1、2022-8-91第四章 列车运行控制第一节 机车信号第二节 列车运行控制系统2022-8-92第一节 机车信号一机车信号的作用二机车信号的分类三机车信号系统的构成2022-8-93 为了保证行车安全，提高运输效率及改善司机的劳动条件，在自动闭塞及半自动闭塞区段运行的列车上都要安装机车信号。当采用了机车信号设备后，能避免自然条件干扰的影响，提高司机接受信号的可靠性。一、机车信号的作用2022-8-94一、机车信号的作用 机车信号是用设于机车驾驶室内的设备自动反映运行条件，指示司机运行的一种信号显示制度，又称机车自动信号。机车信号是保证行车安全的重要技术设备。2022-8-95 二、机车信号的分
2、类 机车上必须采用机车信号设备，以保证行车安全，提高列车运行效率。随着列车速度和机车信号可靠程度的不断提高，机车信号正从辅助信号变为主体信号。2022-8-96 机车信号设备根据其功能不同有：一、以机车内信号显示功能为主的设备称为机车信号；二、以控制列车运行功能为主的则称为列车自动停车或列车自动监督和控制。二、机车信号的分类2022-8-97 机车信号根据其信号显示的作用不同有两种：一、机车信号，仅用来复示地面固定信号机，还不能作为主体信号使用。二、机车信号作为主体信号使用，采用这种显示方式则可以取消地面信号机。二、机车信号的分类2022-8-98 机车信号设备的控制命令是由地面传递给机车的，
3、因此机车信号设备的信息传递方式分为：连续式 点式 接近连续式 二、机车信号的分类2022-8-99 1、连续式机车信号 是指在某一区段线路上不间断地向机车传递信息，所以连续式机车信号能连续不断地把地面信号显示情况复示给司机。这种制式主要用在自动闭塞区段上。连续式机车信号是在整个线路上连续不断地反映线路状态和运行条件的机车信号，用于自动闭塞区段。它的特点是能连续不断地把地面信号显示情况反映给司机，大大改善其劳动条件。二、机车信号的分类2022-8-910 2、接近连续式机车信号 是指从车站进站信号机外方大于列车制动距离以上的地点(即接近区段)起，机车信号可连续复示进站信号机的显示。接近连续式机车
4、信号一般用在非自动闭塞区段。接近连续式机车信号是在固定地段的线路连续地反映地面信号显示的机车信号，广泛用于非自动附塞区段。二、机车信号的分类2022-8-911 3、点式机车信号 是指在线路上某些固定地点设置地面发送设备，机车信号只能在固定地点才能接收到信息。点式机车信号是在线路上的某些固定地点设置地面设备，向机车传递信息的机车信号，用于非自动闭塞区段。它的特点是：设备简单、建设费用低、地面不耗能、安装容易、施工快。二、机车信号的分类2022-8-912三、机车信号系统的构成 技规规定：“机车信号作为行车凭证，是由车载信号和地面信号设备共同构成的系统，必须符合故障安全的原则，车载设备应具有运行
5、数据记录的功能；地面信号设备应具有闭环检查功能，提高正确发送信息。”2022-8-913三、机车信号系统的构成 在一个机车交路内可能有几种不同制式的自动闭塞，为了使机车在整个机车交路内运行能不间断地使用机车信号，因此要采用通用式机车信号。系统包括：地面发送设备、通道、机车接收设备、机车色灯信号机等。2022-8-914三、机车信号系统的构成图4-1 机车信号系统框图2022-8-9151.设备构成机车信号主机监控装置含电源接线盒便携测试仪显示显示TAX2箱串口并口双路接收线圈双路接收线圈地面记录数据分析系统CF卡CF卡上下行模式上下行模式远程监测模块2022-8-916返回2022-8-917
6、机车1室 图图 JTIJTI 型机车信号设备平面布置图型机车信号设备平面布置图1300传感器13001150八显示灯 33030790八显示灯150传感器446100 机车信号主机接线盒100机车II室机械室2022-8-918实际连接图JT1-CZ2000机车信号主机监控装置J JH J 4-25H J 4-25接线盒便携测试仪TAX2箱串口并口I端双路接收线圈X30X29X20X21LX23LX22X28LX29X25X24X27X26X22X23LX30机车DC110V电源司机手柄I/II端控制I端双面八LED显示器II端双面八LED显示器I-ZSI端通机开关盒II-ZSII端通机开关盒
7、I-SXII-SXI端通机开关盒II端通机开关盒II端双路接收线圈2022-8-9192022-8-9202022-8-9212022-8-9221.主机采用冗余结构。主机采用冗余结构。2.采用采用22取取2结构，工作机故障自动切换到备用机，切换时间不大于结构，工作机故障自动切换到备用机，切换时间不大于0.5s。工作机和备用机都有工作正常或故障表示。工作机和备用机都有工作正常或故障表示。3.主机有开机自检功能，自检正常后进入工作状态并给出工作正常表示。主机有开机自检功能，自检正常后进入工作状态并给出工作正常表示。4.主机对外具有并行和串行接口。主机对外具有并行和串行接口。5.主机具有良好的可测
8、试性，在检修时可利用测试设备自动测试各项功主机具有良好的可测试性，在检修时可利用测试设备自动测试各项功能及指标。能及指标。6.主机应安装在机车内便于检测的地方。主机应安装在机车内便于检测的地方。7.满足满足TB/3021-2001铁道机车车辆电子装置铁道机车车辆电子装置规定的电磁兼容标规定的电磁兼容标准。准。2022-8-9232022-8-924简答题JT1-CZ2000JT1-CZ2000型主体化机车信号车载系统型主体化机车信号车载系统设备的构成？设备的构成？答答：主体化机车信号主机、机车信号带电源接线盒、机车信号双路接收线圈、机车信号显示器,通机开关盒、主体化机车信号系统接线电缆构成。2
9、022-8-925 简答题JT1-CZ2000JT1-CZ2000型主体化机车信号型主体化机车信号,主机板主机板二取二容错安全结构的含义二取二容错安全结构的含义?答答:主机板采用二取二，其含义是每块主机板中有2路独立接收译码通道，2路的译码输出进行比较，比较一致才有有效输出。2022-8-926主体化机车信号记录板2022-8-927记录内容：记录内容：记录器记录机车信号的以下状态信息，状态信息的累计记录容量不低于记录器记录机车信号的以下状态信息，状态信息的累计记录容量不低于70h。1）机车信号输入信息：上机车信号输入信息：上/下行开关输入、下行开关输入、I/II端条件输入端条件输入2）机车信
10、号输出信息：灯位显示信息、速度等级信息、制式机车信号输出信息：灯位显示信息、速度等级信息、制式 区分信息、过绝缘节信息、主机内双套工作正常表示及区分信息、过绝缘节信息、主机内双套工作正常表示及 工作状态、主机译出的地面信号低频、载频、信号幅度，工作状态、主机译出的地面信号低频、载频、信号幅度，主机工作代码，其它主机串口输出信息；主机工作代码，其它主机串口输出信息；3）运用环境信息：主机内温度、运用环境信息：主机内温度、110V供电状态；供电状态；4）辅助信息辅助信息:记录器内时刻、来自记录器内时刻、来自TAX2箱的车次、列车速度、线路公里标、箱的车次、列车速度、线路公里标、车站号、信号机号码、
11、信号机类型、机车号码、机车类型、监控装置时刻、车站号、信号机号码、信号机类型、机车号码、机车类型、监控装置时刻、司机代号等。司机代号等。2022-8-9282022-8-9292022-8-9302022-8-931现场经验：常见故障分析现场经验：常见故障分析 1 系统故障初步定位 机车信号系统是由地面信号、接收线圈、接线盒、电缆、接收主机、显示器等设备构成的系统，系统中任何部分故障都可能导致机车信号显示输出异常。下表列出了一些主要的故障现象和产生该现象的一些可能的原因。2022-8-932故障现象车上原因地面原因上电后不点灯接线盒内电源故障；显示器故障；主机故障；电缆或电缆插头故障；点灯线上
12、负载过大；无某一灯位故障显示器故障；主机故障；电缆或电缆插头故障；输出线上负载过大；无烧保险主机故障；接线盒内电源故障；机车电源故障接地；无2022-8-933点白灯后不译码上/下行开关电路故障；前后端切换电路故障；主机故障；接收线圈故障或接线错误；电缆或插头故障；地 面 信 号 故障上行或下行某一方向不译码上/下行开关电路故障；主机故障；某一端接收线圈及线路故障；机车接收灵敏度不合格接收线圈安装位置、参数不对或接线错误；主机故障；无2022-8-934使用中闪白灯电缆及插头接触不良；接线盒内接触不良；上/下行开关接触不良；前后端切换条件不稳；主机不良；接收线圈安装位置、参数不对；接收线圈电缆
13、屏蔽层没有单点接地；地面信号故障2022-8-935 当出现异常情况时，维修人员对具体的现象分析调查清楚，如是个别机车还是多台机车发生，是固定地点发生还是随机发生等等。维修人员通过以下手段对故障进行定位：（1）通过机车信号记录器记录数据进行一般分析，确定故障类型；（2）采用便携式的机车信号系统测试仪对车载系统进行测试来判断故障在哪部分；（3）通过人工测试替换设备的办法确定是哪部分故障。2022-8-936三、机车信号系统的构成列车超速防护系统 列车自动停车能实现在地面信号显示禁止信号时，发出报警信号，如果司机失去警惕能自动地使列车停车。但是这种装置不能监督列车运行速度。2022-8-937三、
14、机车信号系统的构成列车超速防护系统 列车自动限速系统是比列车速度监督系统高一级的列车自动控制系统。它可以根据调度、线路及行车的条件需要列车减速时，使列车速度自动地降低到规定值以下。2022-8-938第二节 列车运行控制系统一列控系统的速度控制模式二中国列车运行控制系统（CTCS）三国外典型的列控系统2022-8-939一、列控系统的速度控制模式列车运行自动控制系统（ATC）Automatic Train Control 就是对列车运行全过程或一部分作业实现自动控制的系统。其特征为：列车通过获取的地面信息和命令，控制列车运行，并调整与前行列车之间必须保持的距离。列车运行自动控制系统（简称列控系
15、统）是保证列车按照空间间隔制运行的技术方法，它是靠控制列车运行速度的方式来实现的。2022-8-940ATP车载设备组成图6-1 车载设备轨道电路信息接收轨道电路信息接收STM应答器信息接收应答器信息接收BTM动车组动车组ATP车车载设备载设备人机界面（人机界面（DMI）2022-8-941 在城市轨道交通领域中，列车运行自动控制系统（ATC）包括三个子系统：列车超速防护系统（ATP）Automatic Train Protection 列车自动驾驶系统（ATO）Automatic Train Operation 列车自动监控系统（ATS）Automatic Train Supervision
16、2022-8-942 从速度控制方式角度，对列车运行自动控制分为以下两种模式：分级速度控制 目标距离速度控制2022-8-943目标-距离控制模式ATC分级速度控制模式ATC安装目标安装目标-距离控制距离控制模式模式ATCATC的追踪列车的追踪列车先行列车先行列车制动点制动点安装分级速度控制安装分级速度控制模式模式ATC的追踪列车的追踪列车铁路列控系统及发展铁路列控系统及发展分级速度控制分级速度控制/目标目标-距离控制模式距离控制模式 2022-8-944列车运行控制系统地面设备框图地面系统主要功能地面系统主要功能：(1)检查列车在区间的位置，(2)形成速度信号，(3)向列车传送允许速度、线路
17、参数等信息。列车速度列车速度VMAX列车制动距离列车制动距离闭塞分区闭塞分区先行列车先行列车相邻地面控制中心相邻地面控制中心地面控制中心地面控制中心轨道电路轨道电路信号机信号机相邻地面控制中心相邻地面控制中心铁路列控系统及发展铁路列控系统及发展2022-8-945（一）分级速度控制 分级速度控制是以一个闭塞分区为单位，根据列车运行的速度分级，对列车运行进行速度控制。分级速度控制系统的列车追踪间隔主要与闭塞分区的划分、列车性能和速度有关。分级速度控制又可分为阶梯式和分段曲线式。2022-8-9461、阶梯式分级速度控制 阶梯式分级速度控制又分为超前式和滞后式。（1）超前式速度控制 超前式速度控制
18、方式又称为出口速度控制方式，给出列车的出口速度值，控制列车不超过出口速度。2022-8-947（2）滞后式速度控制 滞后式速度控制方式又称为入口速度控制方式，给出列车的入口速度值，监控列车在本闭塞分区不超过给定的入口速度值，采取人控优先的的方法，控制列车不超过下一闭塞分区入口速度值。2022-8-948 2、曲线式分级速度控制 曲线式分级速度控制根据列车运行的速度分级，每一个闭塞分区给出一段速度控制曲线，对列车运行进行速度控制。分段曲线式分级速度控制 连续曲线式分级速度控制 2022-8-949 分段曲线式分级速度控制一般制动速度控制曲线是不连贯和不光滑的，可以利用计算机技术做成连贯和光滑的连
19、续曲线。（二）目标距离速度控制 目标距离速度控制采取的制动模式为连续式一次制动速度控制的方式，根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级。2022-8-950 连续式一次速度控制模式若以前方列车占用的闭塞分区入口为追踪目标点，则为准移动闭塞；若以前方列车的尾部为追踪目标点，则为移动闭塞。目标距离速度控制 2022-8-951 列控设备给出的一次连续的制动速度控制曲线是根据目标距离、线路参数和列车自身的性能计算而定，线路参数可以通过地对车信息实时传输，也可以事先在车载信号设备中存储通过核对取得。2022-8-952（三）（三）列控系统各种控制模式简表 控制
20、模式 分级速度(速差式)目标距离 制动模式 台阶式 分段曲线式 一次连续式 闭塞制式 固定闭塞 准移动闭塞 移动闭塞 虚拟闭塞 车地信息传输 多信息轨道电路+点式设备 数字轨道电路多信息轨道电路+点式设备 无线通信 数字轨道电路 轨道电缆 多信息轨道电路+点式设备 无线通信 无线通信 轨道占用检查 轨道电路 轨道电路 轨道电路计轴设备 无线定位 应答器 无线定位应答器 制动模式图示 列车运行间隔 双红灯防护 X+1L 设为对照值 XL 一次连续制动始点可变小于XL 一次连续制动始点可变小于XL 移动闭塞 更小于XL 2022-8-953二、中国列车运行控制系统（CTCS）我国正在编制中国列车运
21、行控制系统（简称CTCS）的技术规范，着手全力发展和装备列车运行控制系统。CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。2022-8-954（一）系统构成 地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络（GSM-R）、列车控制中心（TCT）/无线闭塞中心（RBC）。车载子系统可由以下部分组成：CTCS车载设备、无线系统车载模块。2022-8-9552022-8-956CTCS-3级列控系统构成2022-8-9572022-8-9582022-8-959（二）CTCS应用等级 CTCS根据功能要求和设备配置划分应用等级分，分为04级。CTCS应用等级0(以下简称C0)：由通用机
22、车信号+列车运行监控装置组成，为既有系统。CTCS应用等级1(以下简称C1)：由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。2022-8-960 CTCS应用等级2(以下简称C2)：是基于轨道传输信息并采用车-地一体化系统设计的列车运行控制系统。CTCS应用等级3(以下简称C3)：是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统。CTCS应用等级4(以下简称C4)：是完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。2022-8-961 列车运行控制系统包括地面设备和车载设备，列车运行控制系统包括地面设备和车载设备，根据系统配置按功
23、能划分为根据系统配置按功能划分为5 5级级。CTCS 0级级 CTCS 0级为既有线的现状，由通用机车信级为既有线的现状，由通用机车信号和运行监控记录装置构成。号和运行监控记录装置构成。2022-8-962CTCS 1级级 由主体机车信号由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成。面安全型运行监控记录装置组成。面向向160km/h 以下的区段，在既有设备基础上强化改造，以下的区段，在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。行安全监控功能。(1)地面子系统组成地面子系统组成l 轨道电路轨道电路 完成列
24、车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送控制信息。控制信息。车站正线采用与区间同制式的轨道电路，侧线采用与区车站正线采用与区间同制式的轨道电路，侧线采用与区间同制式的叠加电码化设备。间同制式的叠加电码化设备。2022-8-963l点式信息设备点式信息设备宜设置在车站附近，主要用于向车载设备传输定位宜设置在车站附近，主要用于向车载设备传输定位信息。信息。(2)车载子系统组成车载子系统组成l主体机车信号主体机车信号完成轨道电路信息的接收与处理。完成轨道电路信息的接收与处理。l点式信息接收模块点式信息接收模块完成点式信息的接收与处理。完成点式信息的接
25、收与处理。l安全型运行监控记录装置安全型运行监控记录装置实时检测列车运行速度，对列车运行控制信息进行实时检测列车运行速度，对列车运行控制信息进行综合处理，控制列车按命令运行。综合处理，控制列车按命令运行。2022-8-964 1级的控制模式为目标距离式，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。1级与0级的差别在于全面提高了系统的安全性，是对0级的全面加强，可称为线路数据全部贮存在车载设备上的列车运行控制系统。2022-8-965CTCS 2级级 CTCS 2级是基于轨道传输信息的列车运行控制系统；级是基于轨道传输
26、信息的列车运行控制系统；CTCS 2级面向提速干线和高速新线，采用车级面向提速干线和高速新线，采用车-地一体地一体化设计；化设计；CTCS 2级适用于各种限速区段，地面可不设级适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。(1)地面子系统组成地面子系统组成l 列控中心列控中心 根据列车占用情况及进路状态计算行车许可及静态列根据列车占用情况及进路状态计算行车许可及静态列车速度曲线并传送给列车。车速度曲线并传送给列车。l 轨道电路轨道电路 完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送控制信
27、息。车站与区间采用同制式的轨道电路。送控制信息。车站与区间采用同制式的轨道电路。2022-8-966连续信息 轨道电路码序轨道空闲6543210信号显示LLLLLUUHU信息名称L3码I。3码L2码L码LU码U码HU码2022-8-967(2)车载子系统组成车载子系统组成l 连续信息接收模块连续信息接收模块 完成轨道电路信息的接收与处理。完成轨道电路信息的接收与处理。l 点式信息接收模块点式信息接收模块 完成点式信息的接收与处理。完成点式信息的接收与处理。l 测速模块测速模块 实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。l 设备维护记录单元设备维护记录单元
28、对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。l 车载安全计算机车载安全计算机 对列车运行控制信息进行综合处理，生成控制速度与目标距离模对列车运行控制信息进行综合处理，生成控制速度与目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。式曲线，控制列车按命令运行。l 人机界面人机界面 车载设备与机车乘务员交互的设备。车载设备与机车乘务员交互的设备。l 运行管理记录单元运行管理记录单元 规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。l 预留无线通信接口。预留无线通信接口。2022-8-968点式信息 点式信息由有源应答器和无源应答器
29、提供，包括以下的信息：q线路长度(以闭塞分区为单位提供)。q线路坡度。q线路固定限速。q临时限速。q级间切换。q列车定位等信息。2022-8-969CTCS2列控中心列控中心 2022-8-9702022-8-9712022-8-9722022-8-973 CTCS 2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控 制系统，面向提速干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。它是一种点-连式列车运行控制系统。CTCS 2级采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）。目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级，采用一次
30、制动方式。CTCS 2级采取闭塞方式称为准移动闭塞方式，准移动闭塞的追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端，留有一定的安全距离。2022-8-974CTCS 3级级 CTCS 3级是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用级是基于无线传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统；的列车运行控制系统；CTCS 3级面向提速干线、高速新线或特殊线级面向提速干线、高速新线或特殊线路，基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞；路，基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞；CTCS 3级适用于各级适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。种限速区段，地面可不设通
31、过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。(1)地面子系统组成地面子系统组成l 无线闭塞中心无线闭塞中心（RBC）使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息。所使用的安及进路状态向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息。所使用的安全数据通道不能用于话音通信。全数据通道不能用于话音通信。l 无线通信无线通信（GSM-R）地面设备）地面设备 作为系统信息传输平台完成地车间大容量的信息交换。作为系统信息传输平台完成地车间大容量的信息交换。l 点式设备点式设备 主要提供列车定位信息。主要提
32、供列车定位信息。l 轨道电路轨道电路 主要用于列车占用检测及列车完整性检查。主要用于列车占用检测及列车完整性检查。2022-8-975(2)车载子系统组成车载子系统组成l 无线通信（无线通信（GSM-R）车载设备）车载设备 作为系统信息传输平台完成车地间大容量的信息交换。作为系统信息传输平台完成车地间大容量的信息交换。l 点式信息接收模块点式信息接收模块 完成点式信息的接收与处理完成点式信息的接收与处理l 测速模块测速模块 实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。l 设备维护记录单元设备维护记录单元 对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。对接收信息、系
33、统状态和控制动作进行记录。l 车载安全计算机车载安全计算机 对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。控制列车按命令运行。l 人机接口人机接口 车载设备与机车乘务员交互的接口。车载设备与机车乘务员交互的接口。l 运行管理记录单元运行管理记录单元 规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据。2022-8-976CTCS-3级列控设备构成CTCS3主要设备包括：车载ATP、无线闭塞中心RBC、微机联锁、调度集中CTC、应答器、ZPW2000轨道电路。CTCS3在CT
34、CS2基础上，通过集成，地面增加无线闭塞中心RBC，车载ATP增加CTCS2和无线接收模块。2022-8-977 CTCS 3级是基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统，它可以叠加在既有干线信号系统上。CTCS 3级与2级一样，采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式。2022-8-978 CTCS 4级级 CTCS 4级是基于无线传输信息的列车运行控制系统；级是基于无线传输信息的列车运行控制系统；CTCS 4级面向高速新线或特殊线路，基于无线通信传输平级面向高速新线或特殊线路，基于无线通信传输平台，可实现虚拟闭塞或移动闭塞；台，可实现虚拟闭塞或移动闭塞；CTCS 4级由级由RBC和车和车
35、载验证系统共同完成列车定位和列车完整性检查；载验证系统共同完成列车定位和列车完整性检查；CTCS 4级地面不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。级地面不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。(1)地面子系统组成地面子系统组成l 无线闭塞中心（无线闭塞中心（RBC）使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态向所管辖列车发出行车许可和列车控占用情况及进路状态向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息。所使用的安全数据通道不能用于话音通信。制信息。所使用的安全数据通道不能用于话音通信。l 无线通信（无线通信（GSM-R）地
36、面设备）地面设备 作为系统信息传输平台完成地车间大容量的信息交换。作为系统信息传输平台完成地车间大容量的信息交换。2022-8-979(2)车载子系统组成车载子系统组成 l 无线通信（无线通信（GSM-R）车载设备）车载设备 作为系统信息传输平台完成车地间大容量的信息交换。作为系统信息传输平台完成车地间大容量的信息交换。l 测速模块测速模块 需要时，实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。需要时，实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。l 设备维护记录单元设备维护记录单元 对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。对接收信息、系统状态和控制动作进行记录。l 车载安全计算机车载安全计算机 对列车运
37、行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。车按命令运行。l 人机接口人机接口 车载设备与机车乘务员交互的接口。车载设备与机车乘务员交互的接口。l 全球卫星定位或其他设备提供列车定位及列车速度信息全球卫星定位或其他设备提供列车定位及列车速度信息l 列车完整性检查设备列车完整性检查设备l 运行管理记录单元运行管理记录单元l 规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据规范机车乘务员驾驶，记录与运行管理相关的数据2022-8-980 CTCS 4级是完全基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统。CTCS 4级采
38、取目标距离控制模式，列车按移动闭塞或虚拟闭塞方式运行。2022-8-981（三）、（三）、等级对照 分析CTCS的应用等级划分，发现有以下两个特点：1、各应用等级均采用目标距离控制模式，采取连续一次制动方式。2、各应用等级是根据设备配置来划分的，其主要差别在于地对车信息传输的方式和线路数据的来源。2022-8-982CTCS与与ETCS比对比对级级ETCSETCSCTCSCTCS0 0中国既有线现状；通用式机车信号中国既有线现状；通用式机车信号+监控监控装置装置1 1基于点式传输的列车控制系统；基于点式传输的列车控制系统；列车占用及完整性检查由轨道电路完成；列车占用及完整性检查由轨道电路完成；
39、设置地面信号机；设置地面信号机；面向面向160km160kmh h以下区段；以下区段；主体机车信号主体机车信号+加强型监控装置加强型监控装置2 2基于基于GSMRGSMR传输的列车控制系统；传输的列车控制系统；列车检测和列车完整性检查由轨道电路列车检测和列车完整性检查由轨道电路完成；可以取消地面信号机：完成；可以取消地面信号机：面向提速干线和客运专线；基于轨道电路面向提速干线和客运专线；基于轨道电路+点式应答器进行信息传输的列控系统；点式应答器进行信息传输的列控系统；可取消地面通过信号机；可取消地面通过信号机；3 3基于基于GSMRGSMR传输的列车控制系统；传输的列车控制系统；取消轨道电路和
40、地面信号机；无线闭塞取消轨道电路和地面信号机；无线闭塞中心与车载验证系统共同完成列车中心与车载验证系统共同完成列车定位和完整性检查；可实现移动闭定位和完整性检查；可实现移动闭塞：塞：面向提速干线、客运专线和特殊线路；面向提速干线、客运专线和特殊线路；基本参照基本参照ETCS2ETCS2级级4 4 未定义未定义 面向客运专线和特殊线路面向客运专线和特殊线路 基本参照基本参照ETCS3ETCS3级级 2022-8-983国家国家设备名称设备名称开通年代开通年代运营里程运营里程闭塞方式闭塞方式制动模式制动模式传输媒介传输媒介西班牙西班牙ETCS-1ETCS-1和和2 2级级2004200445145
41、1固定固定连续速度控制连续速度控制GSM-R+GSM-R+点式应答器点式应答器德国德国ETCS-2ETCS-2级级20042004140140固定固定连续速度控制连续速度控制GSM-R+GSM-R+点式应答器点式应答器意大利意大利ETCS-2ETCS-2级级20042004204204固定固定连续速度控制连续速度控制GSM-R+GSM-R+点式应答器点式应答器英国英国ETCS-1+2ETCS-1+2级级20052005800800固定固定连续速度控制连续速度控制GSM-R+GSM-R+点式应答器点式应答器荷兰荷兰ETCS-1+2ETCS-1+2级级20062006100100固定固定连续速度控
42、制连续速度控制GSM-R+GSM-R+点式应答器点式应答器法国法国ETCS-2ETCS-2级级20062006302302固定固定连续速度控制连续速度控制GSM-R+GSM-R+点式应答器点式应答器国外高速铁路列控系统及发展国外高速铁路列控系统及发展各国高速铁路列车控制系统统计一览表各国高速铁路列车控制系统统计一览表2022-8-984ETCS和CTCS系统的共同点 l制式统一，标准规范l技术先进，易于升级l车载设备，上下兼容l标准开放，利用竞争2022-8-985应用等级 C0 C1 C2 C3 C4 控制模式 目标距离 目标距离 目标距离 目标距离 目标距离 制动方式 一次连续 一次连续
43、一次连续 一次连续 一次连续 闭塞方式 固定闭塞准移动闭塞 准移动闭塞 准移动闭塞 准移动闭塞 移动闭塞虚拟闭塞 地对车信息传输 多信息轨道电路+点式设备 多信息轨道电路+点式设备 多信息轨道电路+点式设备数字轨道电路 无线通信双向信息传输 无线通信双向信息传输 轨道占用检查 轨道电路 轨道电路 轨道电路 轨道电路等 无线定位 应答器校正 线路数据来源 大贮存于车载数据库 大贮存于车载数据库 应答器提供 数字轨道电路 无线通信提供 无线通信提供 对应ETCS级 ETCS1级 ETCS2级 ETCS3级 表4-2 列控系统应用等级对照表 2022-8-986列控系统列控系统 常用名词术语常用名词
44、术语l 允许速度，允许速度，列车运行过程中允许达到的最高安全速度。l 目标速度，目标速度，列车运行前方目标点允许的最高速度。l 目标距离，目标距离，列车前端至运行前方目标点的距离。l 目标距离模式曲线，目标距离模式曲线，以目标速度、目标距离、线路条件、列车特性为基础生成的保证列车安全运行的一次制动模式曲线。l 固定限速，固定限速，由线路结构及道岔位置决定的最高运行速度。l 临时限速，临时限速，由行车人员临时给出的列车限速。l 过走防护区段，过走防护区段，为保证行车安全在禁止信号内方设置的防护区段。l 冒进防护，冒进防护，列车越过禁止信号立即触发紧急制动。l 车尾限速保持，车尾限速保持，为了防止
45、列车尾部在限速区段超速，在相关区段采取的限速措施。2022-8-987缩写语 ATPATP（Automatic Train ProtectionAutomatic Train Protection），列车超速防护。），列车超速防护。CTCCTC（Centralized Traffic ControlCentralized Traffic Control），调度集中。），调度集中。CTCSCTCS（Chinese Train Control SystemChinese Train Control System），中国列车运行控制系统。），中国列车运行控制系统。DMISDMIS（Dispatch
46、Management Information SystemDispatch Management Information System），列车运行调度），列车运行调度管理信息系统。管理信息系统。EMCEMC（ElectroMagnetic CompatibilityElectroMagnetic Compatibility），电磁兼容性。），电磁兼容性。ETCSETCS（European Train Control SystemEuropean Train Control System），欧洲列车运行控制系统。），欧洲列车运行控制系统。ETMLETML（European Traffic Man
47、agement LayerEuropean Traffic Management Layer），欧洲铁路运输管理层。），欧洲铁路运输管理层。ERTMSERTMS（European Railway Traffic Management SystemEuropean Railway Traffic Management System），欧洲铁路），欧洲铁路运输管理系统。运输管理系统。FRSFRS（Functional Requirements SpecificationsFunctional Requirements Specifications），功能需求规范。），功能需求规范。GSMGSMR
48、R（Global System Mobile for RailwayGlobal System Mobile for Railway），铁路专用全球移动），铁路专用全球移动通信系统。通信系统。2022-8-988 RBCRBC（Radio Block CenterRadio Block Center），无线闭塞中心。），无线闭塞中心。SRSSRS（System Requirements SpecificationsSystem Requirements Specifications），系统需求规范。），系统需求规范。SBI SBI（Service Brake Intervention limi
49、tService Brake Intervention limit）常用制动介入限制。）常用制动介入限制。EBI EBI（The Emergency Brake Intervention limitThe Emergency Brake Intervention limit）紧急制动介入）紧急制动介入限制。限制。REL REL（Release SpeedRelease Speed）缓解制动速度。）缓解制动速度。CSM CSM（Ceiling Speed Monitoring SectionCeiling Speed Monitoring Section）常数速度监视区。）常数速度监视区。TSM
50、 TSM（Target Speed Monitoring SectionTarget Speed Monitoring Section）目标速度监视区。）目标速度监视区。SSP SSP（Static Speed ProfileStatic Speed Profile）静态速度制限。）静态速度制限。TSR TSR（Temporary Speed RestrictionTemporary Speed Restriction）临时限速。）临时限速。LMA LMA（Limit of Movement AuthorityLimit of Movement Authority）列车停车界限。）列车停车界限
