既有線時速200公里電務新技術培訓教材
ctcs2列車控制系統簡介
2023年10月
既有線200km/h動車組ctcs2列控系統由地面和車載裝置兩部分組成。地面裝置由列控中心、k5b電腦聯鎖、ctc、zpw-2000a軌道電路和應答器等裝置組成。車載裝置安裝在動車組上，atp車載裝置由車載安全電腦、軌道資訊接收單元（stm）、應答器資訊接收單元（btm）、制動介面單元、記錄單元、人機介面（dmi）、速度感測器、軌道資訊接收天線、應答器資訊接收天線等組成。
atp車載裝置根據地面裝置提供的訊號動態資訊、線路靜態引數、臨時限速資訊及有關動車組資料，生成控制速度和目標距離模式曲線，控制列車執行。同時，記錄單元對列控系統有關資料及操作狀態資訊即時動態記錄。
ctcs2列控系統裝置構成見下圖。
從上圖可以看出，ctcs2級區段地面訊號系統中除了通過軌道電路向列車傳輸連續資訊外，還要通過應答器把地面的一些線路靜態資料、臨時限速以及進路引數等傳送到機車上，以保障列車安全行駛。
第一章列控系統地面裝置
列控系統地面裝置主要由車站列控中心、應答器裝置、zpw-2000軌道電路等組成。
第一節車站列控中心（tcc）
車站列控中心設定在各車站機械室，是一套二乘二取二安全電腦系統，它與k5b電腦聯鎖、ctc車站自律機介面，根據排程命令、進路狀態、線路引數等產生進路及臨時限速等相關控車資訊，通過安裝在進、出站口的有源應答器傳送給列車。
ctc排程中心的排程員向車站自律機傳送臨時限速命令（包括操作員姓名、命令號、限速起點、限速終點、限速級別、線路號和預計限速時間長度等相關內容），經車站值班員簽收確認後，將限速命令傳送給列控中心；列控中心通過p口與自律機通訊，接收來自ctc的限速命令，並對收到的資料進行有效性檢查；同時通過q口與電腦聯鎖系統通訊，獲取進路資訊、股道資訊、區間執行方向資訊，根據這些資訊和限速命令在報文記憶體內檢索到相應報文，通過s口傳送給leu；leu裝設在列控中心機櫃內，即時接收列控中心傳送的資料報文並通過應答器資料傳輸電纜，送給對應室外有源應答器，即時更新有源應答器的資料，實現應答器對變化資料的傳送。裝有atp車載裝置的列車經過應答器時，收到臨時限速命令報文，控制列車按限速要求執行。列控中心同時將限速命令的執**況及時回饋給ctc。
在車站發車進路、離去區段有臨時限速時，列控中心向聯鎖系統輸出進站訊號機點黃燈、接近區段軌道電路發黃碼控制條件。列控中心還通過r口與微機監測系統聯接，自動向車站微機監測傳送列控中心裝置自檢資訊、leu自檢資訊、通訊狀態等監測資訊。
第二節應答器
應答器是一種高速資料傳輸裝置，負責向動車組atp車載裝置提供控車資訊（報文）。應答器分有源應答器和無源應答器。有源應答器設定在進站口和出站口，向列車傳送自leu來的資訊，當電纜斷線時傳送自身預存資訊（預設報文）。
無源應答器設定在進站口、出站口和區間，負責向列車傳送地面固定資訊。
應答器和車載裝置之間的資料傳輸通過空氣中磁場耦合完成。車載天線向地面傳送27.095mhz的連續波，為地面應答器提供產生電源的磁場。
當車載天線接近應答器時，應答器天線環感應到能量，通過電磁耦合轉換成電能，應答器被啟動，向車載裝置迴圈傳送報文，直至能量消失。
1 應答器的布置
在車站進站口和出站口處分別設定一台有源應答器和一台無源應答器。安裝位置如下圖所示，靠近站舍的為有源應答器，兩個應答器相距5公尺。
在進站訊號機開放時，列控中心控制leu向進站口有源應答器傳送報文，直至列車完全越過進站訊號機。進站口有源應答器提供正向接車進路引數，具有直股發車進路的股道，同時提供直股發車進路及前方一定距離內的線路引數和臨時限速資訊；反向執行時提供反向站間區間臨時限速、反向執行等資訊，反向站間區間的線路固定資訊則由進站口無源應答器提供。
出站口有源應答器提供正向站間區間臨時限速，提供反向接車進路引數，具有直股發車進路的股道，同時提供直股發車進路及前方一定距離內的線路引數和臨時限速資訊。出站口無源應答器提供正向區間一定距離內的線路引數。
區間無源應答器一般按每三個閉塞分割槽設一台設計，提供正向執行前方一定距離的線路引數（包括應答器鏈結、線路坡度、靜態速度曲線、軌道區段），反向執行只提供應答器鏈結資訊。安裝位置如下圖所示，應答器距調諧單元15公尺。
區間無源應答器安裝示意圖
按照現行的應答器報文編制規則，應答器的有效資訊容量只能滿足4個坡度段的資訊要求，而在乙個應答器報文所覆蓋的9-10個閉塞分割槽內，實際坡道數量為8-14個，報文長度超出應答器的資料容量（最大830位元）。為了解決這個問題提出兩種方案：
1．縮短應答器的設定間距，相應地將大量增加應答器的數量。
2．簡化線路坡道。
根據運輸局基礎部的指導性意見和通號公司設計院提出的對有關規則的修改原則，按以下原則修改：
1．改變應答器報文填寫規則，線路固定限速資訊在出站口應答器組中填寫。
2．改變坡度合併規則，採用鐵標tb/t1407-1998《牽引計算規則》的坡度合併規則，化簡坡道。
按以上修改原則，一台應答器的有效資訊容量可以滿足8個坡度段的資訊要求，這樣一般應答器都能滿足資訊量的要求。
2 級間轉換
動車組同時裝備atp車載裝置與列車執行監控記錄裝置（簡稱lkj）。在ctcs2級區段，由atp車載裝置控車；在ctcs0級、1級區段或在2級區段atp車載裝置特定故障下，lkj結合atp車載裝置提供的機車訊號或主體機車訊號功能，控制列車執行，最高速度不超過160km/h。正常情況下，兩種控車模式通過特殊應答器自動轉換（無需停車轉換）；故障情況下，停車手動轉換。
兩種控車模式的轉換通過atp車載裝置實現。上述兩種控車模式下，lkj通過atp車載裝置接收或記錄有關列控狀態資料（含進路引數、列車位置等）及其對應的操作狀態資訊。
舉例：假如級間轉換的轉換點設定在上行3接近訊號點。級間轉換區段設預告點應答器組、執行點應答器組和反向預告點應答器組。安裝位置如下圖所示。
級間轉換應答器組安裝示意圖
第三節 zpw-2000a軌道電路
zpw-2000軌道電路的制式符合ctcs2級區段要求，但ctcs2系統對車站正線電碼化有特殊要求：接車進路和發車進路採用不同的載頻（以下行正線正方向為例，若接車進路為1700hz，則發車進路應為2300hz）；進站訊號機前方軌道電路和接車進路電碼化宜採用不同的載頻；反向執行時，發車進路發27.9hz檢測碼,且載頻與反向接車進路不同。
電碼化頻率調整。下行正線正、反向接車載頻為1700hz（上行線為2000 hz），發車為2300hz（上行線為2600 hz）。
由於正方向離去區段的載頻可能是同方向兩個載頻中的任乙個，因此反方向執行時不一定滿足進站訊號機前後載頻不同的要求。
第二章列控系統車載裝置
ctcs2－200h型車載列控系統，是在日本數字atc系統的基礎之上，根據我國ctcs技術標準的要求，引進開發的新一代列車控制系統。ctcs2－200h型車載列控系統的引進開發，對實現我國列控技術與國際接軌，加快發展我國ctcs建設具有重大意義。
第一節 atp車載系統的主要裝置
車載列控系統由車載安全電腦、軌道資訊接收單元（stm）、應答器資訊接收單元（btm）、制動介面單元、記錄單元、人機介面（dmi）、速度感測器、軌道資訊接收天線、應答器資訊接收天線等組成。
一安全電腦
安全電腦是atp裝置的核心部分，負責從atp各個模組蒐集資訊，依據軌道電路資訊、列車制動力、線路坡度、列車執行速度和列車編組等資訊，按照列車牽引計算模型的要求，生成制動模式曲線並把列車執行速度與模式曲線相比較，必要時通過故障安全電路向列車輸出制動資訊，控制列車安全執行。
安全電腦由功能完全相同的2個系統（第1系統、第2系統）構成。各個系統包含兩個功能相同的cpu（a系、b系），每個cpu的處理結果與另一cpu的處理結構校準。如果a系、b系兩個cpu的處理結果不一致，則會作為故障處理。
以保證列車控制的安全性和裝置的冗餘性。
安全電腦的核心安全邏輯由fs-lsi（故障安全lsi）實現。fs-lsi對兩個cpu的運算結果（制動指令條件等）輸出進行校核，如果校核不一致就立即進行故障檢測，確保故障安全。
二軌道資訊接收單元stm
stm又稱為軌道資訊接收單元，該單元通過stm天線(感應器)接收軌道電路訊號，解調軌道電路上傳的訊號資訊，並將解調的資訊傳遞給安全電腦，為安全電腦生成制動模式曲線提供依據。stm可以接收最多16種載頻，包括國產移頻以及zpw-2000(um)系列軌道電路資訊。
stm可根據應答器資訊、軌道電路載頻鎖定資訊、司機操作鎖定可接收的載頻，以防止鄰線干擾。
為提高系統的可靠性和安全性，stm採用2×2取2結構，即stm由功能完全相同的2個系統，每個stm系統與乙個安全電腦配合，組成一系控制系統。兩系stm完全獨立工作。
三 btm和btm天線
btm單元通過btm天線，接收來自地面應答器線路資料，經校核後，將正確的資訊傳輸至安全電腦，為安全電腦生成制動曲線提供資料。來自應答器的資料報括線路引數資訊、進路資訊、臨時限速資訊以及級間切換等資訊。
四 dru記錄單元
系統的dru模組通過記錄atp裝置的動作、狀態、司機的操作等資訊，可將行車及系統自身執行狀況的關鍵資料記錄到pcmcia卡上，並可通過讀卡器可將資料下載至地面分析管理微機，進行裝置執行狀況分析。
五制動介面單元rlu
制動介面單元核對車載安全電腦各系統輸出的制動指令，對兩套車載安全電腦輸出的制動指令進行「或」操作後，作為系統的最終輸出。
當各系統制動指令輸出不相同時，選擇輸出大製動力的進行輸出。
雙系統中單系統故障時，該系統的常用、緊急輸出短路，制動介面單元不再核對雙系統的輸出。此時，正常系統的制動指令輸出將作為系統的最終輸出。兩系統均故障時，則認為系統停機，最終輸出緊急制動。
六人機介面dmi
ctcs2－200h型車載列控系統的dmi（人機介面）由下列部分組成：
1. 螢幕，輸出顯示；
2. 開關或按鍵，供司機向車載裝置輸入資料/命令。
3. 音響發生器，用於提供聲音資訊；
dmi提供車載子系統與司機之間的介面，該介面通過聲音、影象等方式將atp車載裝置的狀態通知司機。司機可以通過dmi上的按鍵來切換atp裝置的執行模式或是輸入必要的資訊。具體來說，人機介面的主要功能包括以下幾個方面：
向司機顯示下列資訊：
1. 列車實際速度；
2. 目標速度；
3. 最大允許速度；
4. 目標距離；
5. 車載工作方式等；
接受司機的資料
七測速測距模組測速測距模組
測速測距模組由速度感測器、測量通道和測速測距板構成，為雙機冗餘結構，正常工作情況下，雙機同時從速度感測器採集訊號並進行處理。該模組除了進行正常的列車速度、加速度、走行距離的檢測外，還具有防滑和防空轉功能。
CTCS2列車控制系統介紹
鄭鐵科技通訊 1 2006 36一 系統概述 ctcs2級列控系統是列控系統的一 種，是基於軌道電路和點式裝置傳輸資訊的列車執行控制系統。它主要用於客運專線 提速幹線，適用於各種限速區段 機車乘務員憑車載訊號行車。1.ctcs2級 本身是 ctcs技術規範總則 中根據系統配置按功能劃分的乙個等級標準...
03 CTCS2列控系統車載裝置檢查測試標準
附錄四 ctcs 2列控系統車載裝置 檢查測試標準 1 靜態測試 1.1 裝置檢查 1.列控車載裝置主機各模組和操作顯示裝置安裝牢固 符合安裝圖的要求。2.列控車載裝置車底部件速度感測器 stm天線 btm天線安裝牢固 符合安裝圖的要求介面連線 佈線符合圖紙要求。1.2 啟動自診斷 1.列控車載裝置...
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