基于通信的列车控制系统（CBTC）
【引导案例】
目前，在新建地铁信号系统的方案选择上，采用CBTC无线AP (无线接入点)接入方式的线路已越来越多。采用AP接入，具有成本较低、通信带宽高、可部分使用商用设备、安装调试方案灵活和施工时间短等优点。现在我国在建或改造的地铁线路中，采用无线AP接入的有北京地铁4号线、l0号线和深圳地铁2号线等。欧洲ETCS计划，为了实现欧洲铁路互联互通，车载设备采用ETCS总线，可以灵活地支持与各种传统设备及ETCS车载设备的通信；传输设备有欧洲应答器和欧洲环路，即数据传输速率为565kb／s的磁应答器和采用漏泄电缆的环路；欧洲无线也在进行工程实施。ERTMS系统是为了适应欧洲铁路互联互通的目的，它集联锁、列控和运行管理于一体。西班牙的马德里—巴塞罗拿线采用该系统，列控系统符合欧洲铁路统一标准ETCS二级标准，速度监控方式采用一次连续速度曲线控制模式（又称目标距离一次制动模式曲线方式），列车占用靠UM2000轨道电路，列车定位靠欧洲应答器，车与地双向传输靠无线数传。
在城市轨道交通中，基于通信的列车控制系统CBTC(Communication Based Train Contrl)是一种采用先进的通信、计算机、控制技术相结合的列车控制系统。相对于固定闭塞而言又把它称为移动闭塞。移动闭塞是目前线路能力利用效率更高的列车闭塞方式。与固定闭塞方式相比，移动闭塞相当于将区间分成了无数个细小的、连续的闭塞分区，它使得列车间的安全信息传递得更为频繁、及时和详细。因为移动闭塞系统能够比固定闭塞更优地确定列车的位置和传输列车信息，所以移动闭塞系统可以根据列车的动态运行确定更小的列车间隔。同样，取消固定闭塞所需的轨道设备也可以减少维修费用，并且利用列车和路边设备的传输信息通道也可以传输与列车实时运行有关的操纵信息，以提高管理能力和诊断故障设备。因此，采用移动闭塞系统能够更好地满足铁路的需要。
典型的基于通信的列车控制系统(CBTC)的结构框图如图5-1所示。由图可见，整个CBTC系统包括CBTC地面设备(含联锁)和CBTC车载设备，地面和车载设备
通过“数据通信网络”连接起来，构成系统的核心。CBTC设备和ATS设备共同构成基于通信的移动闭塞ATC系统。
图5-1 列车控制系统(CBTC)的结构框图
第一节 CBTC系统的特点与分类
一、CBTC系统的特点
CBTC系统摆脱了用轨道电路判别列车对闭塞分区占用与否，突破了固定或准移动闭塞的局限性，具有更大的优越性和特点：
(1)实现列车与轨旁设备实时双向通信且信息量大。
(2)可减少轨旁设备，便于安装维修，有利于紧急状态下利用线路作为人员疏散的通道，有利于降低系统全寿命周期内的运营成本。
(3)便于缩短列车编组、高密度运行，可以缩短站台长度和端站尾轨长度，提高服务质量，降低土建工程投资；实现线路列车双向运行而不增加地面设备，有利于线路故障或特殊需要时的反向运行控制。
(4)可适应各种类型、各种车速的列车，由于移动闭塞系统基本克服了准移动闭塞和固定闭塞系统地对车信息跳变的缺点，从而提高了列车运行的平稳性，增加了乘客的舒适度。
(5)可以实现节能控制、优化列车运行统计处理、缩短运行时分等多目标控制。
(6)移动闭塞系统，尤其是采用高速数据传输方式的系统，将带来信息利用的增值和功能的扩展，有利于现代化水平的提高。
(7)由于移动闭塞系统具有很高的实时性和响应性的要求，因此，其对系统的完整性要求高于其他制式的闭塞方式，系统的可靠性也应具有更高要求。系统传输的可靠性和安全性是系统关注的核心，尤其是利用自由空间波传输信息的基于无线的移动闭塞系统其可靠性和安全性的要求更高。
二、CBTC系统的分类
CBTC系统就车地双向信息传输方式而言，可分为：
基于电缆环线传输方式(IL CBTC)；基于无线通信传输方式(RF CBTC)；基于其他数据传输媒介的传输方式。
RF CBTC系统中通常采用的扩展频谱方式有：直接序列扩频和跳频扩频方式。
其他数据传输媒介传输方式有：点式应答器、自由空间波、裂缝波导管和漏缆等方式。
直接序列扩频(DS—SS)系统又称为直接用编码序列对载波调制的系统，其编码序列通常是伪随机序列或叫伪噪声码，要传送的信息经数字化后和伪随机序列相加成复合码去调制载波。
跳频扩频(FH—SS)系统主要由码产生器和频率合成器组成，发射频率随机地由一个跳到另一个，接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变。
欧洲将满足故障一安全的信息传输系统称为“按照安全要求构造的通信系统”，它严格遵守欧洲电工委员会ENELEC制定的相应标准。
ENELEC将安全的信息传输系统分为封闭式和开放式两大类。
封闭式安全的信息传输系统一般又分为两类：第一类为用电缆、光缆或数据总线组成的信息传输通道；第二类为轨道电路、轨道电缆或应答器作为信息传输通道。
对第一类信息传输通道的安全要求为：必须构成信息传输通道的冗余，防止因个别信息点的故障而发生传输中断；必须通过适当的信道编码方式，使系统对数据传输过程中的偶发性差错具有自动检查和纠错功能。
对第二类信息传输通道的安全要求为：必须通过编码技术来确保发送与接收
数码的同步；必须通过冗余编码技术来保证数据传输系统具有自检和纠错能力，汉明距应足够大，同一数据至少重复传输3次。
开放式安全的信息传输系统，基于无线通信传输方式(RF CBTC)，采用开放式安全的信息传输系统，它应针对以下7种威胁提供有效的数据安全防护，以确保信息的真实性、完整性、及时性和顺序准确性。7种威胁为：重复、删除、插入、乱序、破坏、延迟、窃取。针对7种威胁，提出下列要求：信道编码必须附有安全冗余码，汉明距应大于等于15；只要不能绝对排除非授权的访问，就必须使用带密钥的密码技术；当使用密码技术时，推荐使用国际标准ISO／IEC 10116所规定的操作模式。
以下为使用各种信息传输方式的移动闭塞ATC系统的构成框图，基于电缆环线传输方式的移动闭塞ATC系统框图见图5-2；基于无线通信的移动闭塞ATC系统框图见图5-3。
图5-2 基于电缆环线传输方式的移动闭塞ATC系统框图
图5-3 基于无线通信的移动闭塞ATC系统框图
西门子的CBTC系统是一个安全、可靠、先进、适应线性电机运载、基于无线通信的列车运行控制系统。它由SICAS计算机联锁系统、TRAINGUARD MT移动闭塞式列控系统(ATP／ATO)、VICOS OC系统(ATS)组成。
西门子的CBTC系统现应用于广州轨道交通4号线和5号线。还将用于北京地铁10号线、上海地铁10号线、南京地铁2号线等。
第二节西门子的CBTC系统结构
西门子的CBTC系统由VICOS、SICAS、TRAINGUARD MT三个子系统组成。它们分为中央层、轨旁层、车载层四个层级，分级实现ATC功能。
中央层分为中央级和车站级。在中央级，实现集中的线路运行控制；在车站级，为车站控制和后备模式的功能提供给车站操作员工作站(LOW)和列车进路计算机(TRC)。
轨旁层沿着线路分布，它由SICAS计算机联锁、TRAINGUARD MT系统、信号机、计轴器和应答器等组成。它们共同执行所有的联锁和轨旁ATP功能。通信层在轨旁和车载设备之间提供连续式和／或点式通信。车载层完成TRAINGUARD MT 的车载ATP和ATO功能。
西门子的CBTC系统结构如图5-4所示。
一、VICOS
VICOS分为中央级的VICOS OC 501和车站级的VICOS OC 101。
HMI是列车调度员的操作台。来自SICAS ECC(ECC——元件接口模块)、TRAIN—
图5-4 西门子的CBTC系统结构
ECC—元件接口模块；ODI—操作／显示接口；OPG—速度脉冲发生器；HMI—人机接口；LEU—轨旁电子单元；s＆D—检查和诊断；TSCU_V—轨旁安全计算机单元。
GUARD MT(MT——城市轨道交通)和其他外围系统的动态数据汇集在VICOS OC 501的COM服务器并处理，ADM服务器负责中心数据存储和报告，FEP(前端服务器)负责将其他外围系统接入ATS服务器。
二、SICAS
SICAS主要包括列车进路计算机(TRC)和车站操作员工作站(LOW)。计算机有连接室外设备和轨道空闲检测系统接口。
SICAS使用联锁PROFI BUS总线用于SICAS ECC的内部通信。LOW、TRC和S&D
系统直接与SICAS ECC和TRAINGUARD MT通信。
SICAS ECC ODI(ODI——操作／显示接口)和TRAINGUARD MT轨旁设备之间的通信通过一个ATC PROFI BUS总线实现。
SICAS和TRAINGUARD MT总线是双通道双向的光纤通信连接。每个通道独立工作并且提供故障一安全的通信。使用两个通道是为系统的高可用性提供冗余。
三、TRAINGUARD MT
TRAINGUARD MT系统包括ATP／ATO和通信设备。ATP／ATO分为轨旁单元和车载单元。轨旁ATP系统与联锁系统、ATS系统、列车(经过轨旁一列车通信系统)以及相邻的ATP系统有双向接口。通过轨旁到列车的通信网络，在轨旁单元和车载单元之间建立了双向通信。
在车载结构中，两个相互独立的无线系统的列车单元(Tu)分别安装于列车前后的驾驶室内，作为轨旁无线单元AP的通信客户端。这两个TU通过一个点对点的以太网连接，不间断地相互通信。同时，这两个TU分别连接到列车前后的列车控制系统。
第三节系统功能与特点
一、系统功能
系统的功能包括ATS功能、联锁功能、ATP／ATO功能、列车检测功能、试车线功能、培训和模拟功能。
1.ATS功能
ATS除了自动进路排列(ARS)功能、自动列车调整(ATR)功能、列车监督和追踪(TMT)、时刻表(TIT)、控制中心人机接口(HMI)和报告、报警与文档等主要功能外，还改进和增加了以下功能：在CTC通信级使用双向通信通道；在ATS后备模式下车站级可以输入车次号；适应移动闭塞的控制要求；TRC(列车进路计算机)取代RTU的自动进路排列功能；提供独立的冗余局域网段；在ATS显示列车状态信息；与MCS(主控系统)的接口；与车辆段联锁的接口；提供操作日志(含故障信息)的归档功能；设两个控制中心；车辆段调度员ATS工作站进行出库列车自动预先通知，在规定时间无列车在车辆段转换轨时自动报警。
正常情况下，各线的控制中心行使行车调度职权。当各线控制中心的HMI丧
失有效的行车调度和控制功能或当运营需要时，系统应能切换至综合控制指挥中心进行调度和控制。系统的切换能人工操作，也可以自动进行，但自动切换时必须经过人工确认。
2.联锁功能
联锁除了轨道空闲处理(TVP)、进路控制(RC)、道岔控制(PC)和信号机控制(sc)等主要功能外，联锁设备与ATS系统相结合，可实现中央ATS和联锁设备的两级控制。根据运营要求，应能自动或人工进行进路控制。其中人工控制分为中央ATS人工和联锁设备人工两类，自动控制分为中央ATS自动、联锁设备自动。人工控制进路优先级高于自动控制进路。根据需要可进行联锁与中央ATS两级控制权的转换。控制权的转换过程中及转换后，未经人工介入各进路的原自动控制模式不变。在特殊情况下，可不经控制权的转换操作强制进行联锁设备的控制。在车站级控制的情况下，如中央级功能完好，仍可设定或者保留中央自动功能(如ATR、ARS)。在车站ATS LAN与中央ATS之间通信中断的情况下，列车将在本地工作站LOW和列车进路计算机TRC的操作下继续运行。ATP／ATO功能将根据缺省的停站时间和缺省的自动列车调整值在连续式通信模式和点式通信模式下工作，联锁功能继续。
3.ATP／ATO功能
ATP／ATO除了ATP轨旁、通信、ATP／ATO车载等主要功能外，还改进和增加了以下功能：不使用PTI的信息交换，相应的功能可以通过双向通信通道在CTC实现；适应线性电机系统的线路条件，满足与线性电机接口的新要求；提供ATO的冗余；ATO控制列车的原理适应移动闭塞的要求。
因此，TRAINGUARD MT的核心功能是移动闭塞列车间隔功能，根据线路的空闲状态和联锁状态(道岔状态、进路状态、运行方向、防淹门状态、PSD状态、ESB状态)，产生移动授权电码。
正线区段(包括车辆段出入段线、存车线、折返线)具有双线双方向有人全自动驾驶运行功能。
列车进站停车时采取一级制动(连续制动曲线)的方式，按一级制动至目标停车点，中途不得缓解，且在进站前不会有非线路限速要求的减速台阶。
4.列车检测功能
采用计轴器(AXC)进行列车检测。
信号系统具有完善的远程故障自诊断功能，对全线的中央设备、车站设备、轨旁设备、车载设备以及车地通信设备进行实时监督和故障报警，能准确报警到可更换单元 (插拔件)等，便于及时更换，并能根据用户需要经通信传输通道在车辆段维修中心实旅远程故障报警和故障诊断。
二、系统特点
CBTC系统的最主要特点是采用无线通信，构成移动闭塞。
TRAINGUARD MT是提供ATP／ATO功能的强大而先进的系统。它是一个模块化的系统，可以适用于不同的需要。
1.连续式和点式通信方式并存
连续式通信方式和点式通信方式可以单独工作或同时使用。
连续式通信是使用无线进行轨旁和列车间的通信。配合连续通信通道，列车根据移动闭塞原理相间隔，提供最小运行间隔，列车受ATP／ATO控制，构成移动闭塞。
点式通信则不依赖于连续通信通道，而采用基于应答器的点式通信通道从轨旁向车上传输数据。配合点式通信通道，列车根据固定闭塞原理相间隔，并受ATP／ATO控制，构成固定闭塞。固定闭塞运行可作为移动闭塞运行的后备模式。
2.混合运行
装备和未装备ATP／ATO的列车可以在同一线路上运行。
被司机人工驾驶的列车可以与采用ATO自动驾驶的列车混跑。
3.可升、降级
系统可以容易地从基本的运行模式(点式通信，固定闭塞)升级到高性能的等级(连续式通信，移动闭塞)，直到无人驾驶的运行等级(MTO)。
在故障时，可适度降级，不同的运行等级可以使用一个比较低的等级作为后备级，例如：移动闭塞／连续通信的ATP／ATO-+固定闭影点式通信的ATP／ATO--*使用信号机的联锁级。
4.可扩展性
一条装备TRAINGUARD MT的线路可很容易地扩展，增加车站和列车。
第四节基于漏泄波导通信的列车运行控制系统基于漏泄波导通信的列车运行控制系统是以漏泄波导为通信媒介，通过车站和轨旁的设备实现地面与列车的信息交换，从而达到对列车运行的控制。列车在线路中的位置需要列车通过车载里程仪测量后经车载通信天线发送给轨旁设备，并经过其处理后送到车站控制设备，车站控制设备再将这一信息转发给后续列车，后续列车知道了前行列车的位置，可根据事先定义的安全行车原则，实现移动闭塞。采用以无线扩频电台和漏泄波导为通信媒介，漏泄波导作为无线电台的天线使用的方法，彻底解决了无线电台在地铁隧道中信号传输的问题，是一个安全、可靠、先进的信号系统，最适合在地铁环境中使用。
基于漏泄波导通信的列车运行控制系统，是采用沿轨道铺设漏泄波导的方式，以波导信息网络、无线扩频电台为基础，采用时分多址即TDMA(Time Division Multiple Access)通信方式，通过有线和无线网络的集合，实现列车与轨旁设备的双向连续通信及列车定位功能，最终实现移动闭塞信号控制系统。
一、波导信息网络
波导信息网络用于确保列车和本地ATS系统、控制中心之间的车地双向连续传输信息。波导信息网络是由多个波导信息网通信单元和车载的波导信息网移动站组成。图5-5为波导信息网络结构图。
图5-5 波导信息网络结构图
波导信息网基站(Waveguide Base Station，简称WBS)由车站计算机、无线扩频电台、数据采集卡、无源滤波器、窄缝检测发射器、耦合器等组成。WBS对上／下行线是独立管理的。
波导信息网基站主要负责接收和处理车载计算机的数据、发送主控计算机的数据、接收列车定位数据、处理数据采集卡采集的列车运行数据、提供MMI接口、接收MMI发送的列车控制信息并通过报文模块发送、提供TCP／IP通信接口、提供串口通信接口等。它是组成波导信息网络单元的最基本的部分，是和车载移动站进行车地通信的工作站。
波导信息网移动站(Waveguide Move Station，简称WMS)由车载计算机、车载无线电台、数据采集卡、车载ATP／ATO设备、接口电路以及信标接收天线和解码器窄缝探测接收器等组成。在列车两端的驾驶室各设一个波导信息网移动站。
车载计算机安装专用的数据采集卡、数据采集软件、操作系统、数据库，作为移动工作站。主要负责数据初始化、无线网络连接、获得位置信息、速度计算、控制区交接通信、与车站计算机交换信息、数据记录、数据处理、列车控制系统(窄缝探测接收器)接口等。
信号传输是通过ATS中心控制室、车站计算机、车载计算机、车载电台和列车上的定位天线发射和接收信号，轨旁单元通过同轴电缆与裂缝波导连接，以裂缝波导为载体双向传输列车实时信息。
波导信息网基站和轨旁ATP／ATO是有线连接，轨旁ATP／ATO之间通过光纤、尾纤、光配线架、光端机等形成区间链路。波导信息网基站和波导信息网移动站之间的无线网络执行IEEE802．11和IEEE802．3标准。操作系统可选用WindowsNT4．O、Linux、Windows2000等。
波导信息网使用无线扩频电台进行网络通信。跳频时间与时分复用周期建立同步关系。各控制区间的通讯网有一定的重叠覆盖区，保证列车运行至控制区分界处时，可以平滑过渡，在车站主控计算机上安装网络操作系统，系统根据每列列车的车载计算机的标识不同及其无线网卡配置的不同来识别每列列车。使用大型数据库软件(如Oracle，Sybase等)，通过数据采集卡的数据采集软件，获取车载计算机发出的列车运行数据，对数据进行分析、计算、查询、统计、更新、存储等。车载、车站的控制软件对所其需数据通过波导信息网进行发送、下载和更新。
二、通信单元
系统中的通信单元由裂缝波导(用于辐射电磁波载波)、波导同轴变换器(用于向裂缝波导馈入射频载波信号)、同轴电缆、终端负载、波导信息网基站、轨旁ATP／ATO、区间链路与沿线设备共同组成的一个无线和有线相结合的通信网络。
系统中的通信单元是组成波导信息网络的基础，负责每个车站的信息管理，列车控制等，信息通过区间链路等通信网络和控制中心进行交换，以便控制中心对每列列车进行调度管理。每个通信单元和本地ATS、轨旁ATP／ATO、计算机联锁、轨道电路组成一个信号控制车站。站台信号设备如信号机、屏蔽门、紧急停车按钮由信号控制车站的联锁设备控制。信号控制车站主要负责：初始化网络配置、无线网络管理、数据记录、数据处理、跟踪列车、速度计算、提供操作员接口、列车控制系统接口、车载计算机信息交换等。
三、微波裂缝波导
采用微波裂缝波导系统作为车一地双向数据传输的媒介。微波裂缝波导系统是波导信息网络的关键部分，它是具有较宽带宽的，可以同时传输数据、语音及视频信号的传输系统，用于车地双向连续数据传输及列车定位。裂缝波导是个中空的铝质矩形管，在其顶部等间隔开有窄缝。图5-6为裂缝波导管外形示意图。
使用这种结构的波导管可以实现在载频范围内的微波沿裂缝波导均匀辐射，在波导上方的适当位置接收器可以接收波导裂缝辐射的信号，接收器通过信号处理得到有用的数据，轨旁ATP／ATO——语音、视频：数据使用TDMA作为系统的通信组织管理方式。
TDMA就是所有用户使用同一射频带宽，按某种秩序分时发射的多址通信技术。波导信息网基站向每列列车给出同步信号，给每节列车预先分配好一个固定时隙，每列列车在各自的时隙内和波导信息网基站交换信息(具体的时隙划分需要根据扩频电台的技术指标确定，一般一个时隙大约10 ms)，采用直接序列扩频和跳频来防止干扰。
图5-6裂缝波导管外形示意图
波导信息网基站使用同轴电缆与裂缝波导连接，通过裂缝波导与车载电台交换信息，列车与轨旁单元的信息交换在固定的时隙内完成。系统每秒多次对每辆列车的位置进行检测，利用时分多址(TDMA)方法，最多可同时控制30辆列车。交换的数据内容包括列车的车次号、当前相对位置、当前运行速度、运行时间、运行距离、到达时间、出清时间等，列车通过载ATP／ATO控制列车的运行并精确定位。
四、列车运行距离计算
列车的运行距离=波导裂缝间距×相对起始点开始检测到的裂缝数。根据位置信息及相应的运行时间计算出列车当前的速度，列车将速度信息和相对位置放入报文发给轨旁基站，再通过远程控制单元传输给控制中心。
五、列车定位
每列列车自身具有定位功能，确定自身的速度一目标距离曲线。列车通过车载传感器和读取轨旁信标的信息进行初始化、更新数据或精确停车。当列车通过时，使用安装在线路内的信标确定列车的绝对位置和运行方向，列车通过波导信息网向轨旁ATP发送其位置信息。由于采用的裂缝波导是在其顶部等间隔开有窄缝，因此，列车的绝对位置可以通过对裂缝波导缝隙的计数和信标对比得到。
六、移动闭塞区的防护
轨旁设备收集所有列车的位置信息，对每列列车进行管理，根据列车实时位置、速度和列车信息确定安全保护区段。轨旁设备为每个车载ATP提供一个后续列车不能进入当前列车“保护范围”的涉及故障一安全的限制位置。
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。
基于通信的列车控制系统CBTC 1 CBTC的发展背景 近20年来，国际上普遍采用“基于数字轨道电路的准移动闭塞”作为ATC的主要制式。由于这种制式具有较高的可靠性、合理的性价比，已经具有充分的运行经验，其列车运行间隔（100-150s）已能满足绝大多数轨道交通运营部门的要求，因此，这类系统至今仍是轨道交通建设的首选制式。然而，随着轨道交通的发展，这类制式的弊病也已日益凸显。 弊病之一:由于目前世界上各种准移动闭塞的信息传输频率、通信协议等均不一致，导致了在一个城市或一个地区的轨道交通网中各条线路的列车不能实现联通联运。 弊病之二:大多数基于数字轨道电路的准移动闭塞，为了实现调谐和电平调整，不得不在钢轨旁侧设置“轨旁设备”，而这对于轨道交通的日常维护工作是非常不利的。 弊病之三:由于以钢轨作为信息传输通道，因此传输频率受到很大的限制，导致车一地之间通信的信息量较低。此外，其传输性能受钢轨中的牵引回流、钢轨之间的道床漏泄以及钢轨下面的防迷流网的影响很大，而导致传输性能不够稳定。 弊病之四:“准移动闭塞”距真正意义上的“移动闭塞”还有差距，因此，列车运行间隔的进一步缩短和列车运行速度的提高都将受到限制。
所以，从20世纪70年代末到80年代，工业发展的国家对开发以通信为基础的列车运行控制系统感到兴趣，发展十分迅速，这种系统以通信的方式来实现对列车的运行控制，为了表达方便，从20世纪末起，在很多国际会议和论文期刊上开始用一个统一的名字来表达：基于通信的列车控制系统（communication based train control system CBTC），假如说基于轨道电路的列控系统（TBTC）是从19世纪末开始从有到无，到蓬勃发展，构成列车运行控制的第一阶段，则基于通信的列车控制系统（CBTC），标志着构成一个新的发展阶段或新的时代。由于它的通信容量的大幅度提高，而且实现了车地之间的双向通信，也可进一步应用智能技术，使它迅速发展了起来。 2 CBTC的定义 利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路），双向连续、大容量的车一地数据通信，车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统。CBTC 的定义可以通过它的总特点来描述，即利用无线通信媒体来代替轨道电路达到车一地之间的信息传输，而在此基础上构成的列车运行控制系统，都可称为CBTC系统。 3 CBTC系统的信息传输 3.1 查询-应答器 查询-应答器是一种采用电磁感应原理构成的高速点式
一、不定项选择题(有不定个选项正确，共7道小题) 1. 程控数字电话交换机的组成包括（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 控制系统； (B) 数字交换网络； (C) 用户接口卡； (D) 外围设备。 正确答案：A B D 解答参考： 2. 数字交换网络的数字接线器包括以下哪些类型？（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 空分接线器； (B) 时分接线器； (C) 时空接线器； (D) 总线接线器 正确答案：A B C 解答参考： 3. 常规广播是在列车的正常运营过程中所使用的广播，包括（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 离开广播； (B) 运营延误； (C) 到达广播； (D) 故障延误。 正确答案：A C 解答参考： 4. 紧急广播为在运营中出现紧急情况时列车使用的广播信息，包括（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 区间清客； (B) 疏散乘客； (C) 紧急撒离； (D) 故障延误。 正确答案：A B C 解答参考： 5. 旅客信息系统按控制功能划分为：（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 信息源； (B) 中心播出控制层； (C) 车站车载播出控制层；
(D) 车站车载播出显示终端设备。 正确答案：A B C D 解答参考： 6. 旅客信息系统按结构划分为四部分：（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 中心子系统； (B) 车站子系统； (C) 网络子系统； (D) 车载子系统。 正确答案：A B C D 解答参考： 7. 实现多址连接的无线通信多址方式有（）[不选全或者选错，不算完成] (A) 频分多址（FDMA）； (B) 时分多址(TDMA）； (C) 空分多址(SDMA）； (D) 码分多址(CDMA）。 正确答案：A B C D 解答参考： 二、判断题(判断正误，共18道小题) 8. 在旅客信息系统中，紧急灾难信息的优先级最高，然后依次是列车服务信息、旅客导向信息、站务信息、公共信息和商业信息。（） 正确答案：说法正确 解答参考： 9. 在旅客信息系统中，高优先级的信息可中断低优先级信息的播出，低优先级的信息也可中断高优先级信息的播出。（） 正确答案：说法错误 解答参考： 10. 二级母钟自动接收标准时间信号，校准自身的时间精度，并分配精确时间给一级母钟。（） 正确答案：说法错误 解答参考： 11. 当一级母钟不能正常接收GPS信号时，则通过自身高稳晶振运作提供时间信号给二级母钟等终端用户，以满足地铁运营的要求。（） 正确答案：说法正确 解答参考：
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
西南交大的课件
第1节基于通信的列车控制系统概述 《列控车载设备》、《列控地面设备》徐啸明，中国铁道出版社，2007 《闭塞与列控》付世善，中国铁道出版社，2006 1.CBTC的发展前提和前景 19世纪中叶出现火车之后，立即就有人研究如何控制火车安全运行问题。早期，为了保证列车的安全，所以采用人骑马作为列车运行先导，以后又用过在一定距离设置导运人员，挥旗来表达列车可否安全前行。1930年在英国开始第一次应用横木式带灯光的信号机，而美国在1932年采用在柱子上挂黑球或白球来对列车指示停车或通过。1941年臂板信号才正式诞生在英国。1932年莫尔斯电报机发明后，很快就引人到铁路。1941年英国人提出闭塞电报机专利，并于1951年在英国铁路获得普及应用。1976年发明了电话，又为铁路应用构成电话闭塞，这种方法至今在特殊情况下，如地震、洪水后等应急时尚有应用。 除了上述两种方法，还有应用路签机和路牌机方法，1979年英国人泰尔(Tyres)发明电气路牌机，即两相邻车站各有一个路牌机，它们之间有电气联接，两站之间有列车运行，一定要领到一个路牌才能作为运行的凭证。而在平时，在一个时间内只允许有一个路牌从中取出，以此保证行车安全。1999年英国人韦布和汤姆森( Webb and Thomson)发明了电气路签机，它工作原理与电气路牌机相似，即平时在一组路签机中只能取出一枚路签供运行的列车司机作为行车凭证。 从宏观来分析，列车运行控制系统实际上包含下列几个部分： 1. 车站的列车运行控制系统 它一般以车站联锁来表达。在一个车站内，将车站内的道岔，进站、出站、调车信号机，车站主干线、车站股道等三大部分之间按一定联锁关系构成系统，为列车创造行车进路或调车进路，它既要保证行车安全，又要保证行车效率。 2. 区间的列车运行控制系统 它是指列车在所有车站与车站之间运行的控制系统，其目的是保证它们的安全运行、提高行车效率和提供信息。 3. 驼峰编组站运行控制系统 从逻辑控制使用来区分，上述三方面系统是各自独立的，即它们的硬件系统和软件系统都独立，它们的研究开发、设计、生产、使用等可以彼此不相干。但是从信息流而言，这三者之间有着千丝万缕的联系，因为任何旅客列车运行，都要经过车站和区间，而货物列车则不仅有经车站、区间之外还有驼峰编组站。 从微观而言，人们经常把列车运行控制系统指的是区间列车运行控制系统，而且往往简称为列车运行控制系统，但实际上在车站范围的列车运行控制也属于此范畴。在TTS-R中，
CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点 一、CRH2A型动车组网络控制系统： 1、网络控制概述： CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车的总线来传送信息，从而减轻了列车的重量，并且通过对列车运行以及车载设备动作的运行信息进行集中管理，可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用，加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。 2、网络控制系统的组成： CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成。硬件一体化装置，但各自独立构成网络，系统为自律分散型。 控制传输部分为双重系统，确保系统的冗余性。通信采用ARCNET网络标准。头车设置的中央装置为双重系统构成，确保其可靠性。前后中心的控制单元采用母线仲裁。 CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成，同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施。 3、网络控制系统的功能： 1）牵引、制动指令传输； 2）设备启动、关闭指令的传输；3）显示灯/蜂鸣器控制指令传输；4）乘务员支持信息传输；5）服务设备控制信息传输；6）数据记录功能；7）车上试验；8）自我诊断传送线；9）远程装载功能；10）列车信息装置的自我诊断功能；11）信息显示功能。 4、网络控制系统的拓扑结构： CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。列车网络为连接编组各车辆的通信网络，以列车运行控制为目的，以光纤和双绞线为传输介质，连接各中央装置和终端装置，采用双重环结构。车辆级网络结构为连接车厢内设备的通信网络，主要传输介质为光纤和电流环传输线。 1）列车总线 列车总线有两种类型：其一为列车信息传输线，以光纤为传输介质，连接所有中央装置和终端装置，采用ARCNET协议，传送速度为2.5Mb/s;其二为自我诊断传输网，以双绞线作为传输介质，连接中央装置和终端装置，采用HLC作为通信协议。 列车总线的设备由中央装置、终端装置、显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成。在光纤网中，中央装置和终端装置由双重环形构成的光纤连接，采用不易发生故障的双向环形网络方式。它具有向左和向右两条线路，是一种分散型的系统。如果在一个方向的环绕中检测到没有应答的情况，就向另一个方向的环绕传送，即使在2处以上的线路发生故障，环路网络断开时，也可以继续有其他连接着的正常线路进行传送，避开故障部位。 2)车辆总线： 车辆总线是指中央装置/终端装置与车辆内设备之间信息交换通道。各车的中央/终端装置与车辆设备之间的接口以光传送、电流环传送，DIO等形式传送，他们构成信息网络节点与车载设备的联系通道，车载设备与网络控制系统节点之间爱用点对点通信方式，有多种通信规格，总结如下： 终端装置——设备（牵引变流器/制动控制装置）之间的传送： ①通过点对点连接进行的光纤2线式半双工传送； ②轮询方式； ATC检查记录部和车内引导显示器、空调显示器、自动播放装置、辅助电源装置—监视器部之间的传送。
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。
基于通信的列车控制系统（CBTC） 【引导案例】 目前，在新建地铁信号系统的方案选择上，采用CBTC无线AP (无线接入点)接入方式的线路已越来越多。采用AP接入，具有成本较低、通信带宽高、可部 分使用商用设备、安装调试方案灵活和施工时间短等优点。现在我国在建或改 造的地铁线路中，采用无线AP接入的有北京地铁4号线、l0号线和深圳地铁2号 线等。欧洲ETCS计划，为了实现欧洲铁路互联互通，车载设备采用ETCS总线， 可以灵活地支持与各种传统设备及E TCS车载设备的通信；传输设备有欧洲应答器和欧洲环路，即数据传输速率为565kb／s的磁应答器和采用漏泄电缆的环路； 欧洲无线也在进行工程实施。ERTMS系统是为了适应欧洲铁路互联互通的目的，它集联锁、列控和运行管理于一体。西班牙的马德里—巴塞罗拿线采用该系统，列控系统符合欧洲铁路统一标准ETCS二级标准，速度监控方式采用一次连续速 度曲线控制模式（又称目标距离一次制动模式曲线方式），列车占用靠UM2000 轨道电路，列车定位靠欧洲应答器，车与地双向传输靠无线数传。 在城市轨道交通中，基于通信的列车控制系统CBTC(Communication Based Train Contrl)是一种采用先进的通信、计算机、控制技术相结合的列车控制系统。相对于固定闭塞而言又把它称为移动闭塞。移动闭塞是目前线路能力利用 效率更高的列车闭塞方式。与固定闭塞方式相比，移动闭塞相当于将区间分成 了无数个细小的、连续的闭塞分区，它使得列车间的安全信息传递得更为频繁、及时和详细。因为移动闭塞系统能够比固定闭塞更优地确定列车的位置和传输 列车信息，所以移动闭塞系统可以根据列车的动态运行确定更小的列车间隔。 同样，取消固定闭塞所需的轨道设备也可以减少维修费用，并且利用列车和路 边设备的传输信息通道也可以传输与列车实时运行有关的操纵信息，以提高管 理能力和诊断故障设备。因此，采用移动闭塞系统能够更好地满足铁路的需要。 典型的基于通信的列车控制系统(CBTC)的结构框图如图5-1所示。由图可
《城市轨道交通行车组织》2019期末试题及答案 一、单项选择题l每小x2分，共20分，将正确答案选项的字母填入 括号内） 1.( )轨道交通规划使轨道交通建设落后于城市交通发展需求，造成城市交通发展 进入一个“恶性循环”，迫使轨道交通建设仓促上马，最终带来不良后遗症等。 A．追随型 B．满足型 C．导向型 D．复制型 2．《地铁设计规范》规定隧道内和路堑地段正线最小坡度一般不宜小于( )。 A．2‰ B．3%0 C．4%0 D．5%0 3．列车服务号为( )编码，与运营时刻表相对应。 A. -位 B．‘两位． C．三位 D．四位 4．只有在( )检查所有安全条件均已满足时，给出许可信号，车门才能被打开。 A．列车自动驾驶子系统 B．列车自动监控子系统 C．列车自动防护子系统 D．计算机联锁子系统 5．( )是城市轨道交通系统的综合性计划，城市轨道交通运营的各业务部门都需要根据列车运行图所规定的要求来安排工作。 A.列车行驶图 B．列车运行图 C．单线运行图 D．双线运行图 6．研究列车折返能力问题，只有在列车折返间隔时间( )列车追踪间隔时间时才有意义。 A．等于‘ B．小于 C．大于 D．大于等于 ． ~ 7．列车进路的办理主要是通过( )完成的，它是为保证行车安全而设置的重要信号
设备。 A．联锁设备 B．信号设备 C．交路设备 D．岔道设备 8．行车调度员、电调在开始行车前与各站（含车辆段）、各变电所（站）核对( )。 A．运营时刻表 B．日期和时钟时间 C．列车出库计划 D．首班车开行时间 9．恶劣天气主要对地面车站、地面线路造成较大影响，因此，恶劣天气期间对( )做出重点安排，保证行车安全。 A．线路 B．行车 C．运营。D．地面车站和线路 10.( )是指对周计划、日变更计划和临时抢修计划内已安排施工作业项目没有进行 过调整、增加、删减的件数与计划安排件数的比值。 A．计划准确率 B．计划兑现率 C．计划上报率 D．计划执行率 二、多项选择题（每小题3分，共15分，将正确答案选项的字母填入 括号内．多选少选不得分） 1．以下对轨道交通运营生产方面相关专业的管理职能描述正确的是( )。 A．机电专业负责低压配电、照明、环控设备、电扶梯、屏蔽门的设备的维修保养 B．通信信号专业负责通信设备、传输设备、信号系统设备的维修保养 C．自动化专业负责BAS系统、门禁系统、火灾报警系统等设备的维修保养 D．车站管理专业负责车站行车组织、客运服务、票务组织等工作 E．土建专业负责轨道、房建等设备设施的维修保养 2．轨道是一个整体性工程结构，一般由( )和道岔组成。 A．钢轨 B．轨枕 C．道床
目录 列车网络控制系统 (2) 一、列车网络控制系统概述 (2) 1. 列车网络系统的发展 (2) 2. 列车网络控制系统的功能 (4) 二、我国城市轨道交通列车网络控制系统的应用 (5) 1. SIBAS系统 (5) 2. MITRAC.系统 (6) 3. AGATE系统 (9) 4. TIS信息系统 (13) 5. DETECS系统 (15)
列车网络控制系统 一、列车网络控制系统概述 列车网络控制系统是列车的核心部件，它包括以实现各功能控制为目标的单元控制机、实现车辆控制的车辆控制机和实现信息交换的通信网络。列车网络系统的发展过程从系统功能来看经历了由单一的牵引控制到车辆（列车）控制，再到现在已经进入分布式控制系统的发展阶段。 1. 列车网络系统的发展 70年代末至80年代初，车载微机的雏形分别在西门子公司和BBC公司出现。开始仅仅是用于传动装置的控制，随着控制、服务对象的增多，人们把铁道系统依次划分为 6 个层次：公司管理、铁路运营、列车控制、机车车辆控制、传动控制和过程驱动，于是列车通信网络在初期的串行通信总线的基础上应运而生，并从原来不同公司的企业标准推向国际标准，逐步形成了列车通信与控制系统的标准化、模块化的硬件系列和全方位的开发、调试、维护、管理软件工具。 1988年IEC第9 技术委员会TC9成立了第22工作组WG22，其任务是制订一个开放的通信系统，从而使得各种铁道机车车辆能够相互联挂，车上的可编程电子设备能够互换。 1992年6 月, TC9WG22以委员会草案CD（committee Draft）的形式向各国发出列车通信网TCN（Train Communication Network）的征求意见稿。该稿分成4个部分：第1 部分总体结构，第 2 部分实时协议，第 3 部分多功能车辆总线MVB，第4部分绞式列车总线WTB。 总体结构把列车通信网规定为由多功能车辆总线MVB和绞式列车总线WTB 组成。MVB的传输介质可以是双绞线，也可以是光纤。在后一种场合，其跨距为2000m，最多可连接256个职能总线站。数据划分为过程数据、消息数据和监管数据。对过程数据的传输作了优化。发送的基本周期是lms或2ms。 WTB的传输介质为双绞线，最多可连接32个节点，总线跨距860m。WTB 具有列车初运行和接触处防氧化功能。发送的基本周期是25ms。 1994年5 月至1995年9 月，欧洲铁路研究所（ERRI）耗资300万美元，在瑞士的Interlaken至荷兰的阿姆斯特丹的区段，对由瑞士SBB、德国DB、意大利FS、荷兰NS的车辆编组成的运营试验列车进行了全面的TCN试验。 1999年6 月，TCN标准草案正式成为国际标准，即IEC61735。该标准对列
列车运行控制系统期末考试重点总结
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，能够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，最大限度提高线路经过能 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，经过车地通信 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- A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+LKJ ，凭车载信号行车；可下线在CTCS1/0线路；准移动闭塞，地面可不设区间经过信号机 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；地面可不设区间经过信号机；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经过信号机（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
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。
基于通信的列车控制系统（CBTC 【引导案例】 目前，在新建地铁信号系统的方案选择上，采用CBT无线AP （无线接入点）接入方式的线路已越来越多。采用AP接入，具有成本较低、通信带宽高、可部分使用商用设备、安装调试方案灵活和施工时间短等优点。现在我国在建或改造的地铁线路中，采用无线AP接入的有北京地铁4号线、10号线和深圳地铁2号线等。欧洲ETC计划，为了实现欧洲铁路互联互通，车载设备采用ETC总线， 可以灵活地支持与各种传统设备及ETC齐载设备的通信；传输设备有欧洲应答器和欧洲环路，即数据传输速率为565kb/s的磁应答器和采用漏泄电缆的环路；欧洲无线也在进行工程实施。ERTM系统是为了适应欧洲铁路互联互通的目的，它集联锁、列控和运行管理于一体。西班牙的马德里—巴塞罗拿线采用该系统，列控系统符合欧洲铁路统一标准ETC二级标准，速度监控方式采用一次连续速度曲线控制模式（又称目标距离一次制动模式曲线方式），列车占用靠UM2000 轨道电路，列车定位靠欧洲应答器，车与地双向传输靠无线数传。 在城市轨道交通中，基于通信的列车控制系统CBTC（Communication Based Train Contrl）是一种采用先进的通信、计算机、控制技术相结合的列车控制系统。相对于固定闭塞而言又把它称为移动闭塞。移动闭塞是目前线路能力利用效率更高的列车闭塞方式。与固定闭塞方式相比，移动闭塞相当于将区间分成了无数个细小的、连续的闭塞分区，它使得列车间的安全信息传递得更为频繁、及时和详细。因为移动闭塞系统能够比固定闭塞更优地确定列车的位置和传输列车信息，所以移动闭塞系统可以根据列车的动态运行确定更小的列车间隔。同样，取消固定闭塞所需的轨道设备也可以减少维修费用，并且利用列车和路边设备的传输信息通道也可以传输与列车实时运行有关的操纵信息，以提高管理能力和诊断故障设备。因此，采用移动闭塞系统能够更好地满足铁路的需要。 典型的基于通信的列车控制系统（CBTC的结构框图如图5-1所示。由图可
北京交通大学考试参考答案( A卷) 课程名称: 列车运行控制系统年学期: —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, 经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, 并经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。 6. CTCS-3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。 9．列控中心的主要功能有: 实现轨道电路编码, 实现对
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
专业班学号: 姓名: 《城轨列车运行自动控制系统错误！未指定书签。》 课程（第1次作业） 评分 评分人 三、主观题(共10道小题) 11.城市轨道交通作为一种新型的城市公共交通方式为什么受到广泛的欢迎？ 答：城市轨道交通彰显出巨大的优势，成为城市公共交通方式中的 “新宠儿”。其主要优点如下：1运量大目前城市轨道交通在高峰小 时单向运输能力可以达到六七万人次，成为运量最大的城市交通工 具。2速度快城市轨道交通通常采用电动车组作为牵引动力，而且 配有良好的线路条件和自动控制体系，确保了列车良好的运行环境 和性能。目前，地铁最高运行速度一般都在80km/h，在部分站间 距较大的郊区，地铁运行速度可以达到110 km/h。3污染少城市 轨道交通的动力来源于电力牵引，所以与道路交通相比，污染微乎 其微，这也是其堪称“绿色交通”的原因之一，对城市环境保护有积 极意义。4能耗低作为一种大运量的集团化客运系统，城市轨道交 通每运送一位乘客所消耗的能量水平，远远低于其他城市交通方 式。5靠性强由于城市轨道交通线路一般与地面交通完全隔离，因 而不受地面交通的影响。如果线路建设在地下隧道内，则完全不受 外界气候环境的影响，所以，城市轨道交通是城市客运交通方式中 可靠性最强的一种，尤其是在上下班高峰时段，地面交通拥挤不堪 的情况下，对于时间性极强的现代城市交通行为者而言，这个优势 更是无可比拟的。6舒适性佳城市公共客运交通方式舒适性主要表 现在环境质量与拥挤程度两个方面。而轨道交通系统，环境质量 较好，不论是在车站候车、售检票，还是在途中乘车，均有现代化 的环控措施保证良好的空气质童；拥挤度则可通过轨道交通的准
《列车运行控制》期末复习重点 1.中国列控系统标准CTCS（0/1/2/3/4）-概念、分级、特点、级间关系 概念： CTCS是在欧洲列车运行控制系统（ETCS）基础上根据中国国情设计的，是指导从低速的既有线一直到高速铁路的列车信号与控制系统的技术标准。分为五级：0级、1级、2级、3级、4级。 CTCS0级-技术特点： 1.核心设备是通用机车信号系统+列车运行监控装置LKJ；车地通信主要为轨道 电路； 2.机车信号不能作为行车凭证，只起监督作用； 3.线路数据预先储存在列车运行监控装置里； 4.采用四显示固定自动闭塞； 5.采用目标距离分级制动模式； 6.适用范围：既有干线，速度不超160km/h CTCS1级-技术特点： 1.核心设备为加强型机车信号系统+安全型列车运行监控记录装置；车地通信 采用轨道电路，点式设备做补充； 2.机车信号是行车凭证，可以控制列车； 3.线路预先储存在列车运行监控装置； 4.采用四显示固定自动闭塞； 5.采用目标距离分级制动模式； 6.适用范围：既有干线，速度不超160km/h CTCS2级-技术特点： 1.采用车载ATP，轨道电路+点式设备进行车地通信的标准列控系统； 2.轨道电路用于列车占用监测和控制信息传递，点式设备用于列车定位和补充 控制信息； 3.采用准移动闭塞，可取消地面信号机； 4.采用目标距离一次制动模式； 5.适用范围：提速干线和高速新线，速度250km/h以下 CTCS3级-技术特点： 1.车地通信采用GSM-R无线通信+轨道电路+点式设备，双向高速实时； 2.轨道电路检查列车占用，点式设备用于列车定位；GSM-R实现双向车地通信，
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