CTCS:中國列車運行控制系統-中文百科頻道

簡介

TDCS是鐵路調度指揮信息管理系統，主要完成調度指揮信息的記錄、分析、車次号校核、自動報點、正晚點統計、運行圖自動繪制、調度命令及計劃的下達、行車日志自動生成等功能，還句話說就是原來行車調度員和車站值班員需要用筆記下的東西現在都可以由TDCS自動完成。

參考歐洲ETCS規範，中國逐步形成了自己的CTCS（Chinese Train Control System）标準體系。如何吸收ETCS規範并結合中國國情更好地再創新，是值得深入研究的課題。

鐵路是國民經濟的大動脈，是中國社會和經濟發展的先行産業，是社會的基礎設施，鐵路運輸部門又是國民經濟中的一個重要部門，它肩負着國民經濟各種物資運輸的重任，對中國社會主義建設事業的發展有着舉足輕重的作用。為了滿足國民對鐵路運輸的要求，進入二十一世紀以後，鐵路部門緻力于高速鐵路和客運專線的建設，并取得了驕人的成績。

為了适應中國高速鐵路、客運專線的迅速發展和保證鐵路運輸安全的需要，鐵道部有關部門研制成功了“CTCS系統”（即：鐵路列車控制系統，是Chinese Train Control System的縮寫“CTCS”）

産生背景

由于早期歐洲鐵路的列車運行控制系統種類繁多，且各國信号制式複雜、互不兼容，為有效解決各種列車控制系統之間的兼容性問題，保證高速列車在歐洲鐵路網内跨線、跨國互通運行，1982年12月歐洲運輸部長會議做出決定，就歐洲大陸鐵路互聯互通中的技術問題尋找解決方案。

2001年歐盟通過立法形式确定ETCS（European Train Control System）為強制性技術規範。ETCS的主要目标是互通互用、安全高效、降低成本、擴展市場，在規範的設計上融入了歐洲各主要列控系統的功能，制定了比較豐富的互聯互通接口。經過長期的發展，ETCS系統目前已經比較成熟，得到了歐洲各國鐵路公司和供貨商的廣泛認可。

中國人口密集，資源緊張，城市化發展非常迅速。一直處于發展中的中國鐵路，始終存在着運量與運能之間的突出矛盾。鐵路運輸至今仍相當程度地制約着國民經濟的快速發展，鐵路仍是我國國民經濟發展中的一個薄弱環節。為了緩解鐵路運輸的壓力，鐵路部門先後實行了六次大提速。

與此同時，高速鐵路的蓬勃發展，對鐵路的中樞神經——信号系統也提出了新的技術要求。但由于曆史及技術原因，中國鐵路存在多種信号系統，嚴重影響了運輸效率。鐵路信号系統迫切需要建立統一的技術标準，确立數字化、網絡化、智能化、一體化發展方向，國産高速鐵路列車運行控制系統标準的制定迫在眉睫。為實現高鐵戰略，鐵道部組織相關專家開始制定适合我國國情的中國列車控制系統CTCS（Chinese Train Control System）。

在CTCS 技術規範中，根據系統配置CTCS按功能可劃分為5 級。為滿足客運專線和高速鐵路建設需求，通過對ETCS标準的引進、消化、吸收，并結合成功應用的CTCS-2級列車運行控制系統的建設和運營經驗，我國構建了具有自主知識産權的CTCS-3級列控系統标準。CTCS-3級列車運行控制系統是基于GSM-R無線通信的重要技術裝備，是中國鐵路技術體系和裝備現代化的重要組成部分，是保證高速列車運行安全、可靠、高效的核心技術之一。

其技術平台的确立

CTCS 列控系統是為了保證列車安全運行，并以分級形式滿足不同線路運輸需求的列車運行控制系統。CTCS 系統包括地面設備和車載設備，根據系統配置按功能劃分為以下5 級：

1、CTCS—0 級為既有線的現狀，由通用機車信号和運行監控記錄裝置構成。

2、CTCS—1 級由主體機車信号+安全型運行監控記錄裝置組成，面向160 km/h以下的區段，在既有設備基礎上強化改造，達到機車信号主體化要求，增加點式設備，實現列車運行安全監控功能。

3、CTCS—2 級是基于軌道傳輸信息的列車運行控制系統，CTCS—2 級面向提速幹線和高速新線，采用車—地一體化計,CTCS—2 級适用于各種限速區段，地面可不設通過信号機，機車乘務員憑車載信号行車。

4、CTCS—3 級是基于無線傳輸信息并采用軌道電路等方式檢查列車占用的列車運行控制系統；CTCS—3 級面向提速幹線、高速新線或特殊線路，基于無線通信的固定閉塞或虛拟自動閉塞系統，CTCS—3級适用于各種限速區段，地面可不設通過信号機，機車乘務員憑車載信号行車。

5、CTCS—4 級是基于無線傳輸信息的列車運行控制系統，CTCS—4 級面向高速新線或特殊線路，基于無線通信傳輸平台，可實現虛拟閉塞系統或移動閉塞系統，CTCS—4 級由RBC 和車載驗證系統共同完成列車定位和列車完整性檢查，CTCS—4 級地面不設通過信号機，機車乘務員憑車載信号行車。中國新建200 km/h～250 km/h，客運專線采用CTCS—2 級列控系統，300 km/h～350 km/h。

級間關系

符合CTCS規範的列車超速防護系統應能滿足一套車載設備全程控制的運用要求

系統車載設備向下兼容

系統級間轉換應自動完成

系統地面，車載配置如具備條件，在系統故障的條件下應允許降級使用

系統級間轉換應不影響列車正常運行

優點

首先是系統的開放性。ETCS技術規範是得到歐洲聯盟和國際鐵路聯盟承認的标準，所有ETCS的設備供應商都可以按照該标準來生産ETCS設備。

其次是互可操作性與互用性。由于所有ETCS設備均按照統一的技術規範生産，所以不同廠家的設備可以很好地組合甚至互換使用，互聯互通非常方便。

第三是兼容性。ETCS系統中5個應用等級的機車，盡管其車載設備不同，但機車可以在不同等級的線路上互通運營。

最後是可升級性。ETCS的低等級系統在原有設備的基礎上，通過增加一些新的設備（模塊）就能方便地升級到更高的等級，原有的列控車載設備可以在高等級的系統中繼續使用。

工作模式

完全監控模式：車載設備正常獲取列車數據、線路數據、移動授權的情況下，由車載設備自動應用的控車模式。此時車載設備監控動态速度曲線，通過人機界面（DMI）顯示列車運行速度、允許速度、目标速度和目标距離等信息，監控列車安全運行。

調車模式：調車作業時使用的模式，列控車載設備按固定限制速度40km/h監控列車前進或折返運行。CTCS-3和ETCS-2等級下需要RBC（無線閉塞中心）給出授權，車載設備監控調車限速，也可同時監控調車區域。

休眠模式：非本務端（駕駛室沒有激活）使用的模式。在這種模式下，車載設備不執行列車移動監控功能，執行列車位置功能、無線會話管理功能。

待機模式：車載設備上電并完成自檢後自動進入的模式。此時車載設備禁止列車移動。

隔離模式：當列控車載設備停用時，司機停車并操作隔離開關隔離車載設備。在該模式下，車載設備不具備安全監控功能。

部分監控模式（PS）：該模式僅用于CTCS-2級列車運行控制系統。在CTCS-2級中，當車載設備接收到軌道電路允許行車的信息，而缺少應答器提供的線路數據時，列控車載設備産生一定範圍内的固定限制速度，監控列車運行。

機車信号模式（CS）：該模式同樣僅用于CTCS-2級列車運行控制系統。當列車運行到地面設備未裝備CTCS-3/CTCS-2級列控系統的區段時，根據行車管理辦法（含調度命令），經司機操作後，列控車載設備按固定限制速度80km/h監控列車運行，并顯示機車信号。

引導模式（CO）：當引導信号機或出站信号機開放且列車前端距離出站信号機較遠發車時，車載設備按照固定限速40km/h監控列車運行，由司機負責檢查軌道占用情況。

所起的作用

在 DMIS 基礎上，調度集中應具備列車運行計劃人工、自動調整、實際運行圖自動描繪，行車日志自動生成、儲存、打印，調度命令傳送，車次号校核等功能。在 DMIS 基礎上，調度中心具備向車站、機務段調度、乘務室等部門發布調度命令以及經調度命令無線傳送系統向司機下達調度命令（含許可證、調車作業通知單等）的功能。系統依據列車運行調整計劃，《技規》、《行規》、《站細》等規定，以及相關聯鎖技術條件對列車、調車作業進行分散自律安全控制（漢分散自律控制模式下的中心、車站人工直接操作）。

對違反分散自律安全條件的人工操作，系統應能進行安全提示。系統對于影響正常運用的故障，如信号故障關閉（或滅燈及燈絲斷絲）時應具有報警、提示、記錄等功能。與調度命令無線傳送系統配合具有解車進路信息自動預告功能。進行調車作業時不需要控制權轉換。不影響既有的平面調車區集中聯鎖功能。具有部分非正常條件下接發列車功能以及降級處理措施。具有本站及相鄰各兩個車站的列車運行調整計劃顯示功能。具有本站及相鄰各兩個車站的站間透明功能。具有人工辦理排進路功能，為進路指令的執行做好準備。具有自我診斷、運行日志保存、查詢和打印等功能，并逐步實現系統維護智能化。對所有的人工操作具有完整的記錄、查詢、回放和打印功能。實時監控電源狀态，停電時應自動保存列車、調車作業等重要信息。

在保證網絡安全的條件下可與其他相關系統聯網，實現數據資源共享。列車作業調度集中控制範圍内的列車作業，以列車運行調整計劃自動控制為基本方式，以調度中心人工控制為輔助方式。調度集中應具有接收日班計劃或者單獨制定日班計劃的功能。系統可按要求時間将日班計劃以運行圖或車次時刻表的方式提供給調度員，同時以調度命令的方式下達到有關站段。調度集中應具有以日班計劃為依據，人工和自動調整列車運行計劃以及中間站甩挂調車作業計劃的功能，經批準後實施下達到車站自律機執行。

調整列車運行計劃應遵循單一指揮，按圖行車，确保重點等原則，正确合理地使用車站正線、到發線，組織和完成列車在車站的到開、會讓、越行、通過等性車作業。調整列車運行計劃應根據運行圖，通過壓縮停站時間、調整列車區間運行時分、變更越行站和會讓站等方法完成。對于有特殊要求的列車由調度員依照相關管理規定特别設置（超限列車、專列等特殊列車應有明顯的标記），并産生相應的列車運行調整計劃。調度員可随時查詢、調整列車運行調整計劃的内容（含計劃使用股道信息）；車站值班員可随時查詢計劃和進路内容。系統在列車調整計劃下達前必須通過合法性、時效性、完整性和無沖突性的檢查。

7·23溫州動車事故

2011年7月28日，上海鐵路局局長安路生說，根據初步掌握的情況分析，“7·23”動車事故是由于溫州南站信号設備在設計上存在嚴重缺陷，遭雷擊發生故障後，導緻本應顯示為紅燈的區間信号機錯誤顯示為綠燈。安路生當天在溫州召開的國務院“7·23”甬溫線特别重大鐵路交通事故全體會議上說，存在設計缺陷的信号設備由北京一家研究設計院設計，2009年9月28日投入使用。

而這家北京的設計院就是北京全路通信信号研究設計院（下稱“通号院”），這家設計院主要研發了列車控制系統(CTCS)。通号院是央企中國鐵路通信信号集團公司(下稱“中國通号”)下屬的獨資企業，中國通号則為甬溫線提供信号總體集成。上述急令要求排查的内容包括，列控中心程序、信号機、鋼軌線路等，并測試CTCS系統上各個信号傳輸的軟硬件是否保持一緻性。在列車控制系統中，信号機是重要的硬件組成部分。知情人士透露，在此次追尾事故中，前車D3115減速行駛後，閉塞信号經由鋼軌傳送給後續設備，但安裝在地面的信号機卻顯示為綠色信号，造成後車D301未接收到紅燈信号。

來自中國通号的資料顯示，2008年5月9日，中國通号與中鐵電化局聯合體共同與沿海鐵路浙江有限公司簽訂了新建鐵路甬台溫線四電系統集成工程合同，中國通号承接該合同的通信信号系統。。當年8月18日，甬溫線四電系統集成工程正式開工，此項目曆時約9個月。正是在中國通号的集成供應體系下，佳訊飛鴻(300213.SZ)、世紀瑞爾(300150.SZ)和特銳德(300001.SZ)等公司産品才相繼入圍這條鐵路工程，最終使用在各個環節。在這其中，中國通号和阿爾斯通合資的卡斯柯公司提供了重要的調度集中系統(CTC)，通号院則提供了CTCS系統。

通号院緻歉

2011年28日上午，溫州動車追尾事故國務院調查組在溫州召開第一次全體會議，調查組由來自國家安監總局，檢查部、鐵道部、全國總工會和浙江省政府相關人員組成，并邀請最高檢鐵路運輸檢察廳參加。

會議首先傳達了中央領導對事故調查的一個指示，公布了事故調查小組的主要成員，上海鐵路局總結了這一次事故的教訓，也發布了初步的分析，做一個深刻的檢查。根據他們的彙報，這次事故主要是由于溫州南站的信号設備在設計上存在嚴重的缺陷，緻使在雷擊下紅燈變成綠燈顯示（錯誤）造成的，主要的問題有四個方面：

一是電路設備發生故障以後，值班人員沒有意識到信号有可能發生錯誤，說明他們的安全性和責任性不強。第二這個信号燈是由北京全路通信信号設計研究院設計的，是2009年9月28日投入使用。調查中顯示，溫州南站對這個設備的使用狀況不了解，以至于導緻了事故的發生。三是現場作業控制不利，溫州南站沒有按照有關的規定進行及時的事故緊急處理。四是事故中反映出來，上海鐵路局的安全管理不到位。國家安全監管總局副局長王德學在會議上表示，調查組要在9月15日之前形成書面調查報告，目前已經聘請了國内電控供電領域的8名專家來參與調查。

擔責不好說

2011年7月28日，通号院發布道歉信，稱其會“敢于承擔責任，接受應得的處罰”。到了下午，針對發道歉信是否意味着對事故承擔責任時，該院黨委宣傳部部長受訪時稱“這個不好說”。道歉信發布不久，衆多媒體趕到北京通号院要求采訪，公司将媒體安置在旁邊一家酒店。下午3時，該院黨委宣傳部部長田振輝接受采訪。對于為何發布道歉信，田振輝表示，作為甬溫線設計單位之一，不回避問題，不管什麼原因，都本着對人民财産造成的損失深感悲痛，對死難者表示深切的哀悼。田振輝說，道歉信就是本着這個目的寫的。當記者問及甬溫線問題信号設備是否屬于北京通号院責任時，田振輝再三表示，事故原因還沒調查清楚，具體的技術問題她不能回答。

對于該設計院刊發道歉信是否意味着對事故承擔責任，田振輝未直接回應，隻回應“這個不好說”。