关键词：CTCS；网络；
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0概述
CTCS是Chinese Train Control System的缩写，中文意为中国列车运行控制系统，源于ETCS(Europe Train Control System，欧洲列车控制系统)【1】。
1.CTCS体系介绍
CTCS的体系结构分为铁路运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层【2】。
①铁路运输管理层
铁路运输管理系统是行车指挥中心，以CTCS为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列车运行的控制和管理。
②网络传输层
CTCS网络分布在系统的各个层面，通过有线和无线通信方式实现数据传输。
③地面设备层
地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。列控中心是地面设备的核心，根据行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状念，通过安全逻辑运算，产生控车命令，实现对运行列车的控制。
④车载设备层
车载设备层是对列车进行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。车载设备层主要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、测速模块、人机界面和记录单元等【3】。
2 CTCS各级别特点
CTCS分为5个等级，从CTCS-0级到CTCS-4级。我国的CTCS系统是参照ETCS的基础上形成的，总共划分为五个等级。但目前正在使用或即将使用的是其中的四个等级【4】：
①CTCS-0级以及CTCS-1级：依据检测到的轨道电路信息控制列车。列车前方轨道电路的状态一般是依靠地面信号机或者列控车载设备主体信号传递到列车驾驶员，列车驾驶员依据看到的信号控制列车的走行。
②CTCS-2级：轨道电路实现列车占用检查，并连续向列控车载设备传送空闲闭塞分区数量等信息。应答器向列控车载设备传输定位信息、线路参数、临时限速等信息。列控车载设备的行车许可是由地面有源应答器和轨道电路传送。目前，我国有多条线已经采用CTCS-2级列控系统，如京津线、石太线等。
③CTCS-3级：采用无线通信系统(GSM for Railways，GSM-R)实现地面-列车之间连续、双向的大容量的信息传输，是基于无线通信的列控系统。CTCS-3级列车的间隔控制采用固定闭塞方式，列车速度控制采用目标距离模式控制(distance to go)方式，轨道电路仅用于列车占用检查和列车完整性检查，测距修正的定位基准及运行方向等信息由线路上安装的固定应答器提供。无线闭塞中心,(Radio Block Center,RBC)根据固定闭塞信息及进路信息产生行车许可，并通过GSM-R传送到列控车载设备，其它与列控系统有关的信息如临时限速及线路参数等也通过无线通信系统传输到列控车载设。
CTCS-3级列控系统是基于无线通信(GSM-R)的列车运行控制系统【5】，通过无线网络实现列车与地面无线闭塞中心(RBC)的双向信息传输。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆线路上安装固定应答器为列车提供定位信息，列车速度控制采用的方式是目标一距离模式控制(distance to go)，轨道电路仅用于列车的占用检查和列车完整性检测，而列车的运行控制由信号系统(CTC．联锁、轨道电路等)、无线闭塞中心等组成的地面设备和车载设备共同完成。CTCS-3级系统分成地面子系统和车载子系统两个部分。地面子系统包括应答器、无线闭塞中心(RBC)等。车载子系统包括车载安全计算机(VC)、应答器接收模块(BTM)、轨道电路信息读取器(TCR)、GSM-R接收模块(RTM)等。
3 CTCS-3级列控系统的特点
①CTCS-3级是叠加在既有信号系统上的列车控制系统，它可以在没有装备CTCS-3设备的区域内降级到CTCS-2级或以下级别行驶；
②运行许可(Movement Authority,MA)由轨旁设备产生并由GSM-R传送到列控车载设备；
③CTCS-3级能提供连续的速度监督，防止列车越过运行许可；
④列车完整性检测由地面其他非CTCS-3级信号系统完成(如联锁、轨道电路等)。
CTCS-3级列控系统组成结构中的列控车载设备由安全计算机、人机界面、司法记录器、轨道电路接收单元、应答器天线、应答器接收模块、列车接口单元、测速测距单元以及无线通信模块组成，每个模块的大概功能如下：
安全计算机是整个列控车载设备的核心，它一方面接收列控车载设备中其他模块发送过来的数据，对数据进行处理；另一方面，它负责在列车走行过程中，对列车速度以及其他行为进行监督和控制。安全计算机的功能是整个列控车载设备测试部分的重点，所有的功能测试都是根据对安全计算机的功能要求展开的。
人机界面的主要用途是用来显示控车的相关信息，比如允许速度、列车运行等级等。同时，由于人机界面显示信息涵盖了列车的各种状态，因此，它记录的数据也作为列控车载设备测试结果分析的一部分。
司法记录器的主要作用是记录在整个行车过程中，列控车载设备的所有事件，包括等级转换、模式转换等信息。当设备出现问题时，可以通过分析这些数据帮助找到问题的原因。这些信息可以作为列控车载设备测试结果分析的一部分。
轨道电路接收单元、应答器天线、应答器接收模块以及无线通信模块都是用来从地面其他设备接收控制列车运行相关信息的模块，在不同的等级下，这些接收的信息的作用是不同的。当这些模块从地面接收到信息时，将这些信息送给安全计算机去处理。
列车接口单元是与列车相关的接口，它负责将列车与列控车载设备相连接，它可以将制动等命令从列控车载设备传送到列车，同时也将制动状态等信息反馈给列控车载设备。
测速测距模块通过相关的测速测距设备，将速度信息传送到安全计算机，供安全计算机监控列车运行所使用。
CTCS-3级作为下一代的列车控制系统，用于本条线路高速列车的运行控制，区间无源应答器提供列车定位，轨道电路提供列车占用检查，RBC无线闭塞中心根据其管辖范围内各列车运行位置生成相应的行车许可命令，并将行车许可、相应的线路参数、接近车站的进路条件、临时限速等信息通过GSM-R无线传输网络传送至列车【6】，由列控车载设备经过计算后生成目标一距离模式曲线。
5 结束语
本文通过对CRH3动车组CTCS-3系统的构成部分进行分析，梳理了CTCS-3系统查找思路。
【参考文献】
[1]单振宇.CTCS-3级车地通信协议设计与验证[J].9-2.
[2]徐效宁.关于提高CTCS-3级列控系统安全性的研究[J].铁道通信信号,2013年第49卷:1.
[3]张友鹏, 杨金凤.基于动态贝叶斯网络的CTCS-3级ATP系统可靠性分析[J].铁道学报2017-7:2-2.
[4]王俊峰,汪希时.CTCS一3列车控制系统数据融合方法研究[J].铁道学报，2014年9月第34卷第9期:1.
[5]王俊峰,汪希时.CTCS一3列车控制系统数据融合方法研究[J].铁道学报，2014年9月第34卷第9期:2.
[6]张友鹏,杨金凤.基于云模型和组合赋权法的CTCS-3 级列控系统可靠性评价[J].铁道学报:2.
论文作者:崔磊1 刘星生1
论文发表刊物:《科技中国》2018年5期
论文发表时间:2018/8/10
标签：列车论文; 设备论文; 系统论文; 信息论文; 模块论文; 轨道论文; 电路论文; 《科技中国》2018年5期论文;