行控制命令，车地间可双向通信；在点式设运行控制命令，车地间可双向通信；在点式设备的配合下，车载设备对列车运行速度进行连续备的配合下，车载设备对列车运行速度进行连续监控；依靠轨道电路或计轴设备检查列车占用和监控；依靠轨道电路或计轴设备检查列车占用和完整性；建有无线移动闭塞中心。完整性；建有无线移动闭塞中心。 该系统是基于移动通信的该系统是基于移动通信的连续式连续式ATPA

18、TP。21 无线闭塞应答器联锁EurocabETCS level 2 GSM-R轨道占用检测1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划ETCS等级等级3 ETCS 3级：查询应答器级：查询应答器GSM-R 与二级相比是靠车载设备来检查列车完整性与二级相比是靠车载设备来检查列车完整性，不需要轨道电路；，不需要轨道电路； 点式设备、点式设备、GSM-RGSM-R是系统的主要设备。取消地是系统的主要设备。取消地面信号机和轨道电路后，室外线路上的信号设备面信号机和轨道电路后，室外线路上的信号设备减少到最低程度；列车追踪间隔依靠点式设备和减少到最低程度；列车追踪间隔依靠点式设备和无线移动闭塞中心实

19、现，具有明显的移动自动闭无线移动闭塞中心实现，具有明显的移动自动闭塞特征。塞特征。23 无线闭塞应答器EurocabETCS level 3 等级等级3 GSM-R完整性检测ATP车载设备组成轨道电路信息接收轨道电路信息接收STM应答器信息接收应答器信息接收BTM动车组动车组ATP车车载设备载设备人机界面（人机界面（DMI）ATP车载设备系统结构EB, SBDMI155Niveau 2STM STBYSRAnnonce Niveau 1Niveau 1Annonce Niveau2ConnRBC O050100150200300250350400安全计算机安全计算机BTM速度传感器速度传感器L

20、KJ050150200300250350400050150200300250350400列车接口单元列车接口单元欧洲应答器天线欧洲应答器天线轨道电路轨道电路 传感器传感器继电器接口继电器接口STM1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划几点启示几点启示(1)(1)列车速度的不断提高，使得铁路信号技术发生了列车速度的不断提高，使得铁路信号技术发生了巨大变化。当列车速度大于巨大变化。当列车速度大于160km/h160km/h后，列车的开后，列车的开环控制已不能满足要求。环控制已不能满足要求。ATPATP已成为行车安全不可已成为行车安全不可缺少的重要技术装备缺少的重要技术装备。(2)ATP(

21、2)ATP是由地面信号设备和车载设备共同组成的闭是由地面信号设备和车载设备共同组成的闭环高安全系统，是地面联锁向车载设备的延伸，环高安全系统，是地面联锁向车载设备的延伸，在此基础上实现了以车载设备为主的行车方式。在此基础上实现了以车载设备为主的行车方式。各国铁路在实施各国铁路在实施ATPATP过程中，都是以故障安全作为过程中，都是以故障安全作为最重要的技术条件，将地面和车载设备按一个系最重要的技术条件，将地面和车载设备按一个系统统一设计，同步进行技术更新或强化改造的。统统一设计，同步进行技术更新或强化改造的。27_1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划几点启示几点启示(3)(3)通信

22、信号一体化是现代铁路信号的重要发展通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势。趋势。实现对移动体的控制，移动通信是最便实现对移动体的控制，移动通信是最便捷的手段。因此基于通信特别是基于无线移动捷的手段。因此基于通信特别是基于无线移动通信的通信的ATPATP是今后的重要发展方向。是今后的重要发展方向。(4) (4) 技术标准统一，系统化设计，模块化产品，技术标准统一，系统化设计，模块化产品，通用兼容是通用兼容是ETCSETCS主要的成功经验，值得我们认主要的成功经验，值得我们认真学习和借鉴。真学习和借鉴。281.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划我国发展我国发展ATP的难点的难点难点之

23、一难点之一 我国铁路地域广大、列车种类繁多、提速以我国铁路地域广大、列车种类繁多、提速以后线路允许速度不统一，同为绿灯却有多种速度后线路允许速度不统一，同为绿灯却有多种速度含义。含义。 另外，我国铁路行车主要特点是另外，我国铁路行车主要特点是客货混跑、客货混跑、高低速列车共线运行高低速列车共线运行，这样必然要求客货列车均，这样必然要求客货列车均需装备需装备ATPATP，从而使得我国发展，从而使得我国发展ATPATP的难度明显大的难度明显大于国外。于国外。291.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划我国发展我国发展ATP的难点的难点难点之二难点之二 我国铁路实行我国铁路实行以地面信号为主

24、、以机车信号以地面信号为主、以机车信号为辅的行车方式为辅的行车方式，对列车运行实行开环控制，依，对列车运行实行开环控制，依靠司机严守信号保证行车安全。因此，习惯于现靠司机严守信号保证行车安全。因此，习惯于现有有机车信号监控装置机车信号监控装置的控车模式。的控车模式。301.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划我国发展我国发展ATP的难点的难点难点之三难点之三 目前，机车普遍安装的通用机车信号未达到主目前，机车普遍安装的通用机车信号未达到主体化的水平。机车信号基于轨道电路和站内电码体化的水平。机车信号基于轨道电路和站内电码化，但轨道电路制式繁多，有的根本不能满足化，但轨道电路制式繁多，有

25、的根本不能满足“主体化主体化”的要求，将面临淘汰。的要求，将面临淘汰。信号基础装备薄信号基础装备薄弱，影响了是我国弱，影响了是我国ATPATP的发展的发展。难点之四难点之四 GSM-RGSM-R移动通信系统用于铁路信号、用于移动通信系统用于铁路信号、用于ATPATP系系统和铁路综合移动信息平台，技术上有明显优势统和铁路综合移动信息平台，技术上有明显优势，产品得到多家厂商的支持，这在欧盟已得到证，产品得到多家厂商的支持，这在欧盟已得到证明。明。我国我国GSM-RGSM-R网络建设还在起步阶段，影响了基网络建设还在起步阶段，影响了基于于GSM-RGSM-R的的CTCSCTCS的实施的实施。31_1

26、.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划总体规划原则总体规划原则(1)(1)借鉴世界各国经验，结合我国国情路情，制定我借鉴世界各国经验，结合我国国情路情，制定我国统一的国统一的ATPATP系列技术标准和规范；系列技术标准和规范；(2)(2)实行跨专业合作，集中全路专家智慧，共同确定实行跨专业合作，集中全路专家智慧，共同确定总体技术方案和总体规划；总体技术方案和总体规划；(3)(3)坚持技术先进、系统成熟、经济合理，等级配置坚持技术先进、系统成熟、经济合理，等级配置的原则；的原则；(4)(4)坚持通信信号一体化的方向，新线建设优先发展坚持通信信号一体化的方向，新线建设优先发展基于无线的基于

27、无线的ATPATP；(5)(5)坚持新线建设与既有线改造并重，在总体规划的坚持新线建设与既有线改造并重，在总体规划的指导下，分步实施，有序发展；指导下，分步实施，有序发展；(6)(6)坚持机车信号主体化与发展坚持机车信号主体化与发展ATPATP相结合。相结合。321.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS系统描述系统描述 CTCSCTCS（Chinese Train Control SystemChinese Train Control System）中国列中国列车运行控制系统车运行控制系统 定义：定义：CTCSCTCS是为了保证列车安全运行，并以分级是为了保证列车安全运行，并以

28、分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。 列车运行控制系统是我国铁路提速线路和客运专列车运行控制系统是我国铁路提速线路和客运专线保证列车行车安全、提高列车运行效率的重要线保证列车行车安全、提高列车运行效率的重要技术装备技术装备. . 能有效通过技术手段对列车能有效通过技术手段对列车运行速度运行速度、运行间隔运行间隔进行实时监控和超速防护；同时能够减轻司机劳进行实时监控和超速防护；同时能够减轻司机劳动强度、改善工作条件，提高乘客舒适度。动强度、改善工作条件，提高乘客舒适度。331.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划发展发展CTCS的原因

29、的原因1 1）既有线提速、客运专线和高速铁路建设，对信号）既有线提速、客运专线和高速铁路建设，对信号技术的发展既提出了新的挑战，也提供了难得的发技术的发展既提出了新的挑战，也提供了难得的发展机遇。展机遇。2 2）条件已成熟。）条件已成熟。3 3）需要对中国列车控制技术发展进行规划。）需要对中国列车控制技术发展进行规划。34_1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS系统描述系统描述 基本功能：基本功能：(1) (1) 安全防护安全防护l在任何情况下防止列车无行车许可运行。在任何情况下防止列车无行车许可运行。l防止列车超速运行。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

30、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。防止列车超过铁路有关运行设备的限速。l防止列车溜逸。防止列车溜逸。351.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS系统描述系统描述 (2)(2)人机界面人机界面 以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、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。允许速度、目标速度和目标距离。 实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以

31、及实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警。设备故障状态的报警。 具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安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。全控制要求对输入数据进行有效性检查。361.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS系统描述系统描述(3) (3) 检测功能检测功能 开机自检功能和运行中动态检查功能。开机自检功能和运行中动态检查功能。 能够记录设备的关键数据以及关键动作，并提供能够记录设备的关键数据以及关键动作，并提供监测接口。监测接口。(4) (4) 可靠性和安全性可靠性和安全性 按照信号故障按照信号故障安全

32、原则进行系统设计。安全原则进行系统设计。 核心硬件设备须采用冗余结构。核心硬件设备须采用冗余结构。 满足电磁兼容性相关标准。满足电磁兼容性相关标准。371.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划 CTCS体系结构体系结构 CTCSCTCS的体系结构按的体系结构按铁路运输管理层铁路运输管理层、网络传输层网络传输层、地面设备层地面设备层和和车载设备层车载设备层配置。配置。38铁路运输管理层铁路运输管理层网络传输层网络传输层地面设备层地面设备层车载设备层车载设备层1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划 CTCS体系结构体系结构 l铁路运输管理层铁路运输管理层 铁路运输管理系统是行车指

33、挥中心，以铁路运输管理系统是行车指挥中心，以CTCSCTCS为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列车为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列车运行的控制和管理。运行的控制和管理。l网络传输层网络传输层 CTCSCTCS网络分布在系统的各个层面，通过有线网络分布在系统的各个层面，通过有线和无线通信方式实现数据传输。和无线通信方式实现数据传输。391.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划 CTCS体系结构体系结构 l地面设备层地面设备层 地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和点地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。式设备、接口单元、无线通信模块等。列控

34、中心是地列控中心是地面设备的核心面设备的核心，根据行车命令、列车进路、列车运行，根据行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令状况和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，实现对运行列车的控制。，实现对运行列车的控制。l车载设备层车载设备层 车载设备层是对列车进行操纵和控制的主体，车载设备层是对列车进行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。车载设备层主要包括车载安全计算和无线传输方式。车载设备层主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通机、连续信息接

35、收模块、点式信息接收模块、无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。401.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS系统构成系统构成 参照国际标准参照国际标准，结合国情，从，结合国情，从需求出发，按系需求出发，按系统条件和功能划统条件和功能划分等级。分等级。CTCSCTCS体系的构建体系的构建原则原则是以地面设是以地面设备为基础，车载备为基础，车载与地面设备统一与地面设备统一设计。设计。41相邻列控中心相邻列控中心车载设备车载设备机车乘务员机车乘务员轨道轨道电路电路列控中心列控中心联锁设备联锁设备点式点式设备设备无线通无线通信模块信模块人

36、机界面人机界面jiemian 口口输出模块输出模块列车列车输入模块输入模块点式信息点式信息接收模块接收模块测速模块测速模块入模块入模块地面设备地面设备连续信息连续信息接收模块接收模块无线通信无线通信模块模块调度集中系统调度集中系统维护管理中心维护管理中心GSM-R设备维护设备维护记录单元记录单元运行管理运行管理记录单元记录单元车载安全计算机车载安全计算机1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS 分级分级 CTCSCTCS根据功能要求和设备配置划分应用等级，分根据功能要求和设备配置划分应用等级，分为为0 04 4级级。 CTCS-0CTCS-0级级( (简称简称C0C0级级) )

37、：由通用机车信号：由通用机车信号+ +列车运列车运行监控装置组成，为既有系统，适用于列车最高行监控装置组成，为既有系统，适用于列车最高运行速度为运行速度为120km/h120km/h以下的区段。以下的区段。 CTCS-1CTCS-1级级( (简称简称C1C1级级) )：由主体机车信号由主体机车信号+ +安全型安全型运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。适用于列的补充，可实现点连式超速防护功能。适用于列车最高运行速度为车最高运行速度为160km/h160km/h以下的区段。以下的区段。421.2 中国列控系统发展规划

38、中国列控系统发展规划CTCS-1级级(简称简称C1级级)(1) 地面子系统组成地面子系统组成轨道电路轨道电路 完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列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。车传送控制信息。 点式信息设备点式信息设备 宜设置在车站附近，主要用于向车载设备传输定宜设置在车站附近，主要用于向车载设备传输定位信息。位信息。(2)车载子系统组成车载子系统组成主体机车信号主体机车信号点式信息接收模块点式信息接收模块安全型运行监控记录装置安全型运行监控记录装置43_1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS-2级级(简称简称C2级级)CTCS-2CTCS-

39、2级级( (简称简称C2C2级级) )：基于轨道电路和点式应答器传基于轨道电路和点式应答器传输控车信息，并采用车地一体化设计的列车运行控制输控车信息，并采用车地一体化设计的列车运行控制系统。面向提速干线和客运专线，适用于各种线路速系统。面向提速干线和客运专线，适用于各种线路速度区段，地面可不设通过信号机度区段，地面可不设通过信号机。 (1) 地面子系统组成地面子系统组成 列控中心：列控中心：根据列车占用情况及进路状态计算行车许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。可及静态列车速度曲线并传送给列车。 轨道电路：轨道电路：完成列车占用检测及列车完整性检查，连完成列车

40、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。道电路。 点式应答器点式应答器441.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS-2级级(简称简称C2级级)(2) 车载子系统组成车载子系统组成 连续信息接收模块连续信息接收模块 点式信息接收模块点式信息接收模块 测速模块测速模块 设备维护记录单元设备维护记录单元 车载安全计算机车载安全计算机 人机界面人机界面 运行管理记录单元运行管理记录单元 预留无线通信接口。预留无线通信接口。45_1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS-3级级(简称简

41、称C3级级) CTCS-3CTCS-3级级( (简称简称C3C3级级) )：基于无线传输信息，并采用基于无线传输信息，并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统，点式设备主要传送定位信息。统，点式设备主要传送定位信息。C3C3级列控系统级列控系统可以叠加在可以叠加在C2C2级列控系统上。级列控系统上。 (1) 地面子系统组成地面子系统组成无线闭塞中心无线闭塞中心（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。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

42、列车控制信息。所使用的安全数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。据通道不能用于话音通信。461.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS-3级级(简称简称C3级级) 无线通信无线通信（GSM-R）地面设备）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。作为系统信息传输平台完成地车间大容量的信息交换。 点式设备点式设备 主要提供列车定位信息。主要提供列车定位信息。 轨道电路轨道电路 主要用于列车占用检测及列车完整性检查。主要用于列车占用检测及列车完整性检查。(2) 车载子系统组成车载子系统组成 无线通信（无线通信（GSM-R）车载设备）车载设

43、备 作为系统信息传输平台完成车地间大容量的信息交换。作为系统信息传输平台完成车地间大容量的信息交换。 点式信息接收模块点式信息接收模块 完成点式信息的接收与处理完成点式信息的接收与处理471.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS-3级级(简称简称C3级级) 测速模块测速模块 实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。 设备维护记录单元设备维护记录单元 对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。 车载安全计算机车载安全计算机 对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模对列车运行控制信息进行综合处理，生

44、成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。式曲线，控制列车按命令运行。 人机接口人机接口 车载设备与机车乘务员交互的接口。车载设备与机车乘务员交互的接口。 运行管理记录单元运行管理记录单元 规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。481.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划 CTCS-4级级(简称简称C4级级) CTCS4CTCS4级级( (简称简称C4C4级级) )：完全基于无线传输信息的列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，由无线车运行控制系统。地面可取消轨道电路，由无线闭塞中心和列控车载设备共同完成列车定位

45、和完闭塞中心和列控车载设备共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。 (1) 地面子系统组成地面子系统组成无线闭塞中心（无线闭塞中心（RBC） 同同CTCS-3CTCS-3无线通信（无线通信（GSM-R）地面设备）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。作为系统信息传输平台完成地车间大容量的信息交换。491.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划 CTCS-4级级(简称简称C4级级)(2) 车载子系统组成车载子系统组成 l 无线通信（无线通信（GSM-R）车载设备）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。作

46、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。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。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。线，控制列车按命令运行。501.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划 CTCS-4级级(简称简称C4级级) 人机接口人机接口: :车载设备与机车乘务员交

47、互的接口。车载设备与机车乘务员交互的接口。 全球卫星定位或其他设备：全球卫星定位或其他设备：提供列车定位及列车提供列车定位及列车速度信息速度信息 列车完整性检查设备列车完整性检查设备 运行管理记录单元：运行管理记录单元：规范机车乘务员驾驶，记录规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据与运行管理相关的数据51_1.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS级间关系级间关系 CTCSCTCS车载设备向下兼容，通过系统设计，系统级车载设备向下兼容，通过系统设计，系统级间切换可以自动完成，级间切换不影响列车正常间切换可以自动完成，级间切换不影响列车正常运行运行. . 如如: :既有线提速

48、区段，配置既有线提速区段，配置CTCS2CTCS2级车载设备的列级车载设备的列车可以在运行过程中自动完成车可以在运行过程中自动完成CTCS1/0CTCS1/0级至级至CTCS2CTCS2级或级或CTCS2CTCS2级至级至CTCS1/0CTCS1/0级的切换。级的切换。521.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS级间关系原则级间关系原则 符合符合CTCSCTCS规范的列车超速防护系统应能满足一套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。车载设备全程控制的运用要求。 系统车载设备向下兼容。系统车载设备向下兼容。 系统级间转换应自动完成。系统级间转换应自动完成。

49、 系统地面、车载配置如具备条件，在系统故障条系统地面、车载配置如具备条件，在系统故障条件下应允许降级使用。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。系统级间转换应不影响列车正常运行。 系统各级状态应有清晰的表示。系统各级状态应有清晰的表示。531.2 中国列控系统发展规划中国列控系统发展规划CTCS与与ETCS比对比对54级级ETCSETCSCTCSCTCS0 0欧洲既有线现状欧洲既有线现状中国既有线现状；通用式机车信号中国既有线现状；通用式机车信号+ +监监控装置控装置1 1 基于点式传输的列车控制系统；基于点式传输的列车控制系统； 列车占用及完整性检查由轨道电路完列车占用及完

50、整性检查由轨道电路完成；设置地面信号机；成；设置地面信号机；面向面向160km160kmh h以下区段；以下区段；主体机车信号主体机车信号+ +加强型监控装置加强型监控装置2 2 基于基于GSMRGSMR传输的列车控制系统；传输的列车控制系统；列车检测和列车完整性检查由轨道电列车检测和列车完整性检查由轨道电路完成；可以取消地面信号机：路完成；可以取消地面信号机： 面向提速干线和客运专线；基于轨道面向提速干线和客运专线；基于轨道电路电路+ +点式应答器进行信息传输的列控点式应答器进行信息传输的列控系统；可取消地面通过信号机；系统；可取消地面通过信号机；3 3基于基于GSMRGSMR传输的列车控制