2010年第6期机车电传动6,20102010年11月10日ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVESNov.10.201050周CTCS-2级列车运行控制系统年张利芝专栏(株洲南车时代电气股份有限公司安全装备事业部，湖南株洲412001)摘要：简要介绍了中国列车运行控制系统(Chinese Train Control System,.CTCS)的分级，着女，项士，高级工程师（教重介绍了CT℃S-2级列车运行控制系统的组成、总体要求、地面设备构成和功能以及车载设备构成、授颜)，现从事列车运行控功能和控制模式。CTCS-2级列车运行控制系统的运用，大大提高了铁路运营效率。制技术领城相关技术的研究工作。关键词：列车运行控制：CTCS:列车控制中心：地面应答器：轨道电路：车载设备；控制模式：安全计算机中图分类号：U260.42文献标识码：A文章编号：1000-128X(2010)06-0043-05The Train Control System of CTCS-2ZHANGLi-zhi(Safety Equipment Businiss Unit,Zhuzhou CSR Times Electric Co.,Ltd..Zhuzhou,Hunan 412001,China)Abstract:This paper gave a brief introduction on the grading of Chinese Train Control System(CTCS)and introduced the systemconsists,general requirements,the consists and functions of both ground and onboard equipments,as well as control model of onboardequipments of the train control system of CTCS-2.The application of CTCS-2 vehicle control system improved the efficiency of railwayoperation.Key words:train control system:CTCS;train control center;ground transponder;track circuit;on board equipment;control model;vital computer0引言功能划分为5个等级：CTCS-0级：为既有线的现状，由通用机车信号+随着我国铁路运输装备的不断升级，列车运行控运行监控记录装置构成；制技术也随之发展，尤其是近年来铁道部通过技术引CTCS-1级：在既有线基础上加以改造，增加点式进和再创新，列控技术上升到了一个新的水平，建立了应答器，由主体机车信号+运行监控记录装置+点式中国列车运行控制系统规范-CTCS规范。本文简要介应答器构成，面向160kmh以下区段：绍目前大量运用于提速线路的CTCS-2级列控系统情况。CTCS-2级：基于轨道传输信息的列控系统，面向1CTCS分级提速干线和高速新线，采用车一地一体化设计，由列控中心+轨道电路+应答器+车载设备(ATP)构成：CTCS(Chinese Train Control System)一中国列车运CTCS-3级：基于无线传输信息并采用轨道电路等行控制系统（以下简称列控系统），是为了保证列车安方式检查列车占用的列控系统，面向提速干线和高速全运行，以分级形式满足不同线路运输需求的技术规新线或特殊线路，采用车一地一体化设计，由无线闭范。其基本功能是在不干扰机车/动车组乘务员正常驾塞中心+无线通信地面设备+轨道电路+应答器+车驶的前提下有效地保证列车运行安全。载设备（增加了无线通信模块的ATP)构成；CTCS包括地面设备和车载设备，根据系统配置和CTCS-4级：基于无线传输信息的列控系统，面向提速干线和高速新线或特殊线路，采用车一地一体化收稿日期：2009-12-14；收修改稿日期：2010-05-11设计，由无线闭塞中心+无线通信地面设备+车载设机车电传动2010年备（增加了无线通信模块的ATP)构成。3.1车站列控中心CTCS规定各级之间车载设备应向下兼容，系统级车站列控中心是设于各车站的列控核心安全设间切换自动完成且不影响列车正常运行。备，采用2×2取2的安全冗余硬件结构。列控中心根据2CTCS-2级列车运行控制系统组成以及总体来自CTC(调度集中心)的临时限速调度命令、来自微机要求联锁的进路信息以及线路参数等生成进路信息和临时限速等相关控车信息，通过有源应答器和轨道电路传2.1系统组成送给车载列控设备。列控中心关系框图如图2所示。CTCS-2级列车运行控制系统是铁道部第六次提速CTC调度中心调度命令、的时限速的主要技术之一，是在既有线的基础上，对地面设备接收，执行情况信息反愤：Q口：联锁信息接收，进站进行改造（增加应答器和列控中心），同时车载设备进CTC车站分机R口：微机监测信息：行升级（由LKJ升级为ATP)实现的。系统主要由车站车站中心列控列控中心、轨道电路、应答器、车载设备组成，如图1所LEU轨旁电子单元车载ATP示。BTM应答器微机监测(有源)应答器接收输入输出人机界面图2车站列控中心关系框图由图2可知，车站列控中心与各相关设备之间采用测速测距车载安全计算机记录模块模块冗余的RS422串行通信接口进行数据通信。①与LEU之间的接口(S口上实时向LEU发送相关点式信息连续信息有源应答器报文，包括应答器链接、线路速度、线路坡接收模块接收模块车载设备度、临时限速、轨道电路区段等报文；同时LEU实时向列控中心反馈设备工作状态信息，当通信故障时，相应LEU向其受控的有源应答器发送LEU默认报文。点式设备轨道电路②与CTC之间的接口(P口：列控中心从CTC车站分机获得临时限速信息，同时实时向CTC车站分机、车站列控中心地面设备调度所总机反馈临时限速的设置结果。当临时限速设置错误、列控中心与相关设备的通信故障时，CTC车站图1CTCS,2级列控系统组成框图分机、调度所主机都会有故障报警及记录。2.2系统总体要求③与车站计算机联锁的接口(Q口)：以进路号的①列车最高允许运行速度为250km/h,正向运行时形式从计算机联锁获得列车进路信息，当临时限速设列车最小追踪间隔5min(约20.8km%置需要进站信号机降级显示时，向车站联锁输出相关②系统采用自动闭塞，车载设备根据地面设备提控制命令。当通信故障时，列控中心控制进站有源应供的信息以及列车动态运行信息生成目标距离模式曲答器向列车发送列控中心默认报文，并输出进站信号线（以目标速度、目标距离、线路条件、列车特性等为机降级显示的控制命令。基础生成的保证列车安全运行的一次制动模式曲线)，④与微机监测系统接口(R口上向微机监测系统监控列车安全运行。实时传送列控中心（含LEU)等设备的实时监测信息，③车载设备具有设备制动优先和司机制动优先两包括列控中心和LEU的工作状态信息、从相关设备接种控车模式。收的信息、向相关设备发送的信息等。④系统设备的安全完善度等级(SIL)要求达到3.2点式信息设备（应答器和LEU)EC61508规定的4级。点式设备用于向车载设备传输列车定位信息、进⑤系统设备的RAMS要求符合标准EN50126的有关路信息、线路参数、限速和停车信息等。主要由应答器规定。和轨旁电子单元(Lineside Electronic Unit-LEU)组成。⑥系统设备的电磁兼容性要求符合标准TB/T3073、应答器分为固定应答器（无源应答器）和可变应TB/T-3074的有关规定。答器（有源应答器）。固定应答器的信息是预先写好的、不变的信息，如线路坡度、静态限速、等级转换、轨3CTCS-2级列控地面设备及其功能道区段等；可变应答器的信息可以根据实际情况由车CTCS-2级列控系统的地面设备主要有车站列控中站列控中心通过LEU写入，如临时限速信息等。心、点式信息设备（应答器和LEU)、轨道电路。应答器的接口描述如图3所示。44第6期张利芝：CTCS-2级列车运行控制系统车载BTM天线报文读写工具帧标志描述了应答器的基本信息，包括应答器位置、编号、与相邻应答器的关系等。用户信息包中包含列控车载设备所需的各种线路应答器信息。用户信息包完全参照欧洲列车运行控制系统(ETCS)的报文定义，对于CTCS特有的信息在【ETCS-LEU44】包中定义，主要有轨道区段【CTCS-1】包、临时限速【CTCS-2】包、区间反相运行cTcs-3】包、大号码道岔【CTCS-4】包、绝对停车CTCs-5】包。列控中心3.3轨道电路图3应答器接口描述轨道电路采用ZPW-2000(UM)系列无绝缘轨道电应答器的工作过程是：当列车高速通过应答器路，连续为列车提供运行前方闭塞分区空闲数、道岔时，车载天线向地面应答器发送频率为27.095MHz的侧向进路等信息。电磁能量，应答器通过电磁耦合转换成电能，建立起轨道电路信息满足最高250km/h速度列车安全运自己的工作电源并开始工作，不间断循环向车载天线行的要求，采用标准载频（下行1700Hz/2300Hz:上行发送4.234MHz载颍的1023位应答器报文，直至能量消2000Hz2600Hz载频对，对低频轨道电路信息进行调失，车载设备将报文进行解码后作为控车凭据。制，车载设备接收到调制信息后进行解调，与应答器应答器设置原则是：在区间间隔3~5km设置无源信息以及列车当前运行信息等一起，完成列车运行控应答器，提供列车正向运行的线路参数；在进出站口设制。其信息定义为：置无源应答器和一个有源应答器，有源应答器提供接L6码（预留上22.4Hz,表示运行前方8个及以上闭车进路以及临时限速等信息。轨旁电子单元LEU是应答器系统的组成之一，通L5码：213Hz,表示运行前方7个及以上闭塞分区过RS422串行接口从列控中心接收报文，并发送给有源应答器，采用安全、透明的传输协议，完成列控中心报L4码：23.5Hz,表示运行前方6个及以上闭塞分区文向应答器的传输。LEU驱动距离可达3.5km,每个LEU可以同时向4个有源应答器发送不同数据的报文。L3码：10.3Hz,表示运行前方5个及以上闭塞分区应答器报文信息由帧标志、用户信息包和信息结束标志3部分组成，其中帧标志50位，用户信息772位，L2码：12.5Hz,表示运行前方4个及以上闭塞分区结束标志8位(8个1)，共830位信息位，加上帧头帧尾等共1023位。应答器报文结构（信息帧）如表1（注：对L码：11.4Hz,表示运行前方3个及以上闭塞分区于300km/h以上的应答器报文有长短链之分。LU码：13.6Hz,表示运行前方2个及表1应答器报文结构（信息帧）以上闭塞分区空闲；名称变量字节位备注LU2码：15.8Hz,表示运行前方2个及Q_UPDOWN信息传送的方向(0=车对地，1=地对车)以上闭塞分区空闲；M_VERSION7语言/代码版本编号(0010000=V1.0)U码：16.9Hz,表示运行前方1个及以Q_MEDIA1信息传输媒介(0=应答器，1=环线)顿标志N_PIG本应答器在应答器组中的位置(000=1,111=8)上闭塞分区空闲：应答器组中所包含的应答器数量(000=1，U2S码：20.2Hz,要求列车限速运行，预告列车运行前方闭塞分区为UUS码：本应答器信息与前/后应答器信息的关系M_DUP(00=不同，01=与后一个相同，10=与前一个U2码：14.7Hz,要求列车限速运行，相同)预告列车运行前方闭塞分区为UU码；M_MCOUNT8报文计数器(0-255)UUS码：19.1Hz,要求列车限速运行地区编号（高7位=大区编号，低3位=分区顿标志NID_C10(80kmh),表示列车运行前方开放18号及编号)顿标志NID BG14应答器标识号（高6位▣车站编号，低8位=以上道岔侧向位置进路；应答器编号)UU码：18Hz,要求列车限速运行Q_LINK应答器组的链接关系(0=不被链接，1=被链(45km/h),表示列车运行前方开放道岔侧向位置进路；用户信息包772用户信息包区信息结束8=11111111,表示信息航结束HB码：24.6Hz,表示列车接近的进站45-