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CTCS-2系统应答器设置问题探讨
高俊明;范多旺;李强
【期刊名称】《铁路通信信号工程技术》
【年(卷),期】2010(007)006
【摘要】分析了CTCS-2级列控系统现有应答器设置和管辖范围存在的问题,通过增设应答器并对其管辖范围进行合理划分,解决了现有应答器设置和管辖范围存在的问题,保证在任何一个限速区段内能够接收到两个应答器的信息,且应答器与下一个应答器信息进行冗余,提高了临时限速信息向列控车载设备提供的可靠性;取消了进站信号机降级显示,提高了运输效率.
【总页数】4页(P21-23,33)
【作者】高俊明;范多旺;李强
【作者单位】兰州交通大学,光电技术与智能控制教育部重点实验室,兰州,750070;兰州交通大学,光电技术与智能控制教育部重点实验室,兰州,750070;兰州交通大学,光电技术与智能控制教育部重点实验室,兰州,750070
【正文语种】中文
【相关文献】
1.CTCS-2级列控系统中应答器设置的探讨 [J], 张雯君
2.客运专线CTCS-2级列控车站有源应答器设置探讨 [J], 彭岚;蒋大明;胡刚
3.关于CTCS-2级列控系统应答器数据范围的分析 [J], 邢毅
4.CTCS-2级列控系统有源应答器故障后的临时应急处置措施探讨 [J], 刘建忠
5.多线别预告情况下CTCS-2级列控系统应答器报文坡度值的测试方法 [J], 韩宇
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CTCS2列控中心应答器报文测试系统的研究与实现的开题报告一、课题背景随着我国高速铁路建设的发展，CTCS2列控系统越来越成为高速铁路的必备装备。
而列控中心是CTCS2列控系统的核心设备之一，主要负责列车调度、信号控制等工作。
CTCS2列控中心应答器报文测试是列控中心系统的重要测试环节，是为确保列控中心系统的正常运行而必须要进行的测试工作。
其主要的测试目的在于检测应答器报文在传输过程中是否存在误码以及误码的数量和误码位置，并根据测试结果分析并解决问题。
二、研究内容本课题旨在研究并实现CTCS2列控中心应答器报文测试系统，具体研究内容包括：1、对CTCS2列控信号系统的基本原理和要求进行分析研究。
2、对应答器报文的数据格式及通信规则进行研究和分析。
3、研究应答器报文传输中存在的误码及其原因，设计测试方案并实现报文测试系统。
4、对测试结果进行分析并提出解决方案及优化建议。
三、研究意义完成本课题研究将能够提高CTCS2列控中心应答器报文测试的效率和准确性，为保证列车行车安全提供技术支持。
同时，本研究的技术成果也可推广到其他列车信号系统领域的报文测试中，具有一定的应用价值和推广意义。
四、预期成果完成本课题后，预期达到以下成果：1、对CTCS2列控系统及应答器报文传输原理有深入的理解。
2、研制出能够测试应答器报文的测试系统，具备较高的测试准确性和高效性。
3、对应答器报文传输中的误码、误码数量和误码位置等进行清晰的分析，并对测试结果提供解决方案和优化建议。
五、研究计划本课题的研究计划主要包括以下几个阶段：1、文献调研和理论研究，对CTCS2列控系统及应答器报文传输原理进行研究。
2、设计应答器报文测试系统的测试方案并完成系统的实现。
3、进行应答器报文传输误码测试，并对测试结果进行统计分析。
4、根据测试结果进行优化和改进，并提出解决方案及优化建议。
5、完成毕业论文的撰写，准备答辩。
六、研究方法本课题将主要采用文献调研、理论研究和实验研究相结合的方式进行。
为了实现铁路跨越式发展，必须对我国现有的铁路信号设备进行升级和改造，以满足列车高速运行下的安全控制。
目前在２００ｋｍ／ｈ及以上区段采用了ＣＴＣＳ－２级列车控制系统，实现了列车高速运行下的安全控制。
１ＣＴＣＳ－２级列车控制系统概况ＣＴＣＳ－２级列控系统是在我国既有成熟信号系统技术设备基础上，通过适当增加其他信号设备（如应答器、车站列控中心、ＡＴＰ车载设备），构成具有中国特色、实现目标距离速度控制功能，并基于轨道电路的列车控制系统。
ＣＴＣＳ－２级列控系统包括地面设备和车载设备。
地面设备由轨道电路、车站电码化设备传输连续列控信息，由点式应答器、车站列控中心传输点式列控信息，其中车站列控中心是地面设备的核心。
车载设备根据地面提供的信号动态信息、线路静态参数、临时限速信息及有关列车数据，生成控制速度和目标———距离模式曲线，控制列车运行。
同时，车载记录单元对列控系统有关数据及操作状态信息实时动态记录。
２车站列控中心的基本功能及其构成车站列控中心与车站计算机连锁或６５０２电气集中、ＣＴＣ（分散自律调度集中系统）、ＴＤＣＳ（列车调度指挥系统）接口，根据调度命令、进路状态、线路参数等产生进路及临时限速等相关控车信息，通过ＬＥＵ（地面电子单元）向有源应答器传送报文，列车ＢＴＭ（应答器信息接收单元）接收应答器信息，控制列车运行（见图１）。
车站列控中心通过Ｐ口从ＴＤＣＳ或ＣＴＣ系统获得调度命令，包括接发车信息、临时限速信息（起点里程、长度、速度、起止时间等）、运行方向信息。
车站列控中心通过Ｑ口从车站连锁系统获得车站进路和相关实时信息，包括进站、出站、通过、进路、股道号、信号机开放等。
根据需要，输出进站或进路信号机点黄灯、接近区段轨道电路发黄码控制条件，由连锁完成控制及驱动。
ＬＥＵ按照车站列控中心产生的应答器报文地址，实时选择对应的报文向有源应答器传送。
未办理进路或ＬＥＵ与应答器通信中断时，应答器具有保证行车安全的缺省报文。
2011年9月第26期科技视界Science&technology view客运专线CTCS-2级列控系统临时限速功能是由设置有源应答器。
列控中心临时限速设备和按一定技术标准设置应答器的有效区段长度及CTC临时限速设置方式等有效手段来实现其功能的。
现就其在各种条件下各部分设备设置原则和各部分功能分析如下:1有源应答器设置原则1.1正向及反向进站信号机(或标志牌)处设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组,如图1所示。
有源应答器提供进路参数、临时限速等信息。
图1车站应答器设置示意图1.2到发线(侧线股道)出站信号机(或标志牌)处设置由有源应答器和无源应答器组成的应答器组,如图1所示。
有源应答器提供绝对停车、进路参数、临时限速、调车危险等信息。
1.3中继站机械室附近的闭塞分区分界处,每条线路集中设置两组由有源应答器和无源应答器构成的应答器组,两组应答器组间距100m(以各组第一个应答器为基准点)。
如图2所示。
图2中继站应答器设置示意图1.4在大号码道岔前方第二个闭塞分区入口处设置有源应答器和无源应答器组成的应答器组,根据道岔区段及列车运行前方轨道区段空闲条件,给出道岔侧向允许列车运行的速度。
1.5与级间转换点相邻的CTCS-0级车站出站口处,当有装备CTCS-2级列控车载设备的列车上线运行时,应集中设置两组有源应答器组,提供临时限速信息,如图3所示。
图3CTCS-0级车站有源应答器设置示意图2列控中心临时限速设置2.1车站列控中心和中继站列控中心,临时限速设置原则应保持一致,其单方向临时限速管辖范围应从本站进站信号机开始至前方站出站口或中继站第二个应答器组再增加一个制动距离,制动距离应保证列车由最高运行速度常用制动至45km/h的要求,且终点应与闭塞分区分界点一致,如图4所示。
图4车站列控中心临时限速管辖范围示意图2.2车站列控中心和中继站列控中心均应作为临时限速的更新点,在其临时限速管辖范围内,可分别设置一处临时限速,当临时限速区段在车站或中继站管辖范围的重叠区域时,则相关列控中心不能再设置临时限速,如图5所示。
CTCS―2级列控系统应答器的设置使用与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备。
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。
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
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