中国列车运行控制系统ctcs
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CTCS CTCS是(Chinese Train Control System) 的英文缩写，中文意为 中国列车运行控制系 统。CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。 CTCS艮据功能要求和设配置划 分应用等级，分为0~4级
1. CTCS概述 TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校 核、自动报点、正晚点统计、运行图自动绘制、调度命令及计划的下达、行车日志自动生 成等功能，换句话说就是原来行车调度员和车站值班员需要用笔记下的东西现在都可以由 TDCS自动完成。
中国铁路调度指挥系统 参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成了自己的 CTCS(Chinese Train Control System) 标准体系。如何吸收ETCS规范并结合中国国情更好地再创新，是值得深入研究的课题。
铁路是国民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先行产业，是社会的基础设施， 铁路运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任， 对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。为了满足国民对铁路运输的要求， 进入二十一世纪以后，铁路部门致力于高速铁路和客运专线的建设，并取得了骄人的成绩。为了适应中国高速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有 关部门研制成功了“ CTCS系统”(即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System 的缩写“CTCS)
2. 产生背景 由于早期欧洲铁路的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互不兼容， 为有效解决各种列车控制系统之间的兼容性问题，保证高速列车在欧洲铁路网内跨线、跨 国互通运行，1982年12月欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技 术问题寻找解决方案。
2001年欧盟通过立法形式确定 ETCS( European Train Control System )为强制性技 术规范。ETCS勺主要目标是互通互用、安全高效、降低成本、扩展市场，在规范的设计上 融入了欧洲各主要列控系统的功能，制定了比较丰富的互联互通接口。经过长期的发展， ETCS系统目前已经比较成熟，得到了欧洲各国铁路公司和供货商的广泛认可。
中国人口密集，资源紧张，城市化发展非常迅速。一直处于发展中的中国铁路，始终 存在着运量与运能之间的突出矛盾。铁路运输至今仍相当程度地制约着国民经济的快速发 展，铁路仍是我国国民经济发展中的一个薄弱环节。为了缓解铁路运输的压力，铁路部门 先后实行了六次大提速。
与此同时，高速铁路的蓬勃发展，对铁路的中枢神经一一信号系统也提出了新的技术 要求。但由于历史及技术原因，中国铁路存在多种信号系统，严重影响了运输效率。铁路 信号系统迫切需要建立统一的技术标准， 确立数字化、网络化、智能化、一体化发展方向， 国产高速铁路列车运行控制系统标准的制定迫在眉睫。为实现高铁战略，铁道部组织相关 专家开始制定适合我国国情的中国列车控制系统 CTC(Chinese Train Control System)。
在CTCS技术规范中，根据系统配置CTCS$功能可划分为5级。为满足客运专线和高 速铁路建设需求，通过对 ETCSB准的引进、消化、吸收，并结合成功应用的 CTCS-2级列 车运行控制系统的建设和运营经验，我国构建了具有自主知识产权的 CTCS-3级列控系统标 准。CTCS-3级列车运行控制系统是基于GSM-R5线通信的重要技术装备，是中国铁路技术体系和装备现代化的重要组成部分，是保证高速列车运行安全、可靠、高效的核心技术之 。
3. 系统组成 地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络（ GSM-R、列车控 制中心（TCC /无线闭塞中心（RBC。其中GSM-F不属于CTCS设备，但是重要组成部分。
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。
轨道电路具有轨道占用检查、沿轨道连续传送地车信息功能，应采用UM系列轨道电路 或数字轨道电路。
无线通信网络（GSM-R是用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息传输的车地通 信系统。
列车控制中心是基于安全计算机的控制系统，它根据地面子系统或来自外部地面系统 的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车行车许可命令，并通过车地信 息传输系统 传输给车载子系统，保证列车控制中心管辖内列车的运行安全。
车载子系统可由以下部分组成：CTCS车载设备、无线系统车载模块。 CTCS车载设备是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统交换信息来控制列车 运行。
无线系统车载模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交换。
4. 应用等级 CTC阪用等级0（以下简称L0）:由通用机车信号+列车运行监控装置组成，为既有系 统。 CTC阪用等级1（以下简称L1）:由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，点 式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。
CTC阪用等级2（以下简称L2）:是基于轨道传输信息并采用车-地一体化系统设计的 列车运行控制系统。可实现行指-联锁-列控一体化、区间-车站一体化、通信-信号一体化 和机电一体化。
CTC阪用等级3（以下简称L3）:是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车 占用的列车运行控制系统。点式设备主要传送定位信息。
CTC阪用等级4（以下简称L4）:是完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。地面 可取消轨道电路，由RBC和车载验证系统共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞 或移动闭塞。
同条线路上可以实现多种应用级别，L2、L3和L4可向下兼容。 4.1 CTCS 0 级 为了规范的一致性，将目前干线铁路应用的地面信号设备和车载设备定义为 0级。0 级由通用机车信号+列车运行监控装置组成，对这一定义，业内尚有不同的看法。 0级到底 是在等级内还是在等级外不够明确，目前的通用机车信号尚未能成为主体机车信号，列车 运行监控装置尚未能被公认为安全系统，所以称列车运行控制系统还是不够格的，但目前 确实在运用，并起着保证安全的作用。
0级 的控制模式也是目标距离式，它在既有地面信号设备的基础上，采取大贮存的方 式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性 能计算给出目标距离式制动曲线。如能在每个进出站口增加点式设备，加强核对地址，就 能大大减少逻辑推断地址产生错误的可能性。
日本的数字列车运行控制系统I-ATC就是采取车载信号设备贮存电子电图，通过每一 轨道区段的地址编码来 调取所需的线路数据，这种方式可以使地-车信息传输的信息的需求 量减少。在欧洲列车控制系统 ETCS规范中也不排斥车载信号设备贮存线路数据的方式。 正因为0级尚未成为安全系统，适用于列车最高运行速度为 160km/h及以下，一般自 动闭塞设计仍按固定闭塞方式进行，采用四显示自动闭塞，信号显示具有分级速度控制的 概念，其目标距离式制动曲线可作为参考。应该说这是一个过渡阶段。
4.2 CTCS 1 级 CTCS 1级由主体机车信号+加强型运行监控装置组成，面向160km/h及以下的区段， 在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运行安 全监控功能。禾U用轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息。
1级的控制模式为目标距离式，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中， 靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车 站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。
1级与0级的差别在于全面提高了系统的安全性，是对 0级的全面加强，可称为线路 数据全部贮存在车载设备上的列车运行控制系统。
4.3 CTCS 2 级 CTCS 2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控 制系统，面向提速 干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。是一种点 -连式列车运行 控制系统，功能比较齐全和适合国情。
轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息；点式信息设备 传输定位信息、进路参数、线路参数、限速成和停车信息。
CTCS 2级采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）。目标距离控制模式根 据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等 级，采用一次制动方式。
CTCS 2级 米取闭塞方式称为准移动闭塞方式，准移动闭塞的追踪目标点是前行列车 所占用闭塞分区的始端，留有一定的安全距离，而后行列车从最高速开始一次制动曲线的 计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。目标点相对固定，在同 一闭塞分区内不依前行列车的走行而变化，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能 不同而变化的。空间间隔的长度是不固定的，由于要与移动闭塞相区别，所以称为准移动 闭塞。显然其追踪运行间隔要比固定闭塞小一些。
4.4 CTCS 3 级 CTCS3级是基于无线通信（如GSM-R的列车运行控制系统，它可以叠加在既有干线 信号系统上。
轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定 位基准信息。无线通信系统实现地-车间连续、双向的信息传输，行车许可由地面列控中心 产生，通过无线通信系统传送到车上。
CTCS 3级与2级一样，采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）和准移动 闭塞方式。由于其实现了地-车间连续、双向的信息传输，所以功能更丰富些，实时性更强 些。
4.5 CTCS 4 级 CTCS 4级是完全基于无线通信（如GSM-R的列车运行控制系统。由地面无线闭塞中 心（RBC和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修 正的定位基准信息。
CTCS 4级米取目标距离控制模式，列车按移动闭塞或虚拟闭塞方式运行。 虚拟闭塞是准移动闭塞的一种特殊方式，它不设轨道占用检查设备，采取无线定位方 式来实现列车定位和占用轨道的检查功能，闭塞分区是以计算机技术虚拟设定的。
移动闭塞的追踪目标点是前行列车的尾部，留有一定的安全距离，后行列车从最高速 开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。目标点是前 行列车的尾部，与前行列车的走行和速度有关，是随时变化的，而制动的起始点是随线路 参数和列车本身性能不同而变化的。空间间隔的长度是不固定的，所以称为移动闭塞。其 追踪运行间隔要比准移动闭塞更小一些。
