轨道交通CBTC列车运行自动调整方法研究[摘要]城市轨道交通在缓解城市交通压力中起到巨大的作用，但是由于存在
许多突发情况的干扰，列车运行难免会偏离计划运行图。采用智能的自动调整方法可克服传统人工调整随意性大、对调度员要求高的缺点，能及时、全面的制定优化的调整方案。本文介绍目前轨道交通列车调整的发展情况，并建模分析了城市轨道交通移动闭塞条件下列车运行调整的方法策略。
【关键词】轨道交通；CBTC；列车自动运行调整；移动闭塞
1、城市轨道交通列车运行调整发展概况
J．E．Cury等人首先针对巴西圣保罗地铁公司的南北运营线，提出了一种产生“最优调度计划”的方法。他们采用动态规划的方法求解问题，为保证大范围求解的有效性，采用了分解/协调技术，将原问题化为一些不相关的小规模优化问题，进而使问题得到解决。
日本学者f1．Susam与Y．Ohkama，S．Araya与S．Sone在此后较全面地论述了行车动态特性在城市轨道交通行车控制过程中的重要性。他们在建立了车流模型和客流模型的基础上，完成了两个行车动态特性的模型描述：SSM(StationSequential Model)和TSM(Train Sequential Model)，并给出了相应的全局状态反馈控制解。但该模型同样也有控制量的得出，需要简化才能适用于现有调度集中系统的缺点。
目前，轨道交通行车调整的研究基本是围绕智能处理方法这一主线展开，包括专家系统、模糊决策等。1990年，意大利的G．Vernazza等人运用分布式人工智能的思想，以车站为单元构成了一种分布式的行车指挥方法，以期实现实时性的调度。他将调整问题简化为资源分配的问题，并通过“合同网”冲突消解机制进行问题求解，取得了一定的实用效果。
2、列车运行调整的目标
列车运行调整的目的是尽快使列车从无序变为有序。评价一个运行调整方案的好坏，无论是人工调整还是自动调整，都可以从以下几个方面来衡量。
2.1 减少列车实际运行图与计划运行图的偏差
当某一列车出现晚点或早点时，应使该列车恢复到计划运行图上。运行调整的目标是使实际运行图和计划运行图之间的偏差尽量小。
2.2 使所有列车的总延迟最短
摘要：随着全国各大城市开始大力建设公共交通系统，尤其是具有大容量、高速度和高效率特点的城市轨道交通系统得到了充分的重视和长足的发展。地铁列车控制系统以安全为核心，以保证和提高列车运行效率为目标。系统在保证列车和乘客安全的前提下，通过调节列车运行间隔和运行时分，实现列车运行的高效和指挥管理的有序。 关键词：地铁列车控制系统；地铁列车控制模式 1.正常控制模式 1.1 列车进路控制 列车进路控制的原则：以联锁表为依据，输出进路控制命令。正常情况下atc系统根据列车运行时刻表进行正线进路的中心ats自动控制或设备集中站车站储存了当日时刻表的车站ats自动控制。必要时中心调度员可介入进行人工控制。在运营需要时中心与设备集中站经过一定的授与权和接受权手续后实现车站人工控制。当车站发现有危及行车安全的情况时，车站值班员可以采取措施，强行进入车站人工控制。运行需要或ats通道设备故障或中心故障时可降级为车站自动控制。 车站ats分机可以根据时刻表或接近列车的车次号及目的地号等信息进行列车进路的车站自动控制。通过联锁设备可以办理列车自动进路和自动折返进路。车辆段值班员人工办理进路因轨道空闲检测设备故障而不能办理进路时，可由车站值班员办理引导进路控制列车运行，此时的列车运行安全由司机来保证。 1.2 列车运行调整 ats子系统根据列车运行状态及车地通信设备提供的信息，实时对在线列车进行车次号更新、加车、减车等操作。列车运行偏离运行图时，应能自动对列车进行运行调整或提示调度员对在线列车实施运行调整，其中自动调整的主要手段为ato站间运行时分及atp/ato模式下的站停时分的调整。当因列车发生故障等原因造成运行大规模紊乱时，ats子系统应能提示调度员进行人工调整。人工调整主要包括：站停时分调整；增、减列车；列车始发、终到站变更等。ats子系统故障后，在恢复行车指挥功能的过程中，系统具有自动或辅助调度员使系统尽快投入运用的能力，包括在线列车检测与恢复、时刻表建立、列车跟踪恢复及进路控制恢复等处理。 1.3 列车站间运行及车站定点停车 系统根据线路条件、道岔状态、前方列车位置，控制列车以系统确定的安全速度运行或在必须停车的地点前方停车。由于系统判断列车在区间运行，因此由atp限制不能打开车门。若车门误打开，则atp报警并强迫列车停车。ato的停车控制功能可保证列车停在区间分界点前方一定位置或在前方列车或目标地点前方的安全防护距离以外停车。区间停车后，在atp 允许列车运行时，ato自动控制列车启动。列车依靠车站定位装置精确测定运行停车位置，ato控制列车制动，使其精确、平稳地停在设定的停车位置。在atc系统控制列车运行的情况下，列车在站台停稳、并进入规定的停车范围、欲开启车门的方位正确时，atp子系统发送开安全门和允许ato子系统向列车发送开左或右侧车门指令，ato子系统控制允许相应的车门自动打开或向司机提示应该开启的车门。无论是区间停车还是进站定点停车，ato均应保证控制的舒适度、停车过程的快速性。 1.4 车站发车 车站停车时间结束时，发车表示器显示0秒，指示司机发车。此时，可由司机控制关闭车门，车门、安全门全部关闭后，ato发车指示灯点亮，司机按压ato启动按钮后，列车自动由车站出发，列车进入区间后，发车表示器熄灭。若车门或安全门没有关闭，按压ato启动按钮动作无效，列车不能启动，发车命令无效。 1.5 行车交路折返站折返
０引言 系统仿真是利用系统模型对实际系统进行实验研究的过程。基于安全性和经济性的考虑，系统仿真可在不破坏真实系统环境的情况下，构造模型代替实际系统进行实验，并根据仿真结果推断、估计、评价真实系统的性能［１］。作为一种行之有效的认知方法，系统仿真技术已在铁路运输、航空航天、经济管理、决策优化、军事演习、安全软件测试评估等诸多领域得到了广泛的应用。我国从２０世纪８０年代开始进行铁路运输计算机仿真的研究，近些年来有了较大进展。计算机仿真技术在铁路运输领域的应用包括列车运行、调度指挥、牵引操纵、铁路基建、站场作业、列车动力学、信号系统等方面［２－７］。如刘海东［４］等在介绍了城市轨道交通不同信号闭塞方式及其追踪列车间隔时间的计算方法的基础上建立了不同信号闭塞方式多列车追踪运行的仿真系统； 程瑞琪［７］等在探讨了区间列车运行分布式仿真系统的构建方法及区间列车的运行动态基础上，提出区间列车运行仿真系统分布式结构和模型等。 列车运行调整是对列车运行图阶段计划的优化，即根据本调度台管辖范围内列车运行图、列车实时运行情况以及相邻调度台预报的列车到达情况，规划３￣４小时时间段的运行调整计划，达到提高列车正点率、提高列车运行速度等综合目标。列车运行调整涉及因素众多，它不仅与各国采用的行车组织方式有关，还关系到列车密度、速度、线路通过能力等因素，属于非确定多项式（Ｎｏｎ－ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃＰｏｌｙｎｏｍｉａｌ，ＮＰ）难解的组合优化问题。仿真技术是进行列车运行调整模型与算法研究的重要技术手段，国内学者已进行了大量的研究工作，包括列车运行调整模型与算法的仿真实验和仿真计算等，实现各种优化模型和调整算法［８－１０，１２－１４］；张莉 收稿日期：２００７－０５－２４ 作者简介：金炜东，成都市二环路北一段１１１号西南交通大学电气工程学院，教授，主要从事优化与系统仿真、智能信息处理、控制与检 测技术等领域的研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｄｊｉｎ＠ｈｏｍｅ．ｓｗｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 列车运行调整的优化与仿真 金炜东１，章优仕１，高四维２ １．西南交通大学电气工程学院，成都６１００３１ ２．西南交通大学峨嵋校区交通运输系，四川峨嵋６１４２０２ ［摘要］列车运行调整是一类高度复杂的组合优化问题，仿真技术是列车运行调整研究的重要技术手段。在建立了基于满意优化的列 车运行调整智能化决策支持系统模型基础上，介绍了仿真技术在列车运行调整优化中的应用，以及用于铁路列车调度员技能培训的仿真系统。 ［关键词］仿真技术；列车运行调整；满意优化；仿真培训系统［中图分类号］ＴＰ３９１．９，Ｕ２９２．４２［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００－７８５７（２００７）１２－００１８－０５ ＴｈｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＲａｉｌｗａｙＲｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ＪＩＮＷｅｉｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｏｕｓｈｉ，ＧＡＯＳｉｗｅｉ １．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ； ２．ＥｍｅｉＣａｍｐｕｓＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｅｍｅｉ６１４２０２，ＳｉｃｈｕａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒａｉｌｗａｙｒｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｉｓａｖｅｒｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｓｏｌｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄｅｃｉｓｉｏｎｓｕｐｐｏｒｔｓｙｓｔｅｍｆｏｒｒａｉｌｗａｙｒｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇａｎｄｕｓｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｒａｉｌｗａｙｒｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｏｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｒａｉｎｉｎｇｒａｉｌｗａｙｄｉｓｐａｔｃｈｅｒｓ． ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｒａｉｌｗａｙｒｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ；ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｓｉｍｕｌａｔｅｄｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍＣＬＣＮｕｍｂｅｒｓ：ＴＰ３９１．９，Ｕ２９２．４２ＤｏｃｕｍｅｎｔＣｏｄｅ：ＡＡｒｔｉｃｌｅＩＤ：１０００－７８５７（２００７）１２－００１８－０５ １８
北交《城市轨道交通列车运行控制》在线作业二 一、单选题（共 9 道试题，共 36 分。） 1. 阶梯式分级速度控制可以分为超前式和滞后式，超前式采用( )优先的方法，滞后式采用( )优先的方法。( ) . 人控优先，设备优先 . 设备优先，人控优先 . 人控优先，人控优先 . 设备优先，设备优先 正确答案： 2. 关于故障-安全技术，下列说法错误的是( ) . TP子系统是安全系统，其系统设计以及所有的软硬件均必须符合“故障-安全”原则 . TO为故障-安全系统，其控制列车自动运行 . TS系统为非故障-安全系统，它的全部或任何一个部分的故障或不正确操作，不会影响列车运行安全 . 轨道电路中的继电器必须符合故障-安全原则 正确答案： 3. 在城市轨道交通自动列车运行控制系统中，超速检测与防护功能是由其哪个子系统实现的？( ) . TP . TO . TS . 以上三种均不是 正确答案： 4. 城市轨道交通采用( )行车制。 . 两侧均可 . 左侧 . 右侧 . 具体情况具体分析 正确答案： 5. 站台安全门按其规模和功能可以分为半高式安全门、全高式安全门( ) . 滑动门 . 固定门 . 端门 . 屏蔽门 正确答案： 6. 下列表示禁止越过该信号机调车的是( ) . 红色
. 蓝色 . 双黄色 . 红色+黄色 正确答案： 7. 关于故障-安全技术，下列说法错误的是( ) . TP子系统是安全系统，其系统设计以及所有的软硬件均必须符合“故障-安全”原则 . TO为故障-安全系统，其控制列车自动运行 . TS系统为非故障-安全系统，它的全部或任何一个部分的故障或不正确操作，不会影响列车运行安全 . 轨道电路中的继电器必须符合故障-安全原则 正确答案： 8. 城市轨道交通的自动化程度比较高，一般采用( )的运用方式，列车的运行速度不取决于地面信号机的显示，地面信号系统只起辅助作用。 . 地面信号显示与车载信号系统相结合，以地面信号系统为主 . 地面信号显示与车载信号系统相结合，以车载信号系统为主 . 车载信号系统 . 地面信号系统 正确答案： 9. 下列不属于TO功能的是( ) . 将列车速度自动调整在允许速度带内，尽可能减少牵引、惰行和制动之间的转换 . 实现列车自动通过车站和自动折返 . 保证列车的停位精度 . 超速检测与防护 正确答案： 北交《城市轨道交通列车运行控制》在线作业二 二、多选题（共 8 道试题，共 32 分。） 1. TS系统在自动调整过程中，TS主要通过( )来调整列车。 . 停站时间 . 站间运行时间 正确答案： 2. 城市轨道交通设备故障主要包括信号系统故障、线路故障、道岔故障以及( )等各种故障。. 临时停电 . 通信中断 正确答案： 3. 轨道交通列车运行控制系统综合利用3技术代替了传统的轨道电路技术，3技术是( )未
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晚点情况下地铁列车间隔的实时调整方法 作者：吴洋， 王月明， 曾理 作者单位：西南交通大学牵引动力研究中心,四川,成都,610031 刊名： 电力机车与城轨车辆 英文刊名：ELECTRIC LOCOMOTIVES & MASS TRANSIT VEHICLES 年，卷(期)：2003,26(5) 被引用次数：3次 参考文献(4条) 1.SandidzadehM;李鹏;Bmenhaj M;Ghadrdani S一种用于地铁轻轨的智能行车控制方法[期刊论文]-中国铁道科学2000(02) 2.毛保华城市轨道交通 2001 3.饶忠列车牵引计算 1996 4.朱世麟;蒋影斐电牵引计算 1990 本文读者也读过(10条) 1.吴洋.罗霞.WU Yang.LUO Xia一种晚点地铁列车实时调整策略及其动态速控模式[期刊论文]-中国铁道科学2005,26(6) 2.吴洋.罗霞.王月明.曾理.WU Yang.LU Xia.WANG Yue-ming.ZENG Li地铁列车在出站晚点情况下的"压赶结合"运行调整方法[期刊论文]-交通运输工程与信息学报2004,2(2) 3.孙林祥.Sun Linxiang地铁运行发车间隔和旅行速度指标下降的分析[期刊论文]-都市快轨交通2007,20(2) 4.张星臣.杨浩.胡思继京沪高速铁路高中速列车共线混行模式下中速列车晚点影响的仿真分析[期刊论文]-铁道学报1998(5) 5.李兰波关于提高旅客列车正点率的思考与分析[期刊论文]-铁道运输与经济2002,24(3) 6.路飞.宋沐民.李晓磊.田国会.LU Fei.SONG Mu-min.LI Xiao-lei.TIAN Guo-hui基于事件的控制技术在地铁列车运行中的应用[期刊论文]-中国铁道科学2006,27(4) 7.陆越.张德明.LU Yue.ZHANG De-ming基于模糊神经网络的列车运行调整模型[期刊论文]-铁道运输与经济2007,29(8) 8.路飞.宋沐民.田国会.李晓磊基于Multi-agent的地铁列车智能控制集成框架[会议论文]-2007 9.沈洪波.吴方平.Shen Hongbo.Wu Fangping关于CTCS-2级列控系统应急预案的探讨[期刊论文]-铁道通信信号2007,43(12) 10.李国斌.Li Guobin铁路建设中信号设计方案的选择及系统集成的考虑[期刊论文]-铁道通信信号2007,43(1)引证文献(3条) 1.徐瑞华.江志彬.邵伟中.朱效洁城市轨道交通列车运行延误及其传播特点的仿真研究[期刊论文]-铁道学报2006(2) 2.肖鹏城市轨道交通列车自动调整模型算法研究[学位论文]硕士 2006 3.吴洋.罗霞.王月明.曾理地铁列车在出站晚点情况下的"压赶结合"运行调整方法[期刊论文]-交通运输工程与信息学报 2004(2) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/dd7422358.html,/Periodical_dljcjs200305007.aspx
ｏｎｇｈｅ Ｙａｎｊ ｉｕ１７２ 城市轨道交通ＣＢＴＣ计算机联锁子系统分析 胡超林 （浙江浙大网新众合轨道交通工程有限公司，浙江杭州３１００００ ）摘 要：ＣＢＴＣ因其技术优势已经成为现代城市轨道交通首选控制方案，随着这类控制方式的应用推广，对其计算机联锁子系统也提出了更高的要求。现总结了城市轨道交通ＣＢＴＣ计算机联锁子系统的功能、 技术特点及优势，并结合实际案例研究了其具体的工作方式。关键词：城市轨道交通；ＣＢＴＣ； 联锁子系统０ 引言 随着经济社会发展和城市交通进步，城市轨道交通变得复杂而繁琐， 这对信号设备信息采集和列车安全联锁控制性能提出了很高的要求。而ＣＢＴＣ作为一种先进的列车控制系统，对其联锁子系统的控制精度要求也进一步提高。传统的铁路联锁技术虽已沿用２０多年，但远远无法满足城市内复杂的交通信号在安全、 高效、自动化、多功能方面的运营要求，必须开发设计出新的联锁子系统。可喜的是， 现代通信技术、网络技术、计算机技术的飞速发展为这一复杂的控制系统提供了硬件基础， 它们构成的联锁子系统信息量大、可靠性高、体积小、便于集中联网，能实现整个城市的统一协调调度，减小系统维修的工作量，这些优点使得计算机联锁子系统在城市轨道交通领域得到了广泛的应用，它的出现使车站联锁进入了计算机联锁时代。 １ 系统结构及功能简述 ＣＢＴＣ整个信号系统主要包含计算机联锁子系统、 列车防护自动驾驶ＡＴＰ／ＡＴＯ子系统、智能列车自动监控ＡＴＳ子系统和维护支持ＭＳＳ子系统等， 其通过这些系统来实现列车的自动控制、状态监测、安全运行、维修和故障诊断等功能。而计算机联锁子系统是信号系统的基础，其主要功能是通过对轨旁信号设备实施监控，完成列车运行预排、过程监控等功能，这类子系统如西安地铁２号线的ＭｉｃｒｏｌｏｋⅡ联锁控制器， 北京亦庄线ＣＢＩ子系统、ＭＴＣ－Ⅰ型系统及ＴＹＪＬ－ＺＣ１型系统等，其设计和开发有一定区别，但大同小异。本文以北京亦庄线ＣＢＩ子系统为例谈谈其结构。 ＣＢＩ子系统的主要功能设备包含联锁机、 现场工作站、通信网络、系统维护台等，它们组成了以微处理器为基础的计算机联锁信号控制系统， 结构如图１所示。由图１可知，ＣＢＩ子系统中包含有很多设备，而联锁机是整个系统的核心。ＣＢＩ子系统中的联锁机主要实现轨旁设备联锁控制， 管辖所有联锁功能，通过既定程序来实现联锁逻辑和控制逻辑。这种冗余联锁机采用二乘二取二双ＣＰＵ作为核心控制器，增加独立的“故障／安全”校验模块，使用了一系列的可编程安全系统设计技术，如“固有故障—安全”“独立计时器”“组合故障—安全”“双通道相异软件”“反应故障—安全”等，这些技术大大提高了系统的安全性。同时，系统采用双网通信、逻辑上环网连接、模块隔离技术，确保了可靠性和实用性，它能支持单点和多点安全型串行通信，能与很多列车自动驾驶子系统进行安全型数字通信。使用ＦＳＦＢ２安全通信协议的北京首都机场线证明， 该子系统的信息交换是可靠的。 通信网络是这些监控信号和工作信号传输的通道，如图１图１ ＣＢＩ子系统结构示意图 所示，联锁机通过两套热冗余的高速交换机设备分别与ＡＴＳ 子网和ＡＴＰ／ＡＴＯ信号子网进行信息传输。这个网络为两台联锁机和现场操作站以及系统维护台各提供了两个网络接口，来实现各设备间的信息传输。另外，还可通过ＳＤＨ节点来接入ＡＴＣ骨干网，实现该子系统与中心应用服务器之间的通讯。同理，其余区域的ＣＢＩ子系统也可通过ＳＤＨ节点接入骨干网来实现信息交换和集中控制。使用这种子系统时，ＡＴＳ子网和信号子网同时处于工作状态，相关的子系统均可单独通过各自的两个网络来发送和接收信息。在其中一个网络出现问题时，子系统仍可通过另一个网络来进行通信，出现问题的网络可进行维修或单独维护，实现了整个系统的连续工作，便于及时维护和实时查询。 现场工作站是联锁子系统控制的显示单元，它作为人机交互界面能方便地对本联锁区的信号设备进行实时监控，如道岔、进路、故障报警等信息，把这些信息通过车站ＡＴＳ发送给 中心。这里还可查看车站ＡＴＳ所发送的中心操作指令，操作人员可根据操作指令将所需执行的指令信息通过操作界面方便地传送给联锁机。另外，它作为ＡＴＳ子系统的车站及显示 终端，能形象地显示子系统内部所有列车运行的位置信息、运行计划信息和告警信息等。这些信息能给车站值班人员提供参考和依据， 对故障和告警能及时进行反应和处理。现场工作站的操作指令必须通过ＨＩＬＣ校验的二次确认后才能实现有 效的操作， 确保了现场工作站操作的安全性。系统维护台也是该联锁子系统中重要的设备，它不但能完成联锁系统维护和接口设备监测， 还能打印设备操作信息记录，将子系统内设备的运行状态和报警信息及时反馈给维修人
1调度调整在地铁行车组织中的作用 地铁运营是一个动态的、变化的过程,运营中的各种情况都具有随机性、复杂性。客流的增减、列车的晚点、运营秩序的紊乱、突发事件及设备故障等的影响,都要求行车调度在日常的运营组织工作中根据情况的变化,及时合理地采取调整措施,使列车尽可能按运行图行车。 应急情况下的行车调度指挥工作,是对全局性的行车组织进行安全、科学、灵活的调整,最大限度地发挥地铁设备、设施的潜能,维持一定限度内的地铁降级运输能力,把突发事件对运营的影响降到最低。 2调度调整的基本原则 在地铁行车组织中,调度调整的基本原则是:安全、快速、全面、服务。 安全———是运营企业生存与发展的生命线。任何情况下的运营调整都必须把安全工作放在首位,确保行车安全、设备安全及乘客生命财产的安全。 快速———在调度调整时,要做到反应快、报告快、处置快,把握事发初期的关键时间,将影响控制在最小范围。 全面———在运营调整时,行车调度要有全局观,不能只关注突发事件及设备故障,而忽略了其他因素和影响。 服务———运营是服务的基础,运营调整必须要考虑对服务及乘客的影响,并将相关信息告知乘客,最大限度地减少损失、降低影响 3 调度调整方式： 地铁运营组织中,行车调度应严格按照列车运行图指挥行车。当列车不能按图行车需要进行调整时,必须考虑列车运行的安全以及对服务的影响,做到恢复正点运营和行车安全兼顾。主要的调度调整方式有以下几种: (1) 列车停运、下线。对有故障并影响服务的列车,要组织停运或下线,使该列车退出服务。该方式主要在始发站、终点站使用。对中途运行的列车也可组织进入中间站存车线或回车厂检修。此种调整方式在列车运行图上的表示即为“抽线”,就是实际运行图的列车运行线条比计划运行图少。 (2) 列车加开、替开。由于客流的增加或故障列车下线的影响,可以组织加开列车,一般使用备用车或出厂列车。对在终点站退出服务的列车,可以使用备用列车替开,仍按原交路运行。加开、替开的目的是为了保证列车服务的数量,即运能满足运量。 (3) 列车在车站扣车及区间临时停车。当前方列车或车站设备故障时,要对后续列车进行扣车或区间临时停车。扣车是将列车扣停在后方车站,基本原则是“谁扣谁放”。在区间临时停车是通知司机将列车临时停在区间,司机必须做好乘客安抚工作。扣车及临时停车是调度调整的重要手段之一,目的是保证前方列车或车站有充分的时间处理故障。 (4) 列车减速运行并增加停站时间。为了保证故障列车或车站有充分的处理时间,使行车间隔均匀,应该对相关列车进行限速并增加停站时间,控制运营节奏。 (5) 列车越站通过或加速运行。为了使晚点列车正点终到,可以要求司机加速运行,也可以组织列车不停站通过,即越站(也称跳停) 。采取越站方式时,必须充分考虑对乘客的影响,相关车站及司机必须做好服务工作。原则上客流较大车站及首末班车不安排跳停。还要避免一列车连续越站及多列车在同一车站连续越站。列车上客流拥挤或前方站出现意外情况时,也可以采用此方式。如“十运会”开幕当天,南京地铁为及时疏散奥体中心的大客流,就对客流量很小的元通、中胜车站采取了越站方式,取得了较好的效果。 (6) 列车救援。列车在运行中发生故障,运行速度极其缓慢或停滞,势必会造成线路堵塞,给全
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
基于近似动态规划的城轨列车运行一体化调整方法研究 城市轨道交通具有安全、高效、运量大、节能环保等特点,是城市公共交通的主干线和客流运送的大动脉,近年来在我国大中型城市得到了迅猛的发展。随着轨道交通路网规模的扩张,其整体呈现巨型化、网络化特征,实际运营条件越来越复杂,运营管理控制难度急剧增加。 日常运营中由于客流变化、设备故障、突发事件等因素的影响,导致列车频繁发生延误现象,如果不及时进行列车调整控制,会造成线路乃至整个网络运营秩序紊乱、乘客滞留等严重危害。城市轨道交通列车运行调整包括行车组织层面的运行图调整和列车运行控制层面的驾驶曲线调整。 随着通信技术、计算机技术和控制技术的不断发展,轨道交通系统自动化程度不断提高,如何从一体化的角度结合行车组织与运行控制实现灵活、高效的列车运行调整逐渐成为近年来的研究热点问题。本文以城市轨道交通列车延误及运行调整问题为背景,主要研究基于近似动态规划理论(Approximate Dynamic Programming,ADP)的城轨列车运行一体化调整方法。 面向城轨列车的轻微延误、普通延误和严重中断延误三种场景对近似动态规划方法进行了若干种改进、形成快速有效的求解算法,从一体化的层面实时调整轨道交通列车运行图以及相应的驾驶控制曲线,克服传统动态规划方法“求解速度慢”的不足之处,降低延误对乘客与运营商带来的负面影响,保证列车按图有序运行并降低调整过程中列车牵引总能耗。具体来说,本文开展了以下几点研究工作:(1)首先建立了列车运行一体化调整的基础理论模型。 结合城市轨道交通列车自动控制系统结构以及列车运行调整基本原理提出基于离散时空状态网络(Discrete State-space-time Network Modelling)的列
地铁运营的特点及调度调整的作用 摘要：行车调度指挥是地铁运营的一项核心工作，调度指挥的安全、高校以及及时性是对地铁运营安全的有效保障。本文围绕地铁运营的特点以及调度调整的作用这一中心，来对地铁运营的特点以及调度调整在地铁运营中的作用进行了具体的分析，包括了地铁运营的规模、模式以及管理方式等方面，最后根据列车的不同状态来采取相应的调度调整策略，具有一定的现实意义。 关键词：地铁运营；特点；调度调整的作用 一、地铁运营的特点 地铁运营的特点就是按照不同时段的断面客流，来合理安排一定数量的列车，并是这些列车按照固定的交路间隔来均匀的进行循环运行。在对行车间隔和客运服务水平进行考虑时，某一个单方向的运能必须要和该时段的最大断面客流的需求相符合，也就是动能要和运量互相满足。 （一）运营的规模 地铁的设计运输能力要和预测的远期单向高峰小时最大的断面客流量的需求相满足；地铁车辆的数目，要按照初期运营需要进行配置，在运营后的远期要按照客流量增长的需要进行适当的增加和调配；地铁列车的速度通常情况下都是在每小时35千米以上，在每小时80千米以下；地铁各设计年限的列车运行间隔，要依照各个设计年限的预测客流量、列车编组以及列车定员、系统服务水平等因素进行综合考虑，并加以确定。高峰时段初期列车运行间隔要在六分钟以下，这是为了保证地铁的服务水平。 （二）运营的模式 地铁的线路必须要是安全封闭的，并且列车的运行必须要在安全防护系统的监控下来进行；通常列车要配置一名司机来驾驶；在客流量分布不均匀的线路上，要组织区段运行，列车运行交路要依照个设计年限客流量断面的分布情况来进行确定；列车在曲线上运行时，其速度要按照曲线半径的大小来计算，其离心加速度应该小于O.4m／s2；地铁要设有运营控制中心，并依照城市轨道交通线网的分布情况，每个中心可以控制一条或者数条线路。并且这一控制中心要有能力对列车的运行和供电系统进行监控；在各个地铁的车站都应该设置车站监控室，从而来监控列车的运行以及车站的设备；地铁应该采用计程票价制，并且要有对客流数据以及票务收入进行自动控制的能力。 （三）运营管理的方式 列车运营管理机构必须要和系统运营管理的任务要求相符合，通过对组织机构的合理安排，来进行管理；在安排运营机构以及人员数量时，要把依靠科技进
一、直通动车组 自2014年7月1日起，增开以下直通动车组： 1.成都-武汉开D368/5次，成都10:44开，武汉20:23到。武汉-成都开D366/7次，武汉8:15开，成都18:20到。 2.成都-上海虹桥开D628/5次，成都7:41开，上海虹桥23:56到；上海虹桥-成都开D626/7次，上海虹桥6:00开，成都20:51到。 3.成都东-郑州开D2202次，成都东7:00开，郑州20:30到；郑州-成都开D2201次，郑州8:08开，成都20:19到。 4.成都东-上海虹桥开D2208/5次，成都东8:00开，上海虹桥22:58到；上海虹桥-成都东开D2206/7次，上海虹桥6:36开，成都东21:54到。 5. 成都东-杭州东开D2224/1次，成都东7:32开，杭州东22:32到；杭州东-成都东开D2222/3次，杭州东7:35开，成都东22:51到。 6.成都东-南昌西开D2238/5次，成都东9:16开，南昌西21:52到；南昌西-成都东开D2236/7次，南昌西8:45开，成都东21:32到。 7.成都东-福州开D2244/1次，成都东7:11开，福州22:58到；福州-成都东开D2242/3次，福州7:00开，成都东22:14到。 8.成都东-南京南开D2256次，成都东9:22开，南京南22:37到；南京南-成都东开D2255次，南京南8:08开，成都东21:17到。 9.成都东-汉口开D2260次，成都东10:07开，汉口18:58到；汉口-成都东开D2259次，汉口11:00开，成都东20:01到。 10.成都东-利川开D2274次，成都东13:09开，利川17:35到；利川-成都东开D2273次，利川17:55开，成都东22:08到。 11.重庆北-上海虹桥开D2218/5次，重庆北8:15开，上海虹桥21:45到；上海虹桥-重庆北开D2216/7次，上海虹桥8:43开，重庆北22:01到。 12.重庆北-福州开D2228/5次，重庆北8:50开，福州22:29到；福州-重庆北开D2226/7次，福州8:42开，重庆北22:49到。 13.重庆北-厦门北开D2234/1次，重庆北7:15开，厦门北22:36到；厦门北-重庆北开D2232/3次，厦门北7:28开，重庆北22:25到。 14.重庆北-汉口开D2252次，重庆北15:15开，汉口21:57到；汉口-重庆北开D2251次，汉口8:05开，重庆北14:54到。 15.重庆北-宜昌东开D2266次，重庆北10:55开，宜昌东15:46到；宜昌东-重庆北开D2265次，宜昌东16:06开，重庆北20:59到。 16.重庆北-汉口开D2272次，重庆北7:37开，汉口14:44到；汉口-重庆北开D2271次，汉口15:58开，重庆北23:15到。 17.重庆北-武汉开D2278/5次，重庆北13:15开，武汉20:31到；武汉-重庆北开D2276/7次，武汉8:30开，重庆北15:49到。 二、普速列车 自7月1日起，增开以下普速列车： 1.成都-广州开Z124/1次，成都17:30开，广州次日18:13到；广州-成都开Z122/3次，广州22:10开，成都次日23:29到。 2.贵阳-北京西开T150次，贵阳13:39开，北京西次日16:49到；北京西-贵阳开T149次，北京西22:24开，贵阳第三日5:12到。 3.成都-烟台开K678/5次，成都16:23开，烟台第三日8:56到；烟台-成都开K676/7次，烟台10:00开，成都第三日4:17到。
城市轨道交通列车运行控制研究 学生姓名：畅龙 专业班级：城市轨道交通控制 学号：08301942 指导老师：孙鑫
列车运行控制系统是保证城市轨道交通列车和乘客安全的，是实现列车快速、高密度、有序运行的关键系统，是整个系统中的重中之重。本文文介绍了国、内外基于通信的列车运行控制在我国地铁的应用，从列车的运行模式，到列车的定位停车，列车速度调整、自动折返等几个方面进行了阐述。 【关键词】：
城市轨道交通的诞生和发展已经有一百多年的历史了，城市轨道交通在当今城市交通中已经占据了重要的作用，城市轨道交通是现代化都市的重要基础设施，它安全、快速、舒适、便利地在城市范围内运送乘客，最大限度的满足城市市民的出行需要。在城市各种公共交通工具中，具有运量大、速度快、安全可靠、污染低、受其他交通方式的干扰小，对改变城市拥挤、乘车困难、行车速度慢行之有效的。 随着城市轨道交通行车间隔的缩短，依靠人工控制车速的传统运行方式已经不能满足城市客运的要求了，于是，以列车速度自动控制为中心的列车运行控制系统（Automatic Train Control,简称A TC）应运而生，随着计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）和控制技术（Control）的飞跃发展，综合利用3C技术给列车的控制带来了很好的发展机遇，形成了基于无线双向大容量的车地通信模式，使对车辆的控制更加安全可靠。城市轨道交通列车运行控制主要包括列车运行中的驾驶模式、列车运行中的超速防护、列车的制动模式、列车定位停车、列车的折返、运行速度控制等来实现对列车整个运行过程中的控制。这样使列车更加安全可靠、高速有效的运行。
2017年1月5日全国铁路列车运行图调整2017年1月5日铁路调图：自2017年1月5日零时起，全国铁路将实施新的列车运行图。在此之前，为了配合运营图调整，2016年12月30日之后的火车票预售期由60天缩短至30天。2017年全国铁路1月铁路列车运行图 记者从铁路部门获悉，自2017年1月5日零时起，全国铁路将实施新的列车运行图。在此之前，为了配合运营图调整，2016年12月30日之后的火车票预售期由60天缩短至30天。 沪昆直达时间缩减至9-12个小时 记者从上海铁路局获悉，受沪昆高铁开行影响，自2017年1月5日零时起，全国铁路实施新的列车运行图，长三角地区到昆明将开行7对高铁。其中增开2对、延伸运行区段5对。长三角地区到昆明有了直达高铁，原来普速线的三日达提速到高铁的当日达。上海、南京、杭州到昆明的运行时间由30多个小时缩短至9-12个小时，长沙到昆明的运行时间缩短至4个多小时。 此外，为满足旅客出行需求，宁安客专也同步增加高峰线列车3对，分别为：合肥南-安庆G9501/2、G9503/4、G9505/6次。而上海虹桥-铜陵G9236/7、G9238/5次高峰线延伸为上海虹桥-池州。 记者了解到，为了配合此次调图，铁路部门调整车票预售时间，2016年12月30日之后的车票预售期调整为30天，此前的车票预售期是60天。昨天，记者登录12306网站，购票页面顶端就有提示，“12月30日后的车票预售期调整为30日”，何时恢复60天预售期没有说明。 2017年春节在1月底，所以此次调整预售期可能会直接影响到春运售票。2017年1月28日就是农历大年初一，按调整后30天的时间来算，市民如果要购买过年回家的车票，那么就要在12月底左右才能购买。 30天预售期会造成春运车票难买 昨天下午，记者在朝阳区一个火车票代售点咨询了解到，12月30日以后的车票现在无法购买，因为预售期有调整，所以从网上或者手机等渠道都订不到。目前还没有接到恢复通知。“预售期缩短了，春节票源会比较紧张。”该工作人员分析称，铁路部门会在春运前恢复60天预售期，因为30天预售期会造成春运车票难买的情况。按照之前的经验，铁路部门很可能在最近将车票预售期调整恢复到60天。也就是说，距离春运铁路抢票的日子很近了。 沪昆高铁开通新运行图敲定 在上海至昆明高铁贵阳至昆明段开通初期，安排开行高铁7对，其中新增开2对，延伸运营区段5对，长三角地区至昆明有了直达高铁。从上海、南京、杭州至昆明运行时间分别由原来的普速列车35小时34分、35小时23分、33小时15分缩短至10小时36分、12小时47分、9小时47分左右。 【增开旅客列车2对】 上海虹桥-昆明南G1375/G1374次1对，经沪昆高铁线运行 南京南-昆明南G1379/G1380次1对，经宁杭高速、沪昆高速线运行 【延伸旅客列车运行区段5对】 济南西-贵阳北G285/G286次1对，延伸为济南西-昆明南 上海虹桥-怀化南G1371/G1376次1对，延伸为上海虹桥-昆明南 上海虹桥-长沙南G1343/G1358次1对，延伸为上海虹桥-昆明南，同时车次改为G1373/G1372次 南京南-贵阳北G1325次0.5对，延伸为南京南-昆明南
列车运行图M A T L A B 程序
%第一个 %设6:42时间为0时刻，转换如下。 a1=[6 7 7 7 7 7 7 8 8 9 9 9 9 9 10 10 10 10 10 10 11 11 12 12 12 12 13 13 14 14 15 15 15 16 16 16 16 17 17 17 17 18 18 18 18 19 20 21]; b1=[42 0 10 22 33 40 52 15 30 12 17 22 27 40 5 10 15 28 45 50 33 43 7 13 34 43 5 18 25 43 6 40 45 0 18 35 57 3 19 32 37 2 12 36 42 22 47 6]; c1=7*ones(1,length(a1)); d1=60*(a1-c1)+b1+18; e1=[7 7 7 8 8 8 8 8 9 9 9 10 10 10 10 10 11 11 11 11 12 12 12 12 13 13 13 14 15 15 15 16 16 16 16 17 17 18 18 18 18 18 19 19 19 20 21 21]; f1=[23 41 58 3 15 28 37 56 11 53 58 10 15 21 46 51 3 9 26 31 14 24 48 54 15 24 46 15 6 24 47 21 26 48 59 23 38 0 7 13 18 43 0 17 30 17 35 47]; g=7*ones(1,length(a1)); h1=60*(e1-g)+f1+18; %输入经历时间，求众数，得到一个差值矩阵f。 x1=[41 41 48 41 42 48 45 41 41 41 41 48 48 41 41 41 48 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 57
铁路调车作业方法 一、挂车作业方法 挂车作业有两种方法，一是单机挂车，二是带车连挂。挂车作业中易发生的问题：一是挂重钩(即撞大响)，其后果轻则车门弹开或货物窜出，重则酿成事故；二是挂车挂不上会将车顶跑溜逸，挤坏道岔溜人区间或者造成车辆冲突；再就是挂车人员在接近挂车时，进人线路内调整钩位易造成人身伤亡。主要原因在于未执行作业程序和未采取必要的措施。易连挂前正确调整钩位；连挂时认真执行“十、五、三”车距离信号，连挂后确认连挂妥当。 1．连挂车辆 (1)调整钩舌、钩位： ①在车辆连挂之前，先检查车钩钩位是否位于中心(在 曲线上钩位有偏移)，同时两车钩应是一个在关闭状态，一 个在全开状态。须使机车车辆停车后进行调整，再进行连挂。如两车钩均在关闭状态，则连挂时两钩舌互相冲撞而损坏车钩；如两车钩都在全开状态，又容易损坏钩舌或钩锁铁，且不易正确连挂。严禁在运行中调整钩位。
②在曲线上调整钩位的方法：在曲线上连挂车辆与在直线上连挂车辆不同，其情况如图2～5所示。 两车纵中心线相错，车身愈长，曲线半径愈小，则相错的差度愈大。要使两车钩正确连挂好，必须使两车钩的纵中心线相近，如差度过大，则不易连挂。如勉强进行连挂，可能使两钩头相错，甚至撞坏端梁。因此，在曲线上挂车时，应正确调整钩位，将两钩头向弯道内侧扳动，使两车钩纵中心线相近，并将两车钩各开六、七成位置，以加大两车钩接触面；或以小型连挂大型车。如经几次连挂不上时，在符合手推调车的条件下，将车辆推到直线上再连挂。 (2)正确及时地显示信号： ①推进车辆去连挂车辆时，调车长先向扳道员要道，得到扳道员道岔开通信号或调车信号机显示进行信号后，向司机显示连结信号和起动信号，司机鸣笛回示起动后再根据停留车位置，显示十、五、三车距离信号(距被连挂车辆十车约110m时，显示十车信号；距离五车约55m时，显示五车信号；距离三车约33m时，显示三车信号；距离11m时，显示稍行移动信号。如距离不足十车时，仅显示五车和三车距
列车运行调整的主要方法： 1、始发站提前或推迟发出列车。 2、根据列车的技术状态、司机驾驶水平和线路允许速度，组织列车加速运行，恢复正点。 3、组织车站快速作业，压缩停站时间。 4、组织列车跳站停车：严格掌握跳站停车，客流较大的车站原则上不组织调停通过，仅在车辆或其他设备发生故障、事故、车站因乘客滞留造成拥挤等原因引起秩序紊乱是，方准列车载客调停通过。按排调停通过时，行车调度员应考虑越站乘客是否有返回乘坐列车，末班列车不办理载客调停通过。 组织列车跳站停车时，有计划性和预见性，提前下达命令。司机和车站有关人员应对乘客做好宣传解释工作，组织乘客在安全线内候车，保证乘客安全。 5、变更列车运行线路，组织列车在具备条件的中间站折返。 6、组织列车反方向运行：在双线运行线路上，，当一个方向列车密度较大时，而另一方向列车密度较小，为恢复列车正点运行，可利用有叉车站渡线，将列车转移到密度较小的线路上反方向运行；当一个方向由于列车故障救援等原因造成大间隔时，可利用有叉车站渡线，将列车转移到另一条线路上反方向运行，以缩小列车间隔，均匀运行。 7、扣车：当一条线路的列车由于车辆或其他设备故障
或其他原因运行不正常，造成换乘站乘客拥挤时，采取口车措施，将另一条线路的列车扣在换乘站附近的各站，以缓和换乘站的压力。 8、调整列车运行时间间隔：当换乘站由于客流骤增造成作业困难，依据运行情况，适当调整列车运行时间间隔（采用ATC系统时，可通过运行等级调整实现），避免各线列车同时到达换乘站。 9、在列车环线运行情况下，当一条线路运行紊乱时，要尽力维持另一条线路列车的正常运行，并通知各站组织乘客乘坐该线(畅通线)方向的列车。 10、停运列车：行车调度员对列车运行调整方法的选择取决于具体情况，实际中是集中调整方法结合运用。
火车的发展历程 梁政 我们进行远距离旅行，往往会乘坐火车，车上有座位、床铺、餐桌、洗手间等，简直就是一座流动的旅馆。坐在平稳的车厢里遥望车外的青山绿水、田园景色，令人心旷神怡。除此之外，火车还担负着运送工农业生产和国防建设物资的重任，真不愧为国民经济的大动脉！从火车的发明到现在已走过了207年，这个对推动世界工业化革命发挥了巨大作用的火车是怎样发生、发展、变化的呢？现在就让我们一起去回顾这一段闪烁着人类智慧的光辉历史吧。 火车和所有其他的发明一样，都是为了满足社会需要而问世的。18世纪初，随着社会生产力的发展，人们急需一种比马车装得多、跑得快的新型车辆。在这种情况下，英国人瓦特发明了蒸汽机。这种机器比马的力气可大多了，它一问世就引起了人们的关注。 在那时，一些具有改革创新激情的人萌发了将蒸汽机装在车上，以代替人力或者畜力来拖动车辆。这个设想首先在军事上得到了应用。那时，欧洲各国的军队为了满足作战需要，把大炮的口径和射程做得越来越大。这就导致了炮的重量不断增加，用人推马拉的办法很难保证大炮能及时跟随部队转战。法国一位名叫居尼奥的炮兵军官，针对这一问题研制成了用蒸汽机推动的“蒸汽车”来拉炮，从而开辟了以机器为动力的现代车辆发展的道路，也为火车的诞生打下了基础。
这种将蒸汽机装在车子上的机械车是怎样推动车辆行驶的呢？我们从它的外形上可以看到，蒸汽机有一个大锅炉，装在车架的前端。在锅炉下面烧着煤火，用来将锅炉里面的水加热成蒸汽。由锅炉上的一根管子将蒸汽引入车子前轮上方的汽缸里，蒸汽的力气很大，便推着汽缸里的活塞向前移动，而活塞通过连杆和曲轴与前轮连在一起，于是随着曲轴的转动，车轮就跟着转起来，这就是蒸汽机车行走的基本原理。 此后不久，这种冒着黑烟、喘着粗气的车子先后在英国和德国出现了。英国人于1804年制成了蒸汽机车。不过，它的模样和先前不大一样了：有的将锅炉移到车子的中间，并罩上罩子，两头还装上几排座位；有的把锅炉移到车后部，而在前面坐人的地方装了一个车厢，等等。这种蒸汽车已经颇有点近代车的气派了。但提醒大家注意的是，当时这种蒸汽机车是在公路上行驶的，因为那时世界上还没有铁路。 世界上第一台行驶于轨道上的蒸汽机车是“新城堡号”蒸汽机车。它是由英国一位出身贫寒、到处漂泊的发明家理查德〃特里维西克设计制造的。1804年2月29日，这台机车（自重5吨）首次在南威尔士的麦瑟尔提德维尔到阿巴台之间的轨道上作运行试验，车速为每小时8公里，只能牵引十几吨重，比马车好不了多少。但它却开辟了世界铁路史上第一台蒸汽机车的光辉行程。