ETCS-CTCS 列车自动控制系统
铁道科学研究院 2008年10月
目录
一、列控系统的原理和基本功能 二、ETCS技术规范 三、CTCS技术规范
一、列控系统的原理和基本功能
铁道科学研究院
列控系统是在传统自动闭塞基础上增 加列车自动控制功能的信号防护系统， 由地面设备和车载设备组成。
列控系统包含专门设计的满足信号安 全性要求的模块和功能，附加功能和 舒适性功能不要求安全设计。
本国 信号系统
空气间隙
欧洲应答器 欧洲环线 Euroradio 无线注入设备
Euroradio
联锁设备和LEU CTC接口
RBC 1 RBC 2
ETCS地面设备
GSM-R 固定设备
网管中心
• ETCS只是保证互通运行的列控系 统的技术规范。他并不针对完整 的信号系统，对地面信号机、道 岔、轨道电路和联锁设备没有具 体定义，允许原有的地面信号设 备继续使用 。
• 1级：基于点式信息传输 （EUROBALISE)； • 2级：基于无线信息传输 （GSM-R)＋轨道电路； • 3级：基于无线信息传输 （GSM-R)＋列车完整性
•
检查；
• STM级：专用列控模块。
ETCS 0级 ：在未安装ETCS设备的线路上运行
车载设备
轨道占用 检查设备
联锁设备
ETCS 1级
互通运行（ Interoperation ）
跨国（区）互通运行在边界应满足以 下条件：
• 不更换机车 • 不更换司机 • 不停车
技术方面的互通性 （Technical interoperability）
确保列车可以从地面设备接收到必要 的信号命令并能正确理解其含义。
运用方面的互通性 （Operation interoperability）
ERTMS 欧洲铁路 运输管理系统
欧洲铁路运输管理 ERTML 调度指挥
欧洲列车控制系统 ETCS
安全核心
无线移动通信系统 GSM―R 传输平台
ERTMS 体系结构
欧洲列控系统（ETCS）
目前ETCS历经提出规范、系统评估、试验、 改进和实施阶段，已完成1级和基本完成2级 规范和相关技术标准的制订。2001年欧盟通 过立法形式确定ETCS成为强制性技术规范。 欧洲各国列车安装符合ETCS技术规范的列车 运行控制系统，不仅使列车能够在欧洲各国 实现互通运行，并且能提高列车运行的安全 性。
举例：符合CENELEC标准的显示界面
地面设备功能
采集线路数据； 确定行车许可终点； 监督可能有车占用区段的列车驾驶； 线路终端的防护。
列控中心功能
列车车次识别； 列车的地理位置； 临时限速； 控制中心的状态表示。
附加功能
车门控制监督； 车门检查； 列车自动驾驶； 文本传输。
无线闭塞中心（RBC）功能
列控系统的总体要求
• 保证列车运行安全； • 满足线路运输能力的需求。
列车超速和冒进信号的危险分析
司机靠地面信号驾驶列车有三个过 程：识别信号；理解信号；按照信号要 求操纵列车。如果其中任何一个环节出 现错误，都可能造成列车事故。
列控系统的安全性功能
以车载显示为行车凭证； 用速度命令代替色灯含义； 信号直接控制列车制动。
RBC要求的进路办理； 进路锁闭； 进路验证； 进路解锁； 列车完整性监督； 无闭塞/联锁线路保持列车间隔； RBC区域的调车； RBC区域的行车许可；
二、ETCS技术规范
铁道科学研究院
欧洲铁路运输管理系统（ERTMS）
欧洲是世界轨道交通最为发达的地方，现有 的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制 式复杂多样、互不兼容。为保证高速列车在欧 洲铁路网内互通运行，1989年12月欧洲运输部 长会议作出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中 的技术问题寻找解决方案。国际铁路联盟开始 组织专题项目，分析与列车控制和运输管理有 关的问题，ERTMS项目由此诞生。
ERTMS组成
ERTMS包括三部分： • ETCS是欧洲列车控制系统的缩写（European
Train Control System)。 • ERTML是欧洲铁路运输管理层的缩写
（European Traffic Management Layer)。 • GSM-R是用于铁路的GMS移动通信系统。
• ETCS形式上分为 3 级，各级配 置不同。
ETCS 按配置分为三级
ETCS 自动列车防护 闭塞 已有信号设备
1级 防止冒进及超速 固定闭塞 继续使用
2级
3级
防止冒进及超速 防止冒进及超速
固定闭塞
固定/移动闭塞
继续使用
可不用
司机室显示 地－车通信方式
提供行车许可和相关 信息
查询应答器
列车位置检测
列控系统的基本原理
对列车实际速度和允许速度进 行连续比较，使列车实际速度 限制在安全允许的范围内。
列车速度 VMAX
列车制动距离
闭塞分区 轨道电路
先行列车 信号机
相邻地面控制中心
地面控制中心
相邻地面控制中心
列控系统原理框图
车载设备功能 (1)
计算静态列车速度曲线(SSP) ； 计算动态列车速度曲线(DSP) ；
司机根据一致的车载信号显示、 信号和运用原则行车。
ETCS 主要目标 互通运行 安全高效 降低成本 扩展市场
ETCS 体系结构和接口
列车
司机
下载单元
功能接口技术协议 功能接口规范
特殊传输 模块
列车接口
人机接口
ETCS
安全计算机
车载设备
数据记录 速度表
应答器接收 环线接收
无线接口
GSM-R 移动设备
传统方式（轨道电路 或计轴）
提供行车许可和 相关信息
GSM-R
提供行车许可和 相关信息
GSM-R
传统方式（轨道 列车完整性检查 电路或计轴） 及列车定位方式
其他
可用欧洲环线 （ Euroloop)补充数 据
ETCS的运用分级
ETCS在运用中又增加 2 级共分为 5 级：
• 0级：在未配备ETCS设备的线路运行；
列车速度
线路位置
车载ห้องสมุดไป่ตู้备功能 (2)
计算开口速度； 测速测距； 列车定位； 行车许可及限制速度的监督和显示； 司机操作的监督； 列车溜逸和退行的监督； 列控信息的记录。
车载设备人机界面
为机车乘务员提供数据输入及其他操作的 手段。 为机车乘务员提供列车实际运行速度、允 许速度、目标速度和目标距离，以及其他 文本及图形方式的显示。 及时给出列车超速、制动、缓解及设备故 障状态的报警和表示。