列車運(yùn)行控制

第六章列車運(yùn)行控制1一、定義

列控系統(tǒng)：由列控中心、閉塞設(shè)備、地面信號(hào)設(shè)備、地車信息傳輸設(shè)備、車載速度控制設(shè)備構(gòu)成的用于控制列車運(yùn)行速度保證行車安全和提高運(yùn)輸能力的控制系統(tǒng)。列控系統(tǒng)是車站、區(qū)間、列車運(yùn)行控制和行車調(diào)度指揮的自動(dòng)化集成技術(shù)系統(tǒng)，是對(duì)鐵路信號(hào)、列車牽引、車輛制動(dòng)和軌道線路等交叉學(xué)科相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整合的機(jī)電一體化系統(tǒng)。它沖破了功能單一、控制分散、信號(hào)相對(duì)獨(dú)立的傳統(tǒng)技術(shù)理念，推動(dòng)了鐵路信號(hào)技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化的方向發(fā)展。二、分類1.按地－車信息傳輸方式（1）連續(xù)式列控系統(tǒng)

：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)用及發(fā)展的主流。如：德國LZB系統(tǒng)、法國TVM系統(tǒng)、數(shù)字ATC系統(tǒng)。采用連續(xù)式列車速度控制的新干線列車追蹤間隔為5min，法國TGV北部線區(qū)間能力甚至達(dá)到3min。連續(xù)式列控系統(tǒng)可細(xì)分為階梯速度控制方式和曲線速度控制方式。二、分類1.按地－車信息傳輸方式（2）點(diǎn)式列控系統(tǒng)

：點(diǎn)式列控系統(tǒng)接收地面信息不連續(xù)，但對(duì)列車運(yùn)行與司機(jī)操縱的監(jiān)督并不間斷，因此也有很好的安全防護(hù)效能。（3）點(diǎn)連式列控系統(tǒng)

：我國CTCS2級(jí)，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)、限速和停車信息。二、分類2.按控制模式（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：新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)。（2）速度—距離模式曲線控制方式：速度-距離模式，如：德國LZB系統(tǒng)，新干線數(shù)字ATC系統(tǒng)。3.按人機(jī)關(guān)系（1）設(shè)備優(yōu)先控制的方式。如：新干線ATC系統(tǒng)。（2）司機(jī)優(yōu)先控制方式。如：法國TVM300／430系統(tǒng)、德國LZB系統(tǒng)4.照閉塞方式：固定閉塞、移動(dòng)閉塞。二、分類5.按照功能、人機(jī)分工和自動(dòng)化程度（1）列車自動(dòng)停車（AutomaticTrainStop

簡(jiǎn)稱ATS）系統(tǒng)

：ATS是一種只在停車信號(hào)（紅燈）前實(shí)施列車速度控制的裝置，是在非速差式信號(hào)體系下的產(chǎn)物，屬于列車速度控制的初級(jí)階段。（2）列車超速防護(hù)（AutomaticTrainProtection簡(jiǎn)稱ATP）系統(tǒng)

：ATP是隨著速差式信號(hào)體系的建立而產(chǎn)生的，列車正常運(yùn)行由司機(jī)控制，只在司機(jī)疏忽或失去控制能力且列車出現(xiàn)超速時(shí)設(shè)備才起作用，并以最大常用制動(dòng)或緊急制動(dòng)方式，強(qiáng)迫列車減速或停車。當(dāng)列車速度已降至或到達(dá)限速要求，由司機(jī)判定和操作制動(dòng)緩解。系統(tǒng)要求符合故障—安全原則。二、分類5.按照功能、人機(jī)分工和自動(dòng)化程度（3）列車自動(dòng)控制（AutomaticTrainControl簡(jiǎn)稱ATC）系統(tǒng)：當(dāng)列車運(yùn)行超過限制速度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)施常用制動(dòng)，使列車降至低于限制速度的一定值后，制動(dòng)自動(dòng)緩解，列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。這是一種設(shè)備優(yōu)先的列車運(yùn)行安全控制系統(tǒng)，司機(jī)一部分操作由設(shè)備代替，但列車運(yùn)行的正常調(diào)速仍由司機(jī)操作，系統(tǒng)同樣要求故障—安全原則。（4）列車自動(dòng)運(yùn)行（AutomaticTrainOperation簡(jiǎn)稱ATO）系統(tǒng)

：按系統(tǒng)預(yù)先輸入的程序，保證列車運(yùn)行圖的要求，由設(shè)備代替司機(jī)進(jìn)行列車運(yùn)行的加速、減速或定點(diǎn)停車的速度調(diào)整。一般情況下，司機(jī)除對(duì)列車啟動(dòng)操作外，只對(duì)設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)督，它屬于一種非安全系統(tǒng)，一般疊加在ATC或ATP上，列車運(yùn)行的安全防護(hù)由后者承擔(dān)。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1.列車測(cè)速與列車定位1）列車測(cè)速目前存在多種列車測(cè)速方式，根據(jù)速度信息獲取的來源，我們可以把測(cè)速方式分成兩大類，一類是利用輪軸旋轉(zhuǎn)信息獲取列車速度的測(cè)速方法，另一類是利用無線方式直接檢測(cè)列車的速度的測(cè)速方法。

（1）輪軸旋轉(zhuǎn)測(cè)速方法測(cè)速電機(jī)方式：包括一個(gè)齒輪和兩組帶有永久磁鐵的線圈。齒輪固定在機(jī)車輪軸上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈固定在軸箱上。輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪切割磁力線，在線圈上產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，其頻率與列車速度（齒輪的轉(zhuǎn)速）成正比。這樣列車的速度信息就包含在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率特征里。經(jīng)過頻率—電壓變化后，把列車實(shí)際運(yùn)行的速度變換為電壓值，通過測(cè)量電壓的幅度得到速度值。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1.列車測(cè)速與列車定位

（1）輪軸旋轉(zhuǎn)測(cè)速方法脈沖轉(zhuǎn)速傳感器方式：脈沖轉(zhuǎn)速傳感器安裝在輪軸上，輪軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，傳感器輸出一定數(shù)目的脈沖，這樣脈沖的頻率就與輪軸的轉(zhuǎn)速成正比。輸出脈沖經(jīng)過隔離和整形后，直接輸入到微處理器進(jìn)行頻率測(cè)量并換算成速度和走行距離。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1.列車測(cè)速與列車定位

（2）無線測(cè)速方式雷達(dá)測(cè)速：雷達(dá)測(cè)速是利用多普勒效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)的。向移動(dòng)體上發(fā)射一定頻率的電磁波，反射波與入射波之間會(huì)產(chǎn)生頻差，這個(gè)頻差與移動(dòng)體的速度成正比，這就是多普勒效應(yīng)。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1.列車測(cè)速與列車定位

（2）無線測(cè)速方式

GPS測(cè)速定位方式：美軍70年代在子午儀（Transit）系統(tǒng)上發(fā)展起來的全球性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它是目前技術(shù)上最成熟且已真正實(shí)用的一種衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)，能在全球范圍內(nèi)，在任意時(shí)刻、任意氣候條件下為用戶提供連續(xù)不斷的高精度的三維位置、速度和時(shí)間信息。1965年在慕尼黑—奧斯堡間首次運(yùn)用，德國已裝備了2000km鐵路線，1992年開通了西班牙馬德里—塞維利亞471km高速線。九、CTCS3列控系統(tǒng)連續(xù)式列控系統(tǒng)可細(xì)分為階梯速度控制方式和曲線速度控制方式。在該模式下，車載設(shè)備不具備安全監(jiān)控功能。查詢應(yīng)答器方法：查詢應(yīng)答器不僅物理安裝位置固定，它還可以直接向通過的列車發(fā)送本應(yīng)答器所處的公里坐標(biāo)。完全監(jiān)控模式（FS）：當(dāng)車載設(shè)備具備列控所需的全部基本數(shù)據(jù)（包括列車數(shù)據(jù)、行車許可和線路數(shù)據(jù)等）時(shí)，列控車載設(shè)備生成目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線，并通過人機(jī)界面（DMI）顯示列車運(yùn)行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等信息，監(jiān)控列車安全運(yùn)行。列車追蹤間隔依靠點(diǎn)式設(shè)備和無線移動(dòng)閉塞中心實(shí)現(xiàn)，具有明顯的移動(dòng)自動(dòng)閉塞特征。軌道環(huán)線定位方法：軌道感應(yīng)環(huán)線的兩根電纜每隔一個(gè)軌道長度（100m）要相互交叉一次，交叉回線將交變電信號(hào)送到沿鋼軌線路鋪設(shè)的交叉回線上，在回線上產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，車載設(shè)備在經(jīng)過每個(gè)交叉時(shí)能夠檢測(cè)到信號(hào)相位的變化,當(dāng)列車駛過一個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，利用信號(hào)相位的變化引發(fā)地址碼加1，由車載計(jì)算機(jī)根據(jù)地址碼計(jì)算出列車的地理位置，這樣就可以用絕對(duì)地址信息對(duì)機(jī)車?yán)锍逃?jì)產(chǎn)生的定位記錄進(jìn)行誤差修正，減少由于車輪滑行及空轉(zhuǎn)造成的位置誤差。在CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)中，RBC的主要功能包括：通過列車的CTCS識(shí)別碼獲得列車的信息；（3）列車自動(dòng)控制（AutomaticTrainControl簡(jiǎn)稱ATC）系統(tǒng)：當(dāng)列車運(yùn)行超過限制速度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)施常用制動(dòng)，使列車降至低于限制速度的一定值后，制動(dòng)自動(dòng)緩解，列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。（1）階梯控制方式：出口速度檢查方式，如：法國TVM300系統(tǒng)；九、CTCS3列控系統(tǒng)列控車載設(shè)備應(yīng)能夠監(jiān)測(cè)隔離開關(guān)狀態(tài)。除列車速度外,其它監(jiān)督信息將不在列車的人機(jī)界面上顯示。一般情況下，司機(jī)除對(duì)列車啟動(dòng)操作外，只對(duì)設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)督，它屬于一種非安全系統(tǒng)，一般疊加在ATC或ATP上，列車運(yùn)行的安全防護(hù)由后者承擔(dān)。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1.列車測(cè)速與列車定位2）列車定位三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1.列車測(cè)速與列車定位2）列車定位一般列控系統(tǒng)采用地面固定安放的設(shè)備來對(duì)累積誤差進(jìn)行校正，這些地面固定安放的設(shè)備稱地面絕對(duì)信標(biāo)，可以作為地面絕對(duì)信標(biāo)的定位方法包括：軌道電路絕緣節(jié)定位方法：軌道電路絕緣節(jié)是閉塞分區(qū)的分界點(diǎn)，絕緣節(jié)的位置在線路上是固定的，絕緣節(jié)兩邊傳輸?shù)男畔⒉煌?，所以，列車可以通過接收信息的變化了解過絕緣節(jié)的時(shí)機(jī)，把絕緣節(jié)的物理位置作為絕對(duì)信標(biāo)可以獲得列車位置信息。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1.列車測(cè)速與列車定位2）列車定位計(jì)軸器定位方法

：軌道絕緣節(jié)設(shè)置相同，計(jì)軸傳感器安放也是固定的，通過計(jì)軸器檢測(cè)列車占用或者出清對(duì)應(yīng)計(jì)軸區(qū)段也可以獲得列車位置信息。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)1.列車測(cè)速與列車定位2）列車定位

查詢應(yīng)答器方法：查詢應(yīng)答器不僅物理安裝位置固定，它還可以直接向通過的列車發(fā)送本應(yīng)答器所處的公里坐標(biāo)。

軌道環(huán)線定位方法：軌道感應(yīng)環(huán)線的兩根電纜每隔一個(gè)軌道長度（100m）要相互交叉一次，交叉回線將交變電信號(hào)送到沿鋼軌線路鋪設(shè)的交叉回線上，在回線上產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，車載設(shè)備在經(jīng)過每個(gè)交叉時(shí)能夠檢測(cè)到信號(hào)相位的變化,當(dāng)列車駛過一個(gè)交叉點(diǎn)時(shí)，利用信號(hào)相位的變化引發(fā)地址碼加1，由車載計(jì)算機(jī)根據(jù)地址碼計(jì)算出列車的地理位置，這樣就可以用絕對(duì)地址信息對(duì)機(jī)車?yán)锍逃?jì)產(chǎn)生的定位記錄進(jìn)行誤差修正，減少由于車輪滑行及空轉(zhuǎn)造成的位置誤差。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)2.地車信息傳遞1）移頻無絕緣軌道電路2）GSM-R:鐵路專用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)。

三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)2.地車信息傳遞3）軌道電纜:在軌道鋪設(shè)的感應(yīng)電纜，通過車載感應(yīng)線圈和感應(yīng)電纜的電磁偶合完成信號(hào)和數(shù)據(jù)的傳輸，地面控制中心系統(tǒng)通過軌道電纜與車載列控設(shè)備聯(lián)系。三、列控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)2.地車信息傳遞軌道感應(yīng)環(huán)線四、列車速度控制模式1.階梯控制方式技術(shù)原理每個(gè)閉塞分區(qū)設(shè)計(jì)為一個(gè)目標(biāo)速度。在一個(gè)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。分為兩種：

出口速度檢查控制方式：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(biāo)速度，設(shè)備在閉塞分區(qū)出口進(jìn)行檢查。如果列車實(shí)際速度未達(dá)到目標(biāo)速度以下則設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)。

入口速度檢查控制方式：列車在閉塞分區(qū)入口處接收到目標(biāo)速度信號(hào)后立即以此速度進(jìn)行檢查，一旦列車超速，則進(jìn)行制動(dòng)使列車速度降低到目標(biāo)速度以下。四、列車速度控制模式1.階梯控制方式技術(shù)原理四、列車速度控制模式1.階梯控制方式技術(shù)原理特點(diǎn)：（1）前后車均以閉塞分區(qū)單位進(jìn)行定位；（2）在閉塞分區(qū)內(nèi)，車載設(shè)備以一個(gè)允許速度防護(hù)列車；（3）閉塞分區(qū)長度按最差列車制動(dòng)性能設(shè)計(jì)。主要問題：（1）按制動(dòng)性能最差的列車性能來確定制動(dòng)距離，這對(duì)于制動(dòng)性能好的列車來說是個(gè)損失，影響進(jìn)—步提高運(yùn)行密度。；（2）ATP制動(dòng)控制只進(jìn)行制動(dòng)和緩解兩種操作，不調(diào)整制動(dòng)力大小，因此列車減速度變化大，旅行舒適度差。四、列車速度控制模式1.階梯控制方式技術(shù)原理四、列車速度控制模式2.速度-距離模式曲線控制方式目標(biāo)-距離模式曲線控制不再對(duì)每一個(gè)閉塞分區(qū)規(guī)定一個(gè)目標(biāo)速度，而是向列車傳送目標(biāo)速度、列車距目標(biāo)的距離的信息。列車實(shí)行一次制動(dòng)控制方式。列車追蹤間隔可以根據(jù)列車制動(dòng)性能、車速、線路條件調(diào)整，可以提高混跑線路的通過能力。SS3S1+S2S4制動(dòng)性能差的車設(shè)備監(jiān)督曲線制動(dòng)性能好的車目標(biāo)速度Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋S４五、國外列控系統(tǒng)簡(jiǎn)介西方發(fā)達(dá)國家的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)用比普遍，各種速度的鐵路都有應(yīng)用，但在高速鐵路上的應(yīng)用更顯示出其高水平和具有代表性。目前，高速鐵路在歐洲和亞洲快速發(fā)展，已通車或正在建設(shè)中的鐵路多達(dá)幾十條，其列控系統(tǒng)各不相同，主要有法國U/T、ATC和數(shù)字ATC、德國LZB80、歐洲ETCS等系統(tǒng)設(shè)備。于1964年開通了世界上第一條高速鐵路-東海道新干線。新干線現(xiàn)有的ATC系統(tǒng)普遍采用超前階梯式速度監(jiān)控，它的制動(dòng)方式是設(shè)備優(yōu)先的模式，即列控車載設(shè)備根據(jù)軌道電路傳送來的速度信息，對(duì)列車進(jìn)行減速或緩解控制，使列車出口速度達(dá)到本區(qū)段的要求，它沒有滯后控制所需的保護(hù)區(qū)段，在線路能力上較滯后控制有所提高。五、國外列控系統(tǒng)簡(jiǎn)介法國高速鐵路TGV區(qū)段的列控系統(tǒng)，車載信號(hào)設(shè)備采用TVM300或TVM430，地對(duì)車的信息傳輸以無絕緣軌道電路UM71為基礎(chǔ)，該列控系統(tǒng)簡(jiǎn)稱U／T系統(tǒng)。德國LZB系統(tǒng)是基于軌道電纜傳輸?shù)牧锌叵到y(tǒng)，是世界上首次實(shí)現(xiàn)連續(xù)速度控制模式的列控系統(tǒng)，技術(shù)上是成熟的。1965年在慕尼黑—奧斯堡間首次運(yùn)用，德國已裝備了2000km鐵路線，1992年開通了西班牙馬德里—塞維利亞471km高速線。歐洲是世界軌道交通最發(fā)達(dá)的地區(qū)，歐洲現(xiàn)有的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)種類繁多。為克服歐洲各國信號(hào)制式復(fù)雜、互不兼容，保證高速列車在歐洲鐵路網(wǎng)內(nèi)互通互行，在歐洲共同體的支持下，歐洲各信號(hào)廠商聯(lián)合制訂ERTMS/ETCS技術(shù)規(guī)范。ERTMS/ETCS是一個(gè)先進(jìn)的列車自動(dòng)防護(hù)（ATP-AutomaticTrainProtection）系統(tǒng)和機(jī)車信號(hào)（CabSignaling）技術(shù)規(guī)范，安裝符合ERTMS/ETCS技術(shù)規(guī)范的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，不僅能提高列車的安全性，并且能夠在歐洲境內(nèi)穿越過境時(shí)實(shí)現(xiàn)互通營運(yùn)。六、ETCS地面子系統(tǒng)主要包括:(1)歐洲應(yīng)答器(Eurobalise)；(2)軌旁電子單元(LEU)；(3)無線通信網(wǎng)絡(luò)(GSM-R)；(4)無線閉塞中心(RBC)；(5)歐洲環(huán)線(Euroloop)；(6)無線注入單元(Radioinfillunit)。車載子系統(tǒng)主要包括:(1)ERTMS/ETCS車載設(shè)備；(2)鐵路無線移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM-R)；(3)專用傳輸模塊(STM,即SpecificTrans-missionModules)。1.系統(tǒng)構(gòu)成六、ETCS2.

ETCS分級(jí)(1)0級(jí)：ETCS車載設(shè)備+傳統(tǒng)列控系統(tǒng)。主要是為了保證裝配ETCS車載設(shè)備的列車,能在沒有ETCS地面設(shè)備的線路、或尚不具備ETCS運(yùn)營條件的線路上運(yùn)行。既有地面信號(hào)系統(tǒng)完成列車占用檢測(cè)和完整性監(jiān)督。ETCS車載設(shè)備只顯示列車速度,并只監(jiān)督列車最大設(shè)計(jì)速度和線路最大允許速度。車載設(shè)備不提供機(jī)車信號(hào)功能,司機(jī)憑地面信號(hào)行車。除列車速度外,其它監(jiān)督信息將不在列車的人機(jī)界面上顯示。六、ETCS2.

ETCS分級(jí)(2)0+級(jí)

0+級(jí)主要是為了保證裝配ETCS車載設(shè)備的列車,在既有線運(yùn)行時(shí)能夠提供通用機(jī)車信號(hào)功能。在該級(jí)中,既有地面信號(hào)系統(tǒng)完成列車占用檢測(cè)和列車完整性監(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)。六、ETCS2.

ETCS分級(jí)(3)1級(jí)：地面信號(hào)＋查詢應(yīng)答器＋軌道電路裝備了ERTMS/ETCS的列車，在裝備有點(diǎn)式傳輸設(shè)備歐洲應(yīng)答器Eurobalise的線路上運(yùn)行，地面向列車傳輸?shù)男畔⑼耆揽縀urobalise，軌道電路只完成軌道區(qū)段的空閑/占用檢查和列車的完整性檢查。六、ETCS2.

ETCS分級(jí)(3)1級(jí)：地面信號(hào)＋查詢應(yīng)答器＋軌道電路裝備了ERTMS/ETCS的列車，在裝備有點(diǎn)式傳輸設(shè)備歐洲應(yīng)答器Eurobalise的線路上運(yùn)行，地面向列車傳輸?shù)男畔⑼耆揽縀urobalise，軌道電路只完成軌道區(qū)段的空閑/占用檢查和列車的完整性檢查。六、ETCS2.

ETCS分級(jí)(4)2級(jí)：軌道電路＋查詢應(yīng)答器＋GSM-R司機(jī)完全依靠車載信號(hào)設(shè)備行車（可取消地面信號(hào)機(jī)）；通過GSM-R連續(xù)傳送列車運(yùn)行控制命令，車－地間可雙向通信；在點(diǎn)式設(shè)備的配合下，車載設(shè)備對(duì)列車運(yùn)行速度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控；依靠軌道電路或計(jì)軸設(shè)備檢查列車占用和完整性；建有無線移動(dòng)閉塞中心。六、ETCS2.

ETCS分級(jí)(5)3級(jí)：查詢應(yīng)答器＋GSM-R取消了傳統(tǒng)的地面信號(hào)系統(tǒng),列車定位和列車完整性檢查由地面無線移動(dòng)閉塞中心RBC和列車完整性驗(yàn)證系統(tǒng)共同完成。點(diǎn)式設(shè)備、GSM-R是系統(tǒng)的主要設(shè)備。取消地面信號(hào)機(jī)和軌道電路后，室外線路上的信號(hào)設(shè)備減少到最低程度；列車追蹤間隔依靠點(diǎn)式設(shè)備和無線移動(dòng)閉塞中心實(shí)現(xiàn)，具有明顯的移動(dòng)自動(dòng)閉塞特征。七、CTCS列控系統(tǒng)1.簡(jiǎn)介CTCS是中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（ChineseTrainControlSystem）英文縮寫，它以分級(jí)的形式滿足不同線路運(yùn)輸需求，在不干擾機(jī)車乘務(wù)員正常駕駛的前提下有效地保證列車運(yùn)行的安全。

CTCS的體系結(jié)構(gòu)按鐵路運(yùn)輸管理層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、地面設(shè)備層和車載設(shè)備層配置。CTCS體系結(jié)構(gòu)七、CTCS列控系統(tǒng)1.簡(jiǎn)介

鐵路運(yùn)輸管理層:鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)是行車指揮中心，以CTCS為行車安全保障基礎(chǔ)，通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車運(yùn)行的控制和管理。網(wǎng)絡(luò)傳輸層

CTCS網(wǎng)絡(luò)分布在系統(tǒng)的各個(gè)層面，通過有線和無線通信方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

地面設(shè)備層:地面設(shè)備層主要包括列控中心、軌道電路、點(diǎn)式設(shè)備、無線通信模塊等。列控中心是地面設(shè)備的核心，根據(jù)行車命令、列車進(jìn)路、列車運(yùn)行狀況和設(shè)備狀態(tài)，通過安全邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生控車命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行列車的控制。

車載設(shè)備層:車載設(shè)備層是對(duì)列車進(jìn)行操縱和控制的主體，具有多種控制模式，并能夠適應(yīng)軌道電路、點(diǎn)式傳輸和無線傳輸方式。車載設(shè)備層主要包括車載安全計(jì)算機(jī)、連續(xù)信息接收模塊、點(diǎn)式信息接收模塊、無線通信模塊、測(cè)速模塊、人機(jī)界面和記錄單元等。七、CTCS列控系統(tǒng)2.等級(jí)劃分

CTCS-0級(jí)：由通用機(jī)車信號(hào)+列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成，為既有線系統(tǒng)，適用于列車最高運(yùn)行速度為160km/h以下的區(qū)段。CTCS-1級(jí)：由主體機(jī)車信號(hào)+安全型列車運(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-2級(jí)：基于軌道電路+點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸控車信息，并采用車地一體化設(shè)計(jì)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，地面可不設(shè)通過信號(hào)機(jī)。面向提速干線和客運(yùn)專線，適用于各種線路速度區(qū)段。

CTCS-3級(jí)：基于無線傳輸信息，并采用軌道電路檢查列車占用的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，點(diǎn)式設(shè)備主要用于傳送定位信息。CTCS3級(jí)列控系統(tǒng)可疊加在CTCS2級(jí)列控系統(tǒng)上。

CTCS-4級(jí)：完全基于無線傳輸信息的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。地面取消軌道電路，由無線閉塞中心和列控車載設(shè)備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。七、CTCS列控系統(tǒng)3.

CTCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)八、CTCS2列控系統(tǒng)1.概述CTCS2列控系統(tǒng)分為車載設(shè)備和地面設(shè)備兩部分，地面設(shè)備又分軌旁和室內(nèi)設(shè)備兩部分，其總體結(jié)構(gòu)如下圖所示。地面應(yīng)答器CTC或TDCS站機(jī)車站列控中心車站聯(lián)鎖軌道電路LEU車務(wù)終端車站信號(hào)樓調(diào)度中心地面應(yīng)答器CTC或TDCS站機(jī)車站列控中心車站聯(lián)鎖軌道電路LEU車務(wù)終端車站信號(hào)樓地面應(yīng)答器CTC或TDCS站機(jī)車站列控中心車站聯(lián)鎖ZPW2000軌道電路LEU車務(wù)終端車站信號(hào)樓調(diào)度中心CTC八、CTCS2列控系統(tǒng)2.地面設(shè)備地面設(shè)備由車站列控中心，地面電子單元(LEU)、點(diǎn)式應(yīng)答器、ZPW-2000(UM)系列軌道電路、車站閉環(huán)電碼化、車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖等組成。軌道電路、車站電碼化傳輸連續(xù)列控信息，點(diǎn)式應(yīng)答器、車站列控中心傳輸點(diǎn)式列控信息。列控中心的硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)要求與車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖相同，采用聯(lián)鎖列控一體化結(jié)構(gòu)，根據(jù)列車占用情況及進(jìn)路狀態(tài)，通過對(duì)軌道電路及可變應(yīng)答器信息的控制產(chǎn)生行車許可信息，及進(jìn)路相關(guān)的線路靜態(tài)速度曲線，并傳送給列車。八、CTCS2列控系統(tǒng)2.地面設(shè)備八、CTCS2列控系統(tǒng)3.車載設(shè)備

CTCS2級(jí)列控車載設(shè)備的控制方式有兩種：設(shè)備制動(dòng)優(yōu)先模式和司機(jī)制動(dòng)優(yōu)先方式。在這兩種控制方式下列控車載設(shè)備具有6種工作模式。列控車載設(shè)備9種主要工作模式列控車載設(shè)備6種工作模式完全監(jiān)控模式

(FS)部分監(jiān)控模式(PS)目視行車模式(OS)調(diào)車模式(SH)

隔離模式(IS)待機(jī)模式(SB)基于點(diǎn)式傳輸?shù)牧熊嚳刂葡到y(tǒng)；在點(diǎn)式設(shè)備的配合下，車載設(shè)備對(duì)列車運(yùn)行速度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控；推進(jìn)運(yùn)行時(shí)，限制速度30km/h。牽引運(yùn)行時(shí)，限制速度40km/h；八、CTCS2列控系統(tǒng)CTCS-0級(jí)：由通用機(jī)車信號(hào)+列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成，為既有線系統(tǒng)，適用于列車最高運(yùn)行速度為160km/h以下的區(qū)段。（3）點(diǎn)連式列控系統(tǒng)：我國CTCS2級(jí)，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。一般情況下，司機(jī)除對(duì)列車啟動(dòng)操作外，只對(duì)設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)督，它屬于一種非安全系統(tǒng)，一般疊加在ATC或ATP上，列車運(yùn)行的安全防護(hù)由后者承擔(dān)。ETCS車載設(shè)備只顯示列車速度,并只監(jiān)督列車最大設(shè)計(jì)速度和線路最大允許速度。八、CTCS2列控系統(tǒng)九、CTCS3列控系統(tǒng)為克服歐洲各國信號(hào)制式復(fù)雜、互不兼容，保證高速列車在歐洲鐵路網(wǎng)內(nèi)互通互行，在歐洲共同體的支持下，歐洲各信號(hào)廠商聯(lián)合制訂ERTMS/ETCS技術(shù)規(guī)范。面向提速干線、高速新線或特殊線路，基于無線通信的自動(dòng)閉塞或虛擬自動(dòng)閉塞，它可以疊加在既有干線信號(hào)系統(tǒng)上。車載設(shè)備由車載安全計(jì)算機(jī)（VC）、GSM-R無線通信單元（RTU）、軌道電路信息接收單元（TCR）、應(yīng)答器信息接收模塊（BTM）、記錄單元（JRU/DRU）、人機(jī)界面（DMI）、列車接口單元（TIU）等組成。此時(shí)列車停車后，根據(jù)行車管理辦法(含調(diào)度命令)，ATP生成固定限制速度(20km／h)，列車在ATP監(jiān)控下運(yùn)行，司機(jī)對(duì)安全負(fù)責(zé)。八、CTCS2列控系統(tǒng)3.車載設(shè)備

（1）完全監(jiān)控模式：當(dāng)車載設(shè)備具備列控所需的基本數(shù)據(jù)(軌道電路信息、應(yīng)答器信息、列車數(shù)據(jù))時(shí)，ATP車載設(shè)備可工作在完全監(jiān)控模式。此時(shí)由ATP車載設(shè)備生成目標(biāo)距離模式曲線，通過DMI顯示列車運(yùn)行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等，控制列車安全運(yùn)行。

八、CTCS2列控系統(tǒng)3.車載設(shè)備

（2）部分監(jiān)控模式：當(dāng)ATP車載設(shè)備接收到軌道電路允許列車信息，但線路數(shù)據(jù)缺損時(shí)，ATP車載設(shè)備工作于部分監(jiān)控模式，其產(chǎn)生固定限速，監(jiān)控列車運(yùn)行。

（3）目視行車模式

：當(dāng)ATP車載設(shè)備顯示禁止信號(hào)時(shí)，ATP處于目視行車模式。此時(shí)列車停車后，根據(jù)行車管理辦法(含調(diào)度命令)，ATP生成固定限制速度(20km／h)，列車在ATP監(jiān)控下運(yùn)行，司機(jī)對(duì)安全負(fù)責(zé)。八、CTCS2列控系統(tǒng)3.車載設(shè)備司機(jī)制動(dòng)優(yōu)先模式調(diào)車模式（SH）：當(dāng)進(jìn)行調(diào)車作業(yè)時(shí)，司機(jī)按壓調(diào)車按鈕，列控車載設(shè)備按固定限制速度40km/h（頂棚）監(jiān)控車列前進(jìn)或折返運(yùn)行。八、CTCS2列控系統(tǒng)（3）閉塞分區(qū)長度按最差列車制動(dòng)性能設(shè)計(jì)。部分監(jiān)控模式（PS）：該模式僅用于CTCS-2級(jí)控車。行車許可描述了在CTCS-3級(jí)區(qū)域，在運(yùn)營條件正常的情況下，列車獲得行車許可，監(jiān)控列車運(yùn)行的過程。（2）部分監(jiān)控模式：當(dāng)ATP車載設(shè)備接收到軌道電路允許列車信息，但線路數(shù)據(jù)缺損時(shí)，ATP車載設(shè)備工作于部分監(jiān)控模式，其產(chǎn)生固定限速，監(jiān)控列車運(yùn)行。1965年在慕尼黑—奧斯堡間首次運(yùn)用，德國已裝備了2000km鐵路線，1992年開通了西班牙馬德里—塞維利亞471km高速線。入口速度檢查方式，如：新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)。同時(shí)通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接收車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息。在該級(jí)中,既有地面信號(hào)系統(tǒng)完成列車占用檢測(cè)和列車完整性監(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)。測(cè)速電機(jī)方式：包括一個(gè)齒輪和兩組帶有永久磁鐵的線圈。裝備了ERTMS/ETCS的列車，在裝備有點(diǎn)式傳輸設(shè)備歐洲應(yīng)答器Eurobalise的線路上運(yùn)行，地面向列車傳輸?shù)男畔⑼耆揽縀urobalise，軌道電路只完成軌道區(qū)段的空閑/占用檢查和列車的完整性檢查。同時(shí)通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接收車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息。列車立折，非本務(wù)端升為本務(wù)端后，車載設(shè)備可自動(dòng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。引導(dǎo)模式（CO）：當(dāng)開放引導(dǎo)信號(hào)或出站信號(hào)機(jī)開放且列車前端距離出站信號(hào)機(jī)較遠(yuǎn)（大于250米）發(fā)車時(shí)，列控車載設(shè)備生成目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線，并通過DMI顯示列車運(yùn)行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等，車載設(shè)備按固定限制速度40km/h監(jiān)控列車運(yùn)行，司機(jī)負(fù)責(zé)在列車運(yùn)行時(shí)檢查軌道占用情況。八、CTCS2列控系統(tǒng)3.車載設(shè)備

（4）調(diào)車監(jiān)控模式

：當(dāng)車列進(jìn)行調(diào)車作業(yè)時(shí)，司機(jī)經(jīng)過特殊操作后，轉(zhuǎn)為調(diào)車模式，ATP生成調(diào)車限制速度，控制列車運(yùn)行。牽引運(yùn)行時(shí)，限制速度40km/h；推進(jìn)運(yùn)行時(shí)，限制速度30km/h。

（5）隔離模式

：當(dāng)ATP車載設(shè)備故障，觸發(fā)制動(dòng)停車后，根據(jù)故障提示，司機(jī)經(jīng)特殊操作，ATP車載控制功能停用，在該模式下司機(jī)按調(diào)度命令行車。若僅BTM失效，ATP車載設(shè)備提供機(jī)車信號(hào)，可人工轉(zhuǎn)換為LKJ控制列車。九、CTCS3列控系統(tǒng)1.概述

CTCS3級(jí)列控系統(tǒng)是基于無線傳輸信息并采用傳統(tǒng)方式檢查列車占用的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。面向提速干線、高速新線或特殊線路，基于無線通信的自動(dòng)閉塞或虛擬自動(dòng)閉塞，它可以疊加在既有干線信號(hào)系統(tǒng)上。CTCS3級(jí)適用于各種限速區(qū)段，地面可不設(shè)通過信號(hào)機(jī)，司機(jī)憑車載信號(hào)行車，滿足客運(yùn)專線和高速運(yùn)輸?shù)男枨?。CTCS3級(jí)列控系統(tǒng)采取目標(biāo)距離控制模式和準(zhǔn)移動(dòng)閉塞方式。同時(shí)具有CTCS2級(jí)功能。九、CTCS3列控系統(tǒng)1.概述九、CTCS3列控系統(tǒng)2.系統(tǒng)構(gòu)成

CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)包括地面設(shè)備和車載設(shè)備。地面設(shè)備由移動(dòng)閉塞中心（RBC）、列控中心（TCC）、ZPW-2000（UM）系列軌道電路、應(yīng)答器（含LEU）、GSM-R通信接口設(shè)備等組成；車載設(shè)備由車載安全計(jì)算機(jī)（VC）、GSM-R無線通信單元（RTU）、軌道電路信息接收單元（TCR）、應(yīng)答器信息接收模塊（BTM）、記錄單元（JRU/DRU）、人機(jī)界面（DMI）、列車接口單元（TIU）等組成。九、CTCS3列控系統(tǒng)2.系統(tǒng)構(gòu)成九、CTCS3列控系統(tǒng)地面設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

九、CTCS3列控系統(tǒng)

RBC根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進(jìn)路等信息生成行車許可，并通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速傳輸給CTCS-3級(jí)車載設(shè)備；同時(shí)通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接收車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息。

TCC接收軌道電路的信息，并通過聯(lián)鎖系統(tǒng)傳送給RBC；同時(shí)，TCC具有軌道電路編碼、應(yīng)答器報(bào)文儲(chǔ)存和調(diào)用、站間安全信息傳輸、臨時(shí)限速功能，滿足后備系統(tǒng)需要。

應(yīng)答器向車載設(shè)備傳輸定位和等級(jí)轉(zhuǎn)換等信息；同時(shí)，向車載設(shè)備傳送線路參數(shù)和臨時(shí)限速等信息，滿足后備系統(tǒng)需要。應(yīng)答器傳輸?shù)男畔⑴c無線傳輸?shù)男畔⒌南嚓P(guān)內(nèi)容含義保持一致。2.系統(tǒng)構(gòu)成九、CTCS3列控系統(tǒng)3.無線閉塞中心（RBC）在CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)中，RBC的主要功能包括：通過列車的CTCS識(shí)別碼獲得列車的信息；通過軌道電路提供的列車占用信息跟蹤區(qū)域內(nèi)列車；根據(jù)微機(jī)聯(lián)鎖、軌道電路等系統(tǒng)提供的信息，生成管轄內(nèi)每一列車的運(yùn)行許可；接收調(diào)度集中系統(tǒng)（CTC）提供的臨時(shí)限速信息；向管轄內(nèi)列車傳送列車當(dāng)前運(yùn)行許可、臨時(shí)限速及線路參數(shù)。RBC系統(tǒng)配置九、CTCS3列控系統(tǒng)3.無線閉塞中心（RBC）行車許可描述了在CTCS-3級(jí)區(qū)域，在運(yùn)營條件正常的情況下，列車獲得行車許可，監(jiān)控列車運(yùn)行的過程。

行車許可（MA）：是列車安全運(yùn)行的行車憑證。一個(gè)行車許可（MA）可以包括多個(gè)連續(xù)的鎖閉進(jìn)路。

縮短行車許可（SMA）：縮短行車許可強(qiáng)制列車以接收到的停車位置作為新的行車許可終點(diǎn)（EOA），列車將根據(jù)當(dāng)前位置，決定是否觸發(fā)常用制動(dòng)或緊急制動(dòng)，如果列車已經(jīng)越過該位置，將立即觸發(fā)緊急制動(dòng)。

無條件緊急停車消息（UEM）：要求列車立即制動(dòng)停車，列車接收到該消息后，將實(shí)施緊急制動(dòng)。有條件緊急停車消息（CEM）：要求列車在指定位置前停車，車載設(shè)備將評(píng)估列車當(dāng)前位置和新的指定位置間的關(guān)系，重新計(jì)算制動(dòng)曲線。九、CTCS3列控系統(tǒng)4.車載設(shè)備九、CTCS3列控系統(tǒng)5.控制模式列控車載設(shè)備9種主要工作模式完全監(jiān)控模式

(FS)部分監(jiān)控模式(PS)目視行車模式(OS)調(diào)車模式(SH)引導(dǎo)模式(CO)

機(jī)車信號(hào)模式(CS)待機(jī)模式(SB)隔離模式(IS)休眠模式(SL)九、CTCS3列控系統(tǒng)完全監(jiān)控模式（FS）：當(dāng)車載設(shè)備具備列控所需的全部基本數(shù)據(jù)（包括列車數(shù)據(jù)、行車許可和線路數(shù)據(jù)等）時(shí)，列控車載設(shè)備生成目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線，并通過人機(jī)界面（DMI）顯示列車運(yùn)行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等信息，監(jiān)控列車安全運(yùn)行。目視行車模式（OS）：當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備故障、列控車載設(shè)備顯示禁止信號(hào)且列車停車后需繼續(xù)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)行車管理辦法，經(jīng)司機(jī)操作，列控車載設(shè)備按固定限制速度40km/h監(jiān)控列車運(yùn)行，列車每運(yùn)行一定距離（300米）或一定時(shí)間（60秒）司機(jī)需確認(rèn)一次。5.控制模式九、CTCS3列控系統(tǒng)5.控制模式引導(dǎo)模式（CO）：當(dāng)開放引導(dǎo)信號(hào)或出站信號(hào)機(jī)開放且列車前端距離出站信號(hào)機(jī)較遠(yuǎn)（大于250米）發(fā)車時(shí)，列控車載設(shè)備生成目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式曲線，并通過DMI顯示列車運(yùn)行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等，車載設(shè)備按固定限制速度40km/h監(jiān)控列車運(yùn)行，司機(jī)負(fù)責(zé)在列車運(yùn)行時(shí)檢查軌道占用情況。調(diào)車模式（SH）：當(dāng)進(jìn)行調(diào)車作業(yè)時(shí)，司機(jī)按壓調(diào)車按鈕，列控車載設(shè)備按固定限制速度40km/h（頂棚）監(jiān)控車列前進(jìn)或折返運(yùn)行。隔離模式（IS）：當(dāng)列控車載設(shè)備停用時(shí)，需在停車情況下，經(jīng)操作隔離列控車載設(shè)備的制動(dòng)功能。在該模式下，車載設(shè)備不具備安全監(jiān)控功能。列控車載