第四章 车载设备控车原理
第一节 地面配置条件
列控车载设备需要地面设备发送的正确信息，才能正常控车，因此要确保车载设备正常工作，地面设备必需具备一定的技术条件。这里介绍地面的配置条件。
一 轨道电路
㈠区间轨道电路
根据CTCS 有关技术规范，不同级别的线路其轨道电路制式有所不同，主要包括以下制式：
CTCS-0级：国产4信息、8信息、18信息移频 CTCS-1级：UM-71、ZPW-2000 CTCS-2级：UM-71、ZPW-2000
当CTCS-2级列控车载设备运行于CTCS-0级和CTCS-1级线路时，列控车载设备采集轨道电路的信号，但不输出制动。
国产移频载频：550Hz、650Hz、750Hz、850Hz；下行线使用载频：550Hz、750Hz 上行线使用载频：650Hz、850Hz；低频信息18个：7 Hz、8 Hz、8.5 Hz、9 Hz、9.5 Hz、11 Hz、12.5 Hz、13.5 Hz、15 Hz、16.5 Hz、17.5 Hz、18.5 Hz、20 Hz、21.5 Hz、22.5 Hz、23.5 Hz、24.5 Hz、26Hz
UM-71载频：1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz；下行线使用载频：1700Hz、2300Hz Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、上行线使用载频：2000Hz、2600Hz；低频信息18个：10.3
14.7 Hz、15.8 Hz、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29Hz ZPW-2000载频：载频共8种如下表4-1：
表4-1 ZPW-2000轨道电路载频信息 名称 频率Hz
下行线使用载频：1700-1、1700-2、2300-1、2300-2；上行线使用载频：2000-1、2000-2、2600-1、2600-2；低频信息18个：10.3 Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29Hz。
2000-12001.4
2000-21998.7
2300-12301.4
2300-22298.7
2598.7
㈡站内轨道电路
采用与区间同制式的轨道电路。 ㈢站内电码化
为解决列车在车站内信息传输的问题，采用了站内电码化技术。站内采用国产移频电码化、UM-71电码化、ZPW-2000电码化。
（四）载频切换和锁定
载频切换和锁定的目的主要包括两个方面：一是列车转线运行时，减少司机操作上、下行装换开关的繁琐；二是防止人为操作失误引起对邻线信息的错误接收，通过设备的切换提高安全性。载频切换与锁定利用8种载频与25.7Hz 的低频信息相结合。
锁定载频的目的是为了防止车载设备错误接收邻线轨道电路中的信息，在车站需要防止接收相邻线路的电码化信息，在区间需要防止接收并行的另一条线路中另一条线路中的轨道电路信息。通常涉及的情况发生在侧线接车、侧线发车进路中。对于个别改变上下行方面的车站，也发生在正线通过时。
二 应答器配置
（一）应答器报文及安装位置
应答器都是有编号的，每个应答器（组）的编号由车站编号+应答器（组）编号共同构成，车站编号按照CTCS 系统车站编号规则，每个车站编码在全国是唯一的。应答器编号以每个应答器（组）为一个基本单元进行编写，编号顺序以列车正运行方向为参照，按从小到大的原则进行编排。每个应答器组可由1～8个应答器组成，以列车正运行方向为参照，列车首先通过的应答器其位置为①，其他以此类推。以各应答器（组）中的第一个应答器①为该应答器（组）的基点位置，相关的应答器（组）位置参数均以此点为基准。
根据不同的用途，应答器里有不同的报文。报文是以1个或多个信息报组合起来传输。 报文信息包括应答器连接信息（ETCS-5）；线路的坡度信息（ETCS-21）；静态限速信息 （ETCS-27）、等级转换信息（ETCS-41）；特殊区间信息（ETCS-68）、轨道电路信息（CTCS-1）、区间反向运行（CTCS-3）、临时限速信息（CTCS-2）、调车危险（ETCS-132）等信息包。
无源应答器把前方一定距离内的线路参数向车载设备传输。前方一定距离是指从前方第二个应答器组向前到大约相当于制动距离处，传输的内容包括线路坡度信息 (ETCS-5、ETCS-21、ETCS-27、ETCS-41,ETCS-68,CTCS-1）等。有源应答器传输直到下一站为止的临时控制速度信息等
地面应答器的安装位置在线路中心线上，如下图4-1所示：
93-190mm
图4-1 应答器地面感应器在线路上布局
㈡区间应答器的配置 1、配置原则
站间每3～5km ，应在闭塞边界上设置无源应答器。应答器被用于区分运行方向时，
应成对设置，用于其它用途时可以单独设置。见图4-2
3～5km 正线上应答器布置
图4-2 区间应答器配置
应答器应设在车站进站口或在车站区间闭塞临界前16m 。车站出站口的应答器设在闭塞临界约16m 处。应答器的最小间隔为3m ，最大为12m 。 2、区间应答器报文内容安排
a) 应答器连接信息 b) 线路的坡度信息 c) 静态限速信息 d) 等级转换信息 e) 特殊区间信息 f) 轨道电路信息
㈢ 出站有源应答器的配置 1、配置原则
在出站口处闭塞电路边界附近，放置1个或多个有源应答器和1个或多个无源应答器，组成应答器组。见图4-3
图4-3 出站应答器的配置
2、出站应答器报文内容
无源应答器的报文 a) 应答器连接信息 b) 线路坡度信息 c) 静态限速信息 d) 等级转换信息 e) 特殊区间信息 f) 轨道电路信息 有源应答器的报文 1) 正向发车
a) 应答器连接信息 b) 临时限速信息 2) 反向接车
a) 应答器连接信息 b) 线路坡度信息 c) 静态限速信息 d) 调车危险 e) 轨道电路信息 f) 临时限速信息 g) 反行
㈣ 进站有源应答器的配置 1、配置原则
进站应答器放在进站信号机所在闭塞分区的闭塞边界附近。由1个或多个有源应答器组成应答器组。见图4-4
进站应答器 进站应答器
图4-4 进站口应答器配置
2、进站应答器报文内容
无源应答器的报文
a) 应答器的连接信息 b) 线路坡度信息 c) 静态限速信息 d) 等级的转换信息 e) 特殊区间信息 f) 轨道电路信息 有源应答器的报文 a) 线路坡度信息 b) 静态限速信息 c) 调车危险信息 d) 轨道电路信息 e) 临时限速信息 f) 反行
三 CTCS级间转换
。在CTCS-2级区段由 动车组同时装备列控撤载设备与列车运行监控记录装置（LKJ）
列控车载设备控车（LKJ进行运行管理记录）；在CTCS-1级区段，由LKJ 控车（列控车载设备向司机及LKJ 输出机车信号）。两种控车模式通过应答器自动转换（保留手动转换功能）。控车权的交接以列控车载设备为主。见图4-5
所示。
图4-5 CTCS级间转换图
㈠从CTCS2到CTCS0
在距离转换点适当的位置铺设无源应答器，列控车载设备可从该应答器接收到等级转换信息包。
在CTCS2到CTCS0切换点前方的轨道电路应为UM71 or ZPW2000，它的长度需大于列车从160km/h刹车到0km/h所需的制动距离。见图4-6所示
图4-6 CTCS-2到CTCS-0切换点前方的轨道电路
㈡从CTCS0到CTCS2
在距离从CTCS0到CTCS2切换点适当的位置铺设无源应答器，列控车载设备可从该应答器接收到ETCS-41信息包。在切换点前方的轨道电路应为UM71 or ZPW2000。见图4-7所示
CTCS0区間△应答器
图4-7 CTCS-0到CTCS-2切换点前方的轨道电路
二、 设备控车原理
由于CTCS2-200H 型列控车载设备采用目标距离模式曲线，因此运用此设备进行控制就需要具备以下的全部曲线：紧急制动防护控制曲线；最大常用制动防护曲线；临时限速紧急制动防护控制曲线；临时限速最大常用制动防护控制曲线。这些曲线的生成需要以下几个信息：列车停车边界LMA、报警速度、静态速度限制、动态速度以及最限制速度曲线MRSP 等。
一、基本概念
目标－距离（Distance to go）控制曲线：也称一次制动模式速度控制曲线。列控系统车载设备通对列车行车许可、线路参数、列车信息的综合处理，生成目标距离模式曲线，监
控列车安全运行。 见图4-8
图4-8 目标-距离曲线
轨道电路提供的信息：行车许可；空闲闭塞分区数量；道岔限速等。应答器提供的信
息包括：线路长度（以闭塞分区为单位提供）；线路坡度；线路固定限速；临时限速；列车定位等信息。
LMA（Limit of Movement Authority）即列车停车边界，指根据地面信号确定的列车应该停车的轨道电路边界。基于地面轨道电路的码序是固定的，LMA 的计算根据地面轨道电路的低频信息码确定。
W (The Warning Limit) 即报警速度，指报警发生速度。
SBI (Service Brake Intervention limit)即 常用制动介入限制，在本文中表示为NB（Normal Brake）。
EBI (The Emergency Brake Intervention limit) 紧急制动介入限制，EBI 在本文中表示为EBP：Emergency Brake Pertern
REL (Release Speed) 即缓解制动速度，在本文中表示为REL
TSR（Temporary Speed Restriction）即临时限速，即临时限制路线速度的区间信息 SSP(Static Speed Profile)即静态速度制限，对预知线路有必要限速的区间信息。 静态速度限制是由地面设备、列车特性、地面信号及列控车载设备 设备工作模式所决定的速度限制，共包含以下5 种类型的静态速度限制：
(1) 静态速度数据 (2) 临时限速数据 (3) 最大列车运行速度
(4) 轨道电路信号相关速度限制
动态速度监控包含两方面的类型：(1) 对顶棚区（CSM）的速度监控；(2) 对速度下降区（TSM）的速度监控。
顶棚速度监视区CSM ：CSM（Ceiling Speed Monitoring Section）是允许速度为常数的区域，其限速值是由当前位置处的MRSP 确定的。根据规定，在CSM 区，最大常用制动的限速值大于MRSP的值 5km/h，紧急制动的限速值大于最大常用制动限速值5km/h，即NBP = MRSP + 5km/h，EBP = NBP + 5km/h。
目标速度监视区TSM ：TSM（Target Speed Monitoring Section）是限制速度从较高值下降为0 或较低值的区域，其限速值是由前方目标速度及与其相连的CSM 区的限制速度确定的。在目标速度监视区TSM，列控车载设备根据列车位置及时确定当前点处的最大常用制动限速、紧急制动限速、报警限速及允许缓解限速，并与列车当前的实际速度进行比较。但列车速度超过报警限速曲线时，列控车载设备触发报警输出；当列车速度超过常用制动限速曲线时，列控车载设备 触发常用制动输出；当列车速度超过紧急制动限速曲线时，列控车载设备 触发紧急制动输出。
MRSP（Most Restrictive Speed Profile）即最低限速，指综合考虑线路信息、SSP、TSR 信息所有的条件后的低位限速信息。
RMP（Revised Mileage for positional recognition）即校正累计计算距离，以累计计算距离信息为基础，显示考虑位置校正量后的位置信息。
机控优先：车载设备的一种控制方法。当车载设备超出规定的速度后输出常用制动，列车自动减速。减速至缓解速度以下之后， 车载设备自动缓解常用制动。
人控优先：车载设备的另一种控制方法，相对于机控优先来说。当车载设备输出常用制动，列车自动减速。减速至缓解速度以下之后，如果人工按压缓解键后， 车载设备缓解常用制动。
下面将从列控车载设备的工作模式来进一步说明控车原理。
二、 列控车载设备的工作模式
任何列控车载设备都有不同的工作模式。CTCS2－200H型列控车载设备的控制方法有
2个可选择的模式：机控优先和人控优先模式，系统分别在这两种控制模式可以进行10种工作模式下的运行。其中在CTCS 2－200H型列控车载设备DMI 上把反向运行模式归结到完全监控模式，应答器故障归结到部分监控模式。这里主要对工作模式进行介绍。 （一）待机模式
SB 模式即待机模式（SB ： Standby），如果预先选择了CTCS2，投入电源后，系统就直接转入待机模式。在本模式下列控车载设备车载装置的接收轨道电路信息、接收应答器信息等功能有效，但不进行速度比较等控制，同时，无条件地输出制动。 （二）完全监控模式
FS 模式即完全监控模式（FS ：Full Supervision），本模式是CTCS2中最普通的模式，当车载设备具备控车所需的基本数据（轨道电路信息、应答器信息、列车数据）时，列控车载设备转入本模式。在本模式下，列车判断自身位置和停车位置后，产生一次制动速度模式曲线并能通过DMI 显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，控制列车安全运行。见图4-9所示
图4-9 完全监控模式曲线
反向运行模式
RO模式即反向运行模式（RO ：Reverse Operation），上行列车运行在下行线，或下行列车运行在上行线且线路数据完整时，列控车载设备 的工作模式。列车反向运行，采用自动站间闭塞，ATP 车载设备采用完全监控模式，目标距离通过应答器提供。 （三）部分监控模式
PS 模式即部分监控模式（PS ：Partical Supervision），侧线发车得不到应答器线路数据、缺省线路数据时的模式。若列控车载设备车载设备接收到轨道电路允许行车信息，但线路数据缺损时，列控车载设备车载设备产生固定限制速度，控制列车运行。
（1）连续两组及以上应答器的线路数据丢失，列车在ATP 车载设备已查询到的线路数据末端前触发常用制动，当列车运行速度低于120km/h后，提供允许缓解提示，司机缓解后，ATP 车载设备根据线路最不利条件，产生监控速度曲线（最高限制速度120km/h）。无前方线路数据的模式称应答器故障模式。 BF模式即应答器故障模式（BF ：BTM Fault），在站间由于不能正常检测出应答器等原因。 见图4-10。
图4-10 部分监控模式曲线一
（2）侧线发车，ATP 车载设备根据股道轨道电路信息（根据道岔限速发送UU 码或UUS 码），形成并保持固定限制速度（至出站口），控制列车运行。见图4-11
图4-11 部分监控模式曲线二（侧线发车）
（四）引导模式
CO 模式即引导模式（CO ：Calling-On Mode）, 在引导运行中列控车载设备从轨道电
路接收HB 码后在轨道电路出口处形成NBP 为25km/h的模式曲线，越过进站信号机后，自动转入本模式。在该模式下，司机应当在每60秒之内或运行200m 以前按下警惕开关，否则列控车载设备将触动紧急制动。见图
4-12
图4-12 引导模式监控曲线
（五）目视行车模式
OS 模式即目视行车模式（OS ：On-Sight ），当列控车载设备接收到禁止信号或无信号时，列车停车后，根据行车管理办法（含调度命令），司机经特殊操作（如按压专用按钮），列控车载设备生成固定限制速度（20km/h），列车在列控车载设备监控下运行，司机对安全负责。见图4-13
图4-13 目视行车模式曲线 （六）调车监控模式
SH 模式即调车监控模式（SH ：Shunting ），车列进行调车作业时，司机经特殊操作（如
按压专用按钮）后，转为调车模式，列控车载设备生成调车限制速度，控制车列运行。牵引运行时，限制速度40km/h；推进运行时，限制速度30km/h。见图
4-14
图4-14 调车模式监控曲线
（七）隔离模式
IS 模式即隔离模式（IS ：Isolation ），列控车载设备车载设备故障，触发制动停车后，
司机根据故障提示经特殊操作，列控车载设备车载设备控制功能停用，在该模式下司机按调度命令行车。若仅BTM 失效，列控车载设备车载设备提供机车信号，可人工转换为LKJ 控制列车。见图4-15所示
图4-15 隔离模式
（八）机车信号模式
CS 模式即机车信号模式（CS ：Ｃab Signal ），属于运行在CTCS2 以外区段模式。另外，虽然运行在CTCS2 区段，但 列控车载设备车载设备某些故障时，用LKJ 进行控制，在这种情况下采用本模式，列控车载设备车载装置不会输出制动。
三、 地面故障状态下的运行模式
㈠轨道电路信息缺失时的处理 1、区间运行时
轨道电路发生故障，变为无信号时，如果是由HU 码转换为无码，则列控车载设备通过紧急制动停车，如果是由其它码转换为无码，则列控车载设备通过常用制动停车。司机与调度员取得联系，把列控车载设备转为目视行车模式。在调度员允许的条件下，列车以20km/h以下的速度运行至车站。如果列车运行至轨道电路无故障的区域，接收到轨道电路信号的话，则自动地转换为FS 或PS 模式。 2、车站正线接车时
车站正线接车时与在区间运行时的处理方法相同。轨道电路发生故障，变为无信号时，如果是由HU 码转换为无码，则列控车载设备通过紧急制动停车，如果是由其它码转换为无码，则列控车载设备通过常用制动停车。随后，以目视行车模式(OS)运行。机车运行至车站入口处时，司机实施停车，并再次同调度员取得联系，在得到调度员的许可后方可进入车站。司机在指定位置停车等动作都需得到调度员的许可。驾驶员的责任是确保安全行车。
在车站内轨道电路发生故障时，在车站入口处的轨道电路发出HB 码，通常情况下 根据HB 码以引导模式进入车站。 3、车站正线发车时
在车站正线发车时，轨道电路信息缺失时的处理方式与区间运行时的处理方式相同。
车站发车时，司机在得到调度员的许可后，将列控车载设备的工作模式切换为OS 模式。随后，还需得到调度员的许可，才能从车站发车。发车后，如果从轨道电路接收到正常码的话，列控车载设备切换为FS 或PS 模式，进行正常情况下的行车。 4、车站正线通过时
与区间运行时的处理方式一样。 5、车站侧线接车时
此时考虑侧线的轨道电路故障，无信号的情况。侧线接车时，进站信号机之后的
区间在正常情况下没有信号。若在进入无信号区间之前接收到UU 或UUS 码，列控车载设备生成NBP 为 50km/h或85km/h的核对速度曲线。当站台停车轨道的轨道电路(与有发车信号机的轨道电路一样) 无信号时，由于无法进行区分，在进入无信号区间时，以靠近出发信号机的前一点为LMA 点生成核对速度曲线。防止列车超速驶过。 6、车站侧线发车时
侧线发车时，当出站信号机所在轨道电路故障，无信号时，车载列控车载设备输出紧急制动，机车不能发车。(FS模式或PS 模式时) 。司机与调度员取得联系，在调度员许可的条件下，司机将列控车载设备的工作模式切换为OS 模式。随后还需在得到调度员许可的前提下，才能从车站发车。发车后，若能收到应答器的信息，则列控车载设备切换到FS 模式，在正常状态下运行。
当出发信号机所在站台轨道电路正常，轨道电路发送UU 或UUS 码，列控车载设备工作在PS 模式下。随后机车从侧线进入正线，此时轨道电路无信号时，列控车载设备保持NBP 为 50km/h或85km/h的核对速度曲线。这时，如果出发信号机前方的轨道电路故障变为无信号时，也具有减速曲线保持功能。当机车通过车站出口处的应答器，确定机车位置后，列控车载设备切换为FS 模式。列控车载设备工作在FS 模式时，如果接收不到轨道信号，列控车载设备输出常用制动，防止列车按照原来的速度继续前行。此时，若要使机车继续运行，处理方法同在区间运行时相同。 7、反向运行时
除反向运行区间中靠近进站应答器的两段轨道电路外，反向运行区间其它轨道电路上没有通常的信息码。在反向运行区间中靠近进站应答器的两段轨道电路发送L 和LU 码。通过这两段轨道电路后的应答器时，RO 模式切换为FS 模式。如果，这两段轨道电路发生故障，无信号的话，列控车载设备在转为FS 模式之后，马上输出常用制动。之后的处理方法与在区间运行时或车站正线接车时的处理方法相同。
㈡应答器信息缺失时的处理 1、一个无源应答器信息丢失
由于线路信息采用冗余覆盖，所以当一个无源应答器的信息丢失时，车载设备仍拥有完整的线路数据，机车仍可正常运行。无源应答器信息丢失时，根据上一个应答器链接的信息发出应答器丢失的警报，同时把应答器丢失的信息记录到记录装置。 2、连续两个无源应答器信息丢失
连续两个无源应答器的信息丢失时，会出现从前方某点开始，列控车载设备没有线路信息的情况。这种情况下，列控车载设备将车载装置所具有的路线数据中的最远点作为LMA 点，列车按照生成的核对速度曲线停在该点之前，所以在安全上不会出现问题。之后，列控车载设备切换为BF 模式，继续行驶。 3、级间转换预告应答器信息丢失
通常，在级间切换的区域会放置多个应答器，所以即使其中一个应答器的信息丢失，列控车载设备也能正常的切换工作模式。
如果所有与级间切换有关的应答器的信息都丢失时，列控车载设备就会无法进行级间切换。
在从CTCS2区间进入CTCS0区间的情况下，由于列控车载设备只能在铺设了ZPW-2000的区间控车，所以列控车载设备以铺设了ZPW2000的终点作为LMA 点，生成相应的核对速度曲线。这种情况下，机车会停在铺设了ZPW2000的轨道的终点，因此在安全上不会出现问题。机车停车后，司机手动操作切换开关，进行级间切换。
在从CTCS0区间进入CTCS2区间的情况下，根据LKJ 的设计要求，使用LKJ 进行控车，
在安全上也没有问题。 4、进站有源应答器信息丢失
在正线接车进站或正线通过时，列控车载设备所需的线路数据是通过进站有源应答器
之前的无源应答器接收的，而不是通过进站有源应答器接收。从而，车站入口处的有源应答器的信息丢失时，对控制列车没有影响。只是由于没有临时限速信息(CTCS-2)，此后机车无法以正常速度运行，即无法以大于NBP 为 50km/h的速度运行。当机车从车站出口处的有源应答器接收到临时限速信息(CTCS-2)时，可回到正常运行状态。即使无源应答器给出正常数据，进站应答器组的信息也应被舍弃，因此无法通过进站应答器组接收此后的线路数据。但是此后的线路信息已经从此前通过的无源应答器接收到了，因此不会立即影响机车运行。
侧线接车时，列控车载设备应从进站有源应答器收到侧线方向的线路数据。若接收不到该信息，则列控车载设备无法获得列车运行前方的线路数据。此时，如果是LEU 故障，应答器将发送默认数据包，列控车载设备接收到该信息，即可保证安全运行。如果是应答器自身故障，列控车载设备未能从应答器组内的任一有源应答器得到线路数据时，即使从无源应答器获得线路数据，列控车载设备也将该应答器组的线路数据丢弃。此时，列控车载设备工
作在根据正线的线路数据以FS 模式进行控车，且侧线方向无线路数据的情况下，根据FS 模式的规定，通过进站应答器组后，列控车载设备切换为PS 模式，输出B7N 制动停车。然后，司机在得到调度室的许可后，将列控车载设备切换为OS 模式，负责列车的移动。 5、出站有源应答器信息丢失
出站有源应答器发送的信息中包含至下一车站前的整个区间的临时限速信息。如果出站有源应答器的信息丢失，列控车载设备便无法获得到下一站前的运行区间的临时限速信息，无法保障列车安全。
出站有源应答器的信息丢失后，列控车载设备生成NBP 为50km/h的核对速度曲线。司机以低于NBP 为50km/h的速度将车运行至下一车站。
第三节 工作模式的转换
车载设备的工作模式是在一定的条件下运用的，条件发生变化，相应工作模式也要发生变化。有些工作模式可以直接进行转换，但有些工作模式不能直接转换，必须通过间接转换来进行转换。
CTCS0
CS
未给MCR 加压
收的转换接收的转换
（） 点（ CTCS2）点
或者司机操作或者司机操作———
CTCS2 按键 CTCS2 按键
通过从应答器接
通过从应答器
(FS、PS 条件不成立时)
(FS或PS 条件成立时)
表4-3 CTCS-2级区段模式转换表
第四章 车载设备控车原理
第一节 地面配置条件
列控车载设备需要地面设备发送的正确信息，才能正常控车，因此要确保车载设备正常工作，地面设备必需具备一定的技术条件。这里介绍地面的配置条件。
一 轨道电路
㈠区间轨道电路
根据CTCS 有关技术规范，不同级别的线路其轨道电路制式有所不同，主要包括以下制式：
CTCS-0级：国产4信息、8信息、18信息移频 CTCS-1级：UM-71、ZPW-2000 CTCS-2级：UM-71、ZPW-2000
当CTCS-2级列控车载设备运行于CTCS-0级和CTCS-1级线路时，列控车载设备采集轨道电路的信号，但不输出制动。
国产移频载频：550Hz、650Hz、750Hz、850Hz；下行线使用载频：550Hz、750Hz 上行线使用载频：650Hz、850Hz；低频信息18个：7 Hz、8 Hz、8.5 Hz、9 Hz、9.5 Hz、11 Hz、12.5 Hz、13.5 Hz、15 Hz、16.5 Hz、17.5 Hz、18.5 Hz、20 Hz、21.5 Hz、22.5 Hz、23.5 Hz、24.5 Hz、26Hz
UM-71载频：1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz；下行线使用载频：1700Hz、2300Hz Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、上行线使用载频：2000Hz、2600Hz；低频信息18个：10.3
14.7 Hz、15.8 Hz、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29Hz ZPW-2000载频：载频共8种如下表4-1：
表4-1 ZPW-2000轨道电路载频信息 名称 频率Hz
下行线使用载频：1700-1、1700-2、2300-1、2300-2；上行线使用载频：2000-1、2000-2、2600-1、2600-2；低频信息18个：10.3 Hz、11.4 Hz、12.5 Hz、13.6 Hz、14.7 Hz、15.8 Hz、16.9 Hz、18 Hz、19.1 Hz、20.2 Hz、21.3 Hz、22.4 Hz、23.5 Hz、24.6 Hz、25.7 Hz、26.8 Hz、27.9 Hz、29Hz。
2000-12001.4
2000-21998.7
2300-12301.4
2300-22298.7
2598.7
㈡站内轨道电路
采用与区间同制式的轨道电路。 ㈢站内电码化
为解决列车在车站内信息传输的问题，采用了站内电码化技术。站内采用国产移频电码化、UM-71电码化、ZPW-2000电码化。
（四）载频切换和锁定
载频切换和锁定的目的主要包括两个方面：一是列车转线运行时，减少司机操作上、下行装换开关的繁琐；二是防止人为操作失误引起对邻线信息的错误接收，通过设备的切换提高安全性。载频切换与锁定利用8种载频与25.7Hz 的低频信息相结合。
锁定载频的目的是为了防止车载设备错误接收邻线轨道电路中的信息，在车站需要防止接收相邻线路的电码化信息，在区间需要防止接收并行的另一条线路中另一条线路中的轨道电路信息。通常涉及的情况发生在侧线接车、侧线发车进路中。对于个别改变上下行方面的车站，也发生在正线通过时。
二 应答器配置
（一）应答器报文及安装位置
应答器都是有编号的，每个应答器（组）的编号由车站编号+应答器（组）编号共同构成，车站编号按照CTCS 系统车站编号规则，每个车站编码在全国是唯一的。应答器编号以每个应答器（组）为一个基本单元进行编写，编号顺序以列车正运行方向为参照，按从小到大的原则进行编排。每个应答器组可由1～8个应答器组成，以列车正运行方向为参照，列车首先通过的应答器其位置为①，其他以此类推。以各应答器（组）中的第一个应答器①为该应答器（组）的基点位置，相关的应答器（组）位置参数均以此点为基准。
根据不同的用途，应答器里有不同的报文。报文是以1个或多个信息报组合起来传输。 报文信息包括应答器连接信息（ETCS-5）；线路的坡度信息（ETCS-21）；静态限速信息 （ETCS-27）、等级转换信息（ETCS-41）；特殊区间信息（ETCS-68）、轨道电路信息（CTCS-1）、区间反向运行（CTCS-3）、临时限速信息（CTCS-2）、调车危险（ETCS-132）等信息包。
无源应答器把前方一定距离内的线路参数向车载设备传输。前方一定距离是指从前方第二个应答器组向前到大约相当于制动距离处，传输的内容包括线路坡度信息 (ETCS-5、ETCS-21、ETCS-27、ETCS-41,ETCS-68,CTCS-1）等。有源应答器传输直到下一站为止的临时控制速度信息等
地面应答器的安装位置在线路中心线上，如下图4-1所示：
93-190mm
图4-1 应答器地面感应器在线路上布局
㈡区间应答器的配置 1、配置原则
站间每3～5km ，应在闭塞边界上设置无源应答器。应答器被用于区分运行方向时，
应成对设置，用于其它用途时可以单独设置。见图4-2
3～5km 正线上应答器布置
图4-2 区间应答器配置
应答器应设在车站进站口或在车站区间闭塞临界前16m 。车站出站口的应答器设在闭塞临界约16m 处。应答器的最小间隔为3m ，最大为12m 。 2、区间应答器报文内容安排
a) 应答器连接信息 b) 线路的坡度信息 c) 静态限速信息 d) 等级转换信息 e) 特殊区间信息 f) 轨道电路信息
㈢ 出站有源应答器的配置 1、配置原则
在出站口处闭塞电路边界附近，放置1个或多个有源应答器和1个或多个无源应答器，组成应答器组。见图4-3
图4-3 出站应答器的配置
2、出站应答器报文内容
无源应答器的报文 a) 应答器连接信息 b) 线路坡度信息 c) 静态限速信息 d) 等级转换信息 e) 特殊区间信息 f) 轨道电路信息 有源应答器的报文 1) 正向发车
a) 应答器连接信息 b) 临时限速信息 2) 反向接车
a) 应答器连接信息 b) 线路坡度信息 c) 静态限速信息 d) 调车危险 e) 轨道电路信息 f) 临时限速信息 g) 反行
㈣ 进站有源应答器的配置 1、配置原则
进站应答器放在进站信号机所在闭塞分区的闭塞边界附近。由1个或多个有源应答器组成应答器组。见图4-4
进站应答器 进站应答器
图4-4 进站口应答器配置
2、进站应答器报文内容
无源应答器的报文
a) 应答器的连接信息 b) 线路坡度信息 c) 静态限速信息 d) 等级的转换信息 e) 特殊区间信息 f) 轨道电路信息 有源应答器的报文 a) 线路坡度信息 b) 静态限速信息 c) 调车危险信息 d) 轨道电路信息 e) 临时限速信息 f) 反行
三 CTCS级间转换
。在CTCS-2级区段由 动车组同时装备列控撤载设备与列车运行监控记录装置（LKJ）
列控车载设备控车（LKJ进行运行管理记录）；在CTCS-1级区段，由LKJ 控车（列控车载设备向司机及LKJ 输出机车信号）。两种控车模式通过应答器自动转换（保留手动转换功能）。控车权的交接以列控车载设备为主。见图4-5
所示。
图4-5 CTCS级间转换图
㈠从CTCS2到CTCS0
在距离转换点适当的位置铺设无源应答器，列控车载设备可从该应答器接收到等级转换信息包。
在CTCS2到CTCS0切换点前方的轨道电路应为UM71 or ZPW2000，它的长度需大于列车从160km/h刹车到0km/h所需的制动距离。见图4-6所示
图4-6 CTCS-2到CTCS-0切换点前方的轨道电路
㈡从CTCS0到CTCS2
在距离从CTCS0到CTCS2切换点适当的位置铺设无源应答器，列控车载设备可从该应答器接收到ETCS-41信息包。在切换点前方的轨道电路应为UM71 or ZPW2000。见图4-7所示
CTCS0区間△应答器
图4-7 CTCS-0到CTCS-2切换点前方的轨道电路
二、 设备控车原理
由于CTCS2-200H 型列控车载设备采用目标距离模式曲线，因此运用此设备进行控制就需要具备以下的全部曲线：紧急制动防护控制曲线；最大常用制动防护曲线；临时限速紧急制动防护控制曲线；临时限速最大常用制动防护控制曲线。这些曲线的生成需要以下几个信息：列车停车边界LMA、报警速度、静态速度限制、动态速度以及最限制速度曲线MRSP 等。
一、基本概念
目标－距离（Distance to go）控制曲线：也称一次制动模式速度控制曲线。列控系统车载设备通对列车行车许可、线路参数、列车信息的综合处理，生成目标距离模式曲线，监
控列车安全运行。 见图4-8
图4-8 目标-距离曲线
轨道电路提供的信息：行车许可；空闲闭塞分区数量；道岔限速等。应答器提供的信
息包括：线路长度（以闭塞分区为单位提供）；线路坡度；线路固定限速；临时限速；列车定位等信息。
LMA（Limit of Movement Authority）即列车停车边界，指根据地面信号确定的列车应该停车的轨道电路边界。基于地面轨道电路的码序是固定的，LMA 的计算根据地面轨道电路的低频信息码确定。
W (The Warning Limit) 即报警速度，指报警发生速度。
SBI (Service Brake Intervention limit)即 常用制动介入限制，在本文中表示为NB（Normal Brake）。
EBI (The Emergency Brake Intervention limit) 紧急制动介入限制，EBI 在本文中表示为EBP：Emergency Brake Pertern
REL (Release Speed) 即缓解制动速度，在本文中表示为REL
TSR（Temporary Speed Restriction）即临时限速，即临时限制路线速度的区间信息 SSP(Static Speed Profile)即静态速度制限，对预知线路有必要限速的区间信息。 静态速度限制是由地面设备、列车特性、地面信号及列控车载设备 设备工作模式所决定的速度限制，共包含以下5 种类型的静态速度限制：
(1) 静态速度数据 (2) 临时限速数据 (3) 最大列车运行速度
(4) 轨道电路信号相关速度限制
动态速度监控包含两方面的类型：(1) 对顶棚区（CSM）的速度监控；(2) 对速度下降区（TSM）的速度监控。
顶棚速度监视区CSM ：CSM（Ceiling Speed Monitoring Section）是允许速度为常数的区域，其限速值是由当前位置处的MRSP 确定的。根据规定，在CSM 区，最大常用制动的限速值大于MRSP的值 5km/h，紧急制动的限速值大于最大常用制动限速值5km/h，即NBP = MRSP + 5km/h，EBP = NBP + 5km/h。
目标速度监视区TSM ：TSM（Target Speed Monitoring Section）是限制速度从较高值下降为0 或较低值的区域，其限速值是由前方目标速度及与其相连的CSM 区的限制速度确定的。在目标速度监视区TSM，列控车载设备根据列车位置及时确定当前点处的最大常用制动限速、紧急制动限速、报警限速及允许缓解限速，并与列车当前的实际速度进行比较。但列车速度超过报警限速曲线时，列控车载设备触发报警输出；当列车速度超过常用制动限速曲线时，列控车载设备 触发常用制动输出；当列车速度超过紧急制动限速曲线时，列控车载设备 触发紧急制动输出。
MRSP（Most Restrictive Speed Profile）即最低限速，指综合考虑线路信息、SSP、TSR 信息所有的条件后的低位限速信息。
RMP（Revised Mileage for positional recognition）即校正累计计算距离，以累计计算距离信息为基础，显示考虑位置校正量后的位置信息。
机控优先：车载设备的一种控制方法。当车载设备超出规定的速度后输出常用制动，列车自动减速。减速至缓解速度以下之后， 车载设备自动缓解常用制动。
人控优先：车载设备的另一种控制方法，相对于机控优先来说。当车载设备输出常用制动，列车自动减速。减速至缓解速度以下之后，如果人工按压缓解键后， 车载设备缓解常用制动。
下面将从列控车载设备的工作模式来进一步说明控车原理。
二、 列控车载设备的工作模式
任何列控车载设备都有不同的工作模式。CTCS2－200H型列控车载设备的控制方法有
2个可选择的模式：机控优先和人控优先模式，系统分别在这两种控制模式可以进行10种工作模式下的运行。其中在CTCS 2－200H型列控车载设备DMI 上把反向运行模式归结到完全监控模式，应答器故障归结到部分监控模式。这里主要对工作模式进行介绍。 （一）待机模式
SB 模式即待机模式（SB ： Standby），如果预先选择了CTCS2，投入电源后，系统就直接转入待机模式。在本模式下列控车载设备车载装置的接收轨道电路信息、接收应答器信息等功能有效，但不进行速度比较等控制，同时，无条件地输出制动。 （二）完全监控模式
FS 模式即完全监控模式（FS ：Full Supervision），本模式是CTCS2中最普通的模式，当车载设备具备控车所需的基本数据（轨道电路信息、应答器信息、列车数据）时，列控车载设备转入本模式。在本模式下，列车判断自身位置和停车位置后，产生一次制动速度模式曲线并能通过DMI 显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，控制列车安全运行。见图4-9所示
图4-9 完全监控模式曲线
反向运行模式
RO模式即反向运行模式（RO ：Reverse Operation），上行列车运行在下行线，或下行列车运行在上行线且线路数据完整时，列控车载设备 的工作模式。列车反向运行，采用自动站间闭塞，ATP 车载设备采用完全监控模式，目标距离通过应答器提供。 （三）部分监控模式
PS 模式即部分监控模式（PS ：Partical Supervision），侧线发车得不到应答器线路数据、缺省线路数据时的模式。若列控车载设备车载设备接收到轨道电路允许行车信息，但线路数据缺损时，列控车载设备车载设备产生固定限制速度，控制列车运行。
（1）连续两组及以上应答器的线路数据丢失，列车在ATP 车载设备已查询到的线路数据末端前触发常用制动，当列车运行速度低于120km/h后，提供允许缓解提示，司机缓解后，ATP 车载设备根据线路最不利条件，产生监控速度曲线（最高限制速度120km/h）。无前方线路数据的模式称应答器故障模式。 BF模式即应答器故障模式（BF ：BTM Fault），在站间由于不能正常检测出应答器等原因。 见图4-10。
图4-10 部分监控模式曲线一
（2）侧线发车，ATP 车载设备根据股道轨道电路信息（根据道岔限速发送UU 码或UUS 码），形成并保持固定限制速度（至出站口），控制列车运行。见图4-11
图4-11 部分监控模式曲线二（侧线发车）
（四）引导模式
CO 模式即引导模式（CO ：Calling-On Mode）, 在引导运行中列控车载设备从轨道电
路接收HB 码后在轨道电路出口处形成NBP 为25km/h的模式曲线，越过进站信号机后，自动转入本模式。在该模式下，司机应当在每60秒之内或运行200m 以前按下警惕开关，否则列控车载设备将触动紧急制动。见图
4-12
图4-12 引导模式监控曲线
（五）目视行车模式
OS 模式即目视行车模式（OS ：On-Sight ），当列控车载设备接收到禁止信号或无信号时，列车停车后，根据行车管理办法（含调度命令），司机经特殊操作（如按压专用按钮），列控车载设备生成固定限制速度（20km/h），列车在列控车载设备监控下运行，司机对安全负责。见图4-13
图4-13 目视行车模式曲线 （六）调车监控模式
SH 模式即调车监控模式（SH ：Shunting ），车列进行调车作业时，司机经特殊操作（如
按压专用按钮）后，转为调车模式，列控车载设备生成调车限制速度，控制车列运行。牵引运行时，限制速度40km/h；推进运行时，限制速度30km/h。见图
4-14
图4-14 调车模式监控曲线
（七）隔离模式
IS 模式即隔离模式（IS ：Isolation ），列控车载设备车载设备故障，触发制动停车后，
司机根据故障提示经特殊操作，列控车载设备车载设备控制功能停用，在该模式下司机按调度命令行车。若仅BTM 失效，列控车载设备车载设备提供机车信号，可人工转换为LKJ 控制列车。见图4-15所示
图4-15 隔离模式
（八）机车信号模式
CS 模式即机车信号模式（CS ：Ｃab Signal ），属于运行在CTCS2 以外区段模式。另外，虽然运行在CTCS2 区段，但 列控车载设备车载设备某些故障时，用LKJ 进行控制，在这种情况下采用本模式，列控车载设备车载装置不会输出制动。
三、 地面故障状态下的运行模式
㈠轨道电路信息缺失时的处理 1、区间运行时
轨道电路发生故障，变为无信号时，如果是由HU 码转换为无码，则列控车载设备通过紧急制动停车，如果是由其它码转换为无码，则列控车载设备通过常用制动停车。司机与调度员取得联系，把列控车载设备转为目视行车模式。在调度员允许的条件下，列车以20km/h以下的速度运行至车站。如果列车运行至轨道电路无故障的区域，接收到轨道电路信号的话，则自动地转换为FS 或PS 模式。 2、车站正线接车时
车站正线接车时与在区间运行时的处理方法相同。轨道电路发生故障，变为无信号时，如果是由HU 码转换为无码，则列控车载设备通过紧急制动停车，如果是由其它码转换为无码，则列控车载设备通过常用制动停车。随后，以目视行车模式(OS)运行。机车运行至车站入口处时，司机实施停车，并再次同调度员取得联系，在得到调度员的许可后方可进入车站。司机在指定位置停车等动作都需得到调度员的许可。驾驶员的责任是确保安全行车。
在车站内轨道电路发生故障时，在车站入口处的轨道电路发出HB 码，通常情况下 根据HB 码以引导模式进入车站。 3、车站正线发车时
在车站正线发车时，轨道电路信息缺失时的处理方式与区间运行时的处理方式相同。
车站发车时，司机在得到调度员的许可后，将列控车载设备的工作模式切换为OS 模式。随后，还需得到调度员的许可，才能从车站发车。发车后，如果从轨道电路接收到正常码的话，列控车载设备切换为FS 或PS 模式，进行正常情况下的行车。 4、车站正线通过时
与区间运行时的处理方式一样。 5、车站侧线接车时
此时考虑侧线的轨道电路故障，无信号的情况。侧线接车时，进站信号机之后的
区间在正常情况下没有信号。若在进入无信号区间之前接收到UU 或UUS 码，列控车载设备生成NBP 为 50km/h或85km/h的核对速度曲线。当站台停车轨道的轨道电路(与有发车信号机的轨道电路一样) 无信号时，由于无法进行区分，在进入无信号区间时，以靠近出发信号机的前一点为LMA 点生成核对速度曲线。防止列车超速驶过。 6、车站侧线发车时
侧线发车时，当出站信号机所在轨道电路故障，无信号时，车载列控车载设备输出紧急制动，机车不能发车。(FS模式或PS 模式时) 。司机与调度员取得联系，在调度员许可的条件下，司机将列控车载设备的工作模式切换为OS 模式。随后还需在得到调度员许可的前提下，才能从车站发车。发车后，若能收到应答器的信息，则列控车载设备切换到FS 模式，在正常状态下运行。
当出发信号机所在站台轨道电路正常，轨道电路发送UU 或UUS 码，列控车载设备工作在PS 模式下。随后机车从侧线进入正线，此时轨道电路无信号时，列控车载设备保持NBP 为 50km/h或85km/h的核对速度曲线。这时，如果出发信号机前方的轨道电路故障变为无信号时，也具有减速曲线保持功能。当机车通过车站出口处的应答器，确定机车位置后，列控车载设备切换为FS 模式。列控车载设备工作在FS 模式时，如果接收不到轨道信号，列控车载设备输出常用制动，防止列车按照原来的速度继续前行。此时，若要使机车继续运行，处理方法同在区间运行时相同。 7、反向运行时
除反向运行区间中靠近进站应答器的两段轨道电路外，反向运行区间其它轨道电路上没有通常的信息码。在反向运行区间中靠近进站应答器的两段轨道电路发送L 和LU 码。通过这两段轨道电路后的应答器时，RO 模式切换为FS 模式。如果，这两段轨道电路发生故障，无信号的话，列控车载设备在转为FS 模式之后，马上输出常用制动。之后的处理方法与在区间运行时或车站正线接车时的处理方法相同。
㈡应答器信息缺失时的处理 1、一个无源应答器信息丢失
由于线路信息采用冗余覆盖，所以当一个无源应答器的信息丢失时，车载设备仍拥有完整的线路数据，机车仍可正常运行。无源应答器信息丢失时，根据上一个应答器链接的信息发出应答器丢失的警报，同时把应答器丢失的信息记录到记录装置。 2、连续两个无源应答器信息丢失
连续两个无源应答器的信息丢失时，会出现从前方某点开始，列控车载设备没有线路信息的情况。这种情况下，列控车载设备将车载装置所具有的路线数据中的最远点作为LMA 点，列车按照生成的核对速度曲线停在该点之前，所以在安全上不会出现问题。之后，列控车载设备切换为BF 模式，继续行驶。 3、级间转换预告应答器信息丢失
通常，在级间切换的区域会放置多个应答器，所以即使其中一个应答器的信息丢失，列控车载设备也能正常的切换工作模式。
如果所有与级间切换有关的应答器的信息都丢失时，列控车载设备就会无法进行级间切换。
在从CTCS2区间进入CTCS0区间的情况下，由于列控车载设备只能在铺设了ZPW-2000的区间控车，所以列控车载设备以铺设了ZPW2000的终点作为LMA 点，生成相应的核对速度曲线。这种情况下，机车会停在铺设了ZPW2000的轨道的终点，因此在安全上不会出现问题。机车停车后，司机手动操作切换开关，进行级间切换。
在从CTCS0区间进入CTCS2区间的情况下，根据LKJ 的设计要求，使用LKJ 进行控车，
在安全上也没有问题。 4、进站有源应答器信息丢失
在正线接车进站或正线通过时，列控车载设备所需的线路数据是通过进站有源应答器
之前的无源应答器接收的，而不是通过进站有源应答器接收。从而，车站入口处的有源应答器的信息丢失时，对控制列车没有影响。只是由于没有临时限速信息(CTCS-2)，此后机车无法以正常速度运行，即无法以大于NBP 为 50km/h的速度运行。当机车从车站出口处的有源应答器接收到临时限速信息(CTCS-2)时，可回到正常运行状态。即使无源应答器给出正常数据，进站应答器组的信息也应被舍弃，因此无法通过进站应答器组接收此后的线路数据。但是此后的线路信息已经从此前通过的无源应答器接收到了，因此不会立即影响机车运行。
侧线接车时，列控车载设备应从进站有源应答器收到侧线方向的线路数据。若接收不到该信息，则列控车载设备无法获得列车运行前方的线路数据。此时，如果是LEU 故障，应答器将发送默认数据包，列控车载设备接收到该信息，即可保证安全运行。如果是应答器自身故障，列控车载设备未能从应答器组内的任一有源应答器得到线路数据时，即使从无源应答器获得线路数据，列控车载设备也将该应答器组的线路数据丢弃。此时，列控车载设备工
作在根据正线的线路数据以FS 模式进行控车，且侧线方向无线路数据的情况下，根据FS 模式的规定，通过进站应答器组后，列控车载设备切换为PS 模式，输出B7N 制动停车。然后，司机在得到调度室的许可后，将列控车载设备切换为OS 模式，负责列车的移动。 5、出站有源应答器信息丢失
出站有源应答器发送的信息中包含至下一车站前的整个区间的临时限速信息。如果出站有源应答器的信息丢失，列控车载设备便无法获得到下一站前的运行区间的临时限速信息，无法保障列车安全。
出站有源应答器的信息丢失后，列控车载设备生成NBP 为50km/h的核对速度曲线。司机以低于NBP 为50km/h的速度将车运行至下一车站。
第三节 工作模式的转换
车载设备的工作模式是在一定的条件下运用的，条件发生变化，相应工作模式也要发生变化。有些工作模式可以直接进行转换，但有些工作模式不能直接转换，必须通过间接转换来进行转换。
CTCS0
CS
未给MCR 加压
收的转换接收的转换
（） 点（ CTCS2）点
或者司机操作或者司机操作———
CTCS2 按键 CTCS2 按键
通过从应答器接
通过从应答器
(FS、PS 条件不成立时)
(FS或PS 条件成立时)
表4-3 CTCS-2级区段模式转换表