LANDER模拟及培训解决方案列车驾驶员培训系统
目录
1. 陈述：LANDER及其提案的介绍 (3)
1.1. 设计及开发 (3)
1.2. 安装 (4)
1.3. 维护保养 (5)
2. 培训系统的总体描述 (6)
2.1. 培训系统的总体结构 (6)
2.2. 多功能培训站（TS） (6)
2.2.1. 真实的驾驶控制器 (8)
2.2.2. 虚拟的呈现 (10)
2.2.2.1. 控制器及指示器 (10)
2.2.2.2. 虚拟控制面板 (12)
2.2.3. 音响系统 (14)
2.2.4. 通信 (15)
2.2.5. 其它内部元件 (15)
2.2.6. 可视化系统 (15)
2.3. 教练员操作台 (17)
2.4. 安装与操作 (18)
3. 培训系统的功能范围 (19)
3.1. 教练员操作台 (20)
3.2. 模拟主机 (21)
3.3. 数学模型 (22)
3.4. 可视化系统 (22)
3.5. 输入/输出系统（IOS） (25)
3.6. 音响系统 (25)
4. 教学项目 (27)
4.1. 介绍 (27)
4.2. 使用模拟系统的培训范围 (27)
4.3. 模拟技术的优势 (28)
4.4. 教学结构 (29)
4.5. 双方的职责及功能范围 (30)
4.5.1. LANDER方 (30)
4.5.2. 客户方 (30)
陈述：LANDER及其提案的介绍
1.
1.1. 设计及开发
LANDER模拟及培训公司（S.A），是一家专门从事培训用商业模拟器的设计、制造和安装的公司。除了能够生产全套的培训模拟器，LANDER
也为客户设计授课的程序并交付一个综合的工具，其能够真实的模拟司机或
驾驶者在每天的工作中可能遇到的紧急情况，而这很难用其他的方法来达到
同样的效果。
LANDER的组织及结构，使它能够提供世界上最新的模拟系统，来满足客户更新更高的培训标准，LANDER不仅能够提高培训的质量，而且能
延伸培训的范围。这个成绩的取得是LANDER员工、主要的股东及开发的
合作伙伴，即CAF,CEIT和ESM，共同努力的结果。
LANDER公司是在CAF（具体的说是CAF研发公司）的支持下创立的。CAF同意LANDER的专家直接接触他们的列车制造商，来开发轨道列
车模拟器，这意味着在开发过程中有非常畅通的信息流和实际体验的交流，
这样就使LANDER能够开发出高仿模拟的真实驾驶条件的模拟器。有了
CAF的支持和参与，LANDER具备了相应的能力和必备的资源（基于对轨
道列车行业及列车的深刻理解），能够开发大型的项目。
LANDER开发团队中的第二个成员是技术伙伴CEIT公司。二者的紧密合作不仅使我们的模拟器在这一领域里与最新的创新产品同步发展，同时也
可以把新的创新技术资源不断的注入到我们的培训系统中。这样就可以保
证，我们的每一个培训系统都会是款式最新、质量最好的产品，而且不会在
短期内落伍。
LANDER的理念在模拟器领域里的第三个支柱是模拟器的教育培训机构。我们完善的培训计划的设计和具体的技术要求，是基于LANDER专家
早期对每个客户需求所做的具体调研，为每个客户量身定制的。
我们认为，如果不把培训作为发展的核心因素，就不可能创造出一个适宜的模拟器。所以，结合了人性化服务和专注能力，再配合以具体的培训计
划，LANDER研发出了满足每个客户需求的模拟器。而使得这一切得以实
现，要感谢我们的第三个合作伙伴 ESM公司。
总结：LANDER之所以能够提供模拟领域里最好的培训设备，是因为有着最完美的组合：
?具备资深技术资格和丰富经验的顶级员工；
?通过CAF R&D可以直接与行业部门联系；
?可以参与CEIT的研发和创新工作；
?可以参与和ESM的合作并对培训设计进行分析和开发。
众多因素的结合使LANDER研发出了最先进的培训模拟系统，逼真的复制了真实车辆每天面对的情况。这种高端的教育系统是为客户培训的需要
量身定制的。
模拟培训设施是传统培训的最好补充
1.2. 安装
培训系统具备之后，需要安装到客户的设施之上。为了使其尽可能的容易，快速及高效，LANDER保证模拟系统的安装不会对客户的基建有特殊
要求（除非有特殊的功能性需求），培训系统唯一需要的条件就是电源的连
接。
我们会和客户紧密合作，为他们提供模拟室的设计方案，如有需要，我们将提供一份总体的项目方案，将包括以下方面：
?电气设备的安装、插座的理想位置、电线的类型和布局、保护、耗费等；
?划分区域的位置以创建独立的空间或房间（如将教室和学员分开），采取措施来满足所需要的隔离要求（热力，声响，灯
光…）；
?其它客户的特殊安装要求（气动装置，声音和数据外部通讯…）。
总结：LANDER会与客户紧密的合作，共同准备用于模拟器的相关建筑及设施，使得组装和运行尽可能的快捷方便。这项工作由LANDER技术
熟练经验丰富的技术人员来完成。
除此之外，当出现地理位置的变动时，我们也可以按照客户的要求安装培训系统。
此前的一切，目的都是为了提供最好的服务，为我们的客户提供一个总承包方案，其中也包括了安装和调试的工作。
1.3. 维护保养
当系统安装完备开始运行试车，在其后的担保期内，LANDER提供多种创新的维护保养方案供客户选择，来避免系统损坏误时，防止产品过早过
时。
我们提供多种维护保养方案的选择，将依照所需要的响应时间来确定；
包括通过远程联络的立即救援和为每一个客户提供特殊备件的库存。
2. 培训系统的总体描述
2.1. 培训系统的总体结构
培训系统的结构可以分成两部分：实物部件和计算机模块。从总体的观点来看，培训系统的部件是由系统的硬件组成，而模块由系统的软件组成。
提供的模拟器主要实物部件如下所示：
?多功能培训站（TS）；
?教练员操作台（IS）。
图1：LANDER的培训中心及其多功能培训站图示
（毕尔巴鄂地铁模拟器，可模拟4种不同的列车模式）
多功能培训站（TS）
2.2.
驾驶室是学员培训的地方，通过长期在这里的沉浸并体验教练员通过模拟器发来的指令，从而得到真实的驾驶体验。
如果模拟驾驶室是真实驾驶室的1:1的精确复制品，其中包括所有的命令和控制设备，以及指示器，司机在这里就会更真切的感受到真实列车的感
觉。这也是当时开发轨道列车模拟器时，需要完全复制驾驶室的传统理
念。
但是在复制驾驶室模拟器时也会有一些实际的限制，而LANDER引入市场的新模拟器的理念试图来克服这些限制。例如用单一的模拟驾驶室来模
拟不同的列车。时至今日，LANDER公司可以例举出许多在世界各地所取
得的成功案例：Renf(西班牙)，毕尔巴鄂地铁，新德里地铁，圣保罗地铁，
CPTM（巴西），STC（墨西哥），SFM（西班牙），SRO（沙特阿拉
伯），Ferrobaires(阿根廷) 等等。所有这些案例中的司机培训问题，都可以
通过一个客户定制的玻璃钢驾驶室得到解决，只须为驾驶员操作台配置相应
的实物或虚拟的控制设施。这种定制的驾驶室所具备的解决方案及能力非常
强大，无论那些模拟器在理念或范围上是如此的不同，但都可以用同一个模
拟器来解决。
从另一方面来说，解决方案中的模块化和可配置性，可延伸到实际的模拟器的安装和装配工作中。这会使人觉得它很容易拆卸和移动，加之它们可
以通过任何建筑物的门，所以模拟器不会受到地理位置的限制。考虑到在系
统的寿命期内，我们可能会对其进行拆卸或移动，这些都会给我们带来便利。
图2：LANDER模拟驾驶室的分解图
总之，LANDER的定制驾驶室会带来以下的优势和特性：
?玻璃钢的驾驶室仿真度高，能够使人感受到身处真实的驾驶室里，而不是计算机虚拟化的环境之中（实际上学员不需要进行任
何计算机的培训来掌握模拟器的培训）。
?它符合轨道/ 培训工作站环境准则的要求。
?如图2所示，驾驶室可以拆卸，而且所有的部件满足下列条件：o组装拆卸方便（手工）；
o它们的外形尺寸可以通过一般的门；
o用人力即可移动不需要起重设备；
o它们的内部都有加固以保证它们的完整性。
?多功能驾驶室可以模拟多种类型的驾驶室，这可以让客户在未来将新的列车型号加入其中，不断的更新它们的模拟器。
为达到完全符合客户要求的定制驾驶室的目标，我们综合了以下多种因素：
?选择真实的司机控制器并安装在司机控制台上；
?在司机控制台的前方面板上是虚拟的触摸屏（多达5块屏幕）；
o司机控制台的控制器和指示器
o虚拟的面板
?音响系统；
?通讯；
?其它内部元件。
再有，显示系统会被安装在驾驶室的外部。
以下部分将涉及定制和适应性：
2.2.1. 真实的驾驶控制器
?选择真实的控制器并将其安装在司机工作台上，这是获得最佳模拟器设置的基本元素。包括：牵引和制动控制器：这涉及到对驾
驶列车的熟练性，所以必须是真实的列车控制器，学员就会感到
在驾驶真正的列车；
?换向器；
?紧急按钮；
?司机的安全装置；
?涉及门操作的按钮；
?喇叭；
?以及所有正规模拟器所需要的控制器。
所有的构件都将装配传感器，须连接到模拟驾驶室的一个输入/输出卡上，并连接到系统网络的以太网上。
图3：输入/输出卡
作为范例，我们可以特别展示我们已经成功完成的客户定制项目；毕尔巴鄂地铁和圣保罗地铁，这些是LANDER已经经过验证的成功的线路。在案列中可以看到，根据多用途和模块化驾驶室的理念，LANDER向每位客户提供了最适宜和个性化的解决方案。
在毕尔巴鄂地铁（图4）的案例中，在司机操作台所设定的控制器，模拟3个系列的控制器（500,550和600）。其它不属于这3个系列的控制器则会被放置在触摸屏的界面上（虚拟的呈现在触摸屏上）。司机的安全装置和通讯终端也使用了真实的设备。
图4：LANDER在毕尔巴鄂项目中的模拟驾驶室
在圣保罗地铁的案例中（图5），该单元的设计除了一些固定的控制器，还有其它的可更换的控制器和隐藏的控制器，因此其它厂家制造的第4系列（除前面所提的三个系列的控制器）也可以模拟（列车E,F.G和H），司机控制台的设计是在触摸屏上以虚拟呈现的。
图5：LADER 在圣保罗地铁项目中的模拟驾驶室
2.2.2. 虚拟的呈现 多达5块的17英寸的薄膜晶体管触摸屏，安置在司机控制台的前方面板上（通常是3至4块），模拟器的软件可以在屏幕上呈现出所有需要的培训内容。
2.2.2.1. 控制器及指示器
在司机控制台上有许多的指示器、控制器、按钮等，还有一些没有能安装在模拟控制台上的，可以虚拟的呈现在控制台前方的屏幕上。
控制器和指示器都是用真实列车部件的照片来加以模拟的，这些照片都经过数字化处理（以符合模拟的司机控制台）来设立虚拟的控制面板。这些虚拟的控制器和指示器在屏幕上显示的布局与其在真实列车上的完全相同，可以使学员最大可能的沉浸在真实环境中。
图6：各种列车组的控制面板
这些虚拟的呈现依赖于高效的摄影技术，它能够准确的模拟司机操纵时控制器的位置和状态。例如，司机可以看到某个开关状态的真实照片并对其可以加以操作（通过触摸屏），从而改变开关的位置。这时系统会有新的照片更新，显示出开关处于新的状态。指示器如灯、计量表、显示器等等，都会进行同样的加工处理，所以他们的运行状态在模拟中被精确的复制下来。
最后，司机控制台前面的屏幕也可以用于模拟安全和信号设备，以及列车信息管理系统或故障诊断系统的操作（见图7）。
图7：列车管理系统的操作及故障诊断的模拟示例
简而言之，我们力图复制人机界面的所有的真实元素，以便为学员提供一个尽可能逼真的驾驶室，这将使学员能尽快的适应模拟器而不需要任何的
计算机知识。
可以想象，这种工作方法的范围是如此的广阔，它的模拟驾驶室可以适用于任何其它列车的模拟培训。
至此我们充分展示了LANDER开发的虚拟司机控制台的实例，其中涵盖了所有的功能范围，包括计量器、灯、开关、按钮、信息终端和通讯终
端、人机接口的屏幕等等。总之包括了司机到的列车的完整界面。
2.2.2.2. 虚拟控制面板
在真正的列车上，有许多的面板并非是安装在司机的控制台上，有些甚至安装在列车的外面。它们包括有电控柜、气动面板和其它的一些面板，它
们会被安装在列车的任何地方，司机偶而也会对它们进行操作，如在以下的
情况:
?在低压柜的启动操作；
?对开关或其它元件进行隔离（如发生故障或事故时）。
所有这些控制器和面板会由逼真的照片来显示，我们称之为“虚拟面板”。在这些面板上所使用的是代表构件在各种状态下的真实照片，所以非
常便于学员对于构件的识别并能够增强环境的沉浸度。通过使用这些逼真的
照片，司机可以看到某个控制面板的状态，并可以对一些控制器进行操作改
变它们的位置，系统也会同时更新照片显示出新的控制状态。
图8：虚拟面板示例：热磁断路器柜
图9：虚拟面板示例：转向架
图10：虚拟面板示例：车门
模拟系统中的虚拟面板可以扩大系统的应用范围，在更大程度上扩展对列车的操控；虚拟面板可以更多的显示司机可能会用到的各种操作，使培训
过程更实用。这样，能加深司机对车辆的了解，使得他们无论在正常运行
中、还是在由故障或其他紧急情况导致的降级模式中，都能更专业、更理性
的做出处理。
2.2.
3. 音响系统
模拟驾驶室内设有3D环绕音响系统，能够精确的制造出使司机感到身临其境的声音。
系统会制造与列车系统和列车操控相关的声音效果，最基本的声效如下：
?牵引和前进的声音；
?蜂鸣器；
?气动系统的声音；
?仪表的声音；
?列车前行的气动声音；
?司机安全设施的提示音；
?过弯时的声音；
?有关天气条件的提示音；
?其他。
2.2.4. 通信
模拟驾驶室的通信使用了与真实驾驶室相同的设施。因此，学员能够与任何相关单位联络，模拟过程中教练员会来担任这个角色（学员和教练员之
间也可进行与模拟练习本身相关的一些对话）。
2.2.5. 其它内部元件
除了上述所提到的，模拟驾驶室还配有下列设施：
?一个手动调适的铁路用机械座椅，符合驾驶室内人机工程学原理，也有利于让学员更加身临其境。
?一个摄像头，便于从教练员的位置观察学员的状况。
驾驶室内包含的所有设施，都具备一般铁路系统设施应有的质量和优势。
2.2.6. 可视化系统
模拟器的可视化系统及其拥有的这些特点，在很大程度上有助于提高学员身临其境的感觉，也提高了学员对模拟系统整体逼真效果的满意度。本系
统涵盖两个方面：一、司机前面的视野，二、与镜子对应的后视视野。
尽管在这种模拟驾驶室内完全可以采用直接投影的方式，但我们还是在模拟驾驶室的前部设置了一个60’’的全高清LED屏幕，用于展示司机前面
的视野（见图11）。
图11：场景显示屏
除了安装简便和无需任何维护之外，这套系统还有以下功能：
?在驾驶室内部为学员提供一个宽广的视野，使得学员可以感知到位置、距离和前行的速度。
?获取高清图像，帮助学员获得更好的感知，并使他们在不产生视觉疲劳的状态下，达到高层次的身临其境感。
?在日间和夜间模拟时，都可帮助准确的感知铁路信号。
?对虚拟场景涉及的所有元素提供正确的感知，使学员能够辨识所有目标，且不会产生任何可能导致学员分心、误读或眨眼的效
果。
在模拟过程中，图像会以60赫兹的频率刷新，并与投影仪的频率保持一致，从而避免产生跳跃或不连贯的场景。
在前方屏幕的两侧，后视镜也会以小嵌入画面的形式被模拟出来（画面可以在学员要求打开时，用对应的控制器打开）。图12显示的即这一解决方案，称为画中画（PIP）。
图12：正在使用中的左后视镜画中画示例 (Renfe模拟器）
2.3. 教练员操作台
教练员操作台（也叫教练员席位）是模拟器的控制台，包含下列功能：
?设计司机将要进行的练习。教练员台是教练员确定其希望传达的训练理念（除了模拟过程中用到的程序之外）的地方。
?实施培训的内容。
?评估培训内容。LANDER的培训系统包含自动评估系统，可以在很大程度上减轻教练员的负担，减少常规控制任务，使教练员能
够完全集中精力去发掘培训内容的所有优势。所有培训内容都已
录制在系统当中，因此每段培训内容都可以被重新调出来，教练
员可以对其中特定的方面作出一些个性化的评估。其中的图像、
对司机台上的控制键和指示灯的监控、虚拟面板以及任何事项、
故障等，都可以重现。
图13呈现的是LANDER为这套模拟器制造的教练员操作台。可以看到，这套设计不仅突出了教练员在培训过程中的指导者形象，也让他的工作
更加舒适。
图13：毕尔巴鄂地铁的教练员操作台，与本招标文件中的要求类似
2.4. 安装与操作
计算机的安装和各系统之间的连接都非常简单。实际上，模拟驾驶室都设计成完整、独立的单位，只需通电、并连接到LANDER培训系统的局域
网即可。
3. 培训系统的功能范围
模拟培训系统的功能与系统的硬件设计有关，但主要依赖于系统中的应用软件。在前一章，已经对培训系统硬件架构作出了描述。本章节将主要描
述LANDER为该项目提供的软件。该软件在功能上分为不同的部分，我们
称为模块，各模块之间的互动情况如下图14所示：
图14：培训系统的软件架构
模拟过程中模拟的主持人掌控着模拟的时间，并管理所有的调用，能达到实时模拟的目的。输入输出系统（IOS）收集舱内传出的控制信息，并将
其传入模型模块进行处理。除此之外，那些用来复制模拟机器行为的公式，
包括故障公式，都是由模型模块来执行的。声音模块负责再现那些可以在驾
驶舱内听到的最具特色的声音。最后，视觉模块收到模型模块给出的机器位
置信息，并将这个场景从司机或操作者的视角中呈现出来。
LANDER开发的系统保证了信息极高的交换及时性，并且在不影响其他模块的情况下，对其中某一模块进行维修和“升级”。因此，这种模块化
的架构为日后的信息延伸提供了可行性，这些可能的延伸包括：
?模拟线路网络数据库的延伸；
?由于教练员的工作而定期增长的教学计划和更新；
?新增的技术、规则和定期变化
?新加入车型、故障类型等；
?其他。
以下内容是对模拟器各模块及其各自的功能的阐述。
教练员操作台
3.1.
教练员操作台的作用是掌控所有模拟教学内容，控制教练员希望传达给司机的所有培训内容。因此，教练员台的软件必须完全做到多样化、模块化
和可扩展，达到对专业人士培训效率的要求。
有三种操作教练员操作台应用的方式：规划模式、运行模式和评估模式（图15为实际事例）。这些模式能够分别实现设计和管理培训练习、掌控
模拟内容、以及指导和评估学员培训的功能。还有一个用户管理的功能。
需要强调的一点是，除了教练员台的功能之外，软件的设计宗旨就是提供一个简洁、直观、用户友好型界面，使教练员无需任何特殊的电脑知识，
就能在较短的时间内高效掌握系统操作和管理水平。
北京交通大学考试参考答案（A卷） 课程名称：列车运行控制系统学年学期：2013—2014学年第1学期 课程编号：50L274Q开课学院：交通运输出题教师：课程组 一、名词解释（共3小题，每题3分，共9分） 1．虚拟闭塞:是固定闭塞的一种特殊形式，以虚拟方式（设置通信模块和定位信标）将区间划分为若干个虚拟闭塞分区，并设置虚拟信号机进行防护。 2．准移动闭塞:基于固定闭塞的目标—距离控制方式，保留固定闭塞分区，以前方列车占用闭塞分区入口确定目标点，通过地车信息传输系统向列车传送目标速度、目标距离等信息。这种闭塞方式称为准移动闭塞。 3．最限制速度:综合考虑列车在区域各类限制速度得出的最低值（即最不利限制部分或最严格限制速度），简称最限制速度。 二、填空题（共12题，每空1分，共25分） 1．列车运行控制系统根据前方行车条件为每列车产生行车许可，并通过地面信号和车载信号的方式向司机提供安全运行的凭证。车载设备实施速度监控，当列车速度超过允许速度时控制列车实施制动，防止列车超速颠覆或与前方追尾，保证行车安全。 2.铁路信号安全的广义概念是指铁路信号设备或系统具有维护铁路列车（车列）安全运行的能力。狭义概念是指设备(或系统)应满足故障-安全设计原则的要求，当出现故障或误操作时，能远离危及行车安全的事故，或减少事故损失。 3.当轨道电路完整并空闲时,轨道电路的工作状态为调整,当轨道电路区段有车占用时,轨道电路的工作状态为分路（开路）。 4.目标距离控制方式根据列车制动模型，直接由目标距离、目标速度、线路参数及列车制动参数等信息生成列车的速度—距离模式曲线，并以此实时监控列车和运行速度保证列车运行安全。 5.列车安全位置是在高精度定位方法得出列车估计位置的基础上增加一定的安全包络得到，分车头（或列车前端）和车尾安全位置两部分。 级列控系统基于GSM-R实现车---地信息双向传输，RBC生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器提供列车定位基准，并具备CTCS-2（或c-2）作为后备。7．CTCS-1级列控系统用于160km/h及以下的区段，由主体机车信号加上安全型运行监控记录装置组成。 8．在CTCS-3级列控系统中，RBC根据从联锁系统获得的进路信息，从车载设备获得的列车位置信息、以及接收到的股道占用、临时限速等信息生成列车控制命令。
列车运行控制系统 铁路通信信号系统是铁路运输的基础设施，是实现铁路统一指挥调度，保证列车运行安全、提高运输效率和质量的关键技术设备，也是铁路信息化技术的重要技术领域。 现代信息类技术的迅速发展。对铁路信号、通信产品和服务产生了重要影响。铁路通信和信号技术，以及现代铁路信息化系统之间的关系和作用变得密不可分。车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。 在列车运行控制技术方面，计算机、通信、控制技术与信号技术集成为一个自动化水平很高的列车运行自动控制系统（简称列控系统）。列控系统不仅在行车安全方面提供了根本保障，而且在行车自动化控制、运营效率的提高及管理自动化等方面，提供了完善的功能，并向着运输综合自动化的方向发展。列控系统技术是现代化铁路的重要标志之一。 随着列车速度的提高，列车的运行安全除了以进路保证外，还必须以专用的安全设备，监督、强迫列车(司机)执行。这些安全设备从初级的列车自动停车装置、自动告警装置、列车速度自动监督系统(或列车速度自动检查装置)发展到列车速度自动控制系统。 列车自动控制系统(A TC)—般指系统设备（包括地面设备和车载设备），同时也是一种闭塞方式，主要包括： 1．以调度集中系统CTC为核心，综合集成为调度指挥控制中心。 2．以车站计算机联锁系统为核心，综合集成为车站控制中心。 3．以列车速度防护与控制为核心，综合集成为列车（车载）运行控制系统。 4、以移动通信（例如GSM-R）平台，构建通信信号一体化的总成系统（例如CTCS）。 列车自动控制系统(A TC)的主要功能有四项： ·检查列车在线路上的位置(列车检测)。 ·形成速度信号(调整列车间隔)。 ·向列车发送速度信号或目标距离信号(信号传输)。 ·按速度或目标距离信号控制列车制动(制动控制)。 上述一至三项功能由地面没备完成，第四项功能由车载设备完成。 本章主要内容为200km/h动车组司机驾驶所需要的列控ATP技术和GSM-R系统中的无线列调功能。 第一节列控ATP系统技术原理 一．列控ATP系统的组成与功能 列控ATP是列车超速防护和机车信号系统的一体化系统，列控ATP系统主要由车载设备及地面设备两大部分组成，地面设备与车载设备一起才能完成列车运行控制的功能。 图7.1.1是列车运行控制系统地面设备原理框图。
高速铁路列车运行控制系统 ----轨道电路 李波 一 CTCS的体系结构 CTCS分为CTCS0至CTCS4五级，按铁路运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层配置，如图1所示。 二 CTCS2系统 CTCS-2级列控系统是基于轨道电路加点式应答器传输列车运行许可信息并采用目标距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统，包括车载设备和地面设备。 1 地面子系统 （1）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车速度曲线并传送给列车。 （2）轨道电路：完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送控制信息。车站与区间采用同制式的轨道电路。 （3）点式信息设备：用于向车载设备传输定位信息，选路参数，线路参数，限速和停车信息等。
2 车载子系统 车载ATP设备包括：安全计算机、STM、BTM、DMI、记录单元，机车接口单元，测速单元，LKJ监控装置。 三轨道电路 轨道电路提供的信息包括：行车许可，空闲闭塞分区数量，道岔限速等。 1 车站采用ZPW-2000系列电码化，为列车提供运行前方闭塞分区空闲数，道岔侧向进路等信息。 2 车站相邻股道电码化应采用不同载频，列控车载设备根据进站信号机处应答器的轨道信息报文对接收轨道电路信息载频进行锁定接收。 3 车站电码化轨道同一载频区段轨道电路最小长度，应满足列车以最高运行速度时车载轨道电路信息接收器（STM）可正常接收信息。 4 轨道电路采用标准载频为1700HZ﹑2000HZ﹑2300HZ﹑2600HZ。低频信息按表进行。 5 轨道电路信息满足最高250Km/h速度列车安全运行的要求，基本码序为： 1）停车：L5- L4- L3- L25- L- LU- U- HU
《列车运行控制系统》课程设计 学院：交通运输学院 指导老师：张喜 姓名：。。。 学号：。。。。。 班级：。。。。。。
磁悬浮列车运行控制系统技术方案设想 摘要：高速磁悬浮列车作为一种新型交通工具，具有快捷、安全、舒适、无磨擦、低噪声、低能耗易维护、无污染等优点. 高速磁悬浮运行控制系统就如同人的大脑，负责安排整个交通系统安全可靠有效的运转，使磁悬浮列车的特点充分展现出来. 目前，仅日德对高速磁悬浮运行控制系统的研究技术比较成熟，分别建立了山梨试验线(Y am anashi)和埃姆斯兰特(Enslard) (简称T V E )试验线，并取得了试验成功. 在国内，随着上海磁悬浮试验线的建立，对高速磁悬浮O CS 的研究则刚刚起步。本文仅对列车运行控制系统的设计方面进行简单的研究。 关键词：磁悬浮列车、列车运行控制、速度防护、车地传输技术、测速定位技术 1.磁悬浮列车的特点 由于磁悬浮列车具有快速、低耗、环保、安全等优点，因此前景十分广阔。常导磁悬浮列车可达400至500公里/小时，超导磁悬浮列车可达500至600公里/小时。它的高速度使其在1000至1500公里之间的旅行距离中比乘坐飞机更优越。由于没有轮子、无摩擦等因素，它比最先进的高速火车省电30%。在500公里/小时速度下，每座位/公里的能耗仅为飞机的1/3至1/2，比汽车也少耗能30%。因无轮轨接触，震动小、舒适性好，对车辆和路轨的维修费用也大大减少。磁悬浮列车在运行时不与轨道发生摩擦，发出的噪音很低。它的磁场强度非常低，与地球磁场相当，远低于家用电器。由于采用电力驱动，避免了烧煤烧油给沿途带来的污染。磁悬浮列车一般以4.5米以上的高架通过平地或翻越山丘，从而避免了开山挖沟对生态环境造成的破坏。磁悬浮列车在路轨上运行，按飞机的防火标准实行配置。它的车厢下端像伸出了两排弯曲的胳膊，将路轨紧紧搂住，绝对不可能出轨。列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁流，同一区域内的电磁流强度相同，不可能出现几辆列车速度不同或相向而动的现象，从而排除了列车追尾或相撞的可能。 磁悬浮列车虽然具有这么多的好处，但到为止，世界上只有上海浦东磁悬浮铁路真正投入商业运营。尽管日本和德国已经有了实验路线，尽管2005年上海浦东机场到市区30公里长的线路将投入正式运营，但磁悬浮列车还是不能普及到日常生活中来。由于磁悬浮系统必须辅之以电磁力完成悬浮、导向和驱动，因此在断电情况下列车的安全就不能不是一个要考虑的问题。此外，在高速状态下运行时，列车的稳定性和可靠性也需要长期的实际检验。还有，则是建造时的技术难题。由于列车在运行时需要以特定高度悬浮，因此对线路的平整度、路基下沉量等的要求都很高。而且，如何避免强磁场对人体及环境的影响也一定要考虑到。 基于磁悬浮列车的特点，磁浮列车运行控制系统的基本功能应该包括：操作与显示、自动操纵列车、驾驶序列控制、列车防护、进路防护、道彷防护、列车安全定位、速度曲线监控和牵引安全切断等功能。以德国为例，德国的高速磁浮列车系统可分为线路、牵引、车辆和运行控制四大系统。运行控制系统采用了3
城市轨道交通列车自动控制系统简介 、前言 随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。城市轨道交通列车自动控制系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。 二、列车自动控制系统的组成 列车自动控制（ATC系统由列车自动防护系统（ATP、列车自动驾驶系统（ATO和列车自动监控系统（ATS三个子系统组成。 一列车自动防护( ATP-Automatic Train Protection 系统 列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间 隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。 二列车自动驾驶系统 ( AT0?CAutomatic Train Operation 列车自动驾驶子系统（ATO与ATP系统相互配合，负责车 站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动 等功能。ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成；通过轨道
电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。ATP与ATO车载系 统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。 三）自动监控（ATS-Automatic Train Super -vision ）系统 列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥， 并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能主要由位于OCC 控制中心）内的设备实现。 三、列车自动控制系统原理 一）列车自动防护（ATP） ATP是整个ATC系统的基础。列车自动防护系统（ATP亦 称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定的运行速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。 ATP通过轨道电路或者无线GPS系统检测列车实际运行位 置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定地行车间隔。防止列车超速和越过禁止信号机等功能。 按工作原理不同，ATP子系统可分为“车上实时计算允许速
中国列车运行控制系统 CTCS- Chinese Train Control System CTCS概述 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（TCC）/无线闭塞中心（RBC）。其中GSM-R不属于CTCS设备，但是重要组成部分。 应答器是一种能向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息。 轨道电路具有轨道占用检查、沿轨道连续传送地车信息功能，应采用UM系列轨道电路或数字轨道电路。 无线通信网络（GSM-R）是用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息传输的车地通信系统。 列车控制中心是基于安全计算机的控制系统，它根据地面子系统或来自外部地面系统的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车行车许可命令，并通过车地信息传输系统传输给车载子系统，保证列车控制中心管辖内列车的运行安全。 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。 CTCS车载设备是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统交换信息来控制列车运行。 无线系统车载模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交换。 CTCS - 简介 TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校核、自动报点、正晚点统计、运行图自动绘制、调度命令及计划的下达、行车日志自动生成等功能，还句话说就是原来行车调度员和车站值班员需要用笔记下的东西现在都可以由TDCS自动完成。 中国铁路调度指挥系统
参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成了自己的CTCS（Chinese Train Control System）标准体系。如何吸收ETCS规范并结合中国国情更好地再创新，是值得深入研究的课题。 铁路是国民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先行产业，是社会的基础设施，铁路运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。为了满足国民对铁路运输的要求，进入二十一世纪以后，铁路部门致力于高速铁路和客运专线的建设，并取得了骄人的成绩。 为了适应中国高速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功了“CTCS系统”（即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System的缩写“CTCS”） CTCS - 产生背景 由于早期欧洲铁路的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互不兼容，为有效解决各种列车控制系统之间的兼容性问题，保证高速列车在欧洲铁路网内跨线、跨国互通运行，1982年12月欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。 2001年欧盟通过立法形式确定ETCS（European Train Control System）为强制性技术规范。ETCS的主要目标是互通互用、安全高效、降低成本、扩展市场，在规范的设计上融入了欧洲各主要列控系统的功能，制定了比较丰富的互联互通接口。经过长期的发展，ETCS系统目前已经比较成熟，得到了欧洲各国铁路公司和供货商的广泛认可。 中国人口密集，资源紧张，城市化发展非常迅速。一直处于发展中的中国铁路，始终存在着运量与运能之间的突出矛盾。铁路运输至今仍相当程度地制约着国民经济的快速发展，铁路仍是我国国民经济发展中的一个薄弱环节。为了缓解铁路运输的压力，铁路部门先后实行了六次大提速。 与此同时，高速铁路的蓬勃发展，对铁路的中枢神经——信号系统也提出了新的技术要求。但由于历史及技术原因，中国铁路存在多种信号系统，严重影响了运输效率。铁路信号系统迫切需要建立统一的技术标准，确立数字化、网络化、智能化、一体化发展方向，国产高速铁路列车运行控制系统标准的制定迫在眉睫。为实现高铁战略，铁道部组织相关专家开始制定适合我国国情的中国列车控制系统CTCS（Chinese Train Control System）。 在CTCS 技术规范中，根据系统配置CTCS按功能可划分为5 级。为满足客运专线和高速铁路建设需求，通过对ETCS标准的引进、消化、吸收，并结合成功应用的CTCS-2级列车运行控制系统的建设和运营经验，我国构建了具有自主知识产权的CTCS-3级列控系统标准。CTCS-3级列车运行控制系统是基于GSM-R无线通信的重要技术装备，是中国铁路技术体系和装备
区间信号与列车运行控制系统 实验指导书 昆明理工大学信自学院自动化系
目录 实验一系统认知实验 (3) 实验二列车控制实验 (5) 实验三沙盘系统总体运行实验 (12) 实验四计算机联锁和计轴系统实验 (14) 实验五应答器系统实验 (22) 《区间信号与列车运行控制系统实验》教学大纲 (27)
实验一 系统认知实验 一、实验目的 1、让学生对ATS系统（沙盘列车自动监控系统）有整体了解，理解ATS 各部分的功能和作用。 2、了解实验设备操作规则，注意保护实验设备。 二、实验设备 沙盘列车自动监控系统，计算机联锁及信号控制系统 三、实验原理 沙盘列车自动监控系统（ATS） ATS系统根据系统结构和所处地点，主要分为控制中心级和车站级设备两个部分，能够自动实现连续式、点式及联锁控制方式下的行车指挥控制、列车运行监视和管理。 控制中心级设备主要指调度员工作站，车站级设备主要指车站现地工作站LOW（Local Operator Workstation）。 调度中心和车站现地工作站的控制权限能够通过操作互相切换。中心控制级时，线路各联锁区采用ATS中心控制。ATS根据列车运行图自动对全线列车进行集中监控，授权的行调人员可在控制中心通过ATS调度工作站下发人工控制命令，对运营实施控制。车站控制时，车站值班员通过设备集中站的现地控制工作站下发人工控制命令，对运营实施控制。紧急情况下，车站值班员可强行获取联锁区控制权。 四、实验内容及步骤 1、沙盘列车自动控制系统 （1）熟悉站场操作按钮的功能和作用 （2）熟悉站场图的主要操作 进路操作：进路办理操作，进路取消操作（总取消 + 始端按钮），引导进路办理（始端按钮 + 终端按钮 + 引导进路）
列车运行控制系统
列车运行控制系统 -03-25 14:52:17| 分类：铁路基础知识 | 标签： |字号大中小订阅 根据列车在铁路线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整的技术装备。系统包括地面与车载两部分，地面设备产生出列车控制所需要的全部基础数据，例如列车的运行速度、间隔时分等；车载设备经过媒体将地面传来的信号进行信息处理，形成列车速度控制数据及列车制动模式，用来监督或控制列车安全运行。系统改变了传统的信号控制方式，能够连续、实时地监督列车的运行速度，自动控制列车的制动系统，实现列车的超速防护。列车控制方式能够由人工驾驶，也可由设备实行自动控制，使列车根据其本身性能条件自动调整追踪间隔，提高线路的经过能力。 新一代铁路信号设备是由列车调度控制系统及列车运行控制系统两大部分组成的。从技术发展的趋势看是向着数字化、网络化、自动化与智能化的方向发展。它的作用是保证行车安全、提高运输效率、节省能源、改进员工劳动条件。 发展中的列车控制系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为一体的综合业务管理的自动化系统。
列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的，从初级阶段的机车信号与自动停车装置，发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统。 进入20世纪90年代，世界上已有许多国家开发了各自的列车运行控制系统，其中，在技术上具有代表性且已投入使用的主要有：德国的LZB系统，法国的VM300和TVM430系统，日本新干线的ATC系统等。这些系统的共同特点是：能够实现自动连续监督列车运行速度，可靠地防止人为错误操作所造成的恶性事故的发生，保证列车的高速安全运行。它们之间的主要区别体现在控制方式、制动模式及信息传输等形式方面。 中国近几年来，对国外列车控制系统进行了较深入的研究，对列车控制模式、轨道电路信息传输、轨道电缆信息传输等方面都已取得不少的成果。在开发过程中，还可借鉴欧洲列车控制系统“功能叠加”、“滚动衔接”的经验，从保证基本安全着手，分步完成并真正达到安全、高效、舒适的目标。 中国列车运行控制系统（CTCS）介绍 CTCS CTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。ＣＴＣＳ概述
m d i n 列控定义：列车运行全过程或一部分作业实现自动控制的系统，可以根据列车在线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整。 列控作用：（1）保障行车安全。识别、消除或减弱危及安全的因素。发现时，向列车发出停车或降速命令(2）保证运输效率。列控系统确定列车最小安全制动距离，最大限度提高线路通过能力。 列控原理：地面设备根据前方行车条件，包括轨道占用情况、进路状态、线路状况以及调度命令，生成行车许可，通过车地通信技术传给车载设备，结合列车数据，车载设备自动计算生成超速防护曲线，并实时与列车运行速度进行比较，超速(允许速度）后及时进行控制，防止列车超速脱轨或与前行列车追尾。列控功能：1.给司机显示允许列车运行的信号、目标距离、目标速度、允许速度等。2.防止列车超过规定的限制速度运行，包括信号显示规定的限制速度、线路限速、车辆限速、临时限速等。3.自动实施速度控制，一旦列车速度超过允许速度，应实施制动控制，使列车减速甚至停车。4.防止与同一轨道运行的列车相撞或追尾。 分级特点：1.CTCS-0干线铁路装备的既有铁路信号设备；地面设备：国产轨道电路构建三显示/四显示自动闭塞，轨道电路实现；车载设备：通用机车信号，列车运行监控记录装置LKJ ；固定闭塞 2.CTCS-1由主体机车信号+安全型运行监控装置组成，面向160km/h 及以下的区段，在既有设备基础上强化改造，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。 3.CTCS-2提速干线、高速铁路；应答器、ZPW-2000A 轨道电路共同完成车地通信；配置车站列控中心TCC ，根据地面信号系统计算列车移动授权凭证；车载ATP+LKJ2000，凭车载信号行车；可下线在CTCS1/0线路；准移动闭塞，地面可不设区间通过信号机 4.CTCS-3主要面向高速铁路；车载配置ATP ，凭车载信号行车；RBC 基于地面信号系统计算列车移动授权；无线通信（GSM-R ）传输车地信息；轨道电路检查列车占用，应答器为列车定标；地面可不设区间通过信号机；可下线在CTCS2线路；准移动闭塞；等同于ETCS-2 5.CTCS-4面向高速铁路；CTCS 车载设备ATP ，凭车载信号行车；车载设备发送列车参数，无线闭塞中心RBC 跟踪；列车位置并计算列车移动授权；取消区间轨道电路和通过信号机（移动闭塞）；无线通信（例如：GSM-R 、LTE-R 等）；列车完整性检查由地面RBC 和列车完整性验证系统完成； 等同于ETCS-3 加速牵引：C=F-W 匀速惰行：C=-W 减速制动：C=-(B+W) F 牵引力，B 制动力，W 阻力 牵引力分析：轮轨间的纵向水平作用力超过最大静摩擦力时，轮轨接触点将发生相对滑动，机车动轮在强大力矩的作用下快速转动，轮轨间的纵向水平作用力变成了滑动摩擦力，其数值比最大静摩擦力小很多，而列车运行速度很低，这种状态称为“空转”。 空转的危害：局部与车轮接触的钢轨将受到严重摩擦，造成严重耗损钢轨，甚至导致车轮陷入钢轨磨损产生的深坑内。该状态下牵引力反而大幅降低，钢轨和车轮都将遭受剧烈磨损。
CTCS CTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。CTCS 根据功能要求和设配置划分应用等级，分为0~4级。 1. CTCS概述 TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校核、自动报点、正晚点统计、运行图自动绘制、调度命令及计划的下达、行车日志自动生成等功能，换句话说就是原来行车调度员和车站值班员需要用笔记下的东西现在都可以由TDCS自动完成。 中国铁路调度指挥系统 参考欧洲ETCS规，中国逐步形成了自己的CTCS（Chinese Train Control System）标准体系。如何吸收ETCS规并结合中国国情更好地再创新，是值得深入研究的课题。 铁路是国民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先行产业，是社会的基础设施，铁路运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。为了满
足国民对铁路运输的要求，进入二十一世纪以后，铁路部门致力于高速铁路和客运专线的建设，并取得了骄人的成绩。 为了适应中国高速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功了“CTCS系统”（即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System的缩写“CTCS”） 2. 产生背景 由于早期欧洲铁路的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互不兼容，为有效解决各种列车控制系统之间的兼容性问题，保证高速列车在欧洲铁路网跨线、跨国互通运行，1982年12月欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。 2001年欧盟通过立法形式确定ETCS（European Train Control System）为强制性技术规。ETCS的主要目标是互通互用、安全高效、降低成本、扩展市场，在规的设计上融入了欧洲各主要列控系统的功能，制定了比较丰富的互联互通接口。经过长期的发展，ETCS系统目前已经比较成熟，得到了欧洲各国铁路公司和供货商的广泛认可。 中国人口密集，资源紧，城市化发展非常迅速。一直处于发展中的中国铁路，始终存在着运量与运能之间的突出矛盾。铁路运输至今仍相当程度地制约着国民经济的快速发展，铁路仍是我国国民经济发展中的一个薄弱环节。为了缓解铁路运输的压力，铁路部门先后实行了六次大提速。 与此同时，高速铁路的蓬勃发展，对铁路的中枢神经——信号系统也提出了新的技术要求。但由于历史及技术原因，中国铁路存在多种信号系统，严重影
文章编号:100021506(2002)0320036204 地铁列车自动驾驶系统分析与设计 黄良骥,唐 涛 (北方交通大学电子信息工程学院,北京100044) 摘 要:对地铁列车自动驾驶系统进行分析,并对列车自动驾驶系统的车载设备进行设计. 关键词:列车自动控制系统;列车自动驾驶系统;自动控制 中图分类号:U284.48 文献标识码:B System Analysis and Design of Autom atic T rain Operation on Metro HUA N G L iang-ji ,TA N G Tao (College of Electronics and Information Engineering ,Northern Jiaotong University ,Beijing 100044,China ) Abstract :In this paper ,the existing metro Automatic Train Operation (A TO )systems have been analyzed in China and the design of an onboard A TO system is proposed. K ey w ords :Automatic Train Control (A TC );Automatic Train Operation (A TO );Automatic Con 2 trol 对于城市轨道交通系统高效率高密度的要求来说,列车自动控制系统(A TC )是必不可少的.A TC 系统包括:列车超速防护子系统(A TP :Automatic Train Protection )、列车自动驾驶子系统(A TO :Automatic Train Operation )、列车自动监控子系统(A TS :Automatic Train Supervision ). A TS 子系统可以实现对列车运行的监督和控制,辅助行车调度人员对全线列车运行进行管理.A TP 子系统则根据地面传递的信息计算出列车运行的允许安全速度,保证列车间隔,实现超速防护.A TO 子系统根据A TS 提供的信息,在A TP 正常工作的基础上,实现最优驾驶,提高舒适度、降低能耗、减少磨损. 国外已研制了适用于高密度城市轨道交通的列车自动驾驶系统,并在城市轨道交通系统中广泛应用.我国在此项技术上研究较少,20世纪80年代以来,北京地铁、上海地铁、广州地铁均以巨额代价引进了国外的设备,近年来,为缓解市内交通紧张、减少空气污染发挥巨大作用.地铁的发展建设受到国家及各大中城市的普遍重视,许多城市的地铁正在设计建设,为降低地铁投资,迫切需要国内研究具有自主产权的适于城市轨道交通的列车自动驾驶设备. 1 ATO 系统分析 1.1 AT O 工作原理[1,2] A TO 子系统能保证运行时间与定点停车,还能提高运行效率,提高舒适度,减少能耗.但作为A TC 的一个子系统,它的功能是要依靠A TC 各子系统协调工作共同完成的,缺少A TP 与A TS 子系统,A TO 将无法正常工作. 从运行中所起作用来说,A TO 主要实现驾驶列车的功能,能进行车速的正常调整,给旅客传送信息,进行车门的开关作业,但这只是执行操作命令,不能确保安全,这就需要A TP 来进行防护.A TP 起监督功 收稿日期:2001209218作者简介:黄良骥(1978— ),男,广东普宁人,硕士生.em ail :hliangji @https://www.doczj.com/doc/1b12552002.html, 第26卷第3期2002年6月 北 方 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF NORTHERN J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.26No.3J un.2002
列车运行控制CTCS-2级列控系统行车许可使用 实 验 报 告 学院：电子信息工程学院 班级：自动化 1301 成员：
目录 1 实验目标 (3) 1.1 实验整体目标 (3) 1.2 实验具体目标 (3) 1.2.1 正线接车 (3) 1.2.2 18号以下道岔接车 (3) 1.2.3 18号以上道岔接车 (4) 1.2.4 侧线引导接车 (4) 2 实验过程 (5) 2.1 原理分析 (5) 2.1.1 CTCS-2级列控系统行车许可生成原理 (5) 2.1.2 车载设备超速防护功能工作原理 (5) 2.2 仿真环境 (6) 2.3 程序编写 (7) 2.3.1 程序分析 (7) 2.3.2 程序框图 (7) 2.3.3 程序代码 (8) 3 实验结果分析 (9) 4 实验总结 (12) 附 ATPprotecting()源代码 (13)
1 实验目标 1.1 实验整体目标 理解CTCS-2级列车运行控制系统地面设备工作原理及车载设备MA的使用原理；掌握列控系统车载设备基本工作原理；初步具备解决列控系统实际工程问题的能力。 学会使用excel仿真环境对列车运行状况进行模拟和分析，初步了解VB编程，并能通过程序对列车运行进行超速防护。 1.2 实验具体目标 1.2.1 正线接车 排列正线接车进路，终点为出站信号机，覆盖正线股道，列车即将进入正线，停在出站信号机之前。其轨道电路码序及模式曲线如下图： 1.2.2 18号以下道岔接车 排列侧线接车进路，且接车进路上最小道岔为18号以下道岔时，覆盖侧线股道，列车即将进入侧线，终点为出站信号机。 当列车行至接近区段时，显示UU码，列车通过码序得知即将进入侧线，并且道岔要求限速为40km/h，以此为目标速度控制列车运行，并且在通过道岔后，根据实际进路长度计算至进路终点的限速曲线，控制列车运行。 其轨道电路码序及模式曲线如图：
基于CBTC控制的列车全自动驾驶系统（FAO）的发展及应用 【摘要】主要介绍全自动驾驶（FAO）系统的发展和应用情况、系统的组成和特点。介绍了车-地通信方案，对国内外车-地通信方式进行了比较，对GSM-R 网络进行了详细的分析，并指出作为无线传输的GSM-R网络具有适应我国铁路运输特点的功能优势。 【关键词】全自动驾驶;基于通信的列车运行控制系统全自动驾驶系统;双向传输;车-地通信;GSM-R 1.引言 全自动无人驾驶系统是一种将列车驾驶员执行的工作，完全由自动化的、高度集中的控制系统所替代的列车运行模式。 目前，国内许多城市都在建设城市轨道交通网络，那些人口在千万以上的特大城市，其发展往往是跨越式的，要求建设的城市轨道交通在互联互通、安全、快捷、舒适性方面具有很高的水平。许多大城市如上海、北京和广州均有计划采用先进的、高可靠的、高安全的基于CBTC（Communication Based Train Contro，基于通信的列车控制系统）控制的全自动驾驶系统（Fully Automatic Operation，FAO）来达到以上要求。 2.FAO的系统结构 FAO系统实现列车的自动启动及自动运行、车站定点停车、全自动驾驶自动折返、自动出入车辆段等功能，同时对列车上乘客状况、车厢状态、设备状态进行监视和检测，对列车各系统进行自动诊断，将列车设备状况及故障报警信息传送到控制中心，对各种故障和意外情况分门别类，做出处置预案。 2.1 信号系统主要包括以下部分 （1）控制中心设备：中央自动列车监督系统（Automatic Train Supervision，ATS）、电力SCADA系统和综合监控系统。（2）轨旁设备：轨旁列车自动防护/列车自动驾驶系统（Automatic Train Protection and Automatic TrainOperation，ATP/ATO）、车站ATS系统、联锁CI系统、定位系统和综合维护系统。（3）车载设备：车载地车无线接收/发送单元、车载ATP/ATO设备、牵引和制动、列车定位系统。（4）地车信息传输系统：一般采用基于通信的多服务的冗余数据传输系统（Data Tansm issionSystem，DCS），实现地车的双向信息传输。目前主要的CBTC系统实现地车信息传输的方式有：交叉环线、泻漏波导/漏缆、无线传输等。（5）列车定位系统：车载速度传感器和雷达传感器对于FAO系统，实现列车安全控制和间隔控制与传统列车自动控制系统（Automatic Train Control，ATC）的基本组成、功能和安全性要求是一样的，特殊的是对这些相关系统的可靠性、可用性及应急预案处理的要求将大大提高
铁路列车运行控制系统（CTCS） 列车运行控制系统(简称列控)是铁路运输极重要的环节。随着对铁路运输要求的提高,如何改进列车控制系统,实现列车安全、快速、高效的运行是目前的主要问题。随着计算机技术、通信技术、微电子技术和控制技术的飞速发展使得无线通信传递车地大容量信息成为可能。 传统的列车运行控制系统是利用地面发送设备向运行中的 列车传送各种信息，使司机了解地面线路状态并控制列车速度的设备，用以保证行车安全，同时也能适度提高行车效率。它是一种功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术。它包括机车信号、自动停车装置以及列车速度监督和控制等。依据不同的要求安装不同的设备。机车信号和自动停车装置都可单独使用，也可以同时安装。 新一代铁路信号设备是由列车调度控制系统及列车运行控 制系统两大部分组成的。从技术发展的趋势看是向着数字化、网络化、自动化与智能化的方向发展。它是列车运营的大脑神经系统，直接关系保证着行车安全、提高运输效率、节省能源、改善员工劳动条件。发展中的列控系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为一体的综合业务管理的自动化系统。
列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的，从初级阶段的机车信号与自动停车装置，发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统。 随着列车速度的不断提高,随着计算机、通信和控制的等前沿科学技术发展，为通信信号一体化提供了理论和技术基础。尤其，其所依托的新技术，如网络技术与通信技术的技术标准与国外是一致的，可属于技术上借鉴。近年来,欧洲铁路公司在欧盟委员会和国际铁路联盟的推动下,为信号系统的互联和兼容问题制定了相关的技术标准,其中包括欧洲列车运行控制系统———ETCS标准。在世界各国经验的基础上，从2002年开始，结合我国国情、路情，已制定了统一的中国列车运行控制系统为ChineseTrainControlSystem的缩写——CTCS（暂行）技术标准。随后，还做了相关技术标准的修订工作,2007年颁布了《客运专线CTCS—2级列控系统配置及运用技术原则(暂行)》文件,明确规定了CTCS—2级列控系统运用技术原则,对CTCS—3级列控系统提出了技术要求。 CTCS列控系统是为了保证列车安全运行,并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。CTCS系统包括地面设备和车载设备,根据系统配置按功能划分为以下5级: 1.CTCS—0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。
中国列车运行控制系统（CTCS） 1、完全监控模式（FS） 当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据，行车许可和线路数据等），列控车载设备生成目标距离连续速度控制模式曲线，并通过人机界面（DMI）显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息，监控列车安全运行。 2、调车模式（SH） 当进行调车作业时，司机按下调车按钮，列控车载设备按固定限制速度 40km/h（顶棚）监控列车前进或折返运行。当工作在CTCS-3级时，需要RBC（无线闭塞中心）给出授权，列控车载设备转入调车模式（SH)后与RBC断开连接，退出调车模式（SH)后，再与RBC重新连接。 3、休眠模式（SL） 该模式用于非本务端列控车载设备。在这种模式下，列控车载设备仍执行列车定位，测速测距，记录等级转换机及RBC切换信息等功能。列车立折，非本务端升为本务端后，车载设备可自动进入正常工作状态。 4、待机模式（SB） 车载设备上电，执行自检和外部设备测试正确后自动进入的模式。此时车载设备禁止列车移动。当司机开启驾驶台后，列控车载设备中的DMI投入正常使用。 5、隔离模式（IS） 当列控车载设备停用时，司机停车并操作隔离开关隔离车载设备。在该模式下，车载设备不具备安全监控功能。列控车载设备应能够监测隔离开关状态。 6、部分监控模式（PS） 该模式仅用于CTCS-2级列车运行控制系统。在CTCS-2级中，当车载设备接收到轨道电路允许行车的信息，而缺少应答器提供的线路数据时，列控车载设备产生一定范围内的固定限制速度，监控列车运行。 7、机车信号模式（CS） 该模式同样仅用于CTCS-2级列车运行控制系统。当列车运行到地面设备未装备CTCS-3/CTCS-2级列控系统的区段时，根据行车管理办法（含调度命令），经司机操作后，列控车载设备按固定限制速度80km/h监控列车运行，并显示机车信
第6章 列车自动驾驶系统ATO 目录 第1节 列车自动驾驶系统概述 (2) 第2节 ATO系统的组成 (3) 一、ATO系统车载设备 (3) 二、列车自动驾驶系统地面设备 (6) 第3节 ATO驾驶模式与模式转换 (7) 一、列车驾驶模式 (7) 二、列车驾驶模式转换 (9) 第4节 ATO系统的功能及其工作原理 (9) 一、 ATO系统基本控制功能 (10) 2. ATO系统服务功能 (12)
第1节 列车自动驾驶系统概述 人工驾驶列车运行时，列车驾驶员操纵列车驾驶手柄，控制列车运行，实现列车加速、减速和停车。 列车自动驾驶系统，即ATO系统，主要实现“地对车控制”，实现正常情况下高质量的自动驾驶，提高列车运行效率，提高列车运行舒适度，节省能源。 列车自动驾驶系统实现列车自动驾驶，它需要列车自动防护系统ATP和列车自动监控系统ATS提供支持。 ?列车自动防护系统向列车自动驾驶系统提供列车的运行速度、线路允许速度、限速和目标速度，以及列车所处位置等基本信息； ?列车自动监控系统向列车自动驾驶系统提供列车运行作业和计划。 列车自动驾驶系统取代驾驶员人工驾驶，实现列车自动驾驶，有效地提高了列车的运营效率，降低了驾驶员的劳动强度，是城市轨道交通运营作业自动化的重要体现。
列车自动驾驶系统对列车进行控制，使得列车驾驶处于最佳的运行状态，列车运行更加平稳，可以有效提高运营效率，降低列车运行能耗。 第2节 ATO系统的组成 列车自动驾驶系统是非故障-安全系统，由车载设备和地面设备组成。 一、ATO系统车载设备 车载设备包括：车载ATO模块、ATO车载天线、人机界面。 (1)车载ATO模块
CTCS-3级列控系统标准规范系列科技运[2008] 127号 中国列车运行控制系统 （CTCS）名词术语 （V1.0） 铁道部科学技术司 铁道部运输局 2008年9月
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目录 修改记录 (1) 目录 (2) 参考文献 (3) 1编写说明 (4) 2名词术语 (5) 3缩写词 (15)
参考文献 [1] 2004年版《中国列车运行控制系统（CTCS）名词 术语》 [2] 铁运函〔2007〕124号《客运专线CTCS-2级列控系统配置及运 用技术原则（暂行）》 [3] 科技运〔2008〕34号《CTCS-3级列控系统总体技术方案》 [4] 科技运〔2008〕113号《CTCS-3级列控系统功能需求规范 （FRS）（V1.0）》 [5] 科技运〔2008〕127号《CTCS-3级列控系统系统需求规范 （SRS）（V1.0）》 [6] ERTMS/ETCS SUBSET 023 ERTMS/ETCS Glossary of Terms ERTMS/ETCS名词术语 [7] ERTMS/ETCS FRS V4.29 ERTMS/ETCS Function Requirements Specification（FRS） ERTMS/ETCS功能需求规范 [8] ERTMS/ETCS FRS V5.00 ERTMS/ETCS Function Requirements Specification（FRS） ERTMS/ETCS功能需求规范 [9] ERTMS/ETCS SUBSET 026 V2.3.0 ERTMS/ETCS System Requirements Specification（SRS） ERTMS/ETCS系统需求规范