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 1.CTCS系统构成

为了适应铁路跨越式发展战略，2004年，铁道部已经制定了《中国列车控制系统（CTCS）技术规范总则（暂行）》和相应CTCS技术条件，CTCS列控系统的CTCS是ChineseTrainControlSystem的缩写，CTCS技术规范是参照欧洲列车运行控制系统（简称ETCS）编制的。

它以分级的形式满足不同线路运输需求，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。

CTCS有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。

一、地面子系统可由以下部分组成

1.应答器、

2.轨道电路、

3.无线通信网络（GSM—R）、

4.列车控制中心（TCC）／

5.无线闭塞中心（RBC）。

二、车载子系统可由以下部分组成

1.CTCS车载设备、

2.无线系统车载模块。

图8-1-1-1CTCS系统结构

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。

图8-1-1-2应答器

图8-1-1-3应答器接收天线

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。

图8-1-1-4轨道电路

图8-1-1-5轨道电路空闲

图8-1-1-6轨道电路占用

CTCS系统构成一（点击开始播放）

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。

GSM是一种数字移动通信体制,其基础为窄带综合业务数字网络。

GSM-R通过保持列车和控制中心的持续联系即“永远在线”，来提供可靠的列车控制数据传输通道；

根据中国铁路运输现代化的需求，结合中国铁路运输的实际情况和需要，确定GSM-R作为发展铁路专用综合数字移动通信网络的技术体制，建设具有无线列调、区间公（工）务通信、公安通信、应急抢险通信和车次号传输、无线机车信号传输通道和列车运行控制系统传输通道等功能的无线通信系统。

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。

图8-1-1-7列控中心一

图8-1-1-8列控中心二

CTCS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。

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。

图8-1-1-9车载系统

CTCS系统采用4层结构，分别为：

（1）运输管理层

是行车指挥中心，其通过通信网络实现对列车运行的控制。

（2）网络传输层

以无线和有线的方式实现数据的传输。

（3）地面设备层

包括列控中心、点式设备、轨道电路等；

（4）车载设备层

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、无线通信模块等。

CTCS系统构成二（点击开始播放）

 1.CTCS系统的主要功能

CTCS系统的主要功能（点击开始播放）

一、基本功能

1.列控系统的车载信号是列车运行的凭证；

2.按列车安全制动距离，自动调整列车运行追踪间隔；

3.防止列车运行速度超过线路允许速度、道岔侧向规定速度以及列车构造速度，保证列车行车安全，超速时由列控设备自动实行减速或制动停车；

4.防止列车冒进关闭的禁止信号机（或点）；

5.监督列车以低于30km／h的速度进行出入库作业；

6.与机车自身速度控制系统结合，实现对列车减速、缓解、加速的自动控制；

7.与列车调度系统结合，实现对列车的简单自动驾驶；

8.由车载测速单元获取列车走行速度和列车的位置。

每通过一个轨道区段分界点或应答器时，列车的测距系统将校正一次，以提高目标距离的精度；

9.根据接收地面中心信息以及车载设备实时处理，车载设备应连续向司机显示下列行车内容：

目标速度、目标距离、允许速度、实际速度。

10.还有下列其他辅助报警显示：

超速、制动、缓解、故障。

二、其他安全功能

为保证高速铁路列车的安全运行，还设有下列检测设备和安全防护措施，并纳入列控系统进行统一管理，构成完整的列车安全运行体系。

1.环境状况监督强风、雨、雪检测器及立交处防落物检测器产生的报警信号，被传输给车站和区段调度所。

列控系统根据这些信息发出限速或停车指令。

2.列车状态检测轴温检测器产生的报警信号传到车站和区段调度所。

列控系统根据这些信息处理：

通过点式传输，将轴温报警信息传送给列车。

3.人员和设备防护在施工或发生事故时，通过局部操作或车站或区段调度所控制，使列控系统发出各种防护或限速命令，对设备或人员进行安全防护。

三、其他功能

1.列控系统不仅具有列车速度控制功能，根据需要，其控制中心还应对所辖区间内渡线道岔及中间小站道岔进行控制，实现信号基础安全设备一体化。

2.设备维护功能。

对列控地面设备状态进行监督管理，存储设备故障的信息。

设备状态的故障及报警信息传到区段调度所或车站操作员处。

 1.CTCS系统的分级

针对不同的线路、不同的传输信息方式和闭塞技术，CTCS划分为5个等级，依次为CTCS0—CTCS4级，同条线路上可以实现多种应用级别，向下兼容，以满足不同线路速度需求。

一、CTCS0级

适合既有线的现状，即由目前使用的通用式机车信号和运行监控记录装置构成。

为了规范的一致性，将目前干线铁路应用的地面信号设备和车载设备定义为0级。

0级由通用机车信号+列车运行监控装置组成。

二、CTCS1级

CTCS1级由主体机车信号+加强型运行监控装置组成，面向160km／h及以下的区段，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。

利用轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息。

三、CTCS2级

CTCS2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控制系统，面向提速干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。

轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息；点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息。

采用目标距离控制模式（又称为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，不设定每个闭塞分区速度等级，采用一次制动方式。

CTCS2级采取闭塞方式称为准移动闭塞方式。

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，留有一定的安全距离，而后行列车从最高速开始一次制动曲线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。

CTCS系统的分级（点击开始播放）

四、CTCS3级

面向提速干线、高速新线或特殊线路，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。

适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。

CTCS3级是基于无线通信（如GSM—R）的列车运行控制系统，它可以叠加在既有干线信号系统上。

轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。

无线通信系统实现地车间连续、双向的信息传输，行车许可由地面列控中心产生，通过无线通信系统传送到车上。

CTCS3级与2级一样，采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）和准移动闭塞方式。

由于其实现了地车间连续、双向的信息传输，所以功能更丰富些，实时性更强些。

五、CTCS4级

面向高速新线或特殊线路，基于无线传输信息的列车运行控制系统。

地面不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。

列车定位和完整性检查由无线闭塞中心和车载验证系统共同完成，实现虚拟闭塞或移动闭塞。

CTCS4级是完全基于无线通信（如GSM—R）的列车运行控制系统。

由地面无线闭塞中心（RBC）和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。

CTCS4级采取目标距离控制模式，列车按移动闭塞或虚拟闭塞方式运行。

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，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，闭塞分区是以计算机技术虚拟设定。

六、CTCS应用等级划分的特点

分析CTCS的应用等级划分，发现有以下两个特点：

1.各应用等级均可以采用目标距离控制模式，采取连续一次制动方式

2.各应用等级是根据设备配置来划分的，其主要差别在于地对车信息传输的方式和线路数据的来源

线路数据完全贮存于车载数据库靠逻辑推算来提取相应数据的方式，用于较低等级列控系统；

点式信息设备传输线路数据的方式，增加了线路数据的实时性，用于中等级列控系统；

无线通信连续、双向信息传输，有大信息量和实时性的优势，用于高等级列控系统。