CTCS-2级列控系统在城际铁路中的技术研究

摘要

CTCS-2(Chinese Train Control System Level2)级列控系统是一种基于轨道电路+点式应答器的方式进行列车运行许可信息的传输，并且通过目标-距离模式实现列车运行安全监控的列车运行控制系统，系统主要面向客运专线、提速干线，适用于各种限速区段，机车乘务员凭车载信号行车。基于CTCS-2级列控系统的上述优势及城际铁路大规模建设及运营的需求，本文将CTCS-2级列控系统应用于城际铁路，分别从总体技术设计、系统架构搭建、工作模式梳理、运营场景分析和具体项目实践等方面进行阐述。
　　本文首先结合城际铁路的运营特点，列出城际铁路列车控制系统的系统需求；在对需求描述的过程中，对系统特性及功能分别进行描述；通过搭建系统架构，讲述城际铁路列车控制系统的地面设备和车载设备的组成，并详细描述系统各组成设备的相关功能。其次，分析了CTCS-2级列控系统在城际铁路中的工作模式与运营场景。对CTCS-2级列控系统的工作模式及各模式之间的相互转换进行了详细分析，列车运行控制系统车载设备的工作状态分为 ATP(Automatic Train Protection,列车自动保护系统)人工操作和 ATO(Automatic Train Operation,列车自动运行系统)自动操作，ATP人工操作状态下有9种工作模式。以完全监控模式为基础，迭加自动驾驶功能，车载设备工作在自动驾驶模式(AM)下，即ATO自动操作。通过分析各种模式下车载设备的工作状态和运营限制，研究各种模式之间的转换及转换所需要的条件。根据城际铁路的运营需求，分析得出系统的12个主要运营场景，通过图形分析方法讲述各种运营场景下司机的操作方法、列车的行车轨迹。最后，结合珠三角城际铁路网中东莞到惠州城际轨道，对关于城际铁路列车控制系统的硬件架构和软件架构进行详细说明。分别分析了车载系统硬件架构、车载系统软件架构、ATP软件架构及ATO软件架构的组成及具体内容，并对GSM-R无线通信、站台精确停车、车门控制、故障处理及降级模式等进行了详细研究。重点阐述了屏蔽门的控制精度和控制原理，并用流程图的方式表达出了子系统间的信息交互过程。

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1 绪论

1.1 论文的选题背景及意义

1.2 课题的研究现状及论文的研究目的

1.3 论文的研究内容及主要技术难点

2 城际铁路运营功能的需求分析

2.1 CTCS的由来和含义

2.2 运营的需求分析

3 CTCS-2级列控系统在城际铁路中的框架体系

3.1 CTCS-2级列控系统在城际铁路中的框架体系的总体分析

3.2 车载ATP及ATO的功能分析

3.3 通信控制服务器及车地通信系统的分析

3.4 地面设备

3.5 控制系统功能需求

4 CTCS-2级列控系统在城际铁路中的工作模式及运营场景

4.1 工作模式的分类及转换

4.2 CTCS-2级列控系统在城际铁路中的运营场景

5 CTCS-2级列控系统在城际铁路中的研究成果

5.1 系统硬件架构

5.2 系统软件架构

5.3 GSM-R无线通信功能

5.4 ATO自动驾驶功能

5.5 站台精确停车

5.6 车门控制

5.7 故障处理和降级模式

结论

致谢

参考文献

附录A 车载工作模式转换关系表截图

附录B 车载工作模式转换条件说明