CTCS-2級與CTCS-3級列控設備對比研究

摘 要：高速鐵路運營的準確、有效、安全離不開列車運行控制系統及其設備的正常運行。在歐洲列車運行控制系統UM71的基礎上，我國于2004年初步擬定了具有自主知識產權的列控系統標準《CTCS技術規范總則（暫行）》（科技運函[2004]14號），之后逐步將CTCS列車運行控制系統廣泛用于我國鐵路各線路。目前，在動車組線路和高速鐵路線路上主要采用的是CTCS-2級CTCS-3級列車運行控制系統，兩者系統功能結構類似，但在行車要求及硬件系統構成上存在一定的區別。基于此，本文主要對比研究CTCS-2級與CTCS-3級列控設備。

關鍵詞：CTCS-2;CTCS-3;列車運行控制系統;無線通信

中圖分類號：U284.48 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）25-0099-02

與傳統由KKJ控制的CTCS-0級有線信號系統相比，通過軌道電路、應答器及地面電子單元設備LEU等設備的共同作用，CTCS-2級列控系統可完成列車占用、監控及檢查，提供行車許可及閉塞分區數量，并通過列控中心實現列車運行控制。而CTCS-3級列控系統除了具備CTCS-2系統的設備外，還主要依賴于無線閉塞中心、GSM-R地面設備實現無線閉塞控制列車運行。基于此，本文主要對CTCS-2級與CTCS-3級列控設備進行對比。

1 行車要求比較

采用大容量點式應答器的CTCS-2級列控系統，向列車傳送定位信息、進路信息、臨時限速、線路允許速度和閉塞分區長度等必要行車信息，目標-距離連續速度控制模式為行車方式，全線監控列車安全運行。我國目前在運營的各動車組線路，其列車運行控制系統即為CTCS-2級系統，主要用于200～250km/h的線路，目前能實現動車組追蹤間隔5min左右的密度行車[1]。

利用無線通信GSM-R技術，CTCS-3可實現車-地信息雙向傳輸。由無線閉塞中心（RBC）生成行車許可，軌道電路可檢查列車的占用情況，應答器可對列車進行定位，并同時具備CTCS-2級功能的列車運行控制系統（即向下兼容原則）。目前，其主要用于300～350km/h的高鐵線路，已實現閉塞為3min左右追蹤間隔的高鐵線路運行。圖1為CTCS-3級列車運行控制系統主要設施設備。

2 硬件系統構成比較

2.1 無線閉塞中心RBC

無線閉塞中心RBC的作用是：根據所控列車狀態，通過GSM-R無線通信系統進行車地傳輸，對其控制范圍內的軌道占用、進路狀態、線路參數和臨時限速等，產生行車許可（MA）控制信息;同時，接收車載設備發送的位置和列車參數等信息，并具有記錄、診斷、維護、測試、管理等功能。無線閉塞中心RBC在整個CTCS-3系統中具有核心作用。

2.2 應答器

應答器主要是接收電信號，探測、解調遠程信號，以報文形式向車載設備發送線路基本參數、允許通過速度、道岔信息和臨時限速等信息。滿足運行條件行車及后備系統的需要。CTCS-2及CTCS-3級系統均需要應答器對列車定位及傳輸信息，但在工程設置上，應答器的數目和型號會根據列車運行速度、區間條件、閉塞條件的不同而采用不同型號和設置不同數目，如CTCS-3系統中，靠近聯絡線道岔處設置了RBC，連接處可取消應答器組，一般改由2個無緣應答器構成。

2.3 軌道電路

為了運營安全，CTCS-3系統保留了傳統的有線通信模式，用于實現列車占用檢查及發送行車許可信息，以滿足因條件受限或因安全問題，降級為CTCS-2系統運營的需要。未來的CTCS-4及以上的系統，將逐步取消傳統的軌道電路，用無線通信實現整個線路的列車運行與控制。

2.4 車載安全計算機

車載安全計算機主要根據地面設備提供的行車許可、線路參數及正常和非正常情況下行車的列車參數等信息，按照目標距離連續速度控制模式生成動態速度曲線，監控列車的安全運行[2]。CTCS-2級與CTCS-3級列控設備在這點上大致相同。

2.5 牽引供電分相信息

2.5.1 CTCS-2系統牽引供電分相信息。控車時，分相信息與軌道區段信息同時發送，此時應答器提供牽引供電分相信息。該分相區信息包括至分相點距離和分相區長度等。CTCS-2級列車運行控制系統牽引供電分相信息如圖2所示。

2.5.2 CTCS-3系統牽引供電分相信息。控車時，RBC與地面應答器同時存儲分相信息。行車過程中，RBC同時提供列車的行車許可及牽引供電分相信息。同樣，至分相點距離、分相區長度等信息也是分相信息的主要內容[3]。TCS-3級列車運行控制系統牽引供電分相信息如圖3所示。

3 結語

我國自行研制的CTCS-2系統與CTCS-3系統目前均廣泛應用于各高鐵線路列車的運行與控制。啟用無線通信行車的CTCS-3系統較CTCS-2系統功能更為完善。因各種因素無法實現無線通信的區段，CTCS-3可以自動降級為CTCS-2模式運行。簡單來說，CTCS-3列控系統對列車高速運行時的閉塞條件、列車密度間隔及無線通信穩定性提出了更高的要求，為將來取消軌道電路，完全實現列車基于無線移動閉塞運營提供理論和現實依據。這也是未來高速列車運行與控制發展技術的趨勢，為將來研發和使用更高級別的列控系統奠定基礎。

參考文獻：

[1]中國鐵路總公司.鐵路技術管理規程（高速鐵路部分）[M].北京：中國鐵道出版社，2014.

[2]張鐵增.列車運行控制系統[M].2版.北京：中國鐵道出版社，2014.

[3]李俊娥，張仕雄.GSM-R在客運專線列控系統的運用[J].鐵路通信信號工程技術，2009（6）：7-9.