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1、资料编号：低密度铁路CTCS-4D列控系统总体技术方案（讨论稿）2018年10月目 录1适用范围32引用文件33缩略语34青藏铁路ITCS应用问题梳理55前期工作基础96总体要求127系统结构及组成148主要工作模式179功能实现1910运营场景4211系统接口46附录1：CTCS-4D列控系统关键参数50201 适用范围本总体技术方案对CTCS-4D列控系统的总体要求、系统结构及组成、主要工作模式、基本功能要求、运营场景、系统设备功能和系统接口等进行了描述，适用于低密度铁路CTCS-4D列控系统的设计、研发、集成、测试、运用和维护。2 引用文件表1所列文件中的条款通过本总体技术方案（以下简称
2、本文件）的引用而成为本文件的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订均不适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。表1 引用文件汇总表序号文件编号文件名称1GB/T 21562-2008轨道交通 可靠性、可用性、可维护性和安全性规范及示例2GB/T 24339-2009铁路应用通信、信号发送和处理系统3GB/T 20438-2006电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全4GB/T 50262-2013铁路工程基本术语标准5Q/CR 552-2016铁路数字移动通信系统（GSM-R）通用分组无线业务（GPRS）子系统技术条件3 缩略语除铁
3、路工程基本术语标准中术语外，其他相关缩略语解释见表2。表2 缩略语汇总表按字母顺序排列缩略语英文名称中文名称CTCSChinese Train Control System中国列车运行控制系统CTCS-4DChinese Train Control System - 4D低密度铁路列车运行控制系统ATOAutomatic Train Operation列车自动驾驶TSRSTemporary Speed Restriction Service临时限速服务器SIL4Safety Integrity Level 4安全完整性等级4级MTBFMean Time between Failure平均故障间
4、隔时间MTTRMean Time to Restoration平均恢复前时间LOILogic Occupancy Inspection逻辑占用检查MAMovement Authority行车许可4 青藏铁路ITCS应用现状不属于技术方案的内容青藏铁路格拉段信号系统采用了美国GE公司提供的增强型列控系统（ITCS），2006年7月开通运营。ITCS采用了GPS定位和GSM-R无线通信，以及虚拟自动闭塞等技术，可实现单线双向追踪运行。轨旁设备极其简单，适合条件艰苦的地区。4.1 线路概况青藏铁路格拉段线路长1142公里，单线非电气化区段，经过地区均为高海拔地带，海拔高程大于4000米的地段有960
5、公里。唐古拉山垭口高程5071米是全线最高处，最低为格尔木2828米。沿线气候条件恶劣，人烟稀少，生活和工作条件相当艰苦。格拉段全线共58个车站（含1个线路所），其中28个车站已采用了铁科院的计算机联锁（CBI），其余30个车站采用GE公司的联锁设备VHLC。全线采用卡斯柯的调度集中（CTC）设备，集中控制。4.2 ITCS配置ITCS列控系统采用了一体化的设计思想，集自动闭塞、车站联锁和列车运行超速防护控制于一身。车-地采用可双向连续传输的GSM-R无线通信，以车载信号作为列车运行的主体信号控制列车运行。ITCS系统构成见图1。逐站配置一体化设计的完成车站联锁功能的VHLC和完成区间方向控制
6、、向车载提供地面信号状态信息的无线闭塞中心（RBC）。RBC通过GSM-R无线通信网络与车载设备双向通信，沿线设通信基站。图1 青藏铁路ITCS系统构成示意图ITCS系统的主要优势：采用虚拟技术，减少了轨旁设备。（1）区间不设轨道电路和通过信号机，采用虚拟固定闭塞，虚拟区段的占用/出清依靠列车定位由车载设备和地面无线闭塞中心（RBC）完成；（2）30个由VHLC设备完成车站联锁的车站，站内不设轨道电路和进、出站信号机，站内虚拟区段的占用/出清检查由RBC向VHLC提供。青藏铁路格拉段自然环境条件恶劣，大部分车站住人值守困难，ITCS系统简单的轨旁设备有利于无人值守。4.3 存在的主要问题1.
7、安全运营方面一是采用GE公司VHLC联锁设备的车站，由于站内没有轨道电路，对于未安装ITCS车载设备的机车、车辆（如轨道车、工程车、站内存放的车辆等），在站内设备无显示，其安全完全依靠人工防护，存在安全风险。二是完整性检查设备在安全性设计方面，仅依靠列尾风压的检查信息，未能实现列尾风压、尾部定位、运动传感器信息综合检查的承若，存在安全风险。三是ITCS系统完全依靠无线传输和GPS定位，无后备运营模式设计，一旦受外界干扰，特别是军方演习时的无线屏蔽和干扰，系统工作瘫痪，完全依靠调度命令人工目视行车，存在安全隐患。2. 运输效率方面一是ITCS系统缓冲区占用股道有效长，浪费股道利用率。由于卫星定位
8、的误差和运行安全存在矛盾，ITCS系统设计了缓冲区，在车站股道上会占用列车有效长度（约120米左右）。根据运输部门统计，每年因ITCS系统缓冲区占用股道有效长，减少约30万吨的运量。二是机车不能跨区段交路，限制了机车运用率。在ITCS系统控制下，所有格拉段运行的机车需安装ITCS车载设备，必须在拉萨、格尔木进行机车换挂，造成机车不能跨区段交路，限制了长交路机车的运用。三是ITCS系统主要设备为单套，设备故障后行车影响较大。四是车站改造不方便，如车站插入一组道岔，需全线数据更新，影响范围大。五是调车作业不便，ITCS系统调车作业时，需要人工确认车列的占用和出清，作业效率低。3. 标准体系方面青藏
9、铁路ITCS系统是美国GE公司针对中国需要新开发的系统，与美国联邦铁路管理局FRA制定的PTC系统标准也有很大的差距；与中国列车运行控制系统（CTCS）标准体系更是不兼容。4. 技术支持方面ITCS系统投入运营近12年，其核心技术仍然掌握在外方手中。无论是站场改造，还是系统升级均受制于人。根据普速铁路信号维护规则（铁总运【2015】238号）规定，ITCS系统使用超过15年后，根据质量状态评估结果在5年内进行更新改造，且ITCS系统专利使用到2024年终止。美国GE公司交通业务被阿尔斯通公司收购，阿尔斯通公司与西门子公司合并。合并后GE公司的轨道交通业务将被停止，ITCS系统后续更加难以获得外
10、方的技术支持。5 前期不属于技术方案的内容工作基础依托铁总科研课题，铁科院、北京交大等等单位开展了下一代列控系统关键技术、自主化CTCS-3级列控系统、高速铁路ATO系统、多模车地综合移动数据传输系统、列控联锁一体化控制系统等研究工作。5.1 铁总科研立项与CTCS-4D列控系统有关的铁总立项课题见表3所示。表3 科研立项情况序号立项年度课题名称牵头单位参加单位12009年-2010年青藏线格拉段信号系统核心技术及关键设备专题研究青藏公司北京交大、铁科院、卡斯柯22014年-2016年面向西部铁路的列控系统关键技术研究北京交大铁科院、卡斯柯、青藏公司32015年-2017年下一代列控系统技术方
11、案研究北京交大铁科院、通号设计院、卡斯柯42015年-2017年基于北斗导航的列控系统技术研究铁科院北京交大、通号设计院52016年-2018年下一代列控系统关键技术研究铁科院北京交大、铁三院以上课题研究重点是青藏铁路ITCS系统自主替代，及CTCS-4D级列控系统前期工作。课题研究取得了阶段成果，主要体现在：制定了总体技术方案；开发了基于北斗定位的列车定位单元功能样机，在自主化C3列控系统成熟技术的基础上，开发了下一代列控系统的车载ATP和无线闭塞中心（RBC）设备；列车定位、虚拟应答器、虚拟闭塞/移动闭塞技术在环形道进行了试验。结合其他课题，开展了自主CTCS-3级列控系统、高速铁路ATO
12、系统、多模车地综合移动数据传输系统、列控联锁一体化控制系统等研究工作。5.2 关键技术研究1.下一代列控系统总体技术方案。研究了系统功能需求、系统定义、系统架构、运营场景，以及列车综合定位、移动闭塞、列车完整性检查等关键技术解决方案。2.基于北斗导航的列车安全定位技术。研究了基于北斗导航，融合车轮速度传感器、惯性导航、应答器等多传感器数据的综合列车定位模型和算法。3.虚拟闭塞和移动闭塞技术。研究了基于列车定位的虚拟闭塞、运营场景，研究了移动闭塞下的移动授权计算。4.虚拟应答器技术。研究了列车定位单元触发虚拟应答器报文技术，为继承C3成熟技术奠定基础。5.列车完整性检查技术。在既有货列尾装置基础
13、上，研究了满足安全要求的列尾装置（EOT）技术。6.多模车地综合移动数据传输技术。研究了多模车地综合移动数据传输系统技术方案。7.列控联锁一体化技术。研究了信号系统列控联锁一体化控制关键技术，研究了目标控制器技术。5.3 关键设备研制开发1.列车定位单元（LPU）。开发了基于北斗导航的列车定位单元（LPU）功能样机，经环形道试验，在卫星信号良好时定位精度误差小于2米。2.车载ATP。在自主化C3列控车载ATP基础上，开发了具备CTCS-4D列控基础的车载ATP。3.无线闭塞中心（RBC）。在自主化C3列控RBC基础上，开发了具有虚拟闭塞和移动闭塞功能的RBC设备。4.高速铁路ATO系统。基于C
14、TCS2+ATO的列控系统于2016年3月，在珠三角城际莞惠、佛肇线开通使用。基于CTCS3+ATO的列控系统已完成北京交大实验室互联互通测试。5.4 测试试验验证在环形道，采用轨道车进行了实车测试，车地传输采用GSM-R无线通信。测试了基于北斗导航的列车定位精度，验证了列车定位、虚拟应答器、虚拟闭塞和移动闭塞功能。6 总体要求1234（1）CTCS-4D列控系统主要应用于低密度铁路，依靠列车自主定位实现列车占用检查，车载设备完成列车完整性检查，车-地通信采用IP化无线双向通信方式，地面无线闭塞中心（RBC）向车载设备实时传递线路数据、行车许可和限速命令等信息，车载设备向RBC报告列车位置，可
15、实现虚拟自动闭塞或移动闭塞，采用目标距离连续速度控制模式监控列车运行的控制系统。（2）系统满足单线、复线区段列车追踪运行需要，正向和反向均可按照自动闭塞方式运行。（3）系统适应动车组和内燃、电力等普速机车，电气化区段，特长隧道、高原、山区、戈壁等环境恶劣地区，满足高可靠、高可用和少维护需要。（4）系统应符合CTCS技术体系，应考虑动车组列车在路网互联互通的需求。（5）系统具备智能化运用维护功能，设备故障自动诊断、劣化趋势自动分析和报警功能。（6）系统具备列车自动驾驶（ATO）功能。（7）采用数字化、智能化、一体化、网络化及列车自主定位等技术实现高可靠、高可用，以及轨旁设备稀疏化和少维护等要求。
16、（8）采用技术成熟的硬件平台，列车行车许可由地面中心设备计算并分发所控列车。（9）系统应统一接口标准，涉及安全的信息采用满足GB/T 24339标准要求的安全通信协议。（10）系统车载及地面设备应满足行业相关环境适应性要求，符合国家及铁路行业相关电磁兼容及雷电防护标准，以及高海拔等特殊地区适应性要求。（11）系统RAMS指标应满足以下要求：1）安全性：系统安全相关产品设计应符合故障-安全原则，安全完整性等级达到SIL4 级；2）可靠性：系统关键设备MTBF1.0105 h；3）可用性：整个系统的可用度应99.98%；4）可维护性：设备故障诊断应定位到板级；系统地面设备的MTTR0.5h，车载设
17、备MTTR3.5h。7 系统结构及关键技术7.1 CTCS-4D列车运行控制系统主要由地面设备和车载设备构成，地面设备主要由车站及轨旁设备、中心设备和列控数据传输网络设备组成，系统结构见图2所示。7.2 车站及轨旁设备主要由车站计算机联锁设备（CBI）、调度集中车站自律机、卫星差分基站和运维车站分机等组成。无源应答器根据工程需要配置。7.3 中心设备主要由无线闭塞中心（RBC）、调度集中中心服务器（CTC）、智能运维中心服务器、临时限速服务器（TSRS）等组成。7.4 车载设备主要由主机、人机界面单元（DMI）、应答器信息接收单元（BTM）和天线、司法/数据记录单元（JRU/DRU）、列车接口
18、单元、测速测距单元、多模无线传输单元和天线，以及列车定位单元和天线等组成。考虑动车组互联互通运行需求，车载可配置轨道电路信息读取单元（TCR）和天线。7.5 车站及轨旁设备配置（1）区间不设轨道电路和通过信号机等设备，根据需要布设一定数量的无源应答器；区间闭塞控制由计算机联锁设备完成。（2）根据车站规模（道岔组数等）及作业需求（调车等），计算机联锁、目标控制器和轨道电路等设备可采取以下两种配置方案：1）配置目标控制器、电源屏等，联锁功能由相邻车站计算机联锁设备完成，轨道电路或计轴根据需要配置。2）设置轨道电路，配置计算机联锁设备、目标控制器（根据站场实际情况可选）、电源屏等。（3）CTC车站自
19、律机随计算机联锁设备配置。（4）站内股道配置应答器；根据工程需要，站内岔后可配置应答器，用于辅助列车定位。（5）根据工程需要，车站可配置计轴和信号机（平时灭灯），以支持站间自动闭塞模式的后备运行方案。7.6 中心设备配置（1）调度集中中心服务器（CTC）；（2）为了维护和属地化管理的便利性，无线闭塞中心（RBC）可根据控车数量，采用集中方式布置；（3）临时限速服务器负责临时限速命令、电子地图和卫星差分数据的管理功能，同时预留ATO功能，与CTC共同完成与灾害监测设备接口、信息处置等功能。（4）智能运维中心完成列控系统状态监测信息收集、分类存储、智能分析和故障预警等功能。 7.7 多模无线通信网
20、络承载列控系统、ATO系统和卫星差分等车-地双向信息传输功能，兼容GSM-R、LTE-R及卫星（应急条件下）通信。图2 系统结构示意图7.8 系统关键技术（1）基于北斗导航的列车安全定位技术。研究基于北斗导航，融合车轮速度传感器、惯性导航、应答器等多传感器数据的综合列车定位模型和算法。（2）虚拟闭塞和移动闭塞技术。研究适用于动车组、内燃及电力机车等不同类型列车的，支持虚拟闭塞、移动闭塞的车车追踪技术。（3）列车完整性检查技术。研究满足安全要求的列车完整性检查技术。（4）多模车地综合移动数据传输技术。研究支持多种多模车地综合移动数据传输系统技术方案。（5）列控联锁一体化技术。研究信号系统列控联锁
21、一体化控制关键技术，研究了目标控制器技术。（6）机车自动驾驶技术。研究适用于动车组、内燃及电力机车等不同类型列车的GoA3等级自动驾驶技术。8 主要工作模式CTCS-4D级列控车载设备有7种主要工作模式，同时具备CTCS-3级列控车载设备（含CTCS-2级功能）的9种主要工作模式，本章节主要描述CTCS-4D级的7种主要工作模式。8.1 待机模式（SB）当车载设备上电时，执行自检和外部设备测试正确后自动处于待机模式，该模式下，车载设备执行停车防护逻辑。8.2 目视行车模式（OS）车载设备显示停车信号或位置不确定时，在停车状态下司机按压专用按钮可使车载设备转入目视行车模式。目视行车模式下，车载设
22、备按固定限制速度20km/h监控列车运行，列车每运行一定距离（300m）或一定时间（60s）司机需确认一次。8.3 引导模式（CO）当开放引导信号进行接发车时，车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过DMI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20km/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。8.4 完全监控模式（FS）当车载设备具备列车控制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，车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过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，监控列车安全运行。8.5 调车模
23、式（SH）当进行调车作业时，司机确认列车牵引/推送模式后按压调车按钮，收到RBC的调车授权后，车载设备按固定限制速度20km/h（顶棚）监控车列前进或折返运行。8.6 休眠模式（SL）该模式用于非本务端车载设备。休眠模式下车载设备不执行列车防护功能。列车立折，当非本务端升为本务端时，车载设备可自动进入正常工作状态。8.7 隔离模式（IS）车载设备因故停用时，经操作隔离车载设备的制动功能。车载设备的隔离由司机在负完全责任的条件下执行。一旦车载设备被隔离，车载设备不承担任何责任。9 功能实现9.1 计算机联锁9.1.1 功能概述计算机联锁（CBI）系统接收无线闭塞中心（RBC）的区间空闲状态信息，
24、通过安全数据通信网与相邻CBI进行信息交互，完成站内联锁、区间方向控制等功能，构成计算机联锁设备。9.1.2 区域联锁道岔转撤机等室外设备由目标控制器进行控制，可设置在室外以便减少信号电缆。线路所、3股道以下等小站可只配置目标控制器，由邻近大站的计算机联锁设备通过专用数据通信网控制。9.1.3 站内占用检查车站接近区段、离去区段的占用状态信息由RBC提供；站内不设轨道电路时，其区段占用状态信息由RBC提供；站内设轨道电路或计轴时，站内区段的占用状态以采集的轨道电路或计轴信息为准。9.1.4 站间闭塞模式根据运输和工程建设需要，当系统具备站间自动闭塞后备运营模式时，由计算机联锁设备依靠站间计轴设
25、备和站内信号机等实现列车在站间的自动闭塞运行功能。9.2 列车自主定位9.2.1 列车综合定位方案1）采用多模卫星导航、车轮速度传感器、惯性导航和应答器的多源融合定位方式，原理如图3所示：图3 列车综合定位原理图2）在卫星信号接收良好地区，列车定位依靠卫星定位，融合惯性导航、车轮速度传感器进行定位；3）在车站，通过增加卫星差分基站提高卫星定位精度；4）在短隧道等卫星信号短时遮挡地区，主要依靠惯性导航和车轮速度传感器进行定位；5）在长隧道等卫星信号受遮挡地区，可采用两种方案：配置卫星接收增强装置，使列车连续接收卫星定位信号；隧道内配置无源应答器，辅助惯性导航和车轮速度传感器进行列车定位。9.2.
26、2 列车定位数据结构线路电子地图数据主要包括轨道电子地图数据和站场数据，是列车定位单元工作的依据，列车定位单元具备线路电子地图的在线下载、校验和存储功能。轨道电子地图数据涵盖了卫星定位经纬度数据与铁路线路公里标数据间的对应关系；站场数据是列车定位单元在站内定位判断所处股道，以及触发虚拟应答器报文的依据。9.2.2.1轨道电子地图数据1）轨道电子地图主要描述铁路线路卫星导航经纬度、线路弯道半径、线路公里标等数据，也包括站内各股道、道岔定位和反位线路的经纬度、线路长度数据；2）轨道电子地图数据主要由两部分数据组成，一是地图索引文件，二是电子地图数据文件；3）轨道地图索引文件要是将地理数据切分为若干
27、个块，对每个块的电子地图数据按上下行线路分类、区域等进行管理，包含了每个块地图文件覆盖范围的简要信息和校验信息等；4）轨道电子地图数据文件，主要描述铁路线路直线起点、长度、终点，弯道线路起点、曲线半径、终点，以及各点对应的卫星地理数据中的经纬度；车站站内对应每个无岔区段和股道的起点、终点，道岔区段岔前、定位终点和反位终点的公里标数据和对应的卫星经纬度数据。5）轨道电子地图数据是经过实际测量后获得的，测量可采用人工测量，也可采用机车运行搭载测量。该数据文件一经确定将永久使用。9.2.2.2 站场数据站场数据包括：应答器配置数据、车站道岔和股道配置数据，应答器配置数据包括：应答器属性（实体和虚拟）
28、、虚拟应答器基础报文。车站道岔和股道配置数据包括：道岔编号、岔尖、定位和反位链接关系；股道数据。9.2.3 列车定位单元结构列车定位单元是实现列车综合自主定位功能的主要车载设备单元，基本功能及结构描述如下：（1）卫星接收处理模块和天线应具备同时接收北斗卫星、GPS导航信息的能力；（2）对同一种卫星信号接收，采用双路接收，且算法相异，进行比较处理，确保定位的准确性和安全性；（3）逻辑处理采用2取2硬件安全冗余结构，安全等级达到SIL4级要求；（4）与车载ATP数据传输应采用安全通信接口；（5）列车定位单元可以独立配置见图4所示，也可与测速测距单元、应答器信息接收模块一体化设计，见图5和图6所示。
29、1）方案1：列车定位单元与测速测距单元、BTM单元独立存在，其结构见图4所示。定位单元需要融合的车轮速度传感器信息和应答器信息由ATP转发，该结构可用于动车组列车。图4 列车定位单元构成示意图（独立配置）2）方案2：列车定位单元与测速测距单元一体化设计，为车载ATP提供列车速度、位置等信息，结构见图5所示。该结构可用于动车组列车，也可用于机车牵引的普速列车。 图5 列车定位单元构成示意图（测速测距单元一体化）3）方案3：列车定位单元与应答器信息接收模块（BTM）一体化设计，向机车车载ATP提供列车位置、速度和应答器信息，结构见图6所示。该结构可用于动车组和机车牵引的普速列车。图6 列车定位单元
30、构成示意图（BTM一体化）9.2.4 列车定位单元外部接口列车定位单元外部接口包括与车载ATP以及车载无线通信单元接口：1）列车定位单元与车载ATP接口采用串行通信方式，每一套列车定位单元与一系ATP固定使用，见图7所示：图7 列车定位单元与ATP接口2）列车定位单元与车载无线通信单元接口采用串行通信方式，每一套列车定位单元与一系车载无限通信单元固定使用，见图8所示 ：图8 列车定位单元与车载无线通信单元接口9.3 列车占用检查9.3.1 功能概述列车的占用检查主要依靠RBC根据列车位置报告确认，区间和中间站站内不设传统地面设备实现列车占用检查的轨旁设备，如轨道电路、计轴等设备。按照自动闭塞工
31、作方式将区间划分为若干虚拟闭塞分区，站内根据平行作业要求划分为若干虚拟区段。9.3.2 车站方案RBC为车站计算机联锁设备提供站内虚拟区段、接近区段和离去区段的占用/出清状态，提供区间各虚拟区段的占用/出清状态；车站计算机联锁设备为CTC车站自律机提供站内和区间虚拟区段的占用/出清状态、虚拟信号机的开放/关闭状态。列车按照正向运行方向进入车站，头部越过虚拟进站信号机后，RBC为进站信号机内方第一区段设置占用。当列车最小安全后端越过该区段后，RBC设置该区段出清状态，其逻辑处理见图9-10所示。图9 虚拟区段逻辑占用示意图图10 虚拟区段逻辑出清示意图9.3.3 区间方案RBC按照列车报告的安全
32、位置来计算虚拟闭塞分区的占用/空闲状态。列车的安全位置由车载在“位置报告报文”中提供（位置报告同C3中的定义），包括列车的头端位置、列车的车长、和列车的定位不确定性（过读误差和欠读误差）。在RBC可以确认列车头端和尾端都无“隐藏车”的可能性后，RBC将列车安全位置包络线覆盖范围内的逻辑分区设置为“占用”状态。RBC只有在能够确认某区域无车时才可以输出对应虚拟分区的（或称为逻辑分区）“空闲”状态，当RBC无法确认“空闲”时，RBC将对应的逻辑分区设置为“封锁”。线路上无位置报告的车对RBC来说是不可知的，RBC分别确认位置报告车头端和尾端无“隐藏车”的安全过程称为“头端筛选”和“尾端筛选”，在设
33、置有轨道电路的区域可利用轨道电路区段进行筛选判定，在无轨道电路的区域需要依靠行车管理规范以及人工确认等手段来进行筛选判定。9.3.4 故障防护由RBC负责列车位置丢失、车地通信中断等故障情况下的区间锁闭防护功能，具体描述详见9.4.4章节。9.3.5 区段占用解锁因故障等原因造成的“封锁”区域，其解除功能有两种方式：1）在CTC中心设置界面通过人工介入来实现封锁区域的解除。2）由RBC系统通过逻辑判断来对重新恢复位置报告和完整性确认的列车对因其所封锁的区域进行自动的解除封锁。具体描述详见9.4.4章节。9.4 虚拟自动闭塞9.4.1 功能概述将区间划分为若干闭塞分区。列车进入区间后，前方被追踪
34、列车占用的闭塞分区入口将作为后方追踪列车行车许可的终点之一。9.4.2 区间虚拟闭塞分区设置区间虚拟闭塞分区长度等参数可根据运营及工程实际需要在列控数据中设置，RBC对逻辑闭塞分区的设置没有强制性限制和要求。9.4.3 区间虚拟自动闭塞逻辑RBC按列车的安全位置计算区间的逻辑分区的占用状态，在对满足MA分配条件的注册列车进行MA分配计算时依据逻辑分区的状态进行处理，为后续列车分配的MA只能进入“空闲”的逻辑分区。（1）本务机车出库，进入始发站股道，接收到股道应答器信息后获得列车位置信息。列车进入股道未收到定位应答器信息时，司机可在车载设备发车测试期间人工设置股道号。（2）列车从车站出发进入区间
35、，RBC接收到列车位置报告列车头部最大安全前端越过一离去区段入口时，RBC设置一离去区段占用，并及时将一离去区段占用信息发送给计算机联锁设备。（3）RBC对进入区间的列车进行跟踪定位，当列车头部最大安全前端进入下一个闭塞分区时，RBC为下一个闭塞分区设置占用，如图11和图12所示。图11 复线区间虚拟自动闭塞示意图图12 单线区间虚拟自动闭塞示意图（4）当列车最小安全后端越过一离去区段，RBC设置一离去区段空闲。（5）RBC处理虚拟闭塞分区占用出清逻辑检查：仅在区间列车运行位置报告是顺序占用各个闭塞分区时，可以出清已越过的闭塞分区，否则保持占用，或设置为LOI，等待人工介入，或等待新的准确位置
36、报告.9.4.4 故障防护9.4.4.1 故障类型（1）当列车定位误差超过规定范围后则判定列车失去位置故障；（2）当车-地通信中断超过规定时间后则判定列车失去通信故障；（3）当列车完整性检查设备不能给出列车完整输出时则判定列车失去完整性故障。9.4.4.2 故障处理及恢复（1）列车进入区间发生失去通信、位置、完整性故障时，RBC将该车注销，同时判断该车失去定位后可能的区域进行逻辑区段的封锁防护，RBC对后车的MA分配将不能够进入封锁区域。1）当该列车至前方车站间无车时，LOI封锁到前方车站的进站信号机前，见图13所示。2）当该列车至前方车站有车时，则LOI封锁到离该列车最近的列车所在的闭塞分区
37、前，见图14所示。图13 LOI封锁示意图（前方无车）图14 LOI封锁示意图（前方有车）3）同时为防止列车向后溜车带来的安全风险，从该列车前车报告的位置最小安全后端开始向后封锁最大安全距离（根据列车特性和线路数据计算，最不利条件下至后站出站信号机处），如封锁区内存在后车，则后车进行最大紧急制动，如图15所示：图15 LOI封锁示意图（后方有车）（2）发生故障后ATP触发最大常用制动停车，若故障不能恢复则列车凭调度命令进入下一站停车；若故障恢复，列车重新向RBC注册并且恢复安全位置报告（包括列车完整性）。RBC根据对因该车失位而触发的封锁区域的监督状态，若条件允许则立即自动清除对逻辑区段的封锁
38、状态，恢复对该车的MA分配；若条件不允许则保持对逻辑区段的封锁，无法恢复MA分配，列车按调度命令行车。（3）若在区间中有多辆车以CTCS4-D模式追踪运行，发生故障的车所触发的区域封锁不会影响RBC对前车的MA分配，前车可继续CTCS4-D模式运行，同时封锁区域将随着前车的运行而向前延伸。（4）若在区间中有多辆车以CTCS4-D模式追踪运行，发生故障的车所触发的区域封锁将会影响RBC对后车的MA分配，具体方案根据轨旁设备配置而不同：1）当区间无任何轨道空闲检测设备时，RBC设置封锁区域直抵达后车的车头，同时向后车发出紧急停车命令（UEM）。2）当区间有轨道空闲检测设备时，后车的MA可抵达封锁区
39、域的边界。9.4.5 RBC上电（1）RBC上电，所有虚拟区段自动设置LOI封锁；（2）LOI封锁后，人工确认列车位置，并通过CTC操作终端进行解锁。（3）当车站设置轨道电路或计轴等设备时，可依靠地面设备的状态自动解锁。（4）RBC正常工作后，管辖范围内列车经注册，建立通信连接，报告位置，RBC根据列车位置报告对所在的虚拟区段设置占用。9.5 移动闭塞9.5.1 功能概述在区间和站内正线后车行车许可终点是前车最小安全后端在减去安全防护距离的位置点，并随前车的移动而实时更新。9.5.2 移动闭塞逻辑移动闭塞基于RBC对列车位置的实时跟踪，并根据车站进路状态、列车位置等信息为列车计算行车许可。9.
40、5.2.1区间移动追踪列车进入区间以移动闭塞方式追踪运行如图16所示。图16 正常情况下，区间移动闭塞追踪追踪列车行车许可的终点将打靶至前安全车尾部附加一定的安全防护距离。列车的行车许可终点不再受限于虚拟闭塞分区，可越过虚拟闭塞分区边界。当列车运行前方不存在列车运行时，列车将按照最大行车许可长度运行。当两列车运行于不同RBC管辖范围内时，追踪列车所在的RBC1将接收前行列车所在RBC2发送的列车位置及状态等相关信息。RBC1根据接收到的信息，判断追踪列车的行车许可可否延伸至前行列车尾部：1）若前行列车位置及状态可用，则追踪列车的行车许可将继续按照移动闭塞行车许可打靶至前车尾部。2）若前行列车出
41、现故障情况，其所在的虚拟闭塞分区处于封锁状态，则追踪列车的行车许可将打靶至封锁区段边界位置。9.5.2.3车站移动追踪既有的计算机联锁技术条件下难以实现列车在车站正线通过时的追踪运行，需要在原有的技术条件做新的改动以实现车站内移动闭塞功能，具体方案如下：1）改进CTC系统在CTC与CBI交互的信息中增加自动通过进路模式。当CTC根据调度计划，判断前后两车将均以正线通过进路通过同一车站时，CTC下达“自动通过进路”，告知CBI相应进路信息。当CTC根据调度计划，判断后续列车将以除“自动通过进路”以外的其它进路通过车站，则CTC向CBI下达取消自动通过进路，并下达其它进路命令。2）改进车站联锁系统
42、 当CBI收到CTC的“自动通过进路”信息后，判断站内联锁关系是否满足要求。若站内有其它列车运行，需等到该列车出清相应进路，该进路正常解锁，且站内联锁关系满足要求后，办理自动通过进路； 在自动通过进路条件下，进路不随着车辆的前行而解锁； 当进路涉及的相关道岔位置表示正确且锁闭且相应进路空闲时，信号正常开放，否则，信号关闭； 当CBI接收到取消自动通过进路命令后，需恢复CBI原有逻辑。CBI系统判断自动通过进路正常解锁后，再为后续列车办理其它进路。综上，在上述CBI改进方案中，增加自动通过进路模式。即，在自动通过模式下，通过进路不解锁，只要进路上的道岔表示正确，进路始终保持可用状态，即使列车占用
43、，进路仍然可为后续列车使用。3）改进RBC设备RBC是为列车计算行车许可的核心设备。在改进方案中，为实现两车在站内的正线自动通过移动闭塞追踪，RBC需从CBI获取以下条件信息： 前行列车的进路状态为“非当前列车正在通过正线自动通过进路”； 道岔位置表示正确且锁闭； 下一条站内同方向进路是否为“正线自动通过进路”。若条件满足时，表明前行列车正在以“正线自动通过”进路通过车站，此时，进路状态是否可用，需判断、条件。在条件中，若道岔位置满足“正线通过进路”要求，道岔位置正确且锁闭，则RBC判断条件。否则，追踪列车的行车许可只能打靶至信号机处。条件判断的是追踪列车是否再次以“正线自动通过进路”通过车站
44、，主要依据于CBI是否收到CTC下达的“取消正线自动通过进路”命令。若收到取消命令，则追踪列车的行车许可无法延伸至站内；若未收到取消命令，则行车许可延伸至站内。当RBC根据所得信息判断行车许可能够延伸至站内时，RBC将对站内区段进行搜索，直至遇到前行车辆停止。RBC判断前行列车为其注册列表中列车，其行车许可打靶至前车尾部附加一定安全防护距离，行车许可跟随前车运行不断更新。否则，MA打靶至信号机处。对于除自动通过进路以外的其它进路，RBC为列车计算行车许可的方式与C3一致，根据站内信号状态延伸行车许，如图17所示。图17 列车正线自动通过移动闭塞追踪9.5.3故障后的防护与虚拟自动闭塞模式类似，
45、在RBC“列车占用检查”功能基础上，采取同样占用防护处理逻辑。9.4.4 RBC上电RBC上电启动时与虚拟闭塞方式下方案相同。9.6 列车完整性检查9.6.1 功能概述列车具备完整性自检查功能，对于具备完整性检查列车（如动车组），由列车向车载设备提供完整性信息；对于不具备完整性检查列车（如内燃、电力机车等），由车载列车完整性检查设备完成该功能。9.6.2 列车完整性检查设备由列首装置（HOT）和列尾装置（EOT）构成，功能结构见图18所示：图18 列车完整性检查结构示意图9.6.3 列车完整性检查装置应符合故障-安全设计原则，其安全性等级达到SIL4级；9.6.4 列车完整检车车头装置（HOT
46、）与车载ATP可采用通信和继电接口，采用继电接口时，继电器吸起状态应代表列车完整；9.6.5 列首装置（HOT）与列尾装置（EOT）可通过车载电台、风管等方式实现持续通信，交换信息，通信中断超过6秒钟时HOT应向ATP发送列车失去完整性故障；9.6.6 列车完整检查可采用以下某个方式或多个方式进行比较。1）通过采集列车尾部风管压力判断列车完整性；2）通过监测列车的首部和尾部的位置、速度、加速度的变化判断列车完整性。9.6.7 列车完整性功能处理1）列车发车时，HOT与EOT上电自检并建立通信连接；列车完整性状态由司机确认，通过对HOT人机界面操作，使HOT和EOT设备正常工作；2）列车完整性检
47、查设备正常工作后，持续对列车完整性进行监测，HOT和EOT保持通信连接。9.7 路网互联互通9.7.1 装备CTCS-4D等级列控车载设备的动车组列车能够在CTCS-2级列控系统（以下简称C2）和CTCS-3级列控系统（以下简称C3）线路上按照C2和C3等级运行。在动车组列车上保留轨道电路信息接收、GSM-R电路交换（CS模式）无线通信接收能力。9.7.2 装备CTCS-4D等级列控车载设备的电力或内燃机车若考虑在CTCS-0级列控系统（以下简称C0）线路上长交路运行，可通过增加C0模块或LKJ设备实现。9.7.3 未装备CTCS-4D等级列控车载设备的列车原则上不允许进入CTCS-4D等级线路运行，特殊情况下