客专CTCS2级列控系统配置及运用主要技术原则.ppt

客专CTCS2级列控系统配置及运用主要技术原则,2008年8月,第一次提速（1997年）到第五次提速（2003年），列车最高运行速度达到160km/h，中国铁路形成了与世界接轨的标准速度等级，并实现了全路范围的机车信号低频信息统一；促进了机车信号主体化技术发展，装备了通用式机车电台，使得机车在运用上可以实现在全国铁路范围跨交路运行。,一、CTCS-2级列控技术体系的形成过程,2007年4月18日第六次提速，动车组在既有线的运行速度达到200250km/h，成功运用了CTCS-2级列控系统，实现了中国铁路信号控制技术的一次创新。,CTCS-2级列控技术体系的形成过程,铁道部组织专家对CTCS-2的总体技术框架、技术体系进行了多次深入的研究、论证，立足于我国既有信号技术装备，参照欧盟ETCS相关标准，提出了符合中国国情的列控系统实施方案。,2002年铁道部确定发展CTCS的战略目标,2003年北京UIC年会，铁道部宣布CTCS的基本架构和分级,2004年铁道部发布有关CTCS2级的技术文件,2005年初开始CTCS2级的工程实施,2006年CTCS2级的试验和测试,描述了CTCS的基本概念、目标、框架结构和主要技术条件,2007年CTCS2级1-3月试运行，4月商业运营,CTCS-2级列控技术体系的形成过程,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,1.信息传输媒介采用轨道电路+应答器的方式，轨道电路提供运行许可，应答器补充线路数据和临时限速信息。（1）采用统一制式的轨道电路是中国与ERTMS的主要区别。干线已经装备了ZPW2000（UM71）系列轨道电路前几次提速已经实现了轨道电路低频信息统一充分利用干线的既有轨道电路信息降低了提速成本。,1.信息传输媒介采用轨道电路+应答器的方式，轨道电路提供运行许可，应答器补充线路数据和临时限速信息。（2）采用欧标应答器提供线路数据和临时限速信息能够满足机车和动车组跨线运行的需求。中国的机车和动车组运行交路较长，且交路不固定。日本ATC系统采用的车载设备存储线路数据方式不适用。采用欧标应答器可以充分利用国际上的成熟设备和规范，CTCS报文均符合ETCS44包格式。,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,2.采用“目标距离”方式的控制模式（1）既有干线的信号布点设计是按照速差方式进行的。采用目标距离方式可以避免对信号布点的调整。（2）目标距离模式符合国际列控系统的发展趋势。,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,（1）实现了由对地面固定信号显示的控制到面向列车移动体直接控制的转变。,3.由传统的开环控制转变为闭环控制,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,列车自动防护,地面设备命令,调度命令,3.由传统的开环控制转变为闭环控制,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,4.采用“设备制动优先”的驾驶模式（1）欧洲采用司机制动优先方式，日本采用设备制动优先方式。（2）CTCS2级参照日本的ATC，ATP车载设备采用设备制动优先模式。,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,设备制动优先的驾驶模式,ATP车载设备的常用制动分强、中、弱三级。在确保列车运行安全、满足旅客舒适度的前提下，由ATP车载设备控制列车自动减速和自动缓解，车站停车对位仍由司机操作。该模式受到司机的普遍欢迎。,（1）通过车站增加列控中心，既有的联锁设备、CTC设备和自动闭塞系统均不进行大的改造。（2）车站列控中心的信息来源：由自动闭塞系统获得各列车位置信息；由联锁系统获得进路信息；由CTC系统获得临时限速等信息。（3）车站列控中心生成运行许可后，通过轨道电路+点式应答器等轨旁设备实时传送给车载设备。,5.车站列控中心,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,（4）车站列控中心由国内企业研发和制造，采用22取2的硬件结构。,5.车站列控中心,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,（5）由于LEU的存储量不足，有源应答器报文存储在车站列控中心。每个车站列控中心存储了超过10万条应答器报文。国内企业在一年时间里研制和提供了列控中心的应答器数据准备工作、校验工具和应答器信息读写工具。列控中心的运用非常稳定。,5.车站列控中心,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,（1）装备了CTCS0级车载设备的货车和低速客车可在CTCS2级线路上按照CTCS0级运行。（2）装备了CTCS2级车载设备的动车组可以在CTCS0级线路上按照CTCS0级模式运行。（3）装备了CTCS2级车载设备动车组可以在CTCS3级线路上按照CTCS2级线路上运行。,6.满足客货混合运输以及互联互通的需求,二、CTCS2级是符合中国特色具有自主知识产权的列控系统,CTCS2级显示与操作界面,CTCS2级临时限速设置流程,调度中心,车站列控中心,ZPW2000轨道电路,可变应答器,可变应答器,限速范围,限制速度,CTC(TDCS)车站分机,三、客专CTCS-2级列控系统（一）客专C2级与既有线C2的主要区别 客专C2与既有线C2采用统一的技术平台、技术标准、控制模式，无需“级间转换”；客专车站采用与区间统一制式的轨道电路，基本取消了电码化设备；客专应答器布置范围适当扩大，尤其是有源应答器适当增加，进一步提高了安全性和行车效率；客专实现了基于光纤的站间安全信息传输；客专的车站列控中心功能更加强大，成为C2地面设备的核心。,（二）CTCS-2级列控系统的适用范围 200-250km/h客运专线采用CTCS2级列车运行控制系统；300-350km/h客运专线在建设CTCS-2级列控系统技术上，通过地面增加RBC，车载增加GSM-R信息接收模块，形成CTCS-3级列控系统。CTCS2级列控系统在300-350km/h客运专线上作为后备模式。CTCS-2级列控系统对300km/h的适应性正在研究过程中。,（三）总体技术要求,新建200-250km/h客运专线应采用CTCS2级列控系统，300-350km/h客运专线的列控系统应兼容CTCS2级功能。200-250km/h、300-350km/h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。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分钟进行检算。客运专线正线反方向行车按自动站间闭塞方式运行。,（三）总体技术要求,4.动车组装备具有CTCS-2级功能的车载设备，客、货运机车根据需要装备CTCS-2级车载设备。5.300-350km/h客运专线列控系统应集成CTCS-2级功能，统筹考虑车载及地面设备配置与兼容。6.客运专线CTCS-2级列控系统应满足动车组在正常情况下按完全监控模式运行的要求。7.客运专线CTCS-2级列控系统应统一系统内部和外部接口标准，并具备与防灾安全监控等其它系统的接口条件。8.客运专线CTCS-2级列控系统应符合高安全、高可靠、高可用的要求，关键设备应冗余配置。,（四）系统描述,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。,（四）系统描述,3.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送给列控车载设备。4.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参数，按照目标-距离模式生成控制速度，监控列车安全运行。,（五）应答器设置原则,车载设备运行方向由应答器组提供。用于识别运行方向的应答器组应至少包括2个应答器，用于修正列车位置的应答器组可只用1个应答器。300-350km/h客运专线应在每个闭塞分区入口处设置2个及以上无源应答器构成应答器组，200-250km/h客运专线可间隔1个闭塞分区设置2个及以上无源应答器构成应答器组。正向及反向进站信号机（或标志牌）处应设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组，提供进路参数、临时限速、调车危险等信息。,（五）应答器设置原则,4.到发线出站信号机（或标志牌）处应设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组，提供绝对停车、进路参数、临时限速、调车危险等信息。5.对于冒进后将危及正线运行列车安全的调车信号机（或标志牌）处宜设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组，提供调车危险信息。6.区间中继站处根据需要设置有源应答器和无源应答器构成的应答器组，提供临时限速、线路参数等信息。,（五）应答器设置原则,7.应答器组内相邻应答器间的距离为60.5m。设置在闭塞分区入口处、进站信号机（或标志牌）处的应答器组距调谐单元或机械绝缘节的距离宜为200.5m（从最近的应答器计算，基于250km/h运行速度）。,（五）应答器设置原则,8.出站信号机（或标志牌）处应答器8.1出站信号关闭时，出站信号机（或标志牌）处的应答器组发绝对停车报文，车载设备在完全监控、部分监控、调车监控、目视行车、机车信号等各工作模式下接收到该报文均应触发紧急制动。,（五）应答器设置原则,应答器绝对停车信息包【CTCS-5】,（五）应答器设置原则,对于200-250km/h客货共线的客运专线，出站信号机处的应答器组安装在出站信号机前方65m处。,L1:警冲标至绝缘节距离：5mL2：信号机至应答器距离：65m,（五）应答器设置原则,9.在18号（不含）以上道岔前第二个闭塞分区入口处应设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组，根据道岔区段及列车运行前方轨道区段空闲条件，给出道岔侧向允许列车运行的速度。相应的LEU、列控中心等控制设备应与车站或区间中继站的控制设备统筹考虑。10.CTCS0级与CTCS2级转换的邻近CTCS0级车站，应在进站信号机和出站端均设置有源应答器，提供冗余临时限速信息。11.LEU设备宜集中设置在信号机械室内，控制正线有源应答器的LEU设备应采取冗余措施。控制到发线有源应答器的LEU设备应采用N+1方式冷备。LEU应具备应答器电缆的断路及短路监测功能。,（六）轨道电路设置原则,1.区间采用ZPW-2000（UM）系列无绝缘轨道电路。中间站站内应采用与区间同制式轨道电路，复杂大站正线及到发线宜采用与区间同制式轨道电路。上行正线、上行侧到发线采用2000Hz、2600Hz，下行线正线、下行侧到发线采用1700Hz、2300Hz。2.区间、车站轨道电路载频统一排列，绝缘节两侧应采用不同载频。3.站内无岔区段或到发线的ZPW-2000轨道电路长度不应超过650米（线间距不小于5m），最小长度应满足列车以最高运行速度通过时车载设备能够正常接收轨道电路信息（暂按不小于250m）。4.道岔区段ZPW-2000轨道电路长度应小于400米，最多包含2个道岔分支（道岔分支的长度不计入该轨道电路总长度），特殊情况应不超过600米。,（六）轨道电路设置原则,5.车站接发车进路轨道电路信息应与其接近信号机防护的进路条件相符。对于200-250km/h客货共线的客运专线车站接发车进路轨道电路信息应与其接近信号机显示含义相符。6.仅开行动车组的客运专线“UUS码”要求列车限速运行（默认道岔侧向允许速度：80km/h），表示列车接近的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置进路；客货共线客运专线“UUS码”按现行规定（TB/T3060-2002）执行。7.300-350km/h客运专线，轨道电路控制电缆长度一般情况下不超过7.5km，困难情况下不超过10km。200-250km/h客运专线可参照既有标准执行。,低频信息分配,（七）列控中心配置原则,1.车站、区间中继站设置列控中心，用于实现轨道电路编码、应答器报文存储与调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息传输等功能，逐步实现联锁列控一体化2.列控中心采用硬件安全冗余结构计算机，列控中心间采用专用冗余光纤安全网络进行信息传输。3.列控中心宜具备分路不良保护功能。4.列控中心应具备故障诊断功能，实现故障的实时检测和定位。,（七）列控中心配置原则,（八）临时限速,列控中心通过在进站信号机（含反向）、出站信号机、区间中继站处设置的有源应答器，为列车提供临时限速信息。区间及站内正线临时限速区域以闭塞分区为基本单元，长度超过5个闭塞分区的临时限速按站间限速设置。限速等级设45km/h、80km/h、120km/h、160km/h、200km/h、250km/h六档。车站侧线限速以咽喉区、到发线为基本单元，限速等级设45km/h一档，18号（不含）以上道岔区段的限速可在上述六档中选择。相邻两个车站之间（含车站）一个运行方向仅考虑一处临时限速。,（八）临时限速,5.提供临时限速信息的有源应答器数据应冗余覆盖，覆盖范围至少应保证列车由最高运行速度常用制动停车的制动距离。6.200-250km/h客运专线，临时限速由CTC调度中心维修调度台进行集中管理，CTC车站终端也应具备设置临时限速功能。300-350km/h客运专线，主用列控系统应统筹设计CTCS-2级临时限速设置方式。7.车站所建立的经道岔侧向列车进路上有临时限速时，对应接近区段发送“UU码”（不含18号以上道岔）。,（八）临时限速,临时限速管辖范围,（十）车载设备,200-250km/h动车组CTCS-2级车载设备应满足在300-350km/h客运专线上按照CTCS-2级模式运行的要求。200-250km/h动车组车载设备的主机、轨道电路信息接收天线及模块、应答器信息接收天线及模块和人机界面均应冗余设置。300-350km/h动车组车载设备应将主用列控系统和CTCS-2级功能集成在一个软件和硬件平台上，并实现客运专线和既有线CTCS-2级区段的互联互通功能。300-350km/h动车组车载设备关键部件（含主机、人机界面、应答器信息接收天线及模块、轨道电路信息接收天线及模块等）均应冗余设置。动车组车载设备的动态检测信息宜实时向地面传输。,（十二）与其他系统接口,客运专线CTCS-2级列控系统与车站联锁系统间应实时进行安全信息交换，信息内容包括进路相关信息、区间及车站轨道电路占用/空闲信息、区间闭塞和方向条件等信息。客运专线CTCS-2级列控系统与CTC系统间应实时进行信息交换，交换临时限速、时钟和主要设备状态等信息。客运专线通过无源应答器向车载设备传送分相点信息，车载设备应具备向动车组及时提供自动过分相信息的功能。客运专线CTCS-2级列控系统应与防灾安全监控系统接口，必要时及时控制列车减速或停车。客运专线CTCS-2级列控系统车载及地面设备均应具备监测接口。200-250km/h动车组车载设备应具备与列车运行监控记录装置（LKJ）的接口。,（十三）反向运行,反向运行按照自动站间闭塞方式，区间轨道电路按追踪码序贯通发码，采用与正方向相同的发码原则。应答器无需发送反向运行报文【CTCS-3】。反向运行时，车载设备应能够按照完全监控模式监控列车运行。反向运行时，列车应按下表规定降速运行，反向运行限速值由地面应答器提供。,（十三）反向运行,结束,谢谢！THANKS！,