【TB铁路运输标准】 CTCS-3级列控车载设备技术条件

ICS 45.020
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3483-2017
CTCS-3 级列控车载设备技术条件Technical specification for CTCS-3 onboard ATP2017-09-29发布
国家铁路局
2018-04-01实施
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
车载设备功能·
CTCS-3控制模式
CTCS-2控制模式
车载设备参数配置
故障状态下的运行
运用环境主要指标
车载设备主要技术指标
EMC主要指标..
RAMS要求
附录A（规范性附录）
车载设备参数配置
TB/T3483—2017
TB/T3483-2017
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由北京全路通信信号研究设计院集团有限公司归口。本标准起草单位：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司、北京和利时系统工程有限公司。本标准主要起草人：陈志强、崔俊锋、刘岭、王怀江、高志辉、石海丰、王猛。1范围
CTCS-3级列控车载设备技术条件本标准规定了CTCS-3级列控车载设备的设备组成、功能规格及技术要求。TB/T3483-—2017
本标准适用于CTCS-3级列控车载设备（以下简称车载设备）的系统设计、产品研发、工程设计、检测检验、运用及维护。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T17650.2—1998
取自电缆或光缆的材料燃烧时释出气体的试验方案第2部分：用测量
pH值和电导率来测定气体的酸度GB/T17651.2-1998
GB/T18380.31—2008
电缆火焰垂直蔓延试验
GB/T21562—2008
电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定第2部分：试验步骤和要求电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第31部分：垂直安装的成束电线试验装置
轨道交通
GB/T24338.4-—2009
GB/T24339.1—2009
相关通信
GB/T24339.2—2009
相关通信
GB/T25119—2010
GB/T28808—2012
GB/T28809—2012
TB/T2615—1994
3术语和定义
可靠性、可用性、可维护性和安全性规范及示例轨道交通
轨道交通
轨道交通
轨道交通
轨道交通
轨道交通
电磁兼容第3-2部分：机车车辆设备通信、信号和处理系统
第1部分：封闭式传输系统中的安全通信、信号和处理系统
第2部分：开放式传输系统中的安全机车车辆电子装置
通信、信号和处理系统
通信、信号和处理系统
铁路信号故障一安全原则
下列术语和定义适用于本文件。3.1
confidenceinterval
置信区间
控制和防护系统软件
信号用安全相关电子系统
根据列车定位数据和精度确定的列车位置估计值的可信范围。3.2
列车最大安全前端位置
max safefront end position
根据列车定位数据和精度确定的列车前端的最大值（按照正误差计算的定位值），该值大于列车前端位置的估计值。
列车最小安全前端位置
minsafefrontendposition
根据列车定位数据和精度确定的列车前端的最小值（按照负误差计算的定位值），该值小于列车前端位置的估计值。
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列车最小安全后端位置minsaferearendposition根据列车定位数据和精度确定的列车后端的最小值（按照负误差计算的定位值），该值小于列车后端位置的估计值。
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ATP：列车超速防护系统（AutomaticTrainProtection）BTM：应答器传输模块（BaliseTransmissionModule）CEM：有条件紧急停车消息（ConditionalEmergencystopMessage）CO：引导模式（CallOnmode）
CS：机车信号模式（CabSignalmode）CSM：顶棚速度监控（CeilingSpeedMonitor）CTCS：中国列车运行控制系统（ChineseTrainControlSystem）CTCS-2：中国列车运行控制系统2级（ChineseTrainControlSystemLevel2）CTCS-3：中国列车运行控制系统3级（ChineseTrainControlSystemLevel3）DMI：人机界面单元（Driver-MachineInterface）EB：紧急制动（EmergencyBrake）EBI：紧急制动干预曲线（EmergencyBrakeInterventionCurve）EMC：电磁兼容（Electro-MagneticCompatibility）EoA：行车许可终点（EndofAuthority）FS：完全监控模式（FullSupervisionmode）GFX：磁钢过分相（Localcontrolsystemforpassingneutralzone）GSM-R：铁路数字移动通信系统（GlobalSystemforMobileCommunicationsforRailway）IS：隔离模式（Isolationmode）LRBG：最近相关应答器组（LastRelevantBaliseGroup）MA：行车许可（MovementAuthority）MRSP：最限制速度曲线（MostRestrictiveSpeedProfile）MT：移动终端（车载电台）（MobileTerminal）MTBF：平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure）MVB：多功能车辆总线（Multi-functionVehicleBus）OS：目视行车模式（OnSightmode）PS：部分监控模式（PartialSupervisionmode）PT：冒进后模式（PostTripmode）RAMS：可靠性，可用性，可维护性，安全性（Reliability，Availability，Maintainability，Safety）RBC：无线闭塞中心（RadioBlockCenter）SB：待机模式（StandbyMode）
SB1：弱常用制动（ServiceBrakingLevel1）SB4：中等常用制动（ServiceBrakingLevel4）SB7：最大常用制动（ServiceBrakingLevel7）SBI：常用制动干预曲线（ServiceBrakeInterventionCurve）SH：调车模式（Shuntingmode）SIL：安全完整性等级（SafetyIntegrityLevel）2
SL：休眠模式（Sleepingmode）SSP：静态速度曲线（StaticSpeedProfile）TAF：前方轨道空闲（TrackAheadFree）TCR：轨道电路读取器（TrackCircuitReader）TR：冒进模式（Tripmode）
TSM：目标速度监控（TargetSpeedMonitor）TSR：临时限速（TemporarySpeedRestriction）UEM：无条件紧急停车消息（UnconditionalEmergencystopMessage）5总则
5.1车载设备总体要求
5.1.1车载设备应符合故障一安全原则。5.1.2车载设备应采用允余结构，单套独立设备故障后不影响系统运用。5.1.3车载设备由车载主机和车载外围设备组成，如图1所示。车载设备外部接口
车载主机
5.2车载主机
5.2.1主控单元
露信息
动态监测
设备接口
隔离沉余
车载设备组成框图
车教外品级备
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5.2.1.1车载主控单元是车载设备的核心处理单元，实现车载设备的核心安全控制功能。5.2.1.2车载主控单元包括CTCS-3主控单元/模块和CTCS-2主控单元/模块。5.2.1.3车载主控单元应采用允余配置。5.2.2测速测距单元
5.2.2.1测速测距单元应采集来自各速度传感器的信号并进行安全处理，计算列车的速度、走行距离和识别运行方向，并将相关信息传送给车载主控单元。5.2.2.2测速测距单元应采用允余配置。5.2.3应答器信息接收单元
单元。
应答器信息接收单元应接收、解调地面应答器信号，并将解调后的信息传送给车载主控3
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5.2.3.2应答器信息接收单元应能对应答器信息接收天线的连接及功能进行实时检测。5.2.3.3应答器信息接收单元应采用双套完余配置。5.2.4无线传输单元
5.2.4.1无线传输单元是车载设备通过GSM-R网络与地面RBC进行消息双向传输的接口与通信控制单元，应具有消息加密-解密功能。5.2.4.2无线传输单元应通过专用模块控制移动终端（MT），MT应穴余配置。5.2.4.3车载设备宣对GSM-R线进行实时检测。5.2.5轨道电路读取器
5.2.5.1轨道电路读取器（TCR)应通过TCR天线接收轨道电路信息，并将解调出的轨道电路载频、低频及绝缘节信息（可选）传送给车载主控单元。5.2.5.2轨道电路读取器应具备多载频接收功能，应能通过应答器信息或人工选择确定上下行载频。5.2.5.3轨道电路读取器宜对TCR天线进行断线检查。5.2.5.4轨道电路读取器应采用双套穴余配置。5.2.6司法/数据记录单元
5.2.6.1车载设备应配置司法/数据记录单元，该单元用于记录列控车载设备的数据和控制信息。5.2.6.2司法/数据记录单元故障时不应影响车载设备运行。5.2.7列车接口单元
5.2.7.1列车接口单元用于与列车接口，从列车采集列车接口信息并向列车输出控制命令。车载设备可通过继电器或MVB总线与列车接口。5.2.7.2与列车采用继电器接口时，车载设备应通过数字输入/输出单元采集从列车输入的开关量信息，并通过控制继电器的输出实现与列车之间接口，紧急制动与最大常用制动均应采用失电制动逻辑。5.2.7.3与列车采用MVB接口时，车载设备应通过MVB总线采集列车的接口信息及发送列车接口命令，紧急制动仍应采用继电器接口并采用失电触发的控制逻辑。5.2.7.4紧急制动命令的输出应采用故障一安全设计。5.2.8隔离开关/余切换开关
5.2.8.1应设置车载设备隔离开关，用于车载设备故障后隔离车载设备输出的制动/切除牵引命令。5.2.8.2车载设备可设置穴余切换开关，用于车载设备双系手动切换。5.3车载外围设备
5.3.1人机界面单元
5.3.1.1人机界面单元（DMI)是车载设备的显示和操作装置，应能根据车载主控单元的命令显示列车速度、距离、工作状态及线路条件等信息，并实现声光报警、司机操作等功能。5.3.1.2DMI软硬件设计应采取措施，当与车载主机通信故障时应清除原有显示。5.3.1.3DMI应采用双套余配置，并安装在便于司机观察和操作的位置。5.3.2应答器信息接收天线
5.3.2.1应答器信息接收天线用于接收应答器信息，应安装在头车车体底部的横向中心线上。5.3.2.2应答器信息接收天线尺寸应满足应答器信息可靠接收要求。5.3.2.3应答器信息接收天线应采用双套穴余配置。5.3..3GSM-R天线
5.3.3.1GSM-R天线用于车载设备与地面RBC之间通过GSM-R网络进行消息双向传输，应安装在列车顶部。
5.3.3.2车载设备应采用双套GSM-R天线。5.3.3.3GSM-R天线宜具备自身故障诊断功能。4
5.3.4TCR天线www.bzxz.net
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5.3.4.1TCR天线用于接收轨道电路信息，应安装在列车头部第一轮对前钢轨的正上方。5.3.4.2TCR天线应采用双套允余配置。5.3.5速度传感器
5.3.5.1车载设备宜采用不同类型的速度传感器用于采集列车速度信号，可组合采用车轮速度传感器和雷达速度传感器。
2若车载设备组合采用车轮速度传感器和雷达速度传感器，则雷达故障后不应影响系统运行。5.3.5.2
5.3.5.3车轮速度传感器宜安装在列车非动力轴上。5.3.5.41
雷达速度传感器应安装在头车车体底部，车底在雷达的照射波束间不应有任何障碍物或可移动物体存在。
5.3.5.5速度传感器应允余配置，单个速度传感器故障不影响车载设备安全运用。5.4车载设备外部接口
5.4.1列车接口
车载设备输人信号应包括：
驾驶台激活状态；
方向手柄位置；
最大常用制动反馈；
紧急制动反馈；
休眠信号；
牵引手柄位置（可选）；
制动手柄位置（可选）。
车载设备输出信号应包括：
紧急制动；
最大常用制动；
常用制动4级；
常用制动1级；
切除牵引；
过分相命令；
过分相选择（选择GFX或ATP控制过分相）。电源接口
车载设备应能在输人电压满足DC110V(-30%~+25%）时可靠工作。5.4.3动态监测设备接口
车载设备司法/数据记录单元可与动态监测设备接口，实现车载设备相关信息向地面的实时传输。6车载设备功能
6.1总则
6.1.1车载设备应根据列车数据、行车许可和线路数据等基本数据实时计算目标距离连续速度控制模式曲线，并依曲线对列车超速进行自动防护。6.1.2车载设备工作在CTCS-3等级时，行车许可及线路数据应采用RBC提供的数据：工作在CTCS-2等级时，行车许可及线路数据应采用应答器数据及轨道电路信息。6.1.3车载设备应具有CTCS-3及CTCS-2等级转换功能。6.1.4车载设备可配置为设备制动优先或司机制动优先工作方式。6.1.5车载设备应能通过输出常用制动命令或紧急制动命令来监控列车安全运行，紧急制动命令在5
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列车停稳后方可由人工撤除。
6.1.6车载设备应具有停车防护、溜逸防护和退行防护功能。6.1.7车载设备工作在CTCS-3等级时，可结合轨道电路信息校验RBC发送的行车许可。6.2自检功能
车载设备在上电启动后应执行自检功能（含制动接口测试）。6.2.13
车载设备自检不应受地面设备状态的影响。自检过程中应对车载设备的两个MT进行状态检测，状态异常时应进行显示。车载设备自检结果应在DMI上进行显示。自检成功后车载设备应根据之前保存的等级或司机重新选择/确认的等级进行任务启动。6.2.5
6.3无线通信功能
6.3.1无线会话管理
6.3.1.1车载设备通过GSM-R网络与RBC进行双向通信，其与GSM-R网络接口及与RBC通信应符合相关标准技术要求。
6.3.1.2在下列任何一种情况下，车载设备应命令与其相连的所有MT注册到无线网络：a）上电时；
接收到地面设备的命令后；
任务开始时（只有当司机输入数据后）。c）
6.3.1.3MT应配置为仅向GSM-R网络注册，注册情况应在DMI上显示。6.3.1.4如果车载电台未注册到无线网络，车载设备应拒绝从地面设备收到的呼叫RBC的命令。MT网络注册成功后，在下列任何一种情况下，应与相应RBC建立通信会话，除非与该RBC6.3.1.5
正在建立或已经建立了通信会话：任务开始且等级为CTCS-3；
收到应答器发送的与RBC建立通信会话命令；b)
收到RBC或应答器发送的RBC切换命令。c）
6.3.1.6车载设备在已与RBC建立通信的情况下，如果接收到并接受与另一个RBC建立通信会话的命令，应终止当前的通信会话并建立新的通信会话（涉及RBC切换时应遵守切换流程）。6.3.1.7车载设备发起建立通信会话应按下列步骤进行，如图2所示。车载设备请求与RBC建立安全连接，不断重复请求直到连接成功或超过规定次数或超过规a)
定时间。如果不成功，应通知司机未能建立连接；b)
一旦建立安全连接，车载设备应立即向RBC发送“通信会话开始”消息；车载设备接收到“系统版本”消息后，应认为通信会话已经建立，若车载设备版本与RBC版本c)
兼容，应向RBC发送“通信会话已建立”消息，否则向RBC发送“版本不兼容”消息。车载设备
车载设备建立了
通信会话
根据无线通信规范
建立安全连接
发起通信会话
系统版本
通信会话已建立
RBC建立了
通信会话
图2车载设备发起通信会话过程
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6.3.1.8当通信会话建立后，如果安全连接中断，但地面设备未发出断开连接的指令时，车载设备应认为通信会话仍是建立的，车载设备应尝试建立另一个新的安全连接，连接尝试应重复进行，直到安全连接已经建立或停止尝试的条件已经满足。停止尝试条件满足时，车载设备应认为通信会话已经终止。
只要满足下列条件之一，车载设备应终止通信会话：如果接收到来自地面设备（RBC或应答器组）终止通信会话的命令：如果车载设备检测到需要终止通信会话的错误条件（例如，车载和地面设备的系统版本不兼容）；
车载设备发送相应消息一定次数未收到RBC回复的期望消息；c）
在任务开始阶段RBC拒绝列车；
在任务开始阶段司机关闭驾驶台。e）
6.3.1.10车载设备应按下列步骤终止通信会话，如图3所示。a）车载设备向RBC发送“通信会话结束消息：当接收到“通信会话结束确认”消息后，车载设备应认为通信会话已经终止，并请求释放与b)
RBC的安全连接。
车载设备
车载设备终止了
通信会话
通信会话结束
通信会话结
束确认
根据无线通信规范
释放安全连接
RBC终止了
通信会话
图3车载设备终止通信会话过程
6.3.1.11发送完“通信会话结束”消息后，车载设备不应再发送任何消息。6.3.1.12发送完“通信会话结束”消息后，车载设备应忽略除“通信会话结束确认”消息之外的其他RBC消息。
6.3.2无线消息接收和使用
6.3.2.1车载设备应对接收到的无线消息进行一致性和有效性检查，检查发现错误后应拒绝使用并向RBC报告。
2无线消息的一致性和有效性错误包括以下方面：6.3.2.2
消息无法译码；
消息中变量含有无效值（如车载设备不能识别的LRBG编号）：消息时序错误（如最新收到的消息的时间截小于或等于前一个消息的时间戳）。当从监督RBC最近收到的消息的时间截与车载设备当前时间的差大于T_NVCONTACT参数，则认为无线消息超时，车载设备应实施常用制动命令并向司机提示。6.3.2.4无线消息超时后，车载设备应先释放安全连接，然后再重新建立（保持通信会话）。6.3.2.5无线消息超时后，一旦接收到来自监督RBC的新的有效无线消息，应立即缓解因无线超时引起的常用制动命令。
6.3.2.6无线消息超时后，若未收到新的有效无线消息，则当列车速度降低到CTCS-2的允许速度且经司机确认后，自动转入CTCS-2控车并宜断开与RBC的连接。7
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6.3.2.7无线消息超时后，若直至停车时仍未降级到CTCS-2等级，车载设备应缓解因无线超时引起的常用制动命令，并将MA及相关线路数据缩短到车头位置。6.3.2.8车载设备接收到要求确认的消息，应向RBC发送确认消息。6.3.2.9待机、目视及冒后模式下，司机选择“启动”时车载设备应向RBC发送MA请求。6.3.2.10车载设备应根据RBC发送的MA请求参数进行MA请求，若未收到MA请求参数，则MA请求的发送周期应采用默认值。6.3.2.11车载设备接收到新的有效MA后，应立即使用新的MA来监控列车，并替换原来的MA。6.3.2.12
2若车载设备中已经存在的或与MA一起发送的SSP信息和坡度信息不能覆盖整个MA的长度范围，车载设备应拒绝该MA及与之相关的模式曲线。3在下列情况下，车载设备应删除线路数据和链接信息：6.3.2.13
MA被一个较短的MA取代，应删除超过新MA终点的信息；a)
b）RBC发送了紧急停车消息且已被车载设备接收，车载设备应删除超过新停车位置的信息，并将MA撤回到新停车点。
6.3.2.14车载设备删除线路数据后应通知RBC。6.3.2.15
列车。
接收到不含引导模式曲线的新MA，车载设备应删除当前的引导模式曲线。列车最大安全前端越过引导模式曲线指定的起点后，车载设备应接引导模式要求监控6.3.2.172
列车最小安全前端越过引导模式曲线指定的终点后，车载设备应不再接引导模式的要求监控列车。
车载设备接收到具有相同编号的紧急消息，应替代以前的紧急消息。9接收到有条件紧急停车消息（CEM)后：6.3.2.19
列车最小安全前端已通过新的停车点，应忽略紧急停车消息并应通知RBC；a)
b）列车最小安全前端尚未通过新的停车点，车载设备应接受该紧急停车消息，且仅当新停车位置未超过当前EoA时，车载设备才应使用停车点消息确定新的EoA。6.3.2.20在接收到不应忽略的紧急停车消息之后和在该紧急消息被取消之前收到的新行车许可，车载设备应拒绝，但不应拒绝线路数据信息。6.4测速功能
6.4.1车载设备应具备检测列车速度、走行距离、运动方向的功能。6.4.2车载设备应具有处理一定范围内空转、打滑造成的测速测距误差的功能。6.4.3车载设备测速测距系统综合测量误差不应大于2%（列车速度不高于30km/h时，测速误差不大于2km/h）。
6.4.4车载设备应具备车轮直径设置功能，车轮直径参数可进行人工设置并进行有效范围检查，轮径参数默认值应为该车型轮径最大值，参数设置时应根据不同轮对分别设置轮径值。6.4.5车载设备应采取防止速度跳变的措施，主控单元应使用处理后的安全速度值。6.4.6当检测到双套测速设备故障后，车载设备应输出制动命令并向DMI输出故障报警信息。6.5列车定位功能
6.5.1列车定位与位置报告
6.5.1.1当列车通过链接的应答器组时，车载设备应根据应答器链接信息修正测距误差，并对列车的位置信息进行校正。
6.5.1.2车载设备应基于最近通过的应答器组（LRBG）向RBC报告位置，LRBG只能为符合以下条件的应答器组：
a）使用链接信息时，标记为链接且与链接信息相符的应答器组；b）不使用链接信息时，最近通过的标记为被链接的应答器组。8
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