中国列车运行控制系统（CTCS）

CTCS

CTCS是(Chinese Train Control System)的英⽂缩写，中⽂意为中国列车运⾏控制系统。CTCS系统有两个⼦系统，即车载⼦系统和地⾯⼦系统。CTCS根据功能要求和设配置划分应⽤等级，分为0~4级。1. CTCS概述

TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校核、⾃动报点、正晚点统计、运⾏图⾃动绘制、调度命令及计划的下达、⾏车⽇志⾃动⽣成等功能，换句话说就是原来⾏车调度员和车站值班员需要⽤笔记下的东西现在都可以由TDCS⾃动完成。

中国铁路调度指挥系统

参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成了⾃⼰的CTCS（Chinese Train Control System）标准体系。如何吸收ETCS规范并结合中国国情更好地再创新，是值得深⼊研究的课题。

铁路是国民经济的⼤动脉，是中国社会和经济发展的先⾏产业，是社会的基础设施，铁路运输部门⼜是国民经济中的⼀个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举⾜轻重的作⽤。为了满⾜国民对铁路运输的要求，进⼊⼆⼗⼀世纪以后，铁路部门致⼒于⾼速铁路和客运专线的建设，并取得了骄⼈的成绩。

为了适应中国⾼速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功了“CTCS系统”（即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System的缩写“CTCS”）2. 产⽣背景

由于早期欧洲铁路的列车运⾏控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互不兼容，为有效解决各种列车控制系统之间的兼容性问题，保证⾼速列车在欧洲

铁路⽹内跨线、跨国互通运⾏，1982年12⽉欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲⼤陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决⽅案。

2001年欧盟通过⽴法形式确定ETCS（European Train Control System）为强制性技术规范。ETCS的主要⽬标是互通互⽤、安全⾼效、降低成本、扩展市场，在规范的设计上融⼊了欧洲各主要列控系统的功能，制定了⽐较丰富的互联互通接⼝。经过长期的发展，ETCS系统⽬前已经⽐较成熟，得到了欧洲各国铁路公司和供货商的⼴泛认可。

中国⼈⼝密集，资源紧张，城市化发展⾮常迅速。⼀直处于发展中的中国铁路，始终存在着运量与运能之间的突出⽭盾。铁路运输⾄今仍相当程度地制约着国民经济的快速发展，铁路仍是我国国民经济发展中的⼀个薄弱环节。为了缓解铁路运输的压⼒，铁路部门先后实⾏了六次⼤提速。

与此同时，⾼速铁路的蓬勃发展，对铁路的中枢神经——信号系统也提出了新的技术要求。但由于历史及技术原因，中国铁路存在多种信号系统，严重影响了运输效率。铁路信号系统迫切需要建⽴统⼀的技术标准，确⽴数字化、⽹络化、智能化、⼀体化发展⽅向，国产⾼速铁路列车运⾏控制系统标准的制定迫在眉睫。为实现⾼铁战略，铁道部组织相关专家开始制定适合我国国情的中国列车控制系统CTCS（Chinese Train Control System）。

在CTCS 技术规范中，根据系统配置CTCS按功能可划分为5 级。为满⾜客运专线和⾼速铁路建设需求，通过对ETCS标准的引进、消化、吸收，并结合成功应⽤的CTCS-2级列车运⾏控制系统的建设和运营经验，我国构建了具有⾃主知识产权的

CTCS-3级列控系统标准。CTCS-3级列车运⾏控制系统是基于GSM-R ⽆线通信的重要技术装备，是中国铁路技术体系和装备现代化的重要组成部分，是保证⾼速列车运⾏安全、可靠、⾼效的核⼼技术之⼀。3. 系统组成

地⾯⼦系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、⽆线通信⽹络（GSM-R）、列车控制中⼼（TCC）/⽆线闭塞中⼼（RBC）。其中GSM-R不属于CTCS设备，但是重要组成部分。

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。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。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。

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。车载⼦系统可由以下部分组成：CTCS车载设备、⽆线系统车载模块。

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。4. 应⽤等级CTCS应⽤等级0(以下简称L0)：由通⽤机车信号+列车运⾏监控装置组成，为既有系统。

CTCS应⽤等级1(以下简称L1)：由主体机车信号+安全型运⾏监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。

CTCS应⽤等级2(以下简称L2)：是基于轨道传输信息并采⽤车-地⼀体化系统设计的列车运⾏控制系统。可实现⾏指-联锁-列控⼀体化、区间-车站⼀体化、通信-信号⼀体化和机电⼀体化。

CTCS应⽤等级3(以下简称L3)：是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。点式设备主要传送定位信息。

CTCS应⽤等级4(以下简称L4)：是完全基于⽆线传输信息的列车运⾏控制系统。地⾯可取消轨道电路，由RBC和车载验证系统共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。同条线路上可以实现多种应⽤级别，L2、L3和L4可向下兼容。4.1 CTCS 0级

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，对这⼀定义，业内尚有不同的看法。0级到底是在等级内还是在等级外不够明确，⽬前的通⽤机车信号尚未能成为主体机车信号，列车运⾏监控装置尚未能被公认为安全系统，所以称列车运⾏控制系统还是不够格的，但⽬前确实在运⽤，并起着保证安全的作⽤。

0级的控制模式也是⽬标距离式，它在既有地⾯信号设备的基础上，采取⼤贮存的⽅式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出⽬标距离式制动曲线。如能在每个进出站⼝增加点式设备，加强核对地址，就能⼤⼤减少逻辑推断地址产⽣错误的可能性。

⽇本的数字列车运⾏控制系统I-ATC就是采取车载信号设备贮存电⼦电图，通过每⼀轨道区段的地址编码来调取所需的线路数据，这种⽅式可以使地-车信息传输的信息的需求量减少。在欧洲列车控制系统ETCS规范中也不排斥车载信号设备贮存线路数据的⽅式。

正因为0级尚未成为安全系统，适⽤于列车最⾼运⾏速度为160km/h及以下，⼀般⾃动闭塞设计仍按固定闭塞⽅式进⾏，采⽤四显⽰⾃动闭塞，信号显⽰具有分级速度控制的概念，其⽬标距离式制动曲线可作为参考。应该说这是⼀个过渡阶段。4.2 CTCS 1级

CTCS 1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。

1级的控制模式为⽬标距离式，采取⼤贮存的⽅式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出⽬标距离式制动曲线。在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产⽣错误的可能性。

1级与0级的差别在于全⾯提⾼了系统的安全性，是对0级的全⾯加强，可称为线路数据全部贮存在车载设备上的列车运⾏控制系统。4.3 CTCS 2级

CTCS 2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。是⼀种点-连式列车运⾏控制系统，功能⽐较齐全和适合国情。

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、限速成和停车信息。

CTCS 2级采取⽬标距离控制模式（⼜称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。

CTCS 2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。4.4 CTCS 3级

CTCS 3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。

CTCS 3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。4.5 CTCS 4级

CTCS 4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。CTCS 4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的。

移动闭塞的追踪⽬标点是前⾏列车的尾部，留有⼀定的安全距离，后⾏列车从最⾼速开始制动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。⽬标点是前⾏列车的尾部，与前⾏列车的⾛⾏和速度有关，是随时变化的，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，所以称为移动闭塞。其追踪运⾏间隔要⽐准移动闭塞更⼩⼀些。4.6等级对照

分析CTCS的应⽤等级划分，发现有以下两个特点：

①各应⽤等级均采⽤⽬标距离控制模式，采取连续⼀次制动⽅式。

这是由于我国的列控系统的应⽤起步晚，起点⾼，因此⼀步就瞄准了⽐较先进的控制模式。在我国阶梯式和曲线式分级速度控制都⽤过，取得了经验，好在并未形成规模，CTCS推荐采⽤⽬标距离控制模式是适宜的，符合国际列控系统的发展趋势。由于列控系统的控制模式是其主要特征和性能之⼀，控制模式决定了闭塞⽅式和列车运⾏间隔，从⽽决定了运输能⼒，所以说除移动闭塞外，各应⽤等级的主要功能⼏乎是⼀样的。

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。

基于国情多信息轨道电路（UM系列18信息）⽐较成熟，达到国产化程度，所以以它为基础设备之⼀；欧标应答器通⽤性强，供货⼚商多，也作为基础设备之⼀；轨道电缆和计轴器不准备推⼴；数字轨道电路国际上唯有⽇本⽤它实现了⽬标距离控制模式，国内研制尚未成熟，暂不于确定，数字轨道电路的⽣命⼒将取决于其国产化程度和进度；⽆线通信（如GSM-R）欧洲推⼴，能实现地-车间连续、双向的⼤信息量传输，有发展趋势，⽤于⾼等级列控系统。

线路数据⼤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，⾄于采⽤贮存电⼦地图和点式信息设备提供闭塞区段地址码的⽅式将在技术发展中⽐选；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。为便于对照，⽤以下简表归纳CTCS0CTCS1CTCS2CTCS3CTCS4地⾯设备轨道电路轨道电路、应答器车站列控中⼼、轨道电路、应答器

车站列控中⼼、GSM-R地⾯设备、轨道电路、⽆线闭塞中⼼车站列控中⼼、GSM-R地⾯设备、⽆线闭塞中⼼

车载设备通⽤机车信号、LKJ主体机车信号、应答器接收装置、LKJATP（含机车信号、应答器接收功能）、LKJGSM-R接收模块、ATPGSM-R接收模块、ATP

地对车信息传输多信息轨道电路多信息轨道电路+应答器多信息轨道电路+应答器⽆线通信双向信息传输⽆线通信双

向信息传输适⽤区段160km/h及以下160km/h及以下200~250km/h提速⼲线和⾼速新线300~350km/h⾼速新线特殊新线对应ETCS

ETCS-1 ETCS-2 ETCS-35. 级间关系

（1）符合CTCS规范的列车超速防护系统应能满⾜⼀套车载设备全程控制的运⽤要求（2）系统车载设备向下兼容（3）系统级间转换应⾃动完成

（4）系统地⾯，车载配置如具备条件，在系统故障的条件下应允许降级使⽤（5）系统级间转换应不影响列车正常运⾏6.⼯作模式

6.1 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（包括列车数据，⾏车许可和线路数据等），列控车载设备⽣成⽬标距离连续速度控制模式曲线，并通过⼈机界⾯（DMI）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。6.2 调车模式（SH）

当进⾏调车作业时，司机按下调车按钮，列控车载设备按固定限制速度

40km/h（顶棚）监控列车前进或折返运⾏。当⼯作在CTCS-3级时，需要RBC（⽆线闭塞中⼼）给出授权，列控车载设备转⼊调车模式（SH)后与RBC断开连接，退出调车模式（SH)后，再与RBC重新连接。6.3休眠模式（SL）

该模式⽤于⾮本务端列控车载设备。在这种模式下，列控车载设备仍执⾏列车定位，测速测距，记录等级转换机及RBC切换信息等功能。列车⽴折，⾮本务端升为本务端后，车载设备可⾃动进⼊正常⼯作状态。6.4待机模式（SB）

车载设备上电，执⾏⾃检和外部设备测试正确后⾃动进⼊的模式。此时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DMI投⼊正常使⽤。6.5隔离模式（IS）

当列控车载设备停⽤时，司机停车并操作隔离开关隔离车载设备。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。列控车载设备应能够监测隔离开关状态。6.6部分监控模式（PS）

该模式仅⽤于CTCS-2级列车运⾏控制系统。在CTCS-2级中，当车载设备接收到轨道电路允许⾏车的信息，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制速度，监控列车运⾏。6.7机车信号模式（CS）

该模式同样仅⽤于CTCS-2级列车运⾏控制系统。当列车运⾏到地⾯设备未装备CTCS-3/CTCS-2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，列控车载设备按固定限制速度80km/h监控列车运⾏，并显⽰机车信号。当列车越过禁⽌信号后触发紧急制动。6.8引导模式（CO）

当引导信号机或出站信号机开放且列车前端距离出站信号机较远（⼤于

250m)发车时，列控车载设备⽣成⽬标距离连续速度控制曲线，并通过DMI显⽰列车运⾏速度、允许速度、⽬标速度和⽬标距离等。车载设备按照固定限速

40km/h监控列车运⾏，由司机负责检查轨道占⽤情况.。Welcome 欢迎您的下载，资料仅供参考！