CTCS-3级列车运行控制系统-成果

CTCS-3级列控系统是基于GSM-R无线通信实现的车—地信息双向传输，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，并具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。

（一）CTCS-3级列控系统结构

CTCS-3级列控系统包括地面设备和车载设备。

地面设备由无线闭塞中心（RBC）、列控中心（TCC）、ZPW-2000轨道电路、应答器（含LEU）、GSM-R通信接口设备等组成；车载设备由车载安全计算机（VC）、GSM-R无线通信单元（RTU）、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（DML）、列车接口单元（TIU）等组成。

RBC根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可，并通过GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备；同时，通过GSM-R无线通信系统接收车载设备发送的位置和列车数据等信息。

TCC接收轨道电路的信息，并通过联锁系统传送给RBC；同时，TCC具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、站间安全信息传输、临时限速功能，满足后备系统的需要。

应答器向车载设备传输定位和等级转换等信息；同时，向车载设备传送线路参数和临时限速等信息，满足后备系统需要。应答器传输的信息与无线传输的信息的相关内容含义保持一致。

车载安全计算机根据地面设备提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息和动车组参数，按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线，监控列车的安全运行。

（二）CTCS-3级列控系统基本工作原理

1.目标距离速度控制模式曲线

CTCS-3级列控系统的控车模式与CTCS-2级列控系统一样，采用的是目标距离速度控制模式；目标距离速度控制模式指根据目标距离、目标速度及列车本身的性能，确定列车制动曲线。采取连续式一次制动模式控制列车运行。如图6-3所示，实线为目标距离速度监控曲线，从最高速至零的列车速度监控曲线为一条连续光滑的曲线，列车实际减速运动只要监控曲线之下就可以了。如果超速碰撞了速度监控曲线，列控车载设备将自动触发常用制动或紧急制动，防止列车超速运行。

列控车载设备给出的一次连续的制动速度控制曲线是根据目标距离、线路参数和列车本身的性能计算而定的。线路参数可以通过地对车信息实时传输，也可以事先在车载设备中存储通过核对取得。

图6-3　目标距离—速度控制示意图

若采用的是地对车实时传输的方式，因为给出的制动速度控制曲线是一次连续的，需要一个制动距离内所有的线路参数。采用轨道电路或应答器进行信息传输，只能满足于地对车的单向信息传输，而对于CTCS-3级列控系统，由于地对车传输的信息量大，而且车—地信息需要双向传输，所以，选用了GSM-R无线通信传输方式。

为了提高车地通信的可靠性，GSM-R网络采用了冗余交叉覆盖的方式进行布置，沿铁路客运专线线路，每隔2～3 km设置一个GSM-R无线通信基站，只要不是相邻的基站同时发生故障，就不会影响GSM-R网络场强覆盖。

在CTCS-3级列控系统中，RBC作为列控系统的核心设备，负责对进入CTCS-3级列控区段的列车实行监控管理。RBC通过信号安全数据网分别与车站联锁设备和临时限速服务器连接，实现设备间的信息交换。RBC通过车站联锁计算机，获取轨道占用、信号（机）状态、道岔状态等信息；通过临时限速服务器，获取临时限速命令信息。RBC通过与GSM-R的接口服务器连接，沟通与车载设备的通信通道，实现车—地双向信息传输的要求。

CTCS-3级列控系统为计算得到速度监控曲线，根据在CTCS-3级列控区段运行列车所处的实际位置，由RBC根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可，并通过GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速等信息传输给CTCS-3级车载设备，列控车载设备接收到上述信息后，根据监测到的列车实际运行速度和列车的制动性能等参数，实时计算得到速度监控曲线，并监控实际驾驶曲线处于速度监控曲线下方，保证列车安全运行。

2.列控车载设备的主要工作模式

CTCS-3级列控车载设备（含CTCS-2级功能）有9种主要工作模式，其中通用的模式有完全监控模式（FS）、目视行车模式（SR）、引导模式（OS）、调车模式（SH）、隔离模式（IS）、待机模式（SB）和休眠模式（SL）等7种；仅适用于CTCS-2级的模式有部分监控模式（PS）和机车信号模式（CS）。

（1）完全监控模式（FS）。

当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，监控列车的安全运行；并通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息。

（2）目视行车模式（SR）。

当地面设备故障时，列控车载设备显示禁止信号。列车停车后又需继续运行时，根据行车处理办法，经司机操作，列控车载设备按固定限制速度40 km/h监控列车运行，列车每运行一定距离（300 m）或一定时间（60 s），司机需确认一次。

（3）引导模式（OS）。

当站内轨道电路故障时，可开放引导信号，列控车载设备根据引导进路生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过人机界面显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，车载设备按固定限制速度40 km/h监控列车运行，司机负责在列车运行时检查轨道占用情况。

（4）调车模式（SH）。

当进行调车作业时，司机按压调车按钮，列控车载设备按固定限制（顶棚）速度40 km/h监控列车前进和折返运行。当工作在CTCS-3级时，经RBC同意，列控车载设备转入调车模式后与RBC断开连接，退出调车模式后重新进行连接。

（5）隔离模式（IS）。

当列控车载设备停用时，需在停车的状态下，通过操作隔离列控车载设备的制动功能。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。当列控车载设备正常工作时，应能够监测隔离开关状态。

（6）待机模式（SB）。

当列控车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，车载设备监控列车不允许移动。当司机开启驾驶台时，列控车载设备中的DMI投入正常工作。

（7）休眠模式（SL）。

该模式仅适用于非本务端列控车载设备。在该模式下，列控车载设备仍执行列车定位、测速测距、记录级间转换及RBC切换信息等功能。

列车立折升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。

（8）部分监控模式（PS）。

该模式仅适用于CTCS-2级系统。在CTCS-2级，当车载设备接收到轨道电路允许行车信息，而缺少应答器提供的线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车的安全运行。

（9）机车信号模式（CS）。

当列车运行到地面设备配置不具备CTCS-2级列控系统条件的区段时，根据行车管理办法，经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度80 km/h监控列车运行，并显示机车信号。

当列车越过禁止信号时触发紧急制动。

3.主要运营场景

CTCS-3级列控系统主要运营场景包括注册与启动、注销、进出动车段、级间转换、行车许可、RBC切换、自动过分相、重联与摘解、临时限速、降级情况、灾害防护、调车作业、人工解锁进路、特殊进路等14个工作场景。各场景的工作描述如下。

（1）注册与启动。

注册与启动包括以下几个步骤。

设备上电：车载设备上电并自检后进入待机模式。

列车唤醒：司机打开驾驶台，人机界面（DMI）提示司机输入司机号。

列车注册：在CTCS-3级区段，车载设备建立与RBC的通信会话，并将相关信息注册到RBC。

列车数据输入：司机输入列车数据，车载设备将列车数据传送给RBC，并要求RBC回执。

准备发车：司机按压车载设备开始工作按钮，车载设备投入正常工作。

列车启动：司机按“启动”键，车载设备向RBC申请行车许可。

（2）注销。

当列车到达存车地点并停稳车后，需要注销列车信息，关闭车载设备电源。

列车注销：司机关闭控制台，车载设备终止与RBC的通信，RBC注销列车的注册信息。

关闭电源：关闭电源后，车载设备只保存CTCS-3级/CTCS-2级的工作等级信息和连接RBC所需的信息。

（3）进出动车段。

入动车段：在联络线按CTCS-2级的完全监控模式运行。

出动车段：在动车段内按CTCS-2级的部分监控模式运行，通过出站口的应答器组并得到相应的信息后，在联络线按CTCS-2级的完全监控模式运行，模式转换自动进行。

动车段内：在动车段内按CTCS-2级调车模式运行。

（4）级间转换。

在CTCS-2级向CTCS-3级转换前，应完成的工作包括GSM-R车载电台注册到GSMR网络、车载设备与RBC建立通信会话、车载设备从RBC获得系统配置参数和行车许可等信息。如果在转换边界不具备CTCS-3级控车条件时，列车将继续保持按CTCS-2级运行，直至具备CTCS-3级控车条件后，车载设备将自动转入CTCS-3级工作。

当CTCS-3级向CTCS-2级转换开始时，RBC提前一定距离开始向列车发送等级转换信息，同时在转换边界分界点设置应答器，发送无条件等级转换命令信息，强制车载设备在通过分界点后转换为CTCS-2级控车。

正常的级间转换在转换区域自动进行；特殊情况下，停车后由司机进行级间转换。

级间转换区域内的转换命令由RBC/应答器提供。在转换点设置应答器组、在转换点前方适当距离设置预告应答器组。

在级间转换时，车载设备CTCS-2级与CTCS-3级模块应互相通信，确保转换时不触发制动。

（5）行车许可。

在CTCS-3级区域，描述运营条件正常的情况下列车获得行车许可，监控列车运行的过程。

①发车进路、接车进路和通过进路。

CTC系统办理列车进路，联锁根据进路信息和轨道电路状态向RBC发送信号授权（SA），RBC根据信号授权和列车位置生成行车许可（MA），并将行车许可发送给车载设备。

②站间运行。

联锁根据轨道电路状态向RBC发送信号授权（SA），RBC根据信号授权和列车位置生成行车许可（MA），并将行车许可发送给车载设备。

列车在区间正方向按自动闭塞追踪运行。反向运行采用站间闭塞方式，通过车站联锁控制实现区间只能有一列车运行，列控系统具备追踪运行的能力。

每个区间闭塞分区有两种工作状态，分别是锁闭和使用。当轨道出现不正常占用时，其所处闭塞分区信号授权（SA）将呈“使用（Used）”状态，RBC将向目标点已进入占用闭塞分区的接近列车发送有条件紧急停车消息（CEM），此时如果列车前端还未进入该轨道区段则实施制动并停车。

（6）RBC切换。

在不同RBC边界处，实现列车在两个RBC间行车许可控制的安全切换过程如图6-4所示。

图6-4　RBC管辖范围示意图

①RBC切换原理。

RBC切换应采用RBC间直接通信的方式交换RBC切换信息。

特殊情况下也可采用通过联锁间接联系的方式，对于第二种方式各RBC设备间不进行列控信息的传输与交换。

②RBC切换（以RBC间直接通信为例说明）。

在RBC边界前方及边界点设置预告应答器和切换应答器。

a.RBC1从RBC2获得进路信息，生成延伸到RBC2管辖范围的行车许可。

b.另一个GSM-R车载移动电台与RBC2建立通信。

c.列车通过预告应答器和切换应答器，RBC切换自动完成。列车受到RBC2的控制，车载设备终止与RBC1的通信。

d.车载设备从RBC2接收到新的行车许可。

（7）自动过分相。

自动过分相为CTCS-3级列控系统的功能之一，列控车载设备根据地面设备提供的分相区信息，在适当位置给动车组过分相装置发送指令，实现自动过分相。

①自动过分相原理。

列车自动过分相区原理如图6-5所示。

对于CTCS-3级系统，牵引供电分相区信息与列车行车许可（MA）一起由RBC提供给列车，分相区信息包括到分相点距离、分相区长度等。

图6-5　自动过分相示意图

车载设备接收到RBC传送的前方被激活的分相点信息后，实时监督列车运行的速度及位置，并进行如下操作。

a.当列车前端距分相区还有10 s走行距离时，车载设备向司机发出提示。

b.当列车前端距分相区还有3 s走行距离时，车载设备向动车组发送过分相指令。

c.当列车前端越过分相区后，车载设备取消原触发动车组相关过分相的操作。

②自动过分相工作过程。

a.列车向牵引供电分相区方向运行，当RBC向列车发送的行车许可延伸到分相区所在区段时，发送的信息除行车许可外还包括前方分相区信息，如图6-6所示。

图6-6　列车自动过分相区过程（一）

b.列车向牵引供电分相区方向运行，车载设备实时测算列车距分相区距离，当列车前端距分相区还有10 s走行距离时，车载设备通过DMI自动向司机发出前方过分相区的提示，如图6-7所示。

图6-7　列车自动过分相区过程（二）

c.列车向牵引供电分相区方向运行，车载设备实时测算列车距分相区距离，当列车前端距分相区还有3 s走行距离时，车载设备通过1组继电器接点条件（等于“1”），触发动车组分相操作，如图6-8所示。

图6-8　列车自动过分相区过程（三）

d.当列车前端运行至分相区段末端时，车载设备用于触发动车组过分相操作的继电器接点条件复原（等于“0”）。

动车组根据继电器接点复原的条件，开始进行驶出分相区的相关操作，如图6-9所示。

图6-9　列车自动过分相区示意图

（8）重联与摘解。

列车重联是以列车进路方式将两列相同类型动车组从区间线路接入车站同一股道并重新连成一列列车的运输作业。行车人员办理调车进路，车载设备使用调车/目视行车模式监控列车。

列车摘解是将停在车站股道上的一列列车分成两列的运输作业。摘解后的两列列车可以同向、背向分别向区间线路发车或者转线。

（9）临时限速。

临时限速是CTCS-3级列控系统的重要功能，CTCS-3级列控系统的临时限速设置与客运专线CTCS-2级列控系统的临时限速设置基本相同，临时限速命令由临时限速服务器集中管理。临时限速命令由调度中心设置、下达和取消。

CTCS-3级和CTCS-2级采用统一的临时限速设置原则，限速命令、管辖范围应保持一致。中继站TCC临时限速由邻近TCC负责转达。

临时限速设置流程如下。

①调度员在调度中心设置临时限速命令。

②临时限速命令分别下达给相关的RBC和TCC。

③分别通过GSM-R无线通信和有源应答器为列车提供临时限速信息，实现对CTCS-3级系统及后备系统的临时限速的控制。

（10）降级情况。

当地面设备或者车载设备故障后，仍然正常工作的设备应采取降级防范措施，具体如下。

①区间轨道非正常占用。

当轨道区段呈现占用状态时，根据需要列车可以采用目视行车模式进入呈现占用状态的轨道区段。

当列车驶出呈现占用状态的轨道区段时，对于CTCS-3级系统RBC必须判断列车前方没有前行的其他列车，才可以向列车发送完全监控行车许可（MA），否则列车将继续保持目视行车模式运行。

②站内轨道非正常占用。

进路未锁闭：当车站接发车进路还没有办理或锁闭时，站内轨道区段发生故障，调度员可以通过办理引导进路接发列车。

进路已锁闭：当车站接发车进路已经锁闭而列车还未占用进路时，出现轨道非正常占用，应及时使接近该进路的列车停车。如果列车已进入车站，则使用原行车许可继续运行。

③道岔失去表示故障。

进路未锁闭：当车站接发车进路还没有办理或锁闭时，站内道岔发生失去表示的故障，车站联锁设备将无法办理接发车进路，司机将根据调度命令以目视行车模式（SR）进行接发车作业。

进路已锁闭：当车站接发车进路已锁闭，而列车还未占用进路轨道区段时，锁闭进路中发生道岔失去表示故障，应及时使接近该进路的列车停车。如果列车已进入车站，则使用原行车许可继续运行。

④信号灯丝断丝故障。

信号机灯丝条件不纳入联锁的检查，信号灯丝断丝不影响列控系统正常工作，装有ATP车载信号的列车以车载信号作为行车凭证。

信号机仅为非ATP列车使用，平时为熄灭状态，当办理特殊进路时信号机点亮。

⑤RBC设备故障。

RBC采用双套冗余设备，当两套设备均故障后，受其控制的列车将中断与RBC之间的通信连接，20 s后由于列车不能从RBC收到任何消息，将进行制动。列车运行速度降至满足CTCS-2级系统运行所允许的速度时，自动转为CTCS-2级系统继续运行。

故障RBC设备区域内所有CTCS-3级列车注册信息将在5 min后被自动删除。列车经过RBC连接应答器（RE），列车将呼叫RBC并重新进行注册并申请行车许可。列车在获得CTCS-3级的行车许可（MA）后，自动由CTCS-2级转换到CTCS-3级系统控车。

⑥车站联锁设备通信故障。

当车站联锁设备与RBC通信发生故障时，RBC将无法获得该联锁管辖范围内各进路状态信息，系统将参照RBC设备故障进行相应的处理。RBC立即停止行车许可（MA）已涉及该联锁控制区的列车通信。(www.zuozong.com)

⑦车载设备故障。

车载设备中涉及GSM-R无线通信设备单元故障时，列车运行速度降至CTCS-2级允许速度后，自动转为CTCS-2级系统工作。

车载设备采用双套冗余，当其中一套设备故障时，将立即触发紧急制动。列车停车后，司机将转换冗余切换开关以启动冗余设备。在冗余设备上电后，将执行启动程序。

当两套设备均故障，将立即触发紧急制动。根据管理办法或调度命令司机打开车载设备隔离开关，切断车载设备触发列车制动条件，将设备与列车隔离并进入隔离模式行车。

⑧应答器设备故障。

在CTCS-3级系统中，应答器钮主要用于列车的定位。应答器组一般应进行连接，只有连接的应答器组才可被用为参考位置（LRBC），用于向RBC报告位置。

应答器故障可能有下列几种情形。

a.在期望窗口之前发现期望的应答器组。

b.在期望窗口之后发现期望的应答器组。

c.在期望窗口中没有发现期望的应答器组。

d.应答器组的数据不可读。

e.列车通过了一组错误方向的应答器组。

作为一个通用的规则，如果发生了上述a～d的应答器故障情形，车载设备将只向RBC发送位置报告，并报告应答器故障信息而不做其他应急反应，位置报告将依旧使用原来的位置参考应答器（LRBG）。

如果发生了e中所描述的故障情形，列车将实施紧急制动停车。

⑨无线通信设备故障。

GSM-R无线通信主要用于CTCS-3级系统车地间列控信息的双向传输。当无线通信单元故障后，RBC与列车中断通信连接，列车降低到CTCS-2级允许速度后将自动转入CTCS-2级系统工作。

（11）灾害防护。

列控系统预留了下列灾害防护的接口。

①风、雨、雪的灾害防护。采用临时限速的方法，确保列车运行安全。

②塌方、落物的灾害防护。通过灾害监测系统（非信号设备）及时监测出事件的发生，通过灾害报警开关接点条件直接将信息传送给管辖事发地点范围的车站联锁和列控中心，然后由RBC控制列车及时停车。

③车站站台紧急情况防护。车站站台设置紧急防护开关，当车站出现紧急情况（如落物）时，相关人员触发防护开关，防护装置将报警信息传送给相应的车站联锁和列控中心，控制列车及时停车。

（12）调车作业。

在RBC工程数据中，根据运输作业需要设置允许调车区。当进行调车作业时，司机根据调度命令操作转调车模式，车载设备向RBC申请转入调车模式，RBC判断请求调车的列车当前位置位于调车区内时，RBC授权车载设备转入调车模式。车载设备转入调车模式后，断开与RBC的连接，生成一个顶棚监控曲线。司机按调车信号进行调车作业。

（13）人工解锁进路。

人工解锁进路描述了取消已经办理的接发车进路的工作过程。

取消进路/人工解锁进路，只有在车站才使用该作业。

根据办理取消进路时的接近列车所处位置不同，我国车站联锁的操作可以分为取消进路和人工解锁进路。但对于CTCS-3级系统RBC而言，对这两种操作的处理是一致的。

考虑安全的要求，在列车停下来前，接车进路或发车进路均不应解锁。因此，人工取消进路解锁时间必须大于“允许RBC连接中断时间（20 s）＋列车触发常用制动并在进站信号机前停车时间”。

（14）特殊进路。

在高速客运专线正常运行过程中，所有上线运行的列车均应安装并使用车载设备。

特殊进路描述了在特殊情况下（如未安装车载设备的列车、列车运行中途车载设备完全故障），列车将根据调度命令以地面信号作为行车凭证，按站间闭塞方式运行的过程。

（三）CTCS-3级列控系统地面设备

1.无线闭塞中心（RBC）

RBC是CTCS-3级列控系统的核心设备，是基于信号故障安全的计算机控制系统，是以计算机软硬件和网络通信为主要技术手段，控制列车安全运行的信号系统。RBC设备采用硬件多重冗余结构，提高了系统的安全性和可靠性。

（1）RBC系统结构。

以LKR-T型RBC设备说明RBC的系统结构。LKR-T型RBC系统由RBC主机、ISDN服务器、RBC维护终端、接口服务器、RBC本地终端、记录单元等组成，系统结构如图6-10所示。

图6-10　RBC系统结构图

①RBC主机。

RBC主机宜采用高可靠的二乘二取二安全计算机平台，亦可采用三取二方式的安全计算机平台。

RBC主机用于完成RBC的核心逻辑功能。

RBC：应能在小于tRBC-Switch的时间内完成从待机到在线状态的切换。该时间值从在线系统检测到一个故障情况并决定停机开始，到待机系统检测到该状态变化为止。

②RBC维护终端。

RBC维护终端是向维护工程师和其他技术人员提供RBC系统技术支持的系统。

③接口服务器。

接口服务器负责实现RBC和CTC、CSM、RBC本地终端设备之间的信息交互功能。接口服务器实现的接口应包括以下内容。

A.RBC主机和接口服务器；

B.接口服务器和CTC；

C.接口服务器和RBC本地终端；

D.接口服务器和集中监测；

E.接口服务器和记录单元（R-JRU）。

④RBC本地终端。

RBC本地终端主要包括工作站、显示器、键盘、鼠标等部分。在RBC机械室内应配置RBC本地终端，RBC本地终端与RBC主机相连，实现RBC系统的维护与操作。

⑤记录单元（R-JRU）。

R-JRU用于故障调查。信息和事件的记录功能应基于计算机硬件平台和以太网数据通信来实现。

（2）RBC的功能。

①RBC系统实现列车的注册与注销，并接收来自列车的列车数据和位置报告。

②RBC系统接收运行于CTCS-3级的列车转换至CTCS-2级运行的请求，接收运行于CTCS-2级下的CTCS-3级列车的注册请求。

③RBC系统保证通过RBC-RBC边界的列车获得行车许可（MA）的一致性，使列车不减速地通过RBC-RBC边界。

④RBC系统根据从联锁获得的进路、轨道区段占用等信息，以及从列车获得的状态信息，向列车发送行车许可。

⑤RBC系统根据临时限速服务器（TSR）发送的临时限速命令，向相关列车发送临时限速信息。

⑥RBC系统向列车提供分相区相关信息，实现自动过分相。

⑦RBC系统接收列车的调车模式请求，并可以接收离开调车模式的列车重新注册的请求。

⑧RBC系统根据联锁或调度员的紧急停车命令，向列车发送紧急停车消息。

⑨RBC系统具备完整的自诊断、维护、测试、管理手段。

（3）RBC设备接口。

①RBC设备内部接口。

RBC设备内部接口包括：RBC与RBC间的接口、RBC与ISDN间的接口、RBC与VIA和RBC操作控制终端接口、RBC与RBC本地维护终端接口、RBC与记录单元接口。

②RBC设备外部接口。

RBC设备外部接口主要包括：RBC与车站联锁设备接口、RBC与CTC设备接口、RBC与临时限速服务器设备接口、RBC与GSM-R网络之间的接口等。

（4）RBC与有关设备之间的信息交换。

①RBC与联锁设备（CBI）间的信息交换。

RBC系统通过信号安全数据网与联锁系统建立连接，进行相互间的信息交换。一个RBC可与多个CBI进行信息交换，一个CBI也可与多个RBC进行信息交换。

a.CBI传送给RBC的信息包括站内轨道电路信息、区间闭塞分区信息、区间闭塞方向信息、列车进路信息。

b.RBC向CBI发送列车信息包括列车状态、行车许可状态、列车位置、列车长度、列车速度。

②RBC与临时限速服务器间的信息交换。

RBc系统通过信号安全数据网与临时限速服务器系统建立连接，进行相互间的信息交换。

a.RBC接收到临时限速服务器下达的临时限速命令，应进行有效性检查，并将检查结果反馈给临时限速服务器。

b.RBC根据确认执行的临时限速命令，生成相应的临时限速信息包，临时限速信息包应与相应的行车许可同时发送。

c.RBC应向临时限速服务器反馈临时限速命令的执行结果。

d.RBC重启时，应向临时限速服务器请求线路初始化命令，经调度员确认后，临时限速服务器根据当前临时限速设置状态下达初始化命令。

③RBC与CTC系统间的信息交换。

RBC与CTC系统的RBC接口服务器之间采用以太网连接，宜采用2M专用数字通道，距离较近（小于200 m）时采用网络直连，物理接口应采用RJ-45，进行相互间的信息交换。

a.CTC发送给RBC的应用层信息：紧急停车命令、文本信息、时钟消息。

B.RBC发送给CTC的应用层信息：列车数据、连接报警以及诊断信息、未执行命令报告信息。

④RBC与列车问的信息交换。

a.RBC通过连接到GSM-R网络的ISDNPRI接口与列车通信。

b.RBC在向列车发送行车许可的同时，发送永久和临时限速、线路坡度、轨道条件、进路适宜性等的信息。发送至少覆盖行车许可定义的整个线路的线路描述。

c.RBC通过GSM-R无线通信系统接收车载子系统的消息。对车载子系统发送的请求信息进行响应，接收列车数据、位置报告、确认信息等作为逻辑处理的依据。

2.列控中心（TCC）

TCC是CTCS-2级列控系统地面子系统的核心部分。根据轨道区段占用信息、联锁进路信息、线路限速信息等，产生列车行车许可命令，并通过轨道电路和有源应答器，传输给车载子系统，保证其管辖内的所有列车的运行安全。

TCC采用二乘二取二安全计算机平台，具有技术成熟、可靠等特点。TCC之间通过安全局域网进行连接，实现TCC之间、与车站联锁之间的安全信息传输。

CTCS-3级列控系统各车站、线路所及中继站均设置一套TCC，中继站距离一般不超过15 km，特殊困难地段不能超过20 km。

3.应答器与LEU

（1）应答器。

应答器用于向CTCS-3级列控系统车载设备提供位置、等级转换、建立无线通信等信息，同时对CTCS-2级列控系统车载设备提供线路速度、线路坡度、轨道电路、临时限速等线路参数信息。

应答器报文信息格式采用铁路总公司统一的技术标准，应答器设置应满足CTCS-3级列控系统、兼容CTCS-2级列控系统的要求。

(2)LEU。

LEU通过串行通信接口与TCC连接，将来自TCC的报文连续向有源应答器发送，从而实现载设备发送可变信息。当LEU与TCC通信故障或接收的数据无效时，LEU向有源应答器发送默认报文。

4.轨道电路

（1）区间轨道电路。

区间采用计算机编码控制的ZPW-2000（UM）系列无绝缘轨道电路，轨道电路的传输长度满足相关技术条件的要求。

轨道电路的正常码序为：54－L4－L3－L2－L－LU－U－HU，满足CTCS-2级300 km/h速度列车安全运行的要求。

（2）站内轨道电路。

复杂大站：正线及股道区段采用计算机编码控制的ZPW-2000（UM）系列有绝缘轨道电路，其他区段采用25 Hz轨道电路。

一般车站：全站采用与区间同制式的、由计算机编码控制的ZPW-2000（UM）系列有绝缘轨道电路。

为避免邻线轨道电路的干扰，当站内横向相邻同方向载频的轨道电路长度超过650 m（线间距不小于5 m）时，应对轨道电路进行分割。

5.信号数据传输网络

（1）信号系统安全数据网。

信号系统安全数据网保证车站、中继站（无岔站）以及其与中心信号设备（如RBC、TSRS）间的安全信息可靠传输，同时还确保RBC、TSRS等中心设备与其他相邻线路安全数据网的安全信息可靠传输。

安全数据网设置网络管理系统，实现数据记录、故障报警、状态预测等功能，确保安全信息通信高可靠、高可用和高可维护性的要求。

信号系统安全数据网接入设备包括列控中心（TCC）、计算机联锁（CBI）、临时限速服务器（TSR-S）、无线闭塞中心（RBC）、网络管理设备，如图6-11所示。

图6-11　信号系统安全数据网接入设备

在信号系统安全数据网络中，采取了关闭交换机的闲置端口、绑定网络端口与固定IP地址、设置交换机本身的密码保护机制等安全措施。同时，采用授权终端对网络设备进行设置和管理的方式，防止非授权用户通过网络、WEB、串口等各种方式对设备进行配置修改和安全设定修改。

根据CTCS-3级列控系统管辖范围以及相邻线路连接方式，信号安全数据网的网络结构有基本网络结构、子网划分结构、不同线路网络连接结构和网络分支连接结构四种形式。基本网络结构如图6-12所示。

图6-12　信号系统安全数据网组网结构

信号系统安全数据网采用在每个车站或中继站设置的工业以太网网络设备构成冗余双环网，双网间物理隔离，网络设备间采用专用单模光纤连接。

每侧环网由4芯光纤构成，并预留2芯作为备用。利用工业以太网交换机的环网冗余协议，实现在每侧环网中一处光纤中断后，不影响网络中的设备通信。

为了提高通信通道以及通信设备的可靠冗余，两环网设备间互联光纤（设备端—设备端）采用不同物理路径，也即在每个环网中，采用不同路径的光纤构成环，在两个环网相同的网络路径处也通过不同路径的光纤来实现。同时为了避免车站设备停电后造成网络中断，两个环中用于组成环网的中继设备也不应在同一个车站或中继站设置，最大限度地保障了信号系统安全数据网的通信可靠性。

（2）CTC数据通信以太网。

CTC系统独立组网，分别采用通信数据网提供的站间光纤和2M专用数字通道，用于CTC调度中心与车站分机之间的信息传输。

CTC系统独立组网，设计为双网，包括调度中心的双局域网、车站的双局域网、车站之间的双光纤通道网络、调度中心与抽头站间的双2M数字通道网络、车站与相关段所间的双2M数字通道网络等。

每个车站配置双交换机和光纤接入设备，连接站间光纤。

抽头站配置路由器和协议转换器，连接到调度中心（和相关段所）的数字通道。

调度中心配置路由器和协议转换器，连接到车站的数字通道。

相关动车段所配置路由器和协议转换器，连接到相关车站的数字通道。

（3）信号监测数据通信以太网。

信号监测数据通信以太网采用通信数据网提供的2M专用数字通道，用于集中监测系统的信息传输。

信号集中监测系统独立组网，设计为单网；采用TCP/IP技术组网。IP地址和域名由铁路总公司统一分配。

6.GSM-R通信网络

GSM-R网络不属于CTCS-3级列控系统设备，但GSM-R网络作为一种信息传输媒介，在CTCS-3级列控系统中，其主要作用是实现车载设备与地面设备的双向通信。

GSM-R核心网包括移动交换子系统、GPRS子系统、智能网接口等，采用冗余交叉覆盖的方式进行布置，沿铁路线路每隔2～3 km设置一个GSM-R无线通信基站，只要不是相邻的基站同时发生故障，就不会影响GSM-R网络场强覆盖，提高了车地通信的可靠性。GSM-R交织冗余覆盖如图6-12所示。

图6-12　GSM-R交织冗余覆盖示意图

7.临时限速服务器

临时限速是客运专线列控系统的重要功能，客运专线临时限速命令由临时限速服务器集中管理。临时限速服务器具有对客运专线全线临时限速命令的存储、校验、撤销、拆分、设置、取消以及临时限速设置时机的辅助提示等功能。