CTCS―2级列控系统应答器的设置使用与维 护 【摘要】大西客专自2010年3月开始设计施工，预计在2013年12月开通运营。文章主要对大西客专采用的CTCS-2列控系统的结构及基本原理、应答器的作用、设置、及维护要求等作了较为详细的阐述，希望能对即将运营投入使用的大西客专信号设备的维修有所帮助，以便提升高铁岗位信号设备维修人员的技术水平，确保高速列车运行的安全。 【关键词】CTCS-2级列控系统；应答器作用；设置；维护 列车运行控制系统是一种可以根据列车在铁路线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整的技术装备。目前我国列控系统在既有信号技术装备基础上引进吸收欧盟列控系统的相关标准，研发了符合中国国情的的列控系统CTCS（中国列车控制系统），共分为CTCS0-4五个等级，其中 CTCS-2级列控系统面向提速干线和新建200-250km/h 客运专线，已被广泛应用。对CTCS-2级列控系统的安全性、稳定性都提出了更高的要求。应答器是CTCS-2级系统地面设备的主要设备之一，对应答器的设置规则和维修要求更深
入的了解和分析，希望能对即将运营投入使用的大西（大同―西安）客专信号设备的维修有所帮助，以便提升高铁岗位信号设备维修人员的技术水平，确保高速列车运行的安全。 1CTCS-2级列控系统的结构及原理 1.1系统的整体组成 客运专线CTCS-2级列控系统由地面和车载设备构成。地面设备由列控中心、ZPW-2000（UM）系列轨道电路、应答器设备等组成。车载设备由车载安全计算机（VC）、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。 1.2CTCS-2级列控系统基本原理 客运专线CTCS-2级列控系统是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标-距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统。轨道电路实现列车占用检查，并连续向车载设备传送空闲闭塞分区数量等信息。应答器向车载设备传输定位信息、线路参数、临时限速等信息。列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息（区间轨道电路状态、中继站临时限速信息、区间闭塞和方向条件等信息）传输等功能，根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息产生行车许可，通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给列控车载设
应答器报文核对方法概述 应答器报文分无进路报文和进路报文两种。 无进路报文顾名思义，即为没有进路时，列控中心向LEU发送的报文，无进路报文分为两种：停车报文、默认报文。 报文的类型不同，所含有的报文数据包也不尽相同。具体的报文构成见表1。 进路报文即为有进路时，列控中心向LEU发送的报文，通常分为正线接车报文、侧线接车报文、正线跨线接车报文、发车报文、预告报文、允许通过报文和区间临时限速报文等。 进路报文的具体数据包构成见表2。 表2 进路报文数据包构成 ○可选的数据包 —空数据包 核对主站报文时，需要的数据表有：车站列车进路信息表、应答器位置表、线路数据表、线路速度表（正反向）、过分相信息表、里程断链信息表、坐标系信息表等。各数据表的内容如下： ?车站列车进路信息表：记录车站各条进路的应答器、轨道区段、速度、点灯等信息，是报文核对最重要的数据来源。 ?应答器位置表：记录全线所有应答器信息，通常用来核对应答器连接包。 ?线路数据表：记录全线所有轨道区段长度、信号点、载频等信息，通常用来核对轨道区段包。 ?线路速度表：分正向和反向两个文件，记录正线的速度信息，通常用来核对线路速度包。 ?过分相信息表：记录全线分相区信息，通常用来核对特殊区段包。
?里程断链信息表：记录全线里程断链。 ?坐标系信息表：记录全线公里标的表示方法和换算标准，用来换算公里标。 除此之外，重要的数据文件还有C2配置文件Cfg_Ba.C。该文件中记录了车站的管辖范围，用来核对临时限速包和测试临时限速。 1.停车报文 组成：信息帧帧头、绝对停车包（CTCS-5）、调车危险包（ETCS-132）、人工驾驶模式包（ETCS-137）。 举例：京沪高铁枣庄西站BX停车报文 (1)信息帧帧头 其中，需要核对的部分用红色字体标注。帧头需核对应答器编号信息。应答器编号 信息可在应答器位置表中查找： 大区编号69分区编号3车站编号56应答器编号15，顺序对应着应答器表中069-3-56-015，特别地：本应答器在应答器组中的位置，特指该应答器组中，有源应答器所对应的编号。 (2)绝对停车包（CTCS-5）
应答器设备技术规范 (征求意见稿) 2007年7月29日
应答器设备技术规范（征求意见稿） 1 范围 本标准规定了应答器设备基本功能、技术要求。 本标准适用CTCS-1～4各级列车运行控制系统。 本标准适应列车最高运行速度300km/h。 2 引用标准 TB/T3021-2001铁道机车车辆电子装置 ERTMS-EUROSIG/WP3.1.2.3/ABB007 ERTMS-EUROSIG/WP3.1.2.3/ABB020 ERTMS-EUROSIG/WP3.1.2.3/ABB009 Unisig Subset-036 v2.2.2 FFFIS FOR Eurobalise Unisig Subset-085;Test Specification for Eurobalise FFFIS 欧洲电信标准研究所制定的EN300330、EN300220、EN300440、EN50121、EN50122、EN50125、EN50129标准 3 设备功能 应答器设备由地面、车载两部分设备构成。 3.1 地面设备 应答器地面设备包括：地面无源应答器、地面有源应答器、与地面有源应答器连接的地面电子单元（LEU）。 3.1.1 地面应答器 3.1.1.1 地面应答器是一种可以发送数据报文的高速数据传输设备。 3.1.1.2 地面应答器应能提供上行数据链路，实现地对车的数据传输。 3.1.1.3 地面应答器分地面无源应答器和地面有源应答器两种类型，地面无源应答器只能发送固定的数据报文，地面有源应答器与地面电子单元（LEU）相连接时能发送实时可变的数据报文。 3.1.1.4 地面应答器存储的数据报文可以得到检查。 3.1.1.5 修改地面应答器存储的数据报文时需有严格的授权。 3.1.2 地面电子单元（LEU） 地面电子单元（简称LEU）是一种数据采集与处理单元，当有数据变化时，LEU依据变化后的数据形成报文并送给地面有源应答器进行发送，同时LEU应具有接收外部数据报文，并向地面有源应答器进行发送的功能，即报文透明传输功能。 3.1.2.1 一个LEU可同时向4个地面有源应答器发送4种不同数据报文。 3.1.2.2 列车接近地面有源应答器时，LEU发送的数据报文应保持不变。 3.1.2.3 LEU应能实时监测与地面有源应答器间信息通道的状态，并及时向车站列控中心回送。当LEU 与地面有源应答器通信中断时，不应产生危机行车安全的后果。 3.1.2.4 当外部控制条件无效或通信故障时，LEU应向有源应答器发送默认报文。 3.1.2.5 LEU存储的数据报文应准确无误。 3.1.2.6 数据报文正确存放在LEU的相应存储单元中，选择地址线时不得有误，且必须有相应的安全措施。
一、报文格式： 1、长报文：1023 bits,具体如下图 2、短报文：341 bits 格式： 二、编码流程图：
1、830bits:按照实际所需限速等条件整理出830bits用户数据。 2、选择12bits加扰位。选定加扰位的初始值。 3、加扰： （1）长报文格式中m=830,短报文格式中让m=210。假设Um-1，….,U0
是830bits用户数据位,m-1=829。将用户数据位从左到右分成K块，每块为10bits，Uk-1=(Um-1…Um-10),Uk-2=(Um-11…Um-20),…,U0=(U9…U0),长报文 K=83。通过计算生成新序列U`为U`k-1,U`k-2,…,U`0, U`，新序列的U`k-1为： 即U`82=(U82+U81+…+U0)mod。（mod为求余计算） U`新序列的U`k-2,…,U`0分别与U序列的Uk-2,...,U0相同。 （2）计算S： 其中B为：利用12bits加扰位计算B . 2801775573为这种类型随机数发生器的通用选择 （3）利用加扰器进行加扰生成新数据。如下图 正方形为延时单元，加号代表异或操作。系数h31,h30,h29,h27,h25,h0为1，即相当于连接，其他h28,h26,h24,h23,…,h1为0，即不连接。S的32位二进制数
从最高有效位到最低有效位即S31，…,S0,被定义为上图中移位寄存器的初始值。然后移位寄存器在每个时钟后向左移动一次，共移动m-1次，并且在每来一个时钟时，将U1m-1,…,U`0,依次分别输入，最后加扰生成Sm-1,…,S0。（在第一个时钟之前先读输出Sm-1）。 4、10bits-11bits 整形变换：将加扰后生成的新序列Sm-1,…,S0,分成K=83块，每块10bits ，生成新序列Sk-1,…,S0,分别将Sk-1,…,S0,的十位二进制数转换成十进制数并以此十进制数为地址进行查表B2，将所查地址中的数据分别一一替换Sk-1,…,S0,最后生成83*11bits=913bits 数据。（036附录B2）。 5、检查1：本次检查只是初步检查，尽可能多的检查相关条件，以提高效率。所有的检查在检查2中都会进行。 （1）字母表条件：很明显该条件在报文10bits-11bits 整形部分应自动满足（913bits ）。（整个1023bits 报文都应该符合字母表条件，但是为了提高效率在检查1中只进行部分尽可能多的检查。） （2）同步偏离条件：首先将913bits 分成83*11bits,i=1023即 (bi-1,bi-2,…bi-11),(bi-12,…,bi-22),(bi-23,…bi-33),…。向右偏移 1bits 后，去11bits 数据，即(b1021,…,b1011),b1021为序列的第1022项，若偏移量为b=1,i-1+b=1023能被11整除，所以对其进行查表后连续有效数的个数不能超过2个。当i-1+b 不能被11整除的话即偏移2-10位的话连续有效字的个数，长报文不能超过10个，短报文不能超过6个。这个条件的意义是，可以使报文具备在发生移位性错误时，能够被发现出来，并判断发生该错误的报文为无效报文。 （3）长报文的非周期条件：这个条件仅适用与长报文。它防止在噪声和比特滑动时，长报文的一部分被判断成一个短报文。它的实现是通过检测相距341bits 的两个字长的两端bits 流的汉明距来实现的。 i 是11的整数倍，那么 bi-1…bi-22和bi-341-1…bi-341-22之间的汉明距大于等于3。 当k=+1,-1,+2,-2,+3,-3时，bi-1…bi-22和bi-341-k-1…bi-341-k-22之间的汉明距大于等于2。 所谓汉明距就是两组数据流按从高位到底位或从低位到高位分别依次对比，其中数据不一样的个数为汉明距。 （4）欠采样条件：为了确保当以2、4、8、16倍的分频采样时，采样得到的比特流，当从这个比特流的任意位开始检测时，确保其最大的连续有效的字（11bits ）的个数不能超过30。 6、esb ：选择额外整形位初始值。 7、校验：目的是计算生成85位检查位。校验比特用多项式形式表示成下面的形式： 841858410()()185...[...]()n f x g x n b x b x b R b x b x o x （3） 多项式f(x)，g(x)，o(x)的定义和报文的格式有关。在长报文中，f(x)=f L (x)，g(x)=g L (x)， O（x）=g L (x)： 10976432()1L f x x x x x x x x x
RT-9雷达应答器的操作 雷达应答器的的用途是为了使遇难者向行在附近的其他船舶显示出遇险人员或遇险船舶的位置。使他们得知是否有救助船舶或飞机在靠近他们，以增强他们的获救信心。 SRT-9 SART的操作可分为自检操作和工作操作两种方式。 1. SART的自检操作 为了保证S A R T始终处于正常工作状态，应对S A R T进行定期检查，本机的自检操祚方法是: ㈠就地自检的开启与关闭 ①将SART设备从船上的专用托架上解除下来. ②将本设备所配备的电源开启专用探针{或称推杆}拿在手中。 ③将专用探针插入机器中部的直径为3mm电源开关孔中，一定要插牢固，防止损坏封条，而后推动自检开关。 此时，机器将开始自捡工作，每隔2秒钟，有规律的发出声{嘀嘀}光{红色闪烁}报警。只要符合此规律，就表明机器工作正常。否则，就必须送到工厂维修。自检时间一般不要超过30S。 ④检查完毕后，将专用探针再插入机器中的直径为6mm的孔中，而后推动开关即可关闭机器的电源，完成了一次对机器的自检操作。 RT-9 SART的人工启动操作 当船舶遇险时，MCMURDO RT-9 SART应人工启动，以准备响应9GHz雷达发射的探测脉冲。具体操作方法是： ①将SART设备从船上的专用托架上解除下来，并带上救生艇筏。 ②将本设备的电源开关开启，此时，机器将开始工作，每隔大约12秒钟左右，机器将有规律的发出声{嘀嘀}，光{红色闪烁}报警。此时SART处于只收不发状态。当有搜船舶或飞机到达本船舶附近的海面时，由于搜救船舶或飞机上的9GHz导航雷达不断地发射探测脉冲，SART对9GHz的探测脉冲进行响应。在每一次9GHz探测脉冲作用之后，立即发12个频率变化范围在9200MHz-9500MHz的微波信号. 机器的声光报警的时间间隔将缩短, 光闪变快. ③当搜救工作完毕后, 将专用探针再插入机器上的专用直径为6mm的孔中, 即可关闭机器的电源.
应答器报文读写器 通信协议规范V0.0.1 泛亚华智智能控制技术有限公司2012 年09月14日
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目录 1概述 (6) 1.1.目的和范围 (6) 1.2.缩略词与术语 (6) 1.3.命令简略图 (6) 1.4.参考文献 (7) 1.5.数据编码说明 (7) 2PC机到读写器的数据通信格式 (9) 2.1.通信数据概述： (9) 2.1.1.通信数据包： (9) 2.1.2.加密后的数据的源码内容 (9) 2.1.3.CRC32校验方式 (9) 2.2.通信命令定义 (9) 2.2.1.读码命令 (9) 2.2.2.读有源默认命令 (10) 2.2.3.写码命令 (10) 2.2.4.改写命令 (10) 2.2.5.读应答器ID命令 (11) 2.2.6.写应答器ID命令 (11) 2.2.7.修正读写器时间命令 (11) 2.2.8.写入或改写读写器信息命令 (11) 3读写器到PC机的数据通信格式 (13) 3.1.通信数据概述： (13) 3.1.1.通信数据包： (13) 3.1.2.CRC32校验方式 (13) 3.2.应答命令定义 (13) 3.2.1.应答读码命令 (13) 3.2.2.应答读有源默认命令 (14) 3.2.3.应答写码命令 (14) 3.2.4.应答改写命令 (15) 3.2.5.应答读ID命令 (15) 3.2.6.应答写ID命令 (16) 3.2.7.应答修正时间命令 (16) 3.2.8.应答写入或改写读写器信息命令 (17) 4读写器到应答器的数据通信格式 (19) 4.1.读码 (19) 4.2.读有源默认 (19) 4.3.读ID (19) 4.4.写码 (20) 4.5.写ID (21) 5数据加密算法 (22) 5.1.算法说明 (22)
浅谈既有线C2与C3应答器设置区别 徐州电务段牟同 摘要：应答器是一种用于地面向列车信息传输的点式设备，分为无源应答器和有源应答器两种，主要用途是向列控车载设备提供可靠的地面信息，它是C2、C3级列控系统重要组成部分，但这两种级别的应答器设置是不同的，提供的报文信息也有很大的区别。 关键词：应答器；既有线C2；C3；区别 2011年7月1日，京沪高铁顺利开通，徐州电务段管内动车组运行模式由原来的既有线C2模式进入与京沪高铁C3共存的模式。既有线C2是由客运专线C2衍生而来，C3又兼容C2，因此两种模式既有相同之处也有不同之处，应答器是这两模式所共有的，但是这两种模式中应答器的设置方式、报文内容却有了比较大的变化。既有相同功能的应答器，又出现了新的不同功能应答器。 一、相同功能应答器 1、进、出站口处应答器组 既有线C2模式在出站口处设置无源应答器和有源应答器。无源应答器提供前方一定距离内的线路参数等信息；有源应答器提供前方一定距离内的临时限速等信息；进站信号机处设置有源应答器，以提供接车进路参数及临时限速信息。 设置方式为进站和反向进站信号机外方16±0.5米处设置由一个有源应答器和两个无源应答器构成的应答器组，组内相邻应答器间距为5米 C3模式也有进站和出站口处应答器组，但报文内容上与既有线有一定区别。正反向进站信号机处无源应答器发送线路允许速度、线
路坡度、轨道区段、特殊区段、调车危险及RBC呼叫命令等反向线路数据和正向线路坡度信息；有源应答器发送区间发车方向应答器链接信息、临时限速信息；正线接车进路发送应答器链接信息、临时限速信息和特殊区段信息；侧向接车进路发送应答器链接、临时限速、线路允许速度、轨道区段及特殊区段等信息。 设置方式为进站和反向进站信号机外方30±0.5米处设置由一个有源应答器和两个无源应答器构成的应答器组，组内相邻应答器间距为5米 2、区间应答器设备 既有线C2区间每间隔3~5km成对设置无源应答器，分别提供正、反向一定距离内的线路参数及定位信息，原则上设置在闭塞分区分界处。提供线路参数的同一方向相邻两个应答器（组）数据，即冗余至前方第三组应答器，并有一个完整列车常用制动距离的数据余量。 应答器组内最后一个应答器布置在正向运行方向距绝缘引入点或调谐单元（BA）外方16±0.5米处，组内相邻两个应答器间距为5米。 C3区间应答器组设置在每个闭塞分区入口处，用于列车定位和向C2级车载设备发送线路允许速度、线路坡度、轨道区段及特殊区段等线路固定信息。 应答器组内距闭塞分区较近的应答器距闭塞分区入口200±0.5m 3、级间转换应答器组 既有线为C0/既有线C2转换。
高速铁路应答器原理分析与探索提到应答器，好多人或许不知道它是什么，其实应答器是一种用于地面向列车信息传输的点式设备，分为固定（无源）应答器和可变（有源）应答器。主要用途是向列控车载设备提供可靠的地面固定信息和可变信息。也就是说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。 应答器共分为两种，及无源应答器（组）和有源应答器。 无源应答器：用于发送固定不变的数据，用于提供线路固定参数，如线路坡度、线路允许速度、轨道电路参数、链接信息、列控等级切换等。 有源应答器：传输可变信息。必须通过专用的应答器电缆与LEU 设备连接，可以根据LEU设备所发送的报文，变化的向列车传送应答器报文信息。与LEU（地面电子单元）连接，用于发送来自于LEU的报文，在既有线提速区段，有源应答器设置在车站进站端和出站段，主要发送进路信息和临时限速信息。 其实无论有源应答器，还是无源应答器，它们的工作原理及目的都是一样的，它们的工作原理是当列车经过地面应答器上方时，应答器接收到列控车载设备点式信息接收天线发送的电磁能量后，应答器将能量转换为工作电源，启动电子电路工作，把预先
存储或LEU传送的1023为应答器传输报文循环发送出去，直至电能消失。而它们的工作目的就是为了向通过列车传送信息。应答器向列车传送的信息大概如下：（1）线路基本参数：如线路坡度、轨道区段等参数； （2）线路速度信息：如线路最大允许速度、列车最大允许速度等； （3）临时限速信息：当由于施工等原因引起的对列车运行速度进行限制时，向列车提供临时限速信息； （4）车站进路信息：根据车站接发车进路，向列车提供“线路坡度”、“线路速度”、“轨道区段”、等参数； （5）道岔信息：给出前方道岔侧向允许列车运行的速度； （6）特殊定位信息：如升降弓、进出隧道、鸣笛、列车定位等； （7）其他信息：固定固定障碍物信息、列车运行目标数据、链接数据等。 每个应答器（组）都有一个编号，并且该编号在全国铁路范围是唯一的。 无源应答器（也称固定应答器）设于闭塞分区入口和车站进、出站端处，用于向列控车载设备传输闭塞分区长度、线路速度、线路坡度、列车定位等信息。有源应答器（也称可变应答器）设置于车站进、出站端，当列车通过应答器时，应答器向列车提供接车进路参数、临时限速等信息。
CTCS-3级列控系统应答器安装指导 (V1.0)
1适用范围 1.1.1.1本规范规定了CTCS-3级列控系统应答器的设置和报文编制原则，适用 于CTCS-3级客运专线列控系统应答器的工程设计、产品研发和工程实 施。 2参考文献 [1] 科技运〔2008〕34号《CTCS-3级列控系统总体技术方案》 [2] 铁科技〔2006〕68号《200-250km/h客运专线站后系统技术框架方案》 [3] 铁集成〔2007〕124号《客运专线CTCS-2级列控系统配置及运用技术原 则（暂行）》 [4] 科技运〔2007〕158号《客运专线CTCS-2级列控系统车站列控中心技术 规范（暂行）》 [5] 科技运〔2008〕127号《CTCS-3级列控系统系统需求规范（SRS）》 [6] 科技运〔2008〕127号《中国列车运行控制系统CTCS名词术语》
3应答器设置规则 3.1一般规则 3.1.1.1地面应答器设置应同时满足CTCS-2级系统的需求，并集成CTCS-3级 和CTCS-2级报文。 3.1.1.2下列应答器组应至少包含两个应答器： （1）发送线路参数的应答器组； （2）发送等级转换或RBC切换信息的应答器组； （3）用于识别列车运行方向的应答器组； （4）位于发车进路始端的应答器组。 3.1.1.3仅用于定位的应答器组为单个应答器。 3.1.1.4应答器组设置应满足应答器容量要求，当应答器容量不能满足要求时 应增加组内应答器数量。 3.1.1.5应答器组内相邻应答器间的距离应为5±0.5m。设置在闭塞分区入口处 的应答器组距调谐单元（BA）或机械绝缘节200±0.5m，进站信号机 处的应答器组距调谐单元（BA）或机械绝缘节的距离宜为30±0.5m（从 靠近绝缘节的应答器计算）。 3.1.1.6设置在车站的应答器组中的有源应答器宜靠近信号机侧。 3.1.1.7相邻应答器组间距离应满足最小距离要求，正线应答器组内应答器距 调谐单元（BA）或机械绝缘节的最小距离为30±0.5m。 3.2区间应答器组【Q】设置 3.2.1.1区间每个闭塞分区入口处设置两个及以上无源应答器构成的应答器 组，用于列车定位和向CTCS-2级车载设备发送线路允许速度、线路坡 度、轨道区段及特殊区段等线路固定信息，如图1所示。
GYK应用应答器停车数据场景及 控车方案 陕西西北铁道电子有限公司 2017年7月
1.停车数据包相关应答器布置原则 1.1.进站信号机应答器组 进站信号机（含反向）外方30±0.5m处设置由一个有源应答器和一个及以上无源应答器构成的应答器组。如图1中XJZ、XFJZ、FJZ、JZ应答器组的设置。 图1 正常站场应答器布局 1.1.1.进站（含反向进站）无源应答器 进站和反向进站应答器组中的无源应答器固定发送发车方向有效的调车危险数据包（ETCS-132），同时发送发车方向有效的线路信息数据包，包括ETCS-21、ETCS-27、ETCS-68、ETCS-79和CTCS-1等。 1.1. 2.进站（含反向进站）有源应答器 当进站信号关闭时发送接车方向有效的停车报文，包含绝对停车信息包[CTCS-5]，目视行车危险信息[ETCS-137]，调车危险信息包[ETCS-132]；当进站信号开放时，发送临时限速，链接信息等。排列正线进路时发送CTCS-2和ETCS-5等数据包；排列侧向进路时发送
ETCS-5、ETCS-27、ETCS-68、CTCS-2和CTCS-1等数据包。 1.1.3.默认报文 进站（含反向进站）有源应答器默认报文中发送接车方向有效的目视行车危险数据包ETCS-137。 1.2.出站信号机应答器组 车站到发线设置由一个有源应答器和一个无源应答器构成的应答器组，如图1中FCZ3、FCZI、CZII、CZ4、XCZ3、XCZI、XFCZII、XFCZ4。 有图定转线作业的正线股道的正线出站信号机外方设置由一个有源应答器和一个及以上无源应答器构成的应答器组。其它正线不设置有源应答器。 1.2.1.出站（含反向出站）无源应答器 出站（含反向出站）无源应答器固定发送线路信息ETCS-21数据包。 1.2.2.出站（含反向出站）有源应答器 出站信号开放时发送链接信息、发车进路数据和临时限速数据，包括ETCS-5、ETCS-27、ETCS-68、CTCS-1和CTCS-2等。 出站信号关闭时，有源应答器发送发车方向有效的停车数据包，包括绝对停车信息包[CTCS-5]，目视行车危险信息[ETCS-137]，调车危险信息包[ETCS-132]。 1.2.3.默认报文 出站（含反向出站）有源应答器默认报文中发送发车方向有效的
科技信息 图6为拱顶沉降与水平位移曲线。从趋势图可以看出：各测点水平位移和拱顶沉降变化与围岩实际变形一致，呈明显的阶段性特征，变形急剧发展阶段、变形速率减小但变形量继续增长阶段和最终趋向稳定阶段。对应开挖、支护、封闭成环等施工环节。工作座标系设置在距开挖面300m 的后方，围岩变形已稳定，不受施工影响，故测试数据真实地反应了围岩变形规律，有力地指导了施工安全进行。 传统的围岩变形监测方法采用钢尺收敛计或挂尺水准抄平等方法接触量测,它与施工相互干扰,且人为因素对量测精度影响较大,量测质量不稳定。采用全站仪自由设站非接触方法监测隧道围岩变形，具有自动化程度高、系统可靠性强、自由设站不受施工干扰等特点。本文 将该方法成功运用于木寨岭隧道监测实践中，极大地提高了工作效率，为围岩变形监测开辟了新的有效途径。 参考文献［1］杨松林，刘维宁，师红云，黄方.全站仪自由设站隧道围岩变形非接触监测理论和方法的研究.土木工程学报，第39卷第4期，2006年4月 ［2］宋冶.自由设站法三维变形观测精度的检测.工程勘察，1999年第1期 ［3］铁道第一勘察设计院地路处.木寨岭隧道勘察报告，2008年5月 （上接第133页）1.引言 随着既有铁路线路的提速改造，以及客运专线的集中建设和高速铁路的快速发展，列车的运行速度不断提高，仅仅依靠轨道电路向车载设备传输列车控制信息已经远远不能满足列车安全、高速运行的需求。如何将线路基本参数、线路坡度信息、临时限速信息、车站进路信息、道岔信息、特殊定位信息等信息传递给列控车载设备是实现列车安全、高速运行的基本要求，应答器设备为此提供了良好的解决方案。 CTCS-2级列车运行控制系统（以下简称列控系统）是基于轨道电路和应答器向列控车载设备传递行车许可等相关信息，并运用目标-距离模式监控列车安全、高效运行的列控系统。应答器作为车-地信息的传输主要设备之一，能否可靠、安全、有效地向列控车载设备传递行车许可信息，是CTCS-2级列控系统非常重要的一个环节。 2.应答器的组成及工作原理 应答器系统是一种采用电磁感应原理构成的高速点式数据传输设备，主要用途是向列控车载设备提供可靠的地面固定信息和可变信息，实现车-地间的相互通信。应答器分为无源应答器和有源应答器。无源应答器用于发送固定信息，提供线路的固定参数，包括线路坡度、线路允许速度以及轨道电路参数等；有源应答器用于传输可变信息，通过与地面电子单元LEU 连接，向列控车载设备传输临时限速、信号点类型等可变信息。 有源应答器的组成与无源应答器相似，仅增加了DBPL 编码电路和有源界面。当与LEU 发生通信故障时，有源应答器可以自动切换到无源应答器工作模式，发送缺省报文。 无论是有源应答器还是无源应答器，其工作原理是一样的。BTM （应答器传输模块）产生频率为27.095MHz 的高频电磁能量，通过BTM 天线（车载天线）连续地向地面发送。当机车驶入应答器的有效作用范围时，地面应答器就会接收该电磁能量，并将其转换为应答器内部模块的工作电源，启动应答器的时钟控制电路工作，将ROM 区预先存储或LEU 传送的报文数据送往频率合成器，采用FSK 调制方式产生相位连续的载频信号，以564kb/s 的速率通过BTM 天线传送给列控车载设备。 3.应答器的设置 在CTCS-2级列控系统中，应答器设备是列车运行安全、提高列车运行速度的重要保证。为保证应答器设备发挥主导作用，必须对应答器设备的安装、调整等做到标准化，方能满足应答器设备的参数要求,完成应答器的基本功能。根据设置地点的不同，应答器在CTCS-2级列控系统的设置可以分为3种类型：区间应答器组设置、车站应答器组设置和特殊用途应答器组设置。 3.1区间应答器组的设置区间设置无源应答器组，向列控车载设备提供线路固定参数信息，如轨道区段、坡度、速度、链接、公里标、车站名及其他特殊区段等信息。 在CTCS-2级提速既有线间隔2~3个闭塞分区（3km~5km ）设置无源应答器组；在CTCS-2级客运专线可间隔一个闭塞分区设置无源应答器组，用于列车定位和向列控车载设备提供正、反向前方一定距离内的线路固定参数信息，原则上设置在距闭塞分区入口（调谐单元（BA ）或机械绝缘节）200m±0.5处。 3.2车站应答器组的设置 3.2.1进站信号机应答器组设置 在正向及反向进站信号机外方30m±0.5处设置一个由有源应答器和无源应答器构成的应答器组。进站信号机有源应答器主要提供应答器链接信息、进路参数及临时限速等信息。正、反向进站信号机无源 应答器组分别发送线路允许速度、线路坡度、轨道区段及调车危险等反向线路数据和正向线路坡度信息与线路坡度、线路允许速度、轨道区段及调车危险等正向线路数据和反向线路坡度信息。 3.2.2出站信号机应答器组设置 出站信号机处设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组，提供绝对停车、进路参数、临时限速、调车危险等信息。在客货共线的客运专线，应答器组设置在距出站信号机绝缘节65m±0.5处。 3.3特殊用途应答器组设置在CTCS-2级列控系统中，仅设置区间和车站应答器组仍不能满足列车按照目标-距离模式曲线安全、高速运行的要求。在某些特殊地段，如中继站、等级转换点、自动过分相处大号码道岔（18#以上）以及有可能危及列车运行安全的调车信号机处，都应该根据需要增设应答器（组）。 此外，在CTCS-2级列控系统的工程设计和施工中应注意以下几个问题： （1）在应答器的布置上，既需要通过增加应答器的数量，保证区间线路数据的连续覆盖；也需要通过车站等特殊地点增加应答器，以补充既有轨道电路信息量的不足，为车载设备提供更多的信息，以提高列车运行的可靠性与安全性。 （2）在临时限速的控制方面，除改按闭塞分区设置临时限速的长度外，在应答器信息量允许的条件下，应利用增加应答器临时限速覆盖范围，实现对动车组临时限速的控制，替代进站信号机降黄灯方式，以减少对普通列车的影响。 （3）在现场施工中，应根据实际情况解决应答器的安装问题：①当区间相邻两个应答器组间的距离>1500m 时，应在两个应答器组的中间增加定位应答器组，用于列车定位； ②针对不同的轨道结构（有砟轨道和无砟轨道），采取不同的安装方式安装应答器； ③应答器的安装位置与补偿电容的距离<1.3m 时，会影响列控车载设备接收应答器信息，可以调整应答器的安装位置；如果情况十分特殊，也可调整补偿电容的安装位置，调整范围≤0.5m ； ④如果应答器调整后仍无法满足实际需要时，应将整组的安装位置进行调整，调整范围≤0.5m 。 4.结论 在CTCS-2级列控系统中，控车信息是靠应答器传递的。应答器设置的正确性与合理性将直接影响铁路行车的安全和运输的效率。在工程设计与施工中，要保证应答器的安装能够满足列车安全、高速运行的需要，从而为安全行车提供保证。参考文献 ［1］徐啸明.CTCS-2级列车运行控制系统应用丛书:列控地面设备［M ］.北京:中国铁道出版社,2007. ［2］张铁增.列车运行控制系统［M ］.北京:中国铁道出版社,2009.［3］董昱.区间信号与列车运行控制系统［M ］.北京:中国铁道出版社,2008. ［4］科技运［2007］44号既有线CTCS-2级列控系统车站列控中心技术规范(暂行)［S ］. CTCS-2级列控系统中应答器设置的探讨 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室张雯君 ［摘要］由于轨道电路传输信息的局限性（18信息），CTCS-2级列控系统增加了应答器作为车-地信息传输的补充设备，以确保列车能够获得足够的地面信息生成目标-距离模式曲线监控列车运行。因此，应答器设置的正确性与合理性将直接影响铁路行车的安全和运输的效率。［关键词］CTCS-2列控应答器 — —134
信标定位 信标是安装在线路沿线反映线路绝对位置的物理标志。信标分有源信标和无源信标两种, 有源信标可以实现车地的双向通信, 无源信标类似于非接触式IC 卡, 在列车经过信标所在位置时, 车载天线发射的电磁波激励信标工作, 并传递绝对 位置信息给列车。 城市轨道交通系统中所使用的信标大部分为无源信标, 安装在轨道沿线。信标的作用是为列车提供精确的绝对位置参考点(也可以提供线路的坡度、弯度等其它 信息)。由于信标提供的位置精度很高, 达厘米量级, 常用信标作为修正列车实际 运行距离的手段。采用信标定位技术的信息传递是间断的, 即当列车从一个信息点获得地面信息后, 要到下一个信息点才能更新信息, 若其间地面情况发生变化, 就无法立即将变化的信息实时传递给列车, 因此, 信标定位技术往往作为其它定 位技术的补充手段。 随着列车运行速度不断提高，应答器设备成为高速列车控制系统中的重要基础设备，也是信号系统引入的新设备。 应答器 设备用于向列车控制系统传送线路基本参数、线路速度、特殊定位、列车运行目标数据、临时限速、车站进路等固定和实时可变的信息。 应答器地面设备主要由以下设备组成： 无源应答器 无源应答器存储固定信息，当列车经过无源应答器上方时，无源应答器接收到车载天线发射的电磁能量后，将其转换成电能，使地面应答器中的电子电路工作，把存储在地面应答器中的数据循环发送出去，直至电能消失（即车载天线已经离去）。
平常处于休眠状态。 有源应答器 有源应答器通过电缆与地面电子单元（LEU）连接，可实时发送LEU传送的数据报文。 当列车经过有源应答器上方时，有源应答器接收到车载天线发射的电磁能量后，将其转换成电能，使地面应答器中发射电路工作，将LEU传输给有源应答器的数据循环实时发送出去。直至电能消失（即车载天线已经离去）。平常处于休眠状态。 当与LEU通信故障时，有源应答器变为无源应答器工作模式，发送存储固定信息（缺省报文）。 地面电子单元LEU 地面电子单元（简称LEU）是一种数据采集与处理单元，根据外界变化的条件，选择存储在LEU中的其中一条报文传送给地面有源应答器进行发送，或将外部发送的应答器报文直接向有源应答器传送。 报文读写工具BEPT 报文读写工具BEPT是用于向有源和无源应答器、LEU写入报文，并对其进行检测和校验的工具。 自主研发的无源应答器 自主研发的车载天线 自主研发的车载应答器传输模块 北京全路通信信号研究设计院于2004年承担了铁道部“大容量点式应答器系统的研究”项目，并与ALSTOM公司合作，向我国既有线200km/h提速区段提供了大量的应答器地面设备。 大容量点式应答器系统将成为客运专线、高速铁路中不可缺少的基础设备，而
便携式应答器报文读写器的设计与应用 杜运峰 李永善 摘要：随着高铁建设的快速发展，点式应答器在列控系统中被广泛使用。结合应答器设备现场维护需求，详细说明了对应答器报文读写操作的设计过程，完成便携式应答器报文读写器的设计。 关键词：欧洲应答器；读写器；应答器编程 随着我国高速铁路的迅速发展，应答器系统已在越来越多的高铁线路上运行。应答器是一种用于地面向列车传输信息的点式设备，分为有源和无源２种。应答器可以给车载设备传送线路基本参数、临时限速、车站进路等固定和可变信息。由于应答器设备分布在铁路沿线，应答器（组）之间间隔较远，为了便于电务人员维护和检测应答器，开发了便携式应答器报文读写设备，满足现场维护人员的使用要求。 与站台墙靠钢轨侧预留的接地端子连接起来。 ５ 给排水专业接地方式 在有客车上水栓及卸污管沟的车站，设置客栓 及卸污单元接地干线，采用４０ ｍｍ ｘ４ ｍｍ的镀锌 扁钢沿管沟敷设，与站台综合接地端子可靠连接。 ６结束语 目前，高速铁路车站均配置了综合接地系统。 车站范围内的综合接地系统设计涉及的专业较多， 为使各专业的综合接地技术要求能在同一张图上体 现出来，就需要做好事前规划，按专业顺序依次开 展规划设计，减少各专业间不必要的工作。 车站的综合接地设计方案应体现的是各专业的 电气连接技术要求，在现场施工时，还应配套车站 范围接触网支柱布置图、站场综合管线图、站台墙 结构设计图等共同使用，做好与站前工程同步实施 的贯通地线敷设、接地端子预留等工作。
１设备构成 应答器报文读写器由电源单元、显示单元、数字处理单元、信号解析单元、信号调理单元、应答器编程单元等组成，如图１所示。读写器采用大容量锂电池，工作电压１２ Ｖ。为了保证读写器的长时间工作，设备电路使用控制开关控制各个电源模块的通断，只有在用户读取和写入应答器时才打开功放和解析电路，其他时间只打开显示单元，确保设备最大程度省电。 ２设计原理 ２．１ 电源单元 设备输入电压为１２ Ｖ，输出电压有ＳＶ、３．３ Ｖ、１．２ Ｖ、１５ Ｖ、－１０ Ｖ不等。使用低功耗、高效率电源芯片，实现１２Ｖ转ＳＶ电路，供信号调理单元、应答器编程单元使用；产生３．３ Ｖ和１．２ Ｖ供ＦＰＧＡ芯片和ＣＰＵ处理单元使用。由于液晶屏需要使用１５ Ｖ和－１０ Ｖ偏压工作，选用专用ＳＶ电压芯片产生液晶屏需要的偏压电源。２．２数字处理单元 数字处理单元实现人机界面操作、报文存储、报文导入导出功能，由存储器和接口单元构成，如图２所示。数字处理单元硬件使用带ＬＩＮＵＸ操作系统的ＡＲＭ核心板，配有ＵＳＢ２．０主接口、ＬＣＤ接口、电阻触摸屏接口及多个串口，外围只需搭接少量器件即可。ＣＰＵ处理单元通过触摸屏和显示屏接收用户指令，经过翻译后通过ＲＳ－２３２接口发送给ＦＰＧＡ，ＦＰＧＡ控制信号解析单元和应答器编程单元工作，并将结果存储在内存ＦＬＡＳＨ，用户可以通过ＵＳＢ接口，将ＦＬＡＳＨ中的数据导人Ｕ盘，或者将写报文信息从Ｕ盘导人到读写器ＦＬＡＳＨ中。 ２．３信号调理单元 在读取应答器报文时，读写器通过晶振产生频率为２７ ＭＨｚ的激励信号传送给天线，激活应答器，应答器输出３．９ ＭＨｚ／４．５ ＭＨｚ的ＦＳＫ信号，接收天线接收到信号后，送人信号调理单元进行滤波，将２７ ＭＨｚ滤除，然后将ＦＳＫ信号进行带阻滤波，并通过积分与比较电路调理整形，得到１０２３位报文的方波。 ２．４信号解析单元 信号调理单元将采集到的连续１０２３位数据流接人信号解析单元的ＦＰＧＡ芯片ＩＯ管脚，由ＦＰＧＡ对ＩＯ数字波形进行解析，按照欧洲应答器报文编码解码协议ＦＦＦＳ进行分步解析，然后通过ＲＳ－２３２接口将结果发送给报文显示单元。 信号解析单元由ＩＯ接口、协议解析、命令处理和ＲＳ－２３２组成。信号调理单元通过ＩＯ接口控制本单元的关机、休眠、写报文电路，同时将调理单元采集的读报文数据流送人协议解析部分进行解析，解析步骤参考了Ｆｏｒｍ Ｆｉｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｔｒａｔｅｇｙ文档；命令处理部分是ＦＰＧＡ 与报文显示单元之间的通信，采用ＲＳ－２３２ 连接，报文显示单元会通过串口命令将读取 报文、写入报文、关机、休眠等信息发送给 信号解析单元，信号解析单元收到对应命令 后执行相应操作。信号解析单元框图如图３ 所示。
一、应答器设置规则 地面应答器设置应同时满足CTCS-2级列控系统和CTCS-3级列控系统的需求，CTCS-3级列控系统与CTCS-2级列控系统共用应答器信息，在同一组应答器中可同时包含CTCS-2级和CTCS-3级列控系统数据。 二、分类及作用 1）区间应答器： ①区间每个闭塞分区入口距调谐单元（BA）或机械绝缘节 200±0.5m处设置两个及以上无源应答器构成的应答器组，用于列车定位和向CTCS-2级车载设备发送线路允许速度、线路坡度、轨道区段及特殊区段等线路固定信息。应答器组内相邻应答器间的距离应为5±0.5m。 ②当区间相邻两个应答器组之间的距离大于1500m时，在两个应答器组中间应增加由单个应答器构成的应答器组，用于列车定位。 ③车站进站信号机（含反向）外方200±0.5m处设置由单个应答器构成的应答器组，用于列车定位。 2）站内应答器： ①进站信号机（含反向）外方30±0.5m处设置由一个有源应答器和两个无源应答器构成的应答器组。用于提供列车定位、CTCS-2进路线路参数和临时限速信息。 ②车站到发线出站信号机外方 20±0.5m 处设置由一
个有源应答器和一个无源应答器构成的应答器组。用于列车定位、CTCS-2进路线路参数、临时限速、绝对停车(当出站信号关闭时，应答器组发绝对停车报文，车载设备在完全监控、部分监控、调车监控、机车信号等工作模式下接收到该报文均应触发紧急制动)。 ③正线出站信号机外方 30±0.5m 处设置由两个无源应答器构成的应答器组。 ④车站各股道中间设置由单个应答器构成的应答器组，用于列车停车定位。 ⑤调车信号机处：对于调车作业并冒进调车信号后将危及正线运行列车安全的调车信号机(处)设置由1个有源应答器和无源应答器组成的应答器组，提供调车危险信息。 3）中继站应答器： 上下行线各设置两组由1个有源应答器和无源应答器组成的应答器组，主要用于提供CTCS-2临时限速信息。用于发送临时限速和线路数据，两个应答器组之间的距离为 100
C T C S-2级列控系统应答器应用原则V11
科技运［2008］143号 CTCS-2级列控系统 应答器应用原则 (V1.1)
目录 目录 (1) 1适用范围 (4) 2参考文献 (4) 3应答器设置规则 (5) 3.1一般规则 (5) 3.2区间应答器组【Q】设置 (6) 3.3车站应答器组设置 (7) 3.3.1进站信号机应答器组【JZ】设置 (7) 3.3.2出站信号机应答器组【CZ】设置 (8) 3.3.3进路应答器组设置【JL】 (10) 3.3.4调车应答器组设置【DC】 (10) 3.3.5定位应答器设置【DW】 (10) 3.4中继站应答器组【ZJ】设置 (11) 3.5等级转换应答器组设置 (11) 3.5.1C0/C2等级转换预告应答器组【YG0/2】设置 (11) 3.5.2C0/C2等级转换执行应答器组【ZX0/2】设置 (12) 3.5.3C0站应答器组设置【CZ-C0】设置 (12) 3.6自动过分相应答器组设置 (13) 3.7大号码道岔（18号以上）应答器组【DD】设置 (14) 4应答器图纸设计规则 (15) 4.1图纸表示符号 (15) 4.2应答器编号及命名 (15) 5应答器报文编制原则 (17) 5.1报文结构(信息帧) (17) 5.2用户信息包 (19)
5.2.2重定位信息【ETCS-16】 (20) 5.2.3线路坡度【ETCS-21】 (21) 5.2.4线路速度【ETCS-27】 (23) 5.2.5等级转换【ETCS-41】 (25) 5.2.6CTCS数据【ETCS-44】 (26) 5.2.7特殊区段【ETCS-68】 (27) 5.2.8文本信息【ETCS-72】 (29) 5.2.9里程信息【ETCS-79】 (31) 5.2.10调车危险【ETCS-132】 (32) 5.2.11默认信息包【ETCS-254】 (33) 5.2.12轨道区段【CTCS-1】 (33) 5.2.13临时限速【CTCS-2】 (35) 5.2.14区间反向运行【CTCS-3】 (36) 5.2.15大号码道岔【CTCS-4】 (36) 5.2.16绝对停车【CTCS-5】 (37) 5.3应答器报文编制原则 (38) 5.3.1一般原则 (38) 5.3.2应答器组功能定义 (39) 5.3.3区间闭塞分区应答器组【Q】 (46) 5.3.4区间反向中继应答器组【FQ】 (47) 5.3.5C0站应答器组【CZ-C0】 (48) 5.3.6C0-C2等级转换预告应答器组【YG0/2】 (48) 5.3.7C0-C2等级转换反向预告应答器组【YG0/2】 (49) 5.3.8C2-C0等级转换预告应答器组【YG0/2】 (49) 5.3.9C2-C0等级转换反向预告应答器组【YG0/2】 (50) 5.3.10等级转换执行应答器组【ZX0/2】 (50)