CTCS-3级列控系统关键设备自主化研究

CTCS-3级列控系统(简称C3列控系统)是保障我国高速铁路安全、高效运营的重要技术装备。既有国产化C3列控系统受核心技术掌握程度的制约,影响我国高速铁路信号技术的进一步发展。开展自主化研究,掌握C3列控系统核心技术、研制关键设备构建自主化C3列控技术体系,是满足我国高速铁路信号技术提升和高速铁路走向世界的要求。介绍C3列控系统关键设备自主化研究的背景和工作过程,对自主化研究在标准规范、关键设备平台、核心软件、系统架构及功能优化等方面取得的成果进行重点阐述。     

沪杭高速铁路C3列控室内仿真系统研究

主要介绍在沪杭高速铁路现场条件暂不具备集成测试的情况下,由沪杭高速铁路四电集成单位对C3列控系统中关键内容先期在实验室进行仿真集成测试,以验证整个列控系统设计方案的有效性、测试列控数据的正确性并同时根据测试结果针对方案进行进一步优化的系统性工作。沪杭C3仿真系统主要通过由列控系统专家评审后的测试案例进行人工和自动测试,根据测试结果形成相应的测试报告和缺陷报告,开发人员通过对应的报告对系统进一步完善的持续性过程。通过在C3实验室对沪杭高速铁路全场景、全线路各阶段的仿真研究和测试,确保了列控系统顺利地克服沪杭高速铁路工期紧张工作量繁重的难题,并对沪杭高速铁路列控系统关键控制技术在实际运用中的稳定性和可靠性提供了重要的技术支撑和保障。     

我国铁路CTCS-3级列控系统的分析与研究

CTCS-3级列控系统是我国通过自主创新建成的具有自主知识产权的列车运行控制系统,凝结了我国铁道部、高校、科研院所和骨干企业群策群力的智慧结晶。通过对国外列车控制系统发展现状及我国列控系统发展历程的介绍,阐述了我国CTCS-3级列控系统研究的必要性及技术方向的选择;说明了我国CTCS-3级列控系统的技术特点;同时还对CTCS-3级列控系统结构及主要设备的功能作了简要介绍,并总结了系统研发的主要创新成果。     

CTCS-3级列控系统施工及动态试验方案分析

CTCS-3级列控系统作为对高速运行动车组实施目标-距离连续速度控制的系统,由无线闭塞中心生成行车许可、GSM-R无线网络实现车-地信息双向传输。基于CTCS-3级列控系统特点,在施工及试验时与传统信号相比有很大不同,本文重点分析C3列控系统施工及动态试验方案。     

CTCS-3级列控系统的系统评估研究

我国已经步入高速铁路时代,通过集成创新,建立符合我国国情和路情的高速铁路列控系统及系统评估体系具有非常重要的意义。论述了CTCS-3级列控系统的研究技术路线,提出了CTCS-3级列控系统的系统评估方法,对CTCS-3级列控系统的生命周期各个阶段进行有效评估,从而保证高速铁路列控系统满足高速铁路的需求。     

基于AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台

根据CTCS-3级列控系统的特点,结合欧洲列车运行控制系统(ETCS)测试经验,研发基于通用测试平台AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台CARSTool.CARSTool采用激励—反馈机制实现单系统或多系统的闭环测试,包含测试对象、仿真系统、链路、消息、激励、响应和测试序列等基本元素,具有线路工程数据配置、通信链路配置、站场线路配置、PI Object、仿真系统、列车运行仿真和自动测试序列7个功能模块.以郑西客运专线列控数据为例,采用CARSTool对CTCS-3级列控系统进行仿真测试.测试结果表明:通过规范化语法严格卡控测试步骤,根据CTCS-3级列控系统测试案例库以及激励—反馈信息判断测试项目的执行状态,CARSTool实现了测试计划、执行过程和测试结果的闭环处理;说明CARSTool能够实现CTCS-3级列控系统的自动测试.     

高速铁路CTCS-3级系统功能测试必要性研究

高速铁路CTCS-3级列控系统测试包括软件白盒测试(含静态测试、单元测试、集成测试)、产品功能测试和系统功能测试等阶段。目前,软件白盒测试、产品功能测试等方法已经广泛应用,但实践中通过了这些测试方法的CTCS-3级列控系统设备仍然存在一些问题。系统功能测试采用基于C3半实物仿真测试平台,验证CTCS-3级列控系统中的核心设备满足技术条件、系统需求和总体技术方案的功能要求。通过分析系统功能测试的内容和测试平台,根据实践中发现的各种场景、问题,分析系统功能测试的特点,研究高速铁路CTCS-3级系统功能测试必要性。     

郑西高铁GSM-R基站传输电路误码分析

CTCS-3级列控系统是动车组列车的主要行车设备,GSM-R(铁路综合数字移动通信系统)为CTCS-3级列控系统进行车-地数据交互提供重要网络通道。以郑西高铁发生的1次CTCS-3级无线连接超时故障为例,分析了GSM-R基站电路传输误码对CTCS-3级列控系统数据传输的影响,并针对基站存在的安全隐患提出了解决方案。     

卫星定位技术在铁路下一代列控系统中的应用

随着卫星定位技术的进一步发展,国外各主流列控供应商也纷纷开展了采用卫星定位技术的列控系统或项目,通过收集、整理和研究美国通用(GE)公司的ITCS系统、法国阿尔斯通(Alstom)的ATLAS400系统、德国西门子(Siemens)公司参与的rail GATE项目和意大利阿萨尔多公司参与的3INSAT项目的相关内容,总结卫星定位技术在下一代列控系统研究中的现状和问题,并提出国内卫星定位技术在铁路下一代列控系统中应用的建议方案。     

CTCS-3级列控系统中RBC功能需求及接口分析

<正>1CTCS-3级列控系统概述1.1CTCS-3级列控系统框架CTCS-3级列控系统(见图1)是基于GSM-R无线通信实现车-地信息双向传输、无线闭塞中心(RBC)生成行车许可的列车运行控制系统[1],是我国时速300～350km     

CTCS-3级列控系统发展历程及技术创新

CTCS-3级列车运行控制系统(简称C3列控系统)是我国高速铁路的核心系统之一,自2009年在武广客运专线首次投入运用,经过十年的发展,已经成功实现高寒、酷热、戈壁风沙、海风高盐等不同的运营环境以及高强度、大密度、多环境下的运营实践,成为我国时速250 km以上高速铁路的标准配置。回顾C3列控系统十年间从无到有,在标准化、互联互通、高速化、自主化、"走出去"、既有线改造等方面不断完善的发展历程,总结C3列控系统在标准体系、知识产权、核心技术、应用维护、工程化、产业化、测试技术和认证体系等全生命周期完整产业链各个环节所取得的创新成果。     

列控系统室内集成测试流程及方法的探讨

结合客运专线列控系统的科研开发和工程应用,以武广客运专线为例,对列控系统室内集成测试的流程、内容及方法进行探讨,通过C2/C3测试内容和方法的比照,提出了CTCS-3车地一体的SDT测试的优越性,SDT测试将会覆盖列控系统功能及全部工程配置数据。SDT测试已成功运用于武广工程,并证实了其有效性。     

CTCS-3列车控制系统数据融合方法研究

数据融合是提高列车控制数据完备性和保证列车安全的重要方法,CTCS-3列控系统已在传感器层面进行了局部数据融合。本文在分析列控系统技术规范、CTCS-3列控系统结构及工作原理的基础上,提出一种CTCS-3列控系统决策层数据融合方法,分析融合的可行性并建立实现该方法的模型。该方法通过CTCS-3列控系统C3控制单元与C2控制单元之间进行列控信息交换,实现行车许可、线路描述信息、临时限速等核心列控数据的数据融合。融合后的列控数据更可信、准确、可靠。使用融合后的列控数据计算列车允许速度和生成监控曲线,使列车控制的安全性更高。     

CTCS-3级列控系统标准规范体系的研究

为推进高速铁路CTCS-3级列控系统自主集成创新,我国开展了CTCS-3级列控系统技术体系研究。经过近3年的努力,初步建成了具有完全自主知识产权的CTCS-3级列控系统技术标准体系,CTCS-3级列控系统标准规范在武广、郑西和广深港等高速铁路列控系统建设中发挥了重要的指导性作用。阐述了标准规范对行业技术发展的重要性;简要介绍了国外典型的列控系统标准规范;详细描述了CTCS-3级列控系统标准规范的体系结构及主要规范的内容。     

CTCS-3级列控系统无线闭塞中心功能需求研究

本文重点研究CTCS-3级列控系统无线闭塞中心(RBC)的功能需求及外部接口等.通过对CTCS-3级列控系统系统需求规范进行深入分析,得出RBC应具有的主要功能.在仿真平台中实际应用表明,本文所述的RBC功能需求、信忽流及外部接口等能够满足CTCS-3级列控系统仿真测试平台建设需求.     

基于MSC与UPPAAL的列控系统等级转换场景形式化验证

等级转换是C3级列控系统的重要场景,是列控系统兼容性的集中体现,转换的成功与否直接关系到列车的运行安全和行车效率。因此,有必要对设计规范中所描述的转换过程进行形式化建模和验证,以保障系统的安全性和实时性。为保证设计规范与所建模型的一致性,采取消息顺序图(MSC)与时间自动机相结合的方式,建立等级转换场景中C2级向C3级转换过程的MSC模型,并将其转换为时间自动机模型。应用UPPAAL对模型的安全性和受限活性进行仿真验证,结果表明设计规范中所描述的转换过程是安全可靠的,可以满足C3级列控系统的兼容性和安全性要求。     

C3列控系统通信超时及降级运用的分析与措施

CTCS-3级列车运行控制系统(简称C3系统)是实时控制列车安全运行间隔、防止列车超速运行的高速铁路核心技术装备和安全关键系统,在实际运用中存在由于各种原因导致降级,影响列控系统整体安全稳定运用的问题。介绍C3系统组成、功能和技术特点,梳理运用中存在的主要问题,通过分析典型C3系统通信超时及降级运用案例,结合现场技术管理工作实际,提出有效提升C3系统运用质量的相关建议。     

融合轨道电路信息的CTCS-4级列控系统研究

研究目的:我国时速300 km及以上的高速铁路采用CTCS-3级列控系统,它基于轨道电路实现列车占用检查,采用准移动闭塞方式。近年来,国民经济的快速发展,对高速铁路的运输能力提出了更高的要求。作为更高一级的CTCS-4级列控系统,它能够实现虚拟闭塞或移动闭塞,进一步缩短行车间隔,但目前该系统仍处于理论研究阶段。本文的研究目的是结合高速铁路的运输需求,提出一种融合轨道电路信息的CTCS-4级列控系统的实现方案。研究结论:(1)CTCS-4级列控系统在车地无线通信中断时,运输效率不能满足高速铁路的运输需求;(2)CTCS-4级列控系统具备CTCS-2级后备功能,可以使非通信列车正常运行,提高线路的运输效率;(3)CTCS-4级列控系统融合轨道电路信息,可以使RBC获取非通信列车的位置信息,提高系统可用性并避免复杂的规章操作;(4)基于高速铁路的复杂性和既有设备的变动,CTCS-4级列控系统前期可采用虚拟闭塞方式;(5)本研究成果可为CTCS-4级列控系统的发展提供一定借鉴。     

基于UML与CPN的CTCS-3级列控系统建模与验证方法研究

CTCS-3级列控系统安全功能极其复杂,为保障其正常运转,有必要对列车运行控制系统的建模与验证进行深入研究。在分析了UML建模图和有色Petri网优缺点的基础上,提出了UML和有色Petri网(CPN)相结合的建模与验证方法,并应用在CTCS-3系统中,对CTCS-3级列控系统的建模与验证具有积极的研究意义。     

BSC及BTS参数的调整

<正>1概述京沪高铁作为我国建设里程最长、投资最大、要求最高的高速铁路,采用最新的CTCS-3级列控系统(C3)模式。C3是基于GSM-R无线通信实现车地信息双向传输,无线闭塞中心(RBC)生成行车许可,同时具备CTCS-2级列车运行控制系统功能。C3车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。铁路通信GSM-R网络为C3安全数据传输提供车-地双