摘要：随着铁路的高速发展,结合中国国情,一种可以确保列车运行安全和提高运输效率的列车运行控制系统也应运而生。它就是在CTCS-2级系统基础上,通过集成欧洲列车控制系统(ETCS)无线控车的关键技术构建的CTCS-3级列车控制系统。CTCS-3级列控系统是保证列车安全运行的信号系统，CTCS-3级列控系统通过GSM-R无线通信实现车-地信息双向传输，为配备CTCS-3级车载设备的列车提供实时的运行许可、线路信息，车载设备根据动车组参数自动生成连续控制模式速度曲线，保证列车安全运行的控制系统，适用于300-350km/h客运专线，是我国目前使用等级最高的列车运行控制系统。本文主要对CTCS-3级列控系统的构成及基本原理、CTCS-3级与CTCS-2级列控系统的区别两方面进行了阐述。

关键词：CTCS-3级列控系统工作原理

中图分类号：C35文献标识码： A

一、列控系统概念及中国列车运行控制系统(CTCS)发展现状

1、列控系统的概念

列控系统是确保列车运行安全的信号系统。利用地面提供的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设备根据动车组参数自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车运行速度进行比较，列车超速后及时进行控制，保证列车运行安全的监控系统。

2、中国列车运行控制系统发展现状

中国列车运行控制系统(CTCS)作为保证列车安全运行的监控设备，目前共分为五个等级(CTCS-0、CTCS-1、CTCS-2、CTCS-3、CTCS-4级)。

(1)CTCS-0/1级列控系统：既有线现状。

(2)CTCS-2级列控系统：既有提速干线CTCS-2级区段及时速250公里客运专线。

(3)CTCS-3级列控系统：是在CTCS-2级列控系统的基础上开发出来的列车运行控制系统，符合我国高速铁路的发展需求，是我国目前安全级别最高、技术设备最先进、运用于时速300公里以上高速铁路的列车运行控制系统。

(4)CTCS-4级列控系统：作为面向未来的列车运行控制系统，采用移动闭塞设计，能够有效缩短列车运行间隔，提高运输效率，是我国目前正在研发的面向未来的列车运行控制系统。

二、CTCS-3级列控系统的构成及基本原理

1、 CTCS-3级列控系统的构成

CTCS-3级列控系统由地面设备与车载设备两部分构成。

2、 地面设备的构成及功能

地面设备由调度集中系统(CTC)、临时限速服务器系统(TSR)、无线闭塞中心系统(RBC)、计算机联锁系统(CBI)、列控中心系统(TCC)、ZPW-2000轨道电路、LEU与应答器、信号集中监测系统(CSM)等组成。

2.1 调度集中系统(CTC)

调度集中系统(CTC)是调度中心(调度员)对某一区域内的信号设备进行集中控制、对列车运行直接指挥、管理的技术装备。调度集中系统是综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能化分散自律设计原理，以列车运行图调整计划控制为中心，兼顾列车与调度作业的高度自动化的调度指挥系统，具备列车进路及调车进路的控制、列车运行监视、列车运行计划人工/自动调整、实际运行图自动描绘，行车日志自动生成、储存、打印，调度命令传达，车次号校核临时限速设备等功能。

2.2 临时限速服务器系统(TSR)

临时限速服务器系统(TSR)采用硬件安全比较冗余结构，系统由临时限速服务器、临时限速操作终端、临时限速维护终端等设备组成。临时限速服务器系统(TSRS)集中管理客运专线的临时限速命令，具备全线临时限速命令的存储、校验、撤销、拆分、设置、取消及临时限速设置时机的辅助提示功能。

临时限速服务器设备于靠近调度中心的车站，分别向列控中心(TCC)及无线闭塞中心(RBC)传递列控限速指令。使RBC能够根据行车许可、临时限速等信息实时生成相应的无线消息，经GSM-R传输至车载设备。

2.3 无线闭塞中心系统(RBC)

无线闭塞中心系统(RBC)根据车载子系统、列控地面子系统地面外部系统提供的列车状态、轨道占用、临时限速命令、联锁进路状态、灾害防护等信息，产生针对所控列车的行车许可(MA)及线路描述、临时限速等控制信息，并通多GSM-R无线通信系统传输给CTCS-3级车载设备。同时通过GSM-R接收列车传输的精确位置、列车运行参数等信息。

2.4 无线闭塞中心RBC的特点：

(1)采用基于通用计算机的二乘二取二信号安全平台；

(2)符合中国CTCS-3级列控系统运营规则和欧洲ETCS相关规范；

(3)完全通过以太网实现与地面系统的信息交互，配线简单。

(4)通过ISND网络和GSM-R网络实现与车载的双向信息交互，控制列车运行；

(5)提供多种故障记录方式和大容量的日志记录，可重现历史记录，便于定位和分析故障。

2.5 计算机联锁系统(CBI)

计算机联锁系统(CBI)接收来自CTC或控显机的操作和控制命令，完成道岔控制、进路排列、信号机控制等功能。与RBC设备接口，向其提供进路状态信息、紧急停车区信息等，并接收列车状态信息。

2.6 列控中心系统(TCC)

列控中心系统(TCC)接收轨道电路占用信息并通过联锁传送给RBC。在CTCS-2级运用时，具有轨道电路编码、应答器报文产生与发送，根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生CTCS-2行车许可，通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给CTCS-2列车。

2.7 ZPW-2000无绝缘轨道电路

ZPW-2000无绝缘轨道电路，增加通信接口板，实现与列控中心接口通信，通过CAN通信向列控中心提供轨道占用及完整性检查，并从列控中心接收编码信息。在CTCS-2级运用时连续向具有CTCS-2级功能的列车传送空闲闭塞分区数量等信息。

2.8 应答器与LEU

应答器向车载设备传输线路定位、级间转换等信息，在CTCS-2级运用时向具有CTCS-2级功能的列车传送线路参数、临时限速等信息。

2.9 信号集中监测系统(CSM)

信号集中监测系统(CSM)实现对站场表示状态、外电网输入、信号电缆回线、电源输出、轨道电路、道岔转辙机、道岔表示线、列车信号机、排架熔丝的监测。并与智能电源屏、RBC、ZPW-2000轨道电路、TCC、计算机联锁、智能灯丝报警系统等接口，获取监测信息，实现对信号设备的集中监测。

3、车载设备的构成及功能

车载设备由车载安全计算机(VC)、GSM-R无线通信单元(RTU)、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。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。

4、CTCS-3级列控系统的基本原理

CTCS-3级列控系统是基于GSM-R(铁路数字移动通信设备)无线通信实现车-地信息双向传输，无线闭塞中心(RBC)生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查、应答器实现列车定位，车载设备综合无线闭塞中心(RBC)提供的运行许可和动车组参数自动生成连续控制模式速度曲线，保证高速动车组的安全运行。并具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。

三、CTCS-3级列控系统与CTCS-2级列控系统的区别

1、系统结构不同

CTCS-3级列控系统较CTCS-2级列控系统在结构上地面设备多了无线闭塞中心(RBC)、GSM-R无线通信系统；车载设备多了GSM-R无线通信单元及接受天线。

2、工作原理不同

2.1 CTCS-2级列控系统工作原理

由轨道电路以码序向车载提供运行许可和闭塞分区数量，实现列车占用检查，应答器向车载提供进路、临时限速可变信息和闭塞分区长度、线路允许速度等固定信息，车载计算机综合轨道电路和应答器提供的信息及动车组参数自动生成连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行。

2.2 CTCS-3级列控系统工作原理

由无线闭塞中心(RBC)提供列车运行许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，通过GSM-R无线通信实现车-地信息双向传输，车载安全计算机综合无线闭塞中心提供的运行许可及动车组参数自动生成连续速度模式曲线，实时控制列车安全运行。

3、信息传输媒介不同

(1)CTCS-2级列控系统信息传输媒介采用轨道电路加应答器的方式。

(2)CTCS-3级列控系统信息传输媒介采用GSM-R移动通信无线传输方式。

4、兼容性不同

CTCS-3级列控系统兼容CTCS-2级列控系统，CTCS-2级列控系统不兼容CTCS-3级列控系统。

四、结束语

中国列车运行控制系统(CTCS)是借鉴欧洲列车运行控制系统(ETCS)的发展经验，结合我国铁路信号控制系统的特点，遵循全路统一的原则，构建的列车运行控制系统。

参考文献

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[2] 万传军. 高速铁路CTCS-3 列控中心接口分析. 中国西部科技SCIENCE AND TECHNOLOGY OF WEST CHINA 2010年12期

[3] 曹加云，杨扬.CTCS-3级车载设备介绍[J]. 企业技术开发(下半月)TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 2010年5期

作者简介：刘剑(1985.01-) 男 北京铁路局北京电务段 助理工程师