列控ATP系統(tǒng)原理講座

列車運行控制系統(tǒng)200km/h動車組2023/9/221第7章列車運行控制系統(tǒng)

〔司機版〕鐵路信號系統(tǒng)是鐵路運輸?shù)母自O(shè)施，是保證列車運行平安、提高運輸效率和質(zhì)量，實現(xiàn)鐵路統(tǒng)一指揮調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，也是鐵路信息化技術(shù)的重要技術(shù)領(lǐng)域。2023/9/222現(xiàn)代信息類技術(shù)的迅速開展。對鐵路信號、通信產(chǎn)品和效勞產(chǎn)生了重要影響。鐵路通信和信號技術(shù)，以及現(xiàn)代鐵路信息化系統(tǒng)之間的關(guān)系和作用變得密不可分。車站、區(qū)間和列車控制的一體化，鐵路通信信號技術(shù)的相互融合，以及行車調(diào)度指揮自動化等技術(shù)，沖破了功能單一、控制分散、通信信號相對獨立的傳統(tǒng)技術(shù)理念，推動了鐵路通信信號技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化的方向開展。2023/9/223在列車運行控制技術(shù)方面，計算機、通信、控制技術(shù)與信號技術(shù)集成為一個自動化水平很高的列車運行自動控制系統(tǒng)〔簡稱列控系統(tǒng)〕。列控系統(tǒng)不僅在行車平安方面提供了根本保障，而且在行車自動化控制、運營效率的提高及管理自動化等方面，提供了完善的功能，并向著運輸綜合自動化的方向開展。列控系統(tǒng)技術(shù)是現(xiàn)代化鐵路的重要標志之一。2023/9/224隨著列車速度的提高，列車的運行平安除了以進路保證外，還必須以專用的平安設(shè)備，監(jiān)督、強迫列車(司機)執(zhí)行。這些平安設(shè)備從初級的列車自動停車裝置、自動告警裝置、列車速度自動監(jiān)督系統(tǒng)(或列車速度自動檢查裝置)開展到列車速度自動控制系統(tǒng)。2023/9/225列車運行自動控制系統(tǒng)(ATC)—般指系統(tǒng)設(shè)備〔包括地面設(shè)備和車載設(shè)備〕，主要包括：1．以調(diào)度集中系統(tǒng)CTC為核心，綜合集成為調(diào)度指揮控制中心。2023/9/2262．以車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)為核心，綜合集成為車站控制中心。3．以列車速度防護與控制為核心，綜合集成為列車〔車載〕運行控制系統(tǒng)。4、以移動通信〔GSM-R〕平臺，構(gòu)建通信信號一體化的總成系統(tǒng)〔例如CTCS〕。2023/9/227列車自動控制系統(tǒng)(ATC)的主要功能有四項：檢查列車在線路上的位置(列車檢測)。形成速度信號(調(diào)整列車間隔)。向列車發(fā)送速度信號或目標距離信號(信號傳輸)。按速度或目標距離信號控制列車制動(制動控制)。2023/9/228上述一至三項功能由地面沒備完成，第四項功能由車載設(shè)備完成。講座主要內(nèi)容為200km/h動車組司機駕駛所需要的列控ATP技術(shù)和GSM-R系統(tǒng)中的無線列調(diào)功能。2023/9/229第一節(jié)列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理一．列控ATP系統(tǒng)的組成與功能列控ATP是列車超速防護和機車信號系統(tǒng)的一體化系統(tǒng)。列控ATP系統(tǒng)主要由車載設(shè)備及地面設(shè)備兩大局部組成，地面設(shè)備與車載設(shè)備一起才能完成列車運行控制的功能。圖是列車運行控制系統(tǒng)地面設(shè)備原理框圖。2023/9/2210圖7.1.1列車運行控制系統(tǒng)地面設(shè)備原理框圖2023/9/2211地面控制中心通過電纜與鐵路線上的軌道電路、信號機、應(yīng)答器等設(shè)備相連。主要完成列車位置檢測、形成速度信號及目的距離等信號，并將此信號傳遞給列車，車載設(shè)備將按照速度信號控制列車制動。列控ATP系統(tǒng)車載設(shè)備原理框圖見圖。2023/9/2212圖列控系統(tǒng)車載設(shè)備原理框圖2023/9/2213車載設(shè)備主要由天線、信號接收單元、制動控制單元、司機顯示器、速度傳感器等組成。2023/9/2214機車頭部的天線接收到地面的速度命令及目的距離等信號，經(jīng)過信號接收單元放大、濾波、解調(diào)后，將此命令的數(shù)據(jù)送到司機顯示器和制動控制單元。制動控制單元收到速度傳感器傳送的信號，測量出列車的實際速度，將實際速度與信號命令比較，如果判斷列車需要制動，那么產(chǎn)生制動信號，直接控制列車制動系統(tǒng)。列車就會自動減速或停車。2023/9/2215列控ATP系統(tǒng)主要功能是：1．防止列車冒進關(guān)閉的信號機；2．防止列車錯誤出發(fā)；3．防止列車退行；4．防止列車超速通過道岔；2023/9/2216列控ATP系統(tǒng)主要功能〔續(xù)〕5．防止列車超過線路允許的最大速度；6．監(jiān)督列車通過臨時限速區(qū)段；7．在出入庫無信號區(qū)段限制列車速度。2023/9/2217列控ATP的監(jiān)視功能為保證列車運行控制系統(tǒng)不間斷地工作和加強設(shè)備的維修與管理，在列車運行控制系統(tǒng)的地面和車上都安裝有監(jiān)視設(shè)備。2023/9/2218列控ATP的監(jiān)視功能地面監(jiān)視系統(tǒng)可以檢測信號機、軌道電路、地面控制中心的接收和發(fā)送設(shè)備等。檢測結(jié)果可以在維修工區(qū)顯示及儲存，也可以通過通信網(wǎng)送往維修基地和調(diào)度中心。設(shè)備異常前數(shù)小時內(nèi)信號設(shè)備動作情況可以保存下來，供故障分析用。2023/9/2219列控ATP的監(jiān)視功能車上監(jiān)視設(shè)備可以將列車運行過程中速度信號、制動裝置動作以及列車實際速度和司機操作等狀態(tài)保存下來。一般可保存12～72h有關(guān)運行平安的資料。2023/9/2220二．列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理國外鐵路采用的列控系統(tǒng)主要有：日本新干線ATC系統(tǒng)法國TGV鐵路和韓國高速鐵路的TVM300及TVM430系統(tǒng)德國及西班牙鐵路采用的LZB系統(tǒng)瑞典鐵路的EBICA900系統(tǒng)等。各國的列車自動控制系統(tǒng)都具有自己的特點，有不同的技術(shù)條件和適應(yīng)范圍。2023/9/22211．列控ATP系統(tǒng)技術(shù)的分類(1)按照地面向機車傳送信號的連續(xù)性來分類，分為兩種類型：①連續(xù)式列控系統(tǒng)如：德國LZB系統(tǒng)、法國TVM系統(tǒng)、日本數(shù)字ATC系統(tǒng)。②點式列控系統(tǒng)如：瑞典EBICAB系統(tǒng)。2023/9/2222①連續(xù)式列控系統(tǒng)連續(xù)式列控系統(tǒng)的車載設(shè)備可連續(xù)接收到地面列控設(shè)備的車-地通信信息，是列控技術(shù)應(yīng)用及開展的主流。采用連續(xù)式列車速度控制的日本新干線列車追蹤間隔為5min法國TGV北部線區(qū)間能力甚至到達3min連續(xù)式列控系統(tǒng)可細分為階梯速度控制方式和曲線速度控制方式。2023/9/2223②點式列控系統(tǒng)

點式列控系統(tǒng)接收地面信息不連續(xù)，但對列車運行與司機操縱的監(jiān)督并不間斷，因此也有很好的平安防護效能。2023/9/2224〔2〕按照列車速度防護方式按照列車速度防護方式，分為兩種類型：①階梯控制方式出口速度檢查方式如：法國TVM300系統(tǒng)入口速度檢查方式如：日本新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)2023/9/2225②曲線控制方式分級曲線模式如：法國TVM430系統(tǒng)、速度-距離模式如：德國LZB系統(tǒng)，日本新干線數(shù)字ATC系統(tǒng)2023/9/2226〔3〕按照人機關(guān)系來分類分為兩種類型：①設(shè)備優(yōu)先控制的方式。如：日本新干線ATC系統(tǒng)。②司機優(yōu)先控制方式如：法國TVM300／430系統(tǒng)、德國LZB系統(tǒng)2023/9/22272．階梯控制方式技術(shù)原理每個閉塞分區(qū)設(shè)計為一個目標速度。在一個閉塞分區(qū)中無論列車在何處都只按照固定的速度判定列車是否超速。2023/9/2228階梯控制方式階梯控制方式可不需要距離信息，只要在停車信號與最高速度間增加假設(shè)干中間速度信號，即可實現(xiàn)階梯控制方式。因此軌道信息量較少，設(shè)備相比照較簡單，這種傳統(tǒng)的控制方式是目前高速鐵路最普遍采用的控制方式。階梯控制又分為出口速度檢查和入口速度檢查兩種方式。2023/9/2229〔1〕出口速度檢查控制方式法國TGV300系統(tǒng)采用了這種方式，該方式要求列車在閉塞分區(qū)內(nèi)將列車速度降低到目標速度，設(shè)備在閉塞分區(qū)出口進行檢查。如果列車實際速度未到達目標速度以下那么設(shè)備自動進行制動。階梯控制出口速度檢查方式示意圖見圖7-1-3。2023/9/2230圖7-1-3階梯控制出口速度檢查方式示意圖2023/9/2231TVM300系統(tǒng)是其早期產(chǎn)品，系統(tǒng)構(gòu)成簡單，由于受當時技術(shù)條件限制，地對車信息傳輸容量僅有18個，因此它的速度監(jiān)控是階梯式的(見圖4—1)，它只檢查列車進入軌道區(qū)段的出口速度，不檢查入口速度，因此為保證平安，它需要有一個保護區(qū)段，這對線路的通過能力有一定的影響，同時這種階梯監(jiān)控分段制動的方式也不符合一般列車的連續(xù)制動模式。TVM300系統(tǒng)的速度監(jiān)督模式曲線如圖7-1-4所示。2023/9/2232圖7-1-4法國TVM300系統(tǒng)階梯控制出口速度檢查方式示意圖2023/9/2233

TVM300車載設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7-1-5所示。2023/9/2234TVM300車載設(shè)備主要包括連續(xù)式信號傳感器及接收機、點式信息傳感器及接收機、速度傳感器及處理單元及速度顯示器、音響報警器、制動閥轉(zhuǎn)換開關(guān)、輔助表示燈等。2023/9/2235連續(xù)式機車信號接收機接收地面連續(xù)信息，通過處理給出目標速度和監(jiān)督速度，同時把來自測速單元的列車實際速度和監(jiān)督速度進行比較，如果列車實際速度超過監(jiān)督速度，那么控制列車實施制動。連續(xù)式機車信號是車載設(shè)備的核心，采用了主備方式的雙重結(jié)構(gòu)。2023/9/2236連續(xù)式機車信號的接收其主備兩套設(shè)備完全相同，從感應(yīng)器、接收機到顯示器都是分開的，兩套同時工作接收地面信息。兩套設(shè)備正常工作時，主備兩機的速度控制繼電器以并聯(lián)方式控制制動繼電器使之得電，主顯示器和主機接通工作，各顯示器備機電路斷開備用，報警電路只接入主機，當主機或備機發(fā)生故障時，不會導致制動繼電器失電而自動停車。2023/9/2237這種概率很小，當主機發(fā)生故障時，通過自動轉(zhuǎn)換電路，把備顯示器接人備機，報警電路也由主機轉(zhuǎn)到備機；如果備機故障，主機原來的工作狀態(tài)，主備機均有故障報警；僅主顯示器故障時，自動轉(zhuǎn)換電路還在工作，由司機用轉(zhuǎn)換開關(guān)手動接通輔助顯示器。2023/9/2238測速設(shè)備由測速電機和測速單元組成，只采用一個測速電機，但是測速單元為兩路，只選擇一路輸出至機車信號接收器。設(shè)有兩路檢查工作情況的電路，如果測速電路故障，兩路速度相差很大，那么發(fā)出燈光報警，司機通過開關(guān)選擇速度較高一路作為平安輸出。2023/9/2239法國TGV地面信號傳輸設(shè)備為UM71(或UM2000)型軌道電路。地面不設(shè)信號機，只在閉塞分區(qū)分界點處設(shè)停車標。司機駕駛列車完全根據(jù)機車信號的速度顯示，視機車信號為主體信號。2023/9/2240TVM300每一個閉塞分區(qū)內(nèi)只按照一個允許速度進行控制。列車的允許速度為本區(qū)段的人口速度，即上一區(qū)段的目標速度。機車信號顯示器給出的是目標速度，要求列車在區(qū)段的出口處必須保持或降低到此速度。如果司機按照機車顯示給出的目標速度運行，速度監(jiān)督設(shè)備不干預司機操作。當列車速度超過規(guī)定的允許速度時，速度監(jiān)督設(shè)備那么自動實施制動。2023/9/2241TVM300型設(shè)備包括連續(xù)式機車信號、點式信息接收設(shè)備以及列車速度監(jiān)督設(shè)備。速度監(jiān)督設(shè)備分為兩局部，一局部是測速單元，另一局部為列車制動控制電路。TVM300型車上設(shè)備與UM71軌道電路、地面點式環(huán)線系統(tǒng)構(gòu)成完整的列車運行間隔調(diào)整系統(tǒng)，對高速列車運行進行平安防護。2023/9/2242地面發(fā)送設(shè)備具有18個低頻信號(TBF)。法國TGV實際只使用了14個TBF信號。此外地面還配有環(huán)線點式發(fā)送設(shè)備，具有14個單頻信號，向機車傳遞“列車進入上行線〞、“列車進入下行線〞、“絕對停車〞、“駛出TVM300控制區(qū)段〞等信息。2023/9/2243為發(fā)揮乘務(wù)員責任感及駕駛技巧，法國鐵路采用了人控為主，設(shè)備起監(jiān)督作用的控制方式。2023/9/2244出口速度檢查方式由于要在列車到達停車信號處(目標速度為零)才檢查列車速度是否為零，如果列車速度不是零，設(shè)備才進行制動。由于制動后列車要走行一段距離才能停車，因此停車信號前方要有一段平安防護區(qū)。2023/9/2245〔2〕入口速度檢查控制方式日本新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)采用這種方式，新干線采用速度分級，入口制動，自動緩解的控制方式。該方式要求列車在閉塞分區(qū)入口處接收到目標速度信號后立即以此速度進行檢查，一旦列車超速，那么進行制動使列車速度降低到目標速度以下。2023/9/2246新干線ATC列車檢測采用了有絕緣音頻軌道電路。新干線ATC車載設(shè)備與我國普通機車信號不同，它不向司機預告前方地面信號的燈光顯示而是給出列車所在區(qū)間列車的目標速度。2023/9/2247采用ATC設(shè)備后，司機按照機車上的ATC速度信號行車，普通自動閉塞采用的地面信機就不設(shè)了。列車經(jīng)過的正線、到發(fā)線、咽喉區(qū)都發(fā)送相應(yīng)的速度信號。司機按照機車上的速度信號進出車站。2023/9/2248階梯控制入口速度檢查方式示意圖見圖7-1-6。2023/9/2249列車在閉塞分區(qū)入口處接收到目標速度信息后立即以此速度進行檢查，一旦列車超速，那么進行制動時列車速度降低到目標速度以下。2023/9/2250〔a〕新干線區(qū)間速度控制方式2023/9/2251〔b〕新干線進站停車速度控制方式2023/9/2252這種方式在遇上前方停車信號時，列車在閉塞分區(qū)人口處立即制動，對許多列車來說會過早地停車。2023/9/2253日本新干線采用了停車信號前再裝P點的方式，軌道電路發(fā)送30信號，只在列車收到30信號且又經(jīng)過P點時車上才會形成停車信號。當軌道電路發(fā)送30信號時，經(jīng)過P點后變?yōu)?1停車信號。2023/9/2254在車站到發(fā)線停止標志和警沖標之間設(shè)有環(huán)線可以發(fā)送03停車信號，列車收到03信號后非常制動。在新干線03區(qū)段內(nèi)又加裝了點式冒進檢測裝置，當列車冒進后關(guān)閉全站信號，軌道電路發(fā)送02E信號使列車制動以防止發(fā)生側(cè)面沖突重大事故。2023/9/2255分級速度制動方式的缺陷：制動距離確實定。由于線路上運行的各種列車制動性能各異，為了確保平安，系統(tǒng)只能按制動性能最差的列車性能來確定制動距離，這對于制動性能好的列車來說是個損失，影響進—步提高運行密度。2023/9/2256ATP制動控制只進行制動和緩解兩種操作，不調(diào)整制動力大小，因此列車減速度變化大，旅行舒適度差。2023/9/2257采用多段制動方式時，每個閉塞分區(qū)都要考慮列車從人口速度降低到出口速度減速制動距離，列車實際的減速過程要包括列車在信號設(shè)備動作時間及制動空走時間中走行的距離，此外還要在防護點之前留有一定平安距離。如果列車從200km／h分三段降到速度0，那么存在3個空走距離和3個平安距離。如果只用一次制動的話，那么只需要一個空走距離和一個平安距離。分段制動方式增加了列車追蹤間隔。2023/9/2258分段制動方式和一次制動方式示意圖見圖7-1-82023/9/22593．曲線控制方式〔1〕分級曲線控制方式法國TVM430系統(tǒng)采用了這種方式，該方式要求每個閉塞分區(qū)入口速度(上一個閉塞分區(qū)的目標速度)和出口速度(本閉塞分區(qū)目標速度)用曲線連接起來，形成一段連續(xù)的控制曲線，曲線控制方式和階梯控制方式一樣，每一個閉塞分區(qū)只給定一個目標速度?？刂魄€把閉塞分區(qū)允許速度的變化連續(xù)起來。2023/9/2260地面設(shè)備傳送給車載設(shè)備的信息是下一個閉塞分區(qū)的速度、距離和線路條件數(shù)據(jù)，沒有提供至目標點的全部數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)是分級連續(xù)制動模式曲線(即以分級小曲線的變換點連成的準一次制動模式曲線)。TVM430是TVM300的換代產(chǎn)品，地面采用UM2000型軌道電路2023/9/2261TVM430每一個閉塞分區(qū)給定一個目標速度，但用曲線代替原來的階梯控制線。列車速度超過限速曲線時，列控設(shè)備實施制動。為防止冒進信號發(fā)生追尾,仍設(shè)有保護區(qū)段。TVM430的允許速度不是固定為該區(qū)段的人口速度(上一區(qū)段的出口速度)，而是隨著列車的移動而變化，在出口處到達目標速度。因此超速制動的時機要早一些，有利于縮短列車追蹤間隔。2023/9/2262此外，TVM430還增加了下一個閉塞分區(qū)的速度預告，如果下一個閉塞分區(qū)要求減速那么速度顯示閃動，提醒司機注意。如果速度顯示穩(wěn)定那么表示下一個閉塞分區(qū)不減速。2023/9/2263法國TVM430速度曲線控制方式見圖7-1-9中曲線。2023/9/2264在曲線控制方式下，列車在一個閉塞分區(qū)中運行時,列控設(shè)備判定列車超速的目標速度不再是一個常數(shù)，而是隨著列車行駛不斷變化，即是距離的函數(shù)。因此列控設(shè)備除了需要接收目標速度信息外，還要接收到閉塞分區(qū)長度及換算坡度的信息。TVM430系統(tǒng)的軌道電路可以傳遞27bit信息，其中目標速度信息6bit，距離信息8bit，坡度信息4bit。2023/9/2265法國TGV區(qū)段允許雙線雙方向運行，反向運行按單線自動閉塞方式處理。TGV區(qū)段每隔25—30km設(shè)有區(qū)間渡線，用于特殊情況下組織反方向運行。2023/9/2266圖7-1-10是渡線道岔反位時允許列車以低于160km／h的速度進入鄰線的速度控制方式。渡線區(qū)前方設(shè)絕對停車標和絕對停車的點式環(huán)線。列車通過渡線后，如果前方區(qū)間空閑那么列車可以提高速度運行。2023/9/2267圖7-1-10列車越渡線時的列車控制2023/9/2268法國TGV線與普通線連接處設(shè)有地面信號機和TGV標志牌，過分界的速度為160km／h。2023/9/2269圖7-1-11是列車由普通線進入TGV的控車方式。2023/9/2270圖7-1-12是列車由TGV線進入普通線的控車方式2023/9/2271法國TVM列控系統(tǒng)與日本新干線ATC系統(tǒng)比較有下面幾個特點：

①采用電氣諧振式無絕緣軌道電路代替使用機械絕緣的軌道電路，既有利于無縫線路的敷設(shè)又有利于牽引電流平衡回流。②采用1.7～2.6kHz載頻，F(xiàn)SK(頻移鍵控)或FM(調(diào)頻)調(diào)制方式。用增大發(fā)送功率和提高接收端電平的方法改善抗干擾能力。2023/9/2272

③TVM300有18種TBF，可以有18種速度信號，實際使用14種。TVM430使用了報文方式，共有21bit，其中速度編碼為8位，共有256種速度信號。日本新干線采用雙頻組合方式，理論上可組成36種速度信號，實際上使用了8種。2023/9/2273④法國采用“人控優(yōu)先〞的控制原那么。列車正常運行由司機駕駛，只有在司機失誤并可能出現(xiàn)危險的情況以下控設(shè)備才強迫列車制動。法國鐵路認為這種人機關(guān)系有利于發(fā)揮司機的技術(shù)能力，加強其責任感。日本新干線ATC系統(tǒng)采用“設(shè)備優(yōu)先〞的控制原那么。列車減速一般由設(shè)備完成，當列車速度減到30km／h以下需要在車站停車時才由司機操縱以保證列車停在正確位置。2023/9/2274⑤法國列控設(shè)備制動后，當列車速度低于目標速度后只給出允許緩解的表示，由司機進行緩解操作。日本新干線ATC當列車速度低于目標速度后自動緩解，這種方式要求列車制動系統(tǒng)連續(xù)屢次制動后制動力不衰竭。2023/9/2275⑥法國TGV線站間距長，每隔25～30km設(shè)置了區(qū)間渡線。法國列控系統(tǒng)具有完善的區(qū)間渡線平安防護功能，在特殊情況下允許列車像單線自動閉塞那樣組織反向行車。2023/9/2276⑦法國TGV列控系統(tǒng)利用軌道內(nèi)敷設(shè)的環(huán)線發(fā)送點式信號。TVM300系統(tǒng)采用模擬環(huán)線信號共有14個點式信息。TVM430系統(tǒng)采用PSK(相移鍵控)數(shù)字環(huán)線信號。日本新干線點式信號為變頻方式，信息量較少。2023/9/2277⑧法國高速鐵路采用“人控優(yōu)先〞的設(shè)計原那么，系統(tǒng)采用雙重冗余方式，比日本新干線的三重冗余所用設(shè)備少，造價也較低。2023/9/2278〔2〕速度-距離模式曲線控制方式速度-距離模式曲線控制實現(xiàn)了一次制動方式，ATC系統(tǒng)的車載設(shè)備為智能型設(shè)備，它根據(jù)目標速度、目標距離、線路條件、列車性能生成的目標-距離模式曲線進行連續(xù)制動，縮短了運行間隔，提高了運輸效率，增加了旅行舒適度。2023/9/2279為了實現(xiàn)這一方式，地面設(shè)備必須向列車發(fā)送前方列車的位置、限速條件等動態(tài)數(shù)據(jù)，以及線路條件等固定數(shù)據(jù)，數(shù)字ATC的地面設(shè)備以數(shù)據(jù)編碼向列車傳送信息，信息量明顯增加，可靠性高。2023/9/2280德國LZB系統(tǒng)和日本數(shù)字ATC系統(tǒng)采用這種控制方式，速度-距離模式曲線控制不再對每一個閉塞分區(qū)規(guī)定一個目標速度，而是向列車傳送目標速度、列車距目標的距離(和TVM430不一樣，它可以包括多個閉塞分區(qū)的長度)的信息。列車實行一次制動控制方式。列車追蹤間隔可以根據(jù)列車制動性能、車速、線路條件調(diào)整，可以提高混跑線路的通過能力。2023/9/2281列車實行一次制動控制方式。列車追蹤間隔可以根據(jù)列車制動性能、車速、線路條件調(diào)整，可以提高混跑線路的通過能力。這種方式稱為目標速度——目標距離方式(DISTANCETOGO)，是一種更理想的運行控制模式。2023/9/2282德國連續(xù)式列車自動控制系統(tǒng)LZB是由軌旁設(shè)備LZBL72和車載設(shè)備LZB80構(gòu)成。所有固定數(shù)據(jù)如線路地理參數(shù)、局部的固定限速等都貯存在LZB中心。聯(lián)鎖系統(tǒng)向控制中心傳送信息顯示、道岔設(shè)置及其他數(shù)據(jù)的同時，系統(tǒng)范圍內(nèi)的列車也向控制中心傳送它們的特殊數(shù)據(jù)，如列車長度、列車位置、實際速度等等。區(qū)間列車占用情況檢查是通過區(qū)間軌道電路或計軸設(shè)備等完成的。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，控制中心確定每列列車的最大標稱速度，指揮列車運行2023/9/2283德國LZB系統(tǒng)列車速度—距離方式示意圖見圖7-1-13〔a〕〔b〕。〔a〕德國LZB系統(tǒng)列車速度—距離方式示意圖2023/9/2284〔b〕德國LZB列車速度-距離控制曲線圖2023/9/2285圖7-1-13〔b〕中的曲線1為常規(guī)最大制動，曲線2為常規(guī)最小制動。在LZB系統(tǒng)中，地面和車上的信息是通過感應(yīng)環(huán)線相互傳送的。每個LZB地面控制中心最長可以控制12.7km的環(huán)線，每個短回線發(fā)送接收單元的環(huán)線長度為左右各300m，環(huán)線每100m交叉換位一次，以對電氣進行補償，同時也用于確定列車的實際位置。2023/9/2286地面設(shè)備由控制中心和環(huán)線系統(tǒng)構(gòu)成?？刂浦行呐c調(diào)度中心、微機聯(lián)鎖、相鄰控制中心交換數(shù)據(jù)，并通過環(huán)線和列車交換數(shù)據(jù)，控制每一列車運行。LZB地面設(shè)備配置如圖7-1-14所示。2023/9/2287圖7-1-14LZB系統(tǒng)地面設(shè)備框圖2023/9/2288日本新干線ATC系統(tǒng)已投入使用30多年，系統(tǒng)根本控制方式幾乎沒有變化。近年來為進一步提高高速列車速度和行車密度，采用最新計算機技術(shù)和數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)行的ATC系統(tǒng)進行了改進，增加了車-地通信數(shù)據(jù)，到1993年3月，山陽新干線(新神戶至博多)全線都更換成為這種新的數(shù)字ATC系統(tǒng)。2023/9/2289其制動曲線如圖7-1-15〔a〕〔b〕所示。〔a〕日本新干線數(shù)字ATC系統(tǒng)制動曲線2023/9/2290〔b〕日本新干線數(shù)字ATC與傳統(tǒng)ATC制動曲線比較2023/9/2291根據(jù)增加的數(shù)據(jù)和車上線路數(shù)據(jù)結(jié)合起來，列車就可以知道自己現(xiàn)在處于什么位置、據(jù)前方停車點(或限速點)還有多少距離，列車根據(jù)這些數(shù)據(jù)，結(jié)合本身的牽引及制動性能，計算出最高允許速度，控制列車在允許速度以下運行。這種方式只是再增加數(shù)字信息發(fā)送設(shè)備，地面接收設(shè)備和原有車上設(shè)備可保持不變，新的車上設(shè)備可以接收數(shù)字信息，實現(xiàn)高速運行。2023/9/2292日本數(shù)字ATC系統(tǒng)采用這種方式有以下優(yōu)點：

①由于根據(jù)數(shù)字信息可以知道距停車點的距離，所以，可以實現(xiàn)車上智能化，不同性能的列車可以根據(jù)自己的制動性能進行控制，實現(xiàn)不同速度、不同性能的列車混跑；②列車能夠?qū)崿F(xiàn)一次模式曲線制動控制，常用制動分為最大常用制動和一般常用制動，提高了乘坐舒適度，縮短運行間隔。2023/9/22934．點式列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理點式列控系統(tǒng)從原理上可實現(xiàn)階梯控制和曲線控制，這里只介紹速度曲線控制類型。點式列控系統(tǒng)造價低、維修工作少。2023/9/2294瑞典鐵路采用的列車速度控制系統(tǒng)是ABB公司生產(chǎn)的點式列車自動防護系統(tǒng)。根據(jù)運營要求形成EBICAB700、800和900系列。EBICAB900系統(tǒng)是適用于高速鐵路的ATP系統(tǒng)。它可以監(jiān)督列車運行情況和司機的操作，向司機提供有關(guān)的信號信息，幫助司機以最平安、最有效的方式駕駛列車。2023/9/2295EBICAB900系統(tǒng)對目標速度監(jiān)督采用模式曲線方式。系統(tǒng)考慮距離、速度、制動能力和坡道參數(shù)，通過計算在距離速度坐標平面得到一組檢查曲線，該組曲線聚集到給定的目標點上。目標速度監(jiān)督方式如圖7-1-16所示。2023/9/2296圖7-1-16瑞典EBICAB9000列車目標速度監(jiān)督方式2023/9/2297從圖7-1-13可以看出檢查曲線組把速度距離平面分成假設(shè)干個區(qū)域，記為A～F。A區(qū)在通過應(yīng)答器開始，在顯示器上顯示目標速度并鳴笛0．5s。B區(qū)在ATP制動曲線之前8s開始，進入此區(qū)顯示器閃光(120次／min)并鳴笛。C區(qū)在ATP制動前3s開始，如果司機仍未制動那么鳴笛2次。2023/9/2298D區(qū)在ATP制動曲線處開始，此時系統(tǒng)進行制動，“ATP制動〞燈點亮。E區(qū)在常用全制動曲線處開始，在此區(qū)將進行最大常用制動。F區(qū)在緊急制動曲線處開始，在此區(qū)將進行緊急制動。2023/9/2299這種制式不需要像入口階梯控制那樣要在停車信號前設(shè)置P點，也可以不設(shè)置出口階梯控制所必需的保護區(qū)段。2023/9/22100點式系統(tǒng)的主要弱點是信號追蹤性不佳。它只能在指定的信號點接收信息，如果列車經(jīng)過某信號點之后，先行列車位置移動，地面信號發(fā)生了變化，車上控制系統(tǒng)不能立即知道，而必須等列車到達下一個信號點才能接收到。因此，點式列控系統(tǒng)限制了列車追蹤間隔的進一步減少。2023/9/221015．優(yōu)先控制方式〔2〕人控優(yōu)先方式人控優(yōu)先的方式只有在列車速度超過平安運行所允許的速度，設(shè)備才進行懲罰性的強迫制動。列車正常運行時設(shè)備不干預司機操作。人控優(yōu)先的系統(tǒng)有助于加強司機的責任感，發(fā)揮其駕駛技巧。2023/9/22102三．秦沈客運專線列控ATP系統(tǒng)實例秦沈客運專線引進了法國的U／T系統(tǒng)。法國高速鐵路TGV區(qū)段均采用帶速度監(jiān)督的TVM300型或TVM430型機車信號，地面信息傳輸采用UM系列無絕緣軌道電路。簡稱U／T系統(tǒng)。機車信號帶有列車速度監(jiān)督是法國U／T系統(tǒng)的一個特點，它是保證行車平安、防止列車超速運行的有效手段。2023/9/22103U／T系統(tǒng)對速度的控制是采用分段(每個軌道區(qū)段)制動的列控模式，司機按照每一個軌道電路地面信息給出的速度值運行時，速度監(jiān)督設(shè)備將不干預司機正常操作，當司機違章操作或列車速度超過規(guī)定的允許速度時，速度監(jiān)督設(shè)備就將自動實施制動。2023/9/22104法國第三條北方線高速鐵路，列車運行速度已達320km／h，為此法國有關(guān)公司對原由模擬電路構(gòu)成的U／T系統(tǒng)進行了全數(shù)字化的改造，現(xiàn)已投入使用的有TVM400系列產(chǎn)品，其中TVM430系統(tǒng)是我國最熟悉的。2023/9/22105TVM400系列采用了數(shù)字電路技術(shù)使設(shè)備結(jié)構(gòu)小型化、模塊化，采用數(shù)字通信技術(shù)使車地間的信息傳輸數(shù)字編碼化，從而使車地間的信息傳輸量有較大增加，這些信息除原有用于列車間隔的速度等級外，還可滿足線路坡道、距離等不同線路數(shù)據(jù)的要求，因此其速度監(jiān)督由過去的階梯控制方式改為分級連續(xù)模式曲線控制方式，原TVM300系統(tǒng)的保護區(qū)段可以取消，其線路通過能力有所提高，2023/9/22106同時，其控制曲線已接近連續(xù)控制模式。由于TVM430仍然是按速度等級分段制動，其列車追蹤間隔主要與閉塞分區(qū)的劃分和車速有關(guān)，而一般閉塞分區(qū)長度確實定是以線路上最壞性能的列車為依據(jù)，因此它一般適用于像法國高速線路上運行的列車性能根本一致的情況，而對于實行列車性能差異較大的高中速混合運行的線路，采用這種模式能力是要受到較大影響的。2023/9/22107TVM430系統(tǒng)通常與SEI列控聯(lián)鎖一體化地面系統(tǒng)配套應(yīng)用，在法國地中海線、海峽-倫敦線，我國的秦沈客運專線采用了此系統(tǒng)。2023/9/221081．SEI／TVM430系統(tǒng)主要功能

(1)SEI為TVM430系統(tǒng)的車站區(qū)間一體化設(shè)備，即區(qū)間地面設(shè)備與車站聯(lián)鎖集成為一體化。SEI可根據(jù)列車運行的位置，前后列車之間的運行間隔、固定限速和臨時限速等條件，產(chǎn)生列控車載系統(tǒng)所需要的全部地面信息，包括列車的目標速度、目標距離、線路的長度和坡度等，應(yīng)能實現(xiàn)設(shè)置和向車載設(shè)備提供全區(qū)間限速和臨時限速功能，并將這些信息通過軌道電路發(fā)送給車載設(shè)備。2023/9/22109(2)TVM430系統(tǒng)車載設(shè)備接收地面?zhèn)鬏攣淼男畔ⅲ鶕?jù)預先輸入的列車參數(shù)(牽引總重、牽引輛數(shù)、制動率、列車換長等)實時計算列車當前運行的允許速度，生成分級連續(xù)速度一距離控制曲線，同時列控車載設(shè)備實時檢測列車當前運行速度，司機可根據(jù)顯示器上的允許速度、目標距離和實際速度駕駛列車運行。2023/9/22110當列車的實際速度超過允許速度，列控車載設(shè)備自動控制制動裝置，使列車制動減速，保證列車在停車點前停車，或在限速點前速度降低到限速值以下。與列車牽引和制動系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)對列車減速的自動控制和緩解的人工控制。2023/9/221112．SEI系統(tǒng)設(shè)備(1)SEI系統(tǒng)主要特點①軌道電路數(shù)字化。SEI系統(tǒng)采用UM2000軌道電路，實現(xiàn)了27ht數(shù)字編碼，可以滿足基于軌道電路進行大量平安信息連續(xù)傳輸?shù)囊蟆?023/9/22112②列控聯(lián)鎖一體化。SEI設(shè)備將車站聯(lián)鎖設(shè)備與區(qū)間的列控設(shè)備合二為一，列控、聯(lián)鎖接口由內(nèi)部通信實現(xiàn)，二者結(jié)合緊密，信息傳輸延遲小，提高了系統(tǒng)設(shè)備的可用性和可靠性，符合信號系統(tǒng)開展方向。2023/9/22113③站內(nèi)、區(qū)間軌道電路同一制式。SEI系統(tǒng)站內(nèi)及區(qū)間均采用UM2000軌道電路，即站內(nèi)、區(qū)間一體化，真正實現(xiàn)了站內(nèi)列控信息無盲區(qū)，且易于