簡(jiǎn)述列車(chē)控制系統(tǒng)的組成和各部分的主要功能參考模板

1、一、簡(jiǎn)述列車(chē)控制系統(tǒng)的組成和各部分的主要功能1、ATC系統(tǒng)的組成列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)（automatic train control ，簡(jiǎn)稱(chēng)ATC）是根據(jù)列車(chē)在鐵路線路上運(yùn)行的客觀條件和實(shí)際情況，對(duì)列車(chē)運(yùn)行速度及制動(dòng)方式等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督、控制和調(diào)整的技術(shù)裝備。簡(jiǎn)稱(chēng)列控系統(tǒng)。也叫列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)。ATC系統(tǒng)的組成：列車(chē)自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)（Automatic Train Protection，簡(jiǎn)稱(chēng)ATP）、列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)(Automatic Train Operation，簡(jiǎn)稱(chēng) ATO)、列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)(Automatic Train Supervision，簡(jiǎn)稱(chēng)ATS)。2、各部分的主要功能2.1、AT

2、P系統(tǒng)2.1.1系統(tǒng)的基本概念A(yù)TP即列車(chē)運(yùn)行超速防護(hù)或列車(chē)速度監(jiān)督系統(tǒng)。主要功能：對(duì)列車(chē)運(yùn)行進(jìn)行超速防護(hù)，對(duì)與安全有關(guān)的設(shè)備實(shí)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)列車(chē)位置檢測(cè)，保證列車(chē)之間的安全間隔，保證列車(chē)在安全速度下運(yùn)行，完成信號(hào)顯示、故障報(bào)警、降級(jí)提示、列車(chē)參數(shù)和線路參數(shù)的輸入、與ATS、ATO及車(chē)輛系統(tǒng)接口并進(jìn)入信息交換。ATP是ATC的基本環(huán)節(jié)，屬于故障安全系統(tǒng)，必須符合故障安全的原則。2.1.2、ATP功能（1）ATP軌旁功能負(fù)責(zé)列車(chē)安全間隔和生成報(bào)文，完成對(duì)列車(chē)安全運(yùn)行授權(quán)許可的發(fā)布和報(bào)文的準(zhǔn)備，這些報(bào)文包括安全、非安全和信號(hào)信息等。（2）ATP傳輸功能負(fù)責(zé)發(fā)出報(bào)文信號(hào)，包括報(bào)文和ATP車(chē)載設(shè)備所需的

3、其他數(shù)據(jù)。（3）ATP車(chē)載功能負(fù)責(zé)列車(chē)安全運(yùn)行、自行駕駛，并提供信號(hào)系統(tǒng)和司機(jī)間的接口。2.2、ATO系統(tǒng)2.2.1、ATO系統(tǒng)基本概念A(yù)TO即列車(chē)自動(dòng)駕駛它代替司機(jī)操作列車(chē)驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)設(shè)備，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)的啟動(dòng)、加速、勻速惰行、制動(dòng)等駕駛功能?？墒沽熊?chē)經(jīng)常處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，高質(zhì)量地自動(dòng)駕駛，提高列車(chē)運(yùn)行效率，避免不必要的、過(guò)于劇烈的加速和減速。2 / 72.2.2、ATO的功能基本控制功能：自動(dòng)駕駛、自動(dòng)折返、自動(dòng)開(kāi)車(chē)門(mén)；服務(wù)功能：確定列車(chē)位置、計(jì)算允許速度、提供運(yùn)行模式、PTI支持功能（1）自動(dòng)駕駛自動(dòng)調(diào)整列車(chē)運(yùn)行速度停車(chē)點(diǎn)的目標(biāo)制動(dòng)從車(chē)站自動(dòng)發(fā)車(chē)區(qū)間內(nèi)臨時(shí)停車(chē)區(qū)間限速（2）無(wú)人自動(dòng)折返從接收

4、到無(wú)人駕駛折返運(yùn)行許可時(shí)，就自動(dòng)進(jìn)入AR模式。授權(quán)經(jīng)駕駛室MMI顯示給司機(jī)，司機(jī)必須確認(rèn)這個(gè)顯示，按下站臺(tái)的AR按鈕以后，才實(shí)施無(wú)人駕駛列車(chē)折返運(yùn)行。（3）自動(dòng)控制車(chē)門(mén)開(kāi)閉由ATP監(jiān)督開(kāi)門(mén)條件，當(dāng)ATP系統(tǒng)給出開(kāi)門(mén)命令時(shí)，可以按事前的設(shè)定由ATO系統(tǒng)自動(dòng)地打開(kāi)車(chē)門(mén)，也可由司機(jī)手動(dòng)打開(kāi)正確一側(cè)的車(chē)門(mén)。（4）列車(chē)位置列車(chē)位置功能從ATP功能中接收到當(dāng)前列車(chē)的位置和速度等詳細(xì)信息。（5）允許速度允許速度功能為ATO速度控制器提供列車(chē)在軌道任意點(diǎn)的對(duì)應(yīng)速度值。這個(gè)速度值沒(méi)有被優(yōu)化，只是低于當(dāng)前速度限制和制動(dòng)曲線給的限制（6）巡航/惰行功能按照時(shí)刻表自動(dòng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)區(qū)間運(yùn)行的惰行控制，同時(shí)節(jié)省能源，保證最大

5、能量效率。由ATO和ATS確定的列車(chē)運(yùn)行時(shí)間，ATO計(jì)算能源優(yōu)化軌跡。（7）PTI支持功能通過(guò)多種渠道傳輸和接收各種數(shù)據(jù)，在特定的位置傳給ATS，向ATS報(bào)告列車(chē)的識(shí)別信息、目的地號(hào)碼和乘務(wù)組號(hào)和列車(chē)位置數(shù)據(jù)，以優(yōu)化列車(chē)運(yùn)行。2.3、ATS系統(tǒng)2.3.1、ATS系統(tǒng)基本概念A(yù)TS子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行監(jiān)督和控制，輔助調(diào)度人員對(duì)全線列車(chē)進(jìn)行管理。ATS系統(tǒng)在ATP和ATO系統(tǒng)的支持下，根據(jù)列車(chē)運(yùn)行時(shí)刻表完成對(duì)列車(chē)運(yùn)行的自動(dòng)監(jiān)控。2.3.2、ATS的功能主要功能：1) 列車(chē)時(shí)刻表（列車(chē)運(yùn)行圖）編制及修改。2) 自動(dòng)或人工控制車(chē)站的發(fā)車(chē)表示器、道岔，排列列車(chē)進(jìn)路。3) 實(shí)時(shí)顯示車(chē)站發(fā)車(chē)表示器、道岔

6、的狀態(tài)和進(jìn)路的占用情況，自動(dòng)跟蹤列車(chē)運(yùn)行與列車(chē)車(chē)次號(hào)。4) 自動(dòng)和人工進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行的調(diào)整。5) 站臺(tái)列車(chē)到達(dá)信息顯示。6) 繪制實(shí)績(jī)列車(chē)運(yùn)行圖和生成運(yùn)營(yíng)統(tǒng)計(jì)報(bào)告。7) 離線模擬或復(fù)示列車(chē)在線運(yùn)行，用于系統(tǒng)調(diào)試、演示和人員培訓(xùn)。二、對(duì)比分析ETCS和CTCS各應(yīng)用等級(jí)的主要工作原理及異同1、ETCS和CTCS的主要工作原理1.1、ETCSETCS (European Train Control System)系統(tǒng)是為克服歐洲各國(guó)信號(hào)制式互不兼容，保證高速列車(chē)在歐洲鐵路網(wǎng)內(nèi)互通運(yùn)行，而聯(lián)合制訂的一種列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范。為實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)在歐洲境內(nèi)穿越國(guó)境時(shí)互通運(yùn)營(yíng)，結(jié)合歐洲各國(guó)鐵路現(xiàn)狀，兼顧既有

7、設(shè)備及今后列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)，ETCS技術(shù)規(guī)范確定了5個(gè)應(yīng)用等級(jí)（0、STM、1、2、3）。ETCS 0 級(jí)：主要是為了保證裝配ETCS 車(chē)載設(shè)備的列車(chē)，能在沒(méi)有ETCS 地面設(shè)備的線路或尚不具備ETCS 運(yùn)營(yíng)條件的線路上運(yùn)行。ETCS 車(chē)載設(shè)備只顯示列車(chē)速度，并只監(jiān)督列車(chē)最大設(shè)計(jì)速度和線路最大允許速度。車(chē)載設(shè)備不提供機(jī)車(chē)信號(hào)功能，司機(jī)憑地面信號(hào)行車(chē)。ETCS STM 級(jí)：主要是為了保證裝配ETCS 車(chē)載設(shè)備的列車(chē)，在既有線運(yùn)行時(shí)能夠提供通用機(jī)車(chē)信號(hào)功能。在該級(jí)中，既有地面信號(hào)系統(tǒng)完成列車(chē)占用檢測(cè)和列車(chē)完整性監(jiān)督，并根據(jù)既有地面信號(hào)系統(tǒng)功能決定是否需要地面信號(hào)機(jī)。ETCS 1 級(jí)：是基于

8、點(diǎn)式傳輸?shù)牧熊?chē)控制系統(tǒng)，在既有信號(hào)系統(tǒng)上疊加使用。列車(chē)占用檢測(cè)和列車(chē)完整性檢查由既有地面信號(hào)系統(tǒng)（包括聯(lián)鎖設(shè)備、軌道電路等）完成。ETCS 2 級(jí)：是基于無(wú)線傳輸?shù)牧熊?chē)控制系統(tǒng)，在既有信號(hào)系統(tǒng)上疊加使用。ETCS 根據(jù)地面信號(hào)系統(tǒng)的情況，確定每列列車(chē)的移動(dòng)授權(quán)。各種移動(dòng)授權(quán)在地面生成，通過(guò)歐洲無(wú)線一GSM-R 傳送給列車(chē)。歐洲應(yīng)答器信息作為列車(chē)定位的基準(zhǔn)。ETCS 3級(jí)：取消了傳統(tǒng)的地面信號(hào)系統(tǒng)，列車(chē)定位和列車(chē)完整性檢查由地面RBC（無(wú)線閉塞中心）和列車(chē)完整性驗(yàn)證系統(tǒng)共同完成。RBC 在其管轄的區(qū)域內(nèi)跟蹤每列列車(chē)的位置，根據(jù)各列車(chē)發(fā)回的信息進(jìn)行進(jìn)路的鎖閉或解鎖，并確定每列列車(chē)的移動(dòng)授權(quán)。 1.

9、2、CTCSCTCS是為確保列車(chē)運(yùn)行安全、提高運(yùn)輸效率，結(jié)合我國(guó)鐵路的特點(diǎn)研究制定中國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng) CTCS的技術(shù)規(guī)范。參照歐洲列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)（ETCS）編制的。 CTCS應(yīng)用等級(jí)分為五個(gè)等級(jí)分別為CTCS應(yīng)用等級(jí)0(L0)、CTCS應(yīng)用等級(jí)1(L1)、CTCS應(yīng)用等級(jí)2(L2)、CTCS應(yīng)用等級(jí)3(L3)、CTCS應(yīng)用等級(jí)4(L4)。L0: 由通用機(jī)車(chē)信號(hào)+列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控裝置組成，為既有系統(tǒng)，適用于列車(chē)最高運(yùn)行速度為120km/h以下的區(qū)段。 L1: 由主體機(jī)車(chē)信號(hào)+安全型運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成，點(diǎn)式信息作為連續(xù)信息的補(bǔ)充，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)連式超速防護(hù)功能。適用于列車(chē)最高運(yùn)行速度為160km/h以

10、下的區(qū)段。 L2：基于軌道電路和點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸控車(chē)信息，并采用車(chē)地一體化設(shè)計(jì)的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)。面向提速干線和客運(yùn)專(zhuān)線，適用于各種線路速度區(qū)段，地面可不設(shè)通過(guò)信號(hào)機(jī)。CTCS 2 級(jí)采取目標(biāo)距離控制模式，采用一次制動(dòng)方式。CTCS 2 級(jí)采取的閉塞方式稱(chēng)為準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式，其追蹤運(yùn)行間隔要比固定閉塞小一些。 L3: 基于無(wú)線傳輸信息，并采用軌道電路等方式檢查列車(chē)占用的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)，點(diǎn)式設(shè)備主要傳送定位信息。C3級(jí)列控系統(tǒng)可以疊加在C2級(jí)列控系統(tǒng)上。 L4: 完全基于無(wú)線傳輸信息的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)。地面可取消軌道電路，由無(wú)線閉塞中心和列控車(chē)載設(shè)備共同完成列車(chē)定位和完整性檢查，實(shí)現(xiàn)虛擬閉塞或移動(dòng)

11、閉塞。 同條線路上可以實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用級(jí)別，L2、L3和L4可向下兼容。為便于對(duì)照，用以下簡(jiǎn)表歸納：2、ETCS和CTCS的異同2.1、ETCS和CTCS的共同點(diǎn) 制式統(tǒng)一，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 技術(shù)先進(jìn)，易于升級(jí) 車(chē)載設(shè)備，上下兼容 標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放，利用競(jìng)爭(zhēng)2.2、ETCS和CTCS的不同點(diǎn)ETCS和CTCS各應(yīng)用等級(jí)的不同對(duì)比如下表：等級(jí)ETCSCTCS00：歐洲既有線現(xiàn)狀（車(chē)載設(shè)備不提供機(jī)車(chē)信號(hào)功能，司機(jī)憑地面信號(hào)行車(chē)）0：中國(guó)既有線現(xiàn)狀；通用式機(jī)車(chē)信號(hào)+監(jiān)控裝置1STM：通用機(jī)車(chē)信號(hào)+地面信號(hào)系統(tǒng)完成列車(chē)占用檢測(cè)和列車(chē)完整性監(jiān)督，并根據(jù)既有地面信號(hào)系統(tǒng)功能決定是否需要地面信號(hào)機(jī)。1：面向160kmh以下區(qū)段；主體機(jī)車(chē)信號(hào)+加強(qiáng)型監(jiān)控裝置21：基于點(diǎn)式傳輸?shù)牧熊?chē)控制系統(tǒng)； 列車(chē)占用及完整性檢查由軌道電路完成；設(shè)置地面信號(hào)機(jī)；2：面向提速干線和客運(yùn)專(zhuān)線；基于軌道電路+點(diǎn)式應(yīng)答器進(jìn)行信息傳輸?shù)牧锌叵到y(tǒng)；可