上海交大《城市軌道交通信號(hào)與通信系統(tǒng)》課程講義附動(dòng)畫四

HYPERLINK"/?p=3095"中國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CTCS）應(yīng)用等級(jí)說明HYPERLINK"/?p=3104"CTCS應(yīng)用等級(jí)0(以下簡(jiǎn)稱L0)：由通用機(jī)車信號(hào)+列車運(yùn)行監(jiān)控裝置組成，為既有系統(tǒng)。CTCS應(yīng)用等級(jí)1(以下簡(jiǎn)稱L1)：由主體機(jī)車信號(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。CTCS應(yīng)用等級(jí)2(以下簡(jiǎn)稱L2)：是基于軌道傳輸信息并采用車-地一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。可實(shí)現(xiàn)行指-聯(lián)鎖-列控一體化、區(qū)間-車站一體化、通信-信號(hào)一體化和機(jī)電一體化。CTCS應(yīng)用等級(jí)3(以下簡(jiǎn)稱L3)：是基于無(wú)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(yùn)行控制系統(tǒng)。點(diǎn)式設(shè)備主要傳送定位信息。CTCS應(yīng)用等級(jí)4(以下簡(jiǎn)稱L4)：是完全基于無(wú)線傳輸信息的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。地面可取消軌道電路，由RBC和車載驗(yàn)證系統(tǒng)共同完成列車定位和完整性檢查，實(shí)現(xiàn)虛擬閉塞或移動(dòng)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。CTCS0級(jí)為了規(guī)范的一致性，將目前干線鐵路應(yīng)用的地面信號(hào)設(shè)備和車載設(shè)備定義為0級(jí)。0級(jí)由通用機(jī)車信號(hào)+列車運(yùn)行監(jiān)控裝置組成，對(duì)這一定義，業(yè)內(nèi)尚有不同的看法。0級(jí)到底是在等級(jí)內(nèi)還是在等級(jí)外不夠明確，目前的通用機(jī)車信號(hào)尚未能成為主體機(jī)車信號(hào)，列車運(yùn)行監(jiān)控裝置尚未能被公認(rèn)為安全系統(tǒng)，所以稱列車運(yùn)行控制系統(tǒng)還是不夠格的，但目前確實(shí)在運(yùn)用，并起著保證安全的作用。0級(jí)的控制模式也是目標(biāo)距離式，它在既有地面信號(hào)設(shè)備的基礎(chǔ)上，采取大貯存的方式把線路數(shù)據(jù)全部貯存在車載設(shè)備中，靠邏輯推斷地址調(diào)取所需的線路數(shù)據(jù)，結(jié)合列車性能計(jì)算給出目標(biāo)距離式制動(dòng)曲線。如能在每個(gè)進(jìn)出站口增加點(diǎn)式設(shè)備，加強(qiáng)核對(duì)地址，就能大大減少邏輯推斷地址產(chǎn)生錯(cuò)誤的可能性。日本的數(shù)字列車運(yùn)行控制系統(tǒng)I-ATC就是采取車載信號(hào)設(shè)備貯存電子電圖，通過每一軌道區(qū)段的地址編碼來(lái)調(diào)取所需的線路數(shù)據(jù)，這種方式可以使地-車信息傳輸?shù)男畔⒌男枨罅繙p少。在歐洲列車控制系統(tǒng)ETCS規(guī)范中也不排斥車載信號(hào)設(shè)備貯存線路數(shù)據(jù)的方式。正因?yàn)?級(jí)尚未成為安全系統(tǒng)，適用于列車最高運(yùn)行速度為160km/h及以下，一般自動(dòng)閉塞設(shè)計(jì)仍按固定閉塞方式進(jìn)行，采用四顯示自動(dòng)閉塞，信號(hào)顯示具有分級(jí)速度控制的概念，其目標(biāo)距離式制動(dòng)曲線可作為參考。應(yīng)該說這是一個(gè)過渡階段。CTCS1級(jí)CTCS1級(jí)由主體機(jī)車信號(hào)+加強(qiáng)型運(yùn)行監(jiān)控裝置組成，面向160km/h及以下的區(qū)段，在既有設(shè)備基礎(chǔ)上強(qiáng)化改造，達(dá)到機(jī)車信號(hào)主體化要求，增加點(diǎn)式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行安全監(jiān)控功能。利用軌道電路完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，連續(xù)向列車傳送控制信息。1級(jí)的控制模式為目標(biāo)距離式，采取大貯存的方式把線路數(shù)據(jù)全部貯存在車載設(shè)備中，靠邏輯推斷地址調(diào)取所需的線路數(shù)據(jù)，結(jié)合列車性能計(jì)算給出目標(biāo)距離式制動(dòng)曲線。在車站附近增加點(diǎn)式信息設(shè)備，傳輸定位信息，以減少邏輯推斷地址產(chǎn)生錯(cuò)誤的可能性。1級(jí)與0級(jí)的差別在于全面提高了系統(tǒng)的安全性，是對(duì)0級(jí)的全面加強(qiáng)，可稱為線路數(shù)據(jù)全部貯存在車載設(shè)備上的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。CTCS2級(jí)CTCS2級(jí)是基于軌道電路和點(diǎn)式信息設(shè)備傳輸信息的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，面向提速干線和高速新線，適用于各種限速區(qū)段，地面可不設(shè)通過信號(hào)機(jī)。是一種點(diǎn)-連式列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，功能比較齊全和適合國(guó)情。軌道電路完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，連續(xù)向列車傳送控制信息；點(diǎn)式信息設(shè)備傳輸定位信息、進(jìn)路參數(shù)、線路參數(shù)、限速成和停車信息。CTCS2級(jí)采取目標(biāo)距離控制模式（又稱連續(xù)式一次速度控制）。目標(biāo)距離控制模式根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能確定列車制動(dòng)曲線，不設(shè)定每個(gè)閉塞分區(qū)速度等級(jí)，采用一次制動(dòng)方式。CTCS2級(jí)采取閉塞方式稱為準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式，準(zhǔn)移動(dòng)閉塞的追蹤目標(biāo)點(diǎn)是前行列車所占用閉塞分區(qū)的始端，留有一定的安全距離，而后行列車從最高速開始一次制動(dòng)曲線的計(jì)算點(diǎn)是根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能計(jì)算決定的。目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)固定，在同一閉塞分區(qū)內(nèi)不依前行列車的走行而變化，而制動(dòng)的起始點(diǎn)是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的?？臻g間隔的長(zhǎng)度是不固定的，由于要與移動(dòng)閉塞相區(qū)別，所以稱為準(zhǔn)移動(dòng)閉塞。顯然其追蹤運(yùn)行間隔要比固定閉塞小一些。CTCS3級(jí)CTCS3級(jí)是基于無(wú)線通信（如GSM-R）的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，它可以疊加在既有干線信號(hào)系統(tǒng)上。軌道電路完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，點(diǎn)式信息設(shè)備提供列車用于測(cè)距修正的定位基準(zhǔn)信息。無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)地-車間連續(xù)、雙向的信息傳輸，行車許可由地面列控中心產(chǎn)生，通過無(wú)線通信系統(tǒng)傳送到車上。[1]CTCS3級(jí)與2級(jí)一樣，采取目標(biāo)距離控制模式（又稱連續(xù)式一次速度控制）和準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式。由于其實(shí)現(xiàn)了地-車間連續(xù)、雙向的信息傳輸，所以功能更豐富些，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)些。CTCS4級(jí)CTCS4級(jí)是完全基于無(wú)線通信（如GSM-R）的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。由地面無(wú)線閉塞中心（RBC）和車載設(shè)備完成列車占用檢測(cè)及完整性檢查，點(diǎn)式信息設(shè)備提供列車用于測(cè)距修正的定位基準(zhǔn)信息。CTCS4級(jí)采取目標(biāo)距離控制模式，列車按移動(dòng)閉塞或虛擬閉塞方式運(yùn)行。虛擬閉塞是準(zhǔn)移動(dòng)閉塞的一種特殊方式，它不設(shè)軌道占用檢查設(shè)備，采取無(wú)線定位方式來(lái)實(shí)現(xiàn)列車定位和占用軌道的檢查功能，閉塞分區(qū)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)虛擬設(shè)定的。移動(dòng)閉塞的追蹤目標(biāo)點(diǎn)是前行列車的尾部，留有一定的安全距離，后行列車從最高速開始制動(dòng)的計(jì)算點(diǎn)是根據(jù)目標(biāo)距離、目標(biāo)速度及列車本身的性能計(jì)算決定的。目標(biāo)點(diǎn)是前行列車的尾部，與前行列車的走行和速度有關(guān)，是隨時(shí)變化的，而制動(dòng)的起始點(diǎn)是隨線路參數(shù)和列車本身性能不同而變化的?？臻g間隔的長(zhǎng)度是不固定的，所以稱為移動(dòng)閉塞。其追蹤運(yùn)行間隔要比準(zhǔn)移動(dòng)閉塞更小一些。等級(jí)對(duì)照分析CTCS的應(yīng)用等級(jí)劃分，發(fā)現(xiàn)有以下兩個(gè)特點(diǎn)：①各應(yīng)用等級(jí)均采用目標(biāo)距離控制模式，采取連續(xù)一次制動(dòng)方式。這是由于我國(guó)的列控系統(tǒng)的應(yīng)用起步晚，起點(diǎn)高，因此一步就瞄準(zhǔn)了比較先進(jìn)的控制模式。在我國(guó)階梯式和曲線式分級(jí)速度控制都用過，取得了經(jīng)驗(yàn)，好在并未形成規(guī)模，CTCS推薦采用目標(biāo)距離控制模式是適宜的，符合國(guó)際列控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。由于列控系統(tǒng)的控制模式是其主要特征和性能之一，控制模式?jīng)Q定了閉塞方式和列車運(yùn)行間隔，從而決定了運(yùn)輸能力，所以說除移動(dòng)閉塞外，各應(yīng)用等級(jí)的主要功能幾乎是一樣的。②各應(yīng)用等級(jí)是根據(jù)設(shè)備配置來(lái)劃分的，其主要差別在于地對(duì)車信息傳輸?shù)姆绞胶途€路數(shù)據(jù)的來(lái)源。基于國(guó)情多信息軌道電路（UM系列18信息）比較成熟，達(dá)到國(guó)產(chǎn)化程度，所以以它為基礎(chǔ)設(shè)備之一；歐標(biāo)應(yīng)答器通用性強(qiáng)，供貨廠商多，也作為基礎(chǔ)設(shè)備之一；軌道電纜和計(jì)軸器不準(zhǔn)備推廣；數(shù)字軌道電路國(guó)際上唯有日本用它實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)距離控制模式，國(guó)內(nèi)研制尚未成熟，暫不于確定，數(shù)字軌道電路的生命力將取決于其國(guó)產(chǎn)化程度和進(jìn)度；無(wú)線通信（如GSM-R）歐洲推廣，能實(shí)現(xiàn)地-車間連續(xù)、雙向的大信息量傳輸，有發(fā)展趨勢(shì)，用于高等級(jí)列控系統(tǒng)。線路數(shù)據(jù)大貯存于車載數(shù)據(jù)庫(kù)靠邏輯推算來(lái)提取相應(yīng)數(shù)據(jù)的方式，用于較低等級(jí)列控系統(tǒng)；點(diǎn)式信息設(shè)備傳輸線路數(shù)據(jù)的方式，增加了線路數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，用于中等級(jí)列控系統(tǒng)，至于采用貯存電子地圖和點(diǎn)式信息設(shè)備提供閉塞區(qū)段地址碼的方式將在技術(shù)發(fā)展中比選；無(wú)線通信連續(xù)、雙向信息傳輸，有大信息量和實(shí)時(shí)性的優(yōu)勢(shì)，用于高等級(jí)列控系統(tǒng)。為便于對(duì)照，用以下簡(jiǎn)表歸納應(yīng)用等級(jí)L0L1L2L3L4控制模式目標(biāo)距離目標(biāo)距離目標(biāo)距離目標(biāo)距離目標(biāo)距離閉塞方式固定閉塞或準(zhǔn)移移動(dòng)閉塞準(zhǔn)移動(dòng)閉塞準(zhǔn)移動(dòng)閉塞準(zhǔn)移動(dòng)閉塞移動(dòng)閉塞或虛擬擬閉塞制動(dòng)方式分級(jí)式分級(jí)式一次連續(xù)一次連續(xù)一次連續(xù)軌道占用檢查軌道電路軌道電路軌道電路軌道電路無(wú)線定位，應(yīng)答答器校正地對(duì)車信息傳輸輸多信息軌道電路路+點(diǎn)式設(shè)備備多信息軌道電路路+點(diǎn)式設(shè)備備多信息軌道電路路+點(diǎn)式設(shè)備備；或數(shù)字字軌道電路路無(wú)線通信雙向信信息傳輸無(wú)線通信雙向通通信傳輸列車運(yùn)行間隔按固定閉塞運(yùn)行行，大于L設(shè)為對(duì)照值LLL小于L線路數(shù)據(jù)來(lái)源大貯存于車載數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)大貯