1、一、列控车载设备基本组成一、列控车载设备基本组成机车乘务员机车乘务员人机界面人机界面模块模块输入输出输入输出模块模块列车列车列车接口列车接口模块模块点式信息点式信息通信模块通信模块测速测距测速测距模块模块连续信息连续信息接收模块接收模块无线通信模块无线通信模块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1.1.车载安全计算机车载安全计算机列控车载设备列控车载设备的的控制核心控制核心，负责从其它模块及相关地，负责从其它模块及相关地面设备获取信息，根据列车参数、线路参数、行车许可、临面设备获取信息，根据列车参数、线路参数、行车许可、临时限速
2、信息生成动态速度监控曲线，将列车运行速度与动态时限速信息生成动态速度监控曲线，将列车运行速度与动态监控曲线相比较，监控曲线相比较，确保列车安全运行确保列车安全运行。2.2.无线通信模块无线通信模块包括包括通用通用加密单元和通用接口单元加密单元和通用接口单元，通用加密单元实，通用加密单元实现加密解密以及非安全数据传输功能；通信接口单元实现与现加密解密以及非安全数据传输功能；通信接口单元实现与安全计算机的安全传输接口功能，无线通信单元通过车载电安全计算机的安全传输接口功能，无线通信单元通过车载电台与台与RBCRBC建立地面设备与车载设备之间的信息双向传输通道建立地面设备与车载设备之间的信息双向传输
3、通道，完成车载侧数据的加密和解密，完成车载侧数据的加密和解密，实现信息安全通信实现信息安全通信。3.3.轨道电路信息读取器轨道电路信息读取器轨道电路信息轨道电路信息的解码器，具有接收多个载频，解调相的解码器，具有接收多个载频，解调相关低频信息的功能。通过轨道电路接收天线读取轨道电路信关低频信息的功能。通过轨道电路接收天线读取轨道电路信号，经处理后的信息传输给车载安全计算机处理，与其他地号，经处理后的信息传输给车载安全计算机处理，与其他地面信息一起作为面信息一起作为速度监控的依据速度监控的依据。4.4.点式信息通信点式信息通信单元单元负责负责与地面设备传输点式信息，与地面设备传输点式信息，一般指
4、一般指应答器传输模应答器传输模块块。应答器。应答器传输模块（传输模块（BTMBTM）通过应答器天线不断向地面发）通过应答器天线不断向地面发送信号，当列车经过地面应答器时，地面应答器被激活，并送信号，当列车经过地面应答器时，地面应答器被激活，并将存储的报文信息发送给应答器传输模块，将存储的报文信息发送给应答器传输模块，BTMBTM接收并解码接收并解码得到应答器报文。得到应答器报文。5.5.列车接口单元列车接口单元列车列车接口单元（接口单元（TIUTIU）是）是车载设备与动车组的接口车载设备与动车组的接口。车。车载设备通过列车接口单元获得来自动车组的各种开关量和反载设备通过列车接口单元获得来自动车
5、组的各种开关量和反馈信息，并通过它将制动和相关控制命令输出至动车组。列馈信息，并通过它将制动和相关控制命令输出至动车组。列控系统和车载设备与列车之间有输入信号和输出信号。控系统和车载设备与列车之间有输入信号和输出信号。目前目前列控车载设备与动车组之间主要有继电器接口和列控车载设备与动车组之间主要有继电器接口和MVBMVB总线接口两种方式总线接口两种方式。6.6.测速测距单元测速测距单元通过处理通过处理速度传感器和雷达信号速度传感器和雷达信号获得列车的运行速度获得列车的运行速度和走和走行距离行距离。7.7.人机界面人机界面司机与车载设备的司机与车载设备的交互接口交互接口，司机可通过人机界面输，司
6、机可通过人机界面输入司机号、车次号、列车长度等信息，并以图形、文本及语入司机号、车次号、列车长度等信息，并以图形、文本及语音等方式向司机提供列车运行速度、允许速度、工作等级和音等方式向司机提供列车运行速度、允许速度、工作等级和模式、车载设备状态和警告信息模式、车载设备状态和警告信息。8.8.记录单元记录单元用于记录车载设备的工作等级、工作模式、设备状态用于记录车载设备的工作等级、工作模式、设备状态、司机的操作以及车载设备与地面设备间的全部信息交互等、司机的操作以及车载设备与地面设备间的全部信息交互等，目的是清楚的了解车载设备的功能及司机驾驶列车的过程，目的是清楚的了解车载设备的功能及司机驾驶列
7、车的过程。部分功能模块说明部分功能模块说明二、列控车载设备原理及功能二、列控车载设备原理及功能 列控车载设备最主要的功能就是列控车载设备最主要的功能就是速度防护控制速度防护控制。在列。在列车运行过程中，车载设备通过车载输入或调用存储信息获取车运行过程中，车载设备通过车载输入或调用存储信息获取列车制动特性，包括各种知道减速度、制动建立时间等，从列车制动特性，包括各种知道减速度、制动建立时间等，从地面设备获得线路长度、坡度及各种限速值信息，以及接收地面设备获得线路长度、坡度及各种限速值信息，以及接收到运行许可命令，实时计算速度监控曲线以生成当前限制速到运行许可命令，实时计算速度监控曲线以生成当前限
8、制速度，实时监控列车运行速度，并通过人机界面给出司机相应度，实时监控列车运行速度，并通过人机界面给出司机相应的指示。列车实际速度接近当前限制速度，车载设备将发出的指示。列车实际速度接近当前限制速度，车载设备将发出报警指示，提醒司机降速，若当前限制速度超过当前限制速报警指示，提醒司机降速，若当前限制速度超过当前限制速度，车载设备将输出制动命令，自动控制列车监督或停车。度，车载设备将输出制动命令，自动控制列车监督或停车。基本功能基本功能在任何情况下在任何情况下防止列车无行车许可地运行防止列车无行车许可地运行，防止列车防止列车超速运行超速运行，防止列车溜逸防止列车溜逸。列车超速时，车载设备的超速。列
9、车超速时，车载设备的超速防护具备采取声光报警、切除牵引力、动力制动、空气常防护具备采取声光报警、切除牵引力、动力制动、空气常用制动、紧急制动等措施。列控数据采集，静态列车速度用制动、紧急制动等措施。列控数据采集，静态列车速度曲线计算、动态列车速度曲线的计算、缓解速度的计算、曲线计算、动态列车速度曲线的计算、缓解速度的计算、列车定位、速度的计算和表示、运行权限和限速的监控以列车定位、速度的计算和表示、运行权限和限速的监控以及在及在MMIMMI上的表示。车载设备上的表示。车载设备发生故障时发生故障时，及时报警提醒，及时报警提醒机车乘务员并对故障设备进行必要的隔离。司机行为的监机车乘务员并对故障设备
10、进行必要的隔离。司机行为的监控、反向运行防护、控、反向运行防护、CTCSCTCS信息的记录。信息的记录。1 1.超速超速防护防护 列控车载设备的超速防护功能监控列车允许的速度，列控车载设备的超速防护功能监控列车允许的速度，包括：动车组构造速度、线路允许速度、进路允许速包括：动车组构造速度、线路允许速度、进路允许速度、临时限速和紧急限速。度、临时限速和紧急限速。如果列车速度与允许速度之间的差距超过报警门限，如果列车速度与允许速度之间的差距超过报警门限，列控车载设备提供相应报警信息。列控车载设备提供相应报警信息。如果列车速度与允许速度之间的差距超过常用制动门如果列车速度与允许速度之间的差距超过常用
11、制动门限，列控车载设备会产生常用制动。限，列控车载设备会产生常用制动。如果列车速度与允许速度之间的差距超过紧急制动门如果列车速度与允许速度之间的差距超过紧急制动门限，列控车载设备会产生紧急制动，直到列车停车。限，列控车载设备会产生紧急制动，直到列车停车。2.2.生成生成目标距离控制模式目标距离控制模式曲线曲线根据根据来自轨道电路信息接收模块（来自轨道电路信息接收模块（STMSTM）的轨道电路信）的轨道电路信息、来自应答器信息接收模块（息、来自应答器信息接收模块（BTMBTM）的线路描述数据以及）的线路描述数据以及列车的特性，列控车载设备生成一次制动的连续控制模式列车的特性，列控车载设备生成一次
12、制动的连续控制模式曲线曲线。3.3.机车信号机车信号功能功能列列控车载设备具备机车信号功能，并向列车运行监控控车载设备具备机车信号功能，并向列车运行监控记录装置输出机车信号信息。记录装置输出机车信号信息。4.监测速度、距离及防滑防空转监测速度、距离及防滑防空转 实时监测列车运行速度并计算列车走行距离，校正空实时监测列车运行速度并计算列车走行距离，校正空转或滑行对测速测距的影响。根据应答器信息进行位置校转或滑行对测速测距的影响。根据应答器信息进行位置校正，两个应答器的位置校正通过检测轨道电路的边界（绝正，两个应答器的位置校正通过检测轨道电路的边界（绝缘节）实现。缘节）实现。5.与乘务员进行信息交
13、互与乘务员进行信息交互 通过人机界面（通过人机界面（DMIDMI）设备，可以接受机车乘务员的）设备，可以接受机车乘务员的信息输入，部分非安全信息也可通过运行监控记录装置（信息输入，部分非安全信息也可通过运行监控记录装置（LKJLKJ）提供，并向乘务员提供以下信息：列车实际速度、）提供，并向乘务员提供以下信息：列车实际速度、目标速度、限制速度、目标距离、机车信号等。显示和声目标速度、限制速度、目标距离、机车信号等。显示和声音提示也可由音提示也可由DMIDMI实现。实现。6.6.与与动态监测设备接口动态监测设备接口设有设有用于进行动态监测的通信接口。通过监测接口用于进行动态监测的通信接口。通过监测
14、接口能够实时监测列控车载设备的运行情况，能提供接收的能够实时监测列控车载设备的运行情况，能提供接收的轨道电路信息、应答器信息、工作模式、模式速度、车轨道电路信息、应答器信息、工作模式、模式速度、车体输入状态、对车体输出状态、设备工作状态等体输入状态、对车体输出状态、设备工作状态等。7.7.与与动车组（动车组（EMUEMU）接口）接口接收接收EMUEMU输入输入的牵引位置、制动位置、零位位置、向的牵引位置、制动位置、零位位置、向前位置、向后位置等信息，向前位置、向后位置等信息，向EMUEMU输出紧急制动输出紧急制动、常用制、常用制动、切除动、切除牵引等指令。牵引等指令。三、列控车载设备工作模式三
15、、列控车载设备工作模式列控车载设备列控车载设备9 9种主要工作模式种主要工作模式完全监控模式完全监控模式(FS)睡眠模式睡眠模式(SL)C3专有专有目视行车模式目视行车模式(OS)调车模式调车模式(SH)引导模式引导模式(CO)隔离模式隔离模式(IS)待机模式待机模式(SB)部分监控模式部分监控模式(PS)C2专有专有机车信号模式机车信号模式(CS)C2专有专有完全监控模式完全监控模式(FS)当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生车数据、行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续速度控
16、制模式曲线，并通过人机界面成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过人机界面（DMIDMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息，监控列车安全运行。距离等信息，监控列车安全运行。v 适用于适用于C3车载和车载和C2车载车载休眠模式休眠模式(SL)该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，该模式用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录等级转列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录等级转换及换及RBCRBC切换信息等功能。切换信息等功能。列车立即折返，非本务端升为本务端后，车载设列车立即折返，非本务
17、端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。备可自动进入正常工作状态。v 适用于适用于C3车载车载目视行车模式目视行车模式(OS)当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列当地面设备故障、列控车载设备显示禁止信号且列车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操车停车后需继续运行时，根据行车管理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度作，列控车载设备按固定限制速度40km/h40km/h监控列车运行，监控列车运行，列车每运行一定距离（列车每运行一定距离（300300米）或一定时间（米）或一定时间（6060秒）司机秒）司机需确认一次。需确认一次。v 适用于适用于C3车载和车载和C2车
18、载车载调车模式调车模式(SH)当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备当调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制速度按固定限制速度40km/h40km/h（顶棚）监控车列前进或折返运（顶棚）监控车列前进或折返运行。行。当工作在当工作在CTCS-3CTCS-3级时，经级时，经RBCRBC同意，列控车载设备转同意，列控车载设备转入调车模式（入调车模式（SHSH）后与）后与RBCRBC断开连接，退出调车模式（断开连接，退出调车模式（SHSH）后再重新与后再重新与RBCRBC连接。连接。v 适用于适用于C3车载和车载和C2车载车载隔离模式隔离模式(IS)当列控车载设备停用时，需在停车情
19、况下，经操作当列控车载设备停用时，需在停车情况下，经操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。不具备安全监控功能。v 适用于适用于C3车载和车载和C2车载车载v 适用于适用于C3车载和车载和C2车载车载待机模式待机模式(SB)当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。正确后自动处于待机模式，车载设备禁止列车移动。当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的DMIDMI投入正投入正常工作。常工作。引导
20、模式引导模式(CO)当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距当开放引导信号或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远（大于离出站信号机较远（大于250250米）发车时，列控车载设米）发车时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过DMIDMI显显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，C2C2时车载设备按固定限制速度时车载设备按固定限制速度40km/h40km/h监控列车运行，监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。v 适用于适用于
21、C3车载和车载和C2车载车载部分监控模式部分监控模式(PS)该模式仅用于该模式仅用于CTCS-2CTCS-2级控车。在级控车。在C2C2等级时，当车载等级时，当车载设备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供设备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限的线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车运行。制速度，监控列车运行。v 仅适用于仅适用于C2车载车载机车信号模式机车信号模式(CS)该模式仅用于该模式仅用于CTCS-2CTCS-2级控车。当列车运行到地面设备级控车。当列车运行到地面设备配置未装备配置未装备CTCS-3
22、/CTCS-2CTCS-3/CTCS-2级列控系统的区段时，根据行级列控系统的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度（最高限速备按固定限制速度（最高限速80km/h80km/h）监控列车运行，并）监控列车运行，并显示机车信号。显示机车信号。当列车越过禁止信号时触发紧急制动。当列车越过禁止信号时触发紧急制动。v 仅适用于仅适用于C2车载车载四、概述四、概述GSM-R无线网络无线网络地面应答器轨道电路LEU地面应答器轨道电路LEU地面应答器地面应答器列控中心列控中心车站联锁车站联锁ZPWZPW 200020
23、00轨道电路轨道电路LEU无线闭塞中心无线闭塞中心RBC调度中调度中心心CTC 在在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加级列控系统的基础上，地面增加RBC设备，车载设备增设备，车载设备增加加GSM-R无线电台和信息接收模块，实现基于无线电台和信息接收模块，实现基于GSM-R无线网络的双向无线网络的双向信息传输，构成信息传输，构成CTCS-3级列控系统级列控系统。列控车载设备实物图片列控车载设备实物图片-车载主机柜车载主机柜 车轮速度传感器车轮速度传感器 每套车载设备两个雷达速度传感器雷达速度传感器每套车载设备两个应答器传输模块（应答器传输模块（BTM）+紧凑型天线装置（紧凑型天线装置（CA
24、U）DMI人机显示界面人机显示界面冗余开关和隔离开关冗余开关和隔离开关 CTCS-3CTCS-3级列控系统满足运营速度级列控系统满足运营速度350km/h350km/h、最小追踪间隔、最小追踪间隔3 3分钟的要求。分钟的要求。CTCS-3CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，反向按级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行的要求。自动站间闭塞运行的要求。CTCS-3CTCS-3级列控系统满足互联互通的运营要求。级列控系统满足互联互通的运营要求。CTCS-3CTCS-3级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制模级列控系统车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制
25、动优先的方式监控列车安全运行。式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。CTCS-2CTCS-2级作为级作为CTCS-3CTCS-3级的后备系统。无线闭塞中心或无线级的后备系统。无线闭塞中心或无线通信故障时，通信故障时，CTCS-2CTCS-2级列控系统控制列车运行。级列控系统控制列车运行。CTCS-3列控系统主要技术原则列控系统主要技术原则 全线无线闭塞中心（全线无线闭塞中心（RBCRBC）设备集中设置。）设备集中设置。GSM-RGSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。动车段及联络线采用动车段及联络线采用CTCS-2CTCS-2级列控系统。级列
26、控系统。CTCS-3CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定为超速级列控系统车载设备速度容限规定为超速2km/h2km/h报报警、超速警、超速5km/h5km/h触发常用制动、速度在触发常用制动、速度在250km/h250km/h以上时超以上时超速速15km/h15km/h触发紧急制动、速度在触发紧急制动、速度在250km/h250km/h及以下时超速及以下时超速10km/h10km/h触发紧急制动。触发紧急制动。采用应答器实现自动过分相。采用应答器实现自动过分相。CTCS-3CTCS-3级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性级列控系统安全性、可靠性、可用性、可维护性满足相关标准的要求，
27、关键设备冗余配置。满足相关标准的要求，关键设备冗余配置。在我国在我国300km/h及以上客运专线上选用及以上客运专线上选用CTCS-3(CTCS-3/CTCS-2)列控系统作为全路统一技术平台体系，其中列控系统作为全路统一技术平台体系，其中CTCS-3列控系统保证高速动车组的运行安全，列控系统保证高速动车组的运行安全，CTCS-2列控列控系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为系统用来兼容既有动车组上线运行，并作为CTCS-3列控系列控系统的后备系统；统的后备系统；CTCS-3级列控系统属于基于通信的列控系级列控系统属于基于通信的列控系统（统（CBTC）范畴。）范畴。CTCS-3级的最高允许速度可以达到级的最高允许速度可以达到350km/h及以上，及以上，目前实现过的最高速度为实验线时达到过目前实现过的最高速度为实验线时达到过400km/h以上。以上。
