欧洲铁路信号系统概况

ETCS系统概述及介绍ETCS 是ERTMS系统(European Rail Traffic Management System)的组成部分，该系统是对leagacy train protection systems 的替换且被设计用来代替当前欧洲铁路存在的许多不兼容的安全系统，该标准已经被许多欧洲以外的国家接受并应用。

从技术上讲是PTC（positive tran conteol列车只被只允许正向移动）系统的一种。

ETCS系统使用标准额轨旁设备和统一的列车驾驶室，在其先进的运行方式中，所有的线路信息都通过无线方式传输到驾驶室，无需司机瞭望信号，这为远期的自动驾驶打下基础。

由于ETCS在很多方面是由软件实现，所以使用了一些软件技术的术语。

版本信息被称为系统需求规范（system requirements specifications SRS）。

这是一系列文件，并且每个文件都有不同的版本控制（versioning），其中主版本就叫基线basline（BL）.ETCS系统最早有欧盟提出，主要是结局90年代起各国发展的高速列车的互操作性问题，ETCS规范作为参考已经成为控制系统TSI(Techical Specification for Interoperability)铁路方面的一部分，该项目由European Union Agency for Railways管理。

考虑到待替换的列车防护系统业务量不多，该系统的部署已经放缓；尤其是德国和法国已经在主要线路部署了先进的列车防护系统。

由于天然的功能需求，ERTMS和ETCS系统必然是部分位于轨旁，部分位于车上。

这里定义两个子系统：车载子系统和轨旁（地面）子系统。

轨旁子系统依赖于应用等级，可以分为如下组成：1.应答器；2.线路电子单元；3.无线通信网络GSM-R;4.无线闭塞单元RBC;5.Euroloop6.Radio infill unit7.Key Management Centre - KMS8.Public Key Infrastructure - PKI应答器应答器是向车载设备传输通信数据的设备，应答器基于现有的欧标；应答器提供上行链接，也就是说可能的由地到车的信息。

ERTMS——欧洲铁路运输管理系统的概述摘要：ERTMS是 "欧洲铁路交通管理系统 "的缩写，是欧洲列车自动保护系统（ATP）以及指挥和控制系统的标准。

它在欧洲创建了一个可互操作的铁路系统，使其更有效、更安全。

ERTMS的主要目标是促进欧盟列车的互操作性。

它的目的是大大加强安全，提高火车运输的效率，加强欧洲铁路运输的跨境互操作性。

这是通过用一个新的欧洲范围内的列车控制和指挥系统的标准取代以前的国家信号设备和操作程序来实现的。

关键词：ERTMS——欧洲铁路运输管理系统、轨道系统、功能规范一、ERTMS背景介绍ERTMS（"欧洲铁路交通管理系统"）是欧盟正在实施的一个重大工业项目，这个项目将使铁路运输更加安全和更具竞争力。

在过去几年中，ERTMS已经成为谈论欧洲铁路的一个趋势性话题。

但它到底是什么，其目标是什么？ERTMS是 "欧洲铁路交通管理系统 "的缩写，是欧洲列车自动保护系统（ATP）以及指挥和控制系统的标准。

它在欧洲创建了一个可互操作的铁路系统，使之更有效、更安全。

它有助于使成员国之间的铁路运营更加容易，是单一欧洲铁路区的一个重要组成部分。

ERTMS同时还是一个安全系统，强制列车遵守速度限制和信号状态。

由于其性质和所需的功能，目前该系统部分安装在轨道，部分安装在车上。

在谈论ERTMS时，我们主要谈及两个系统，分别是ETCS和GSM-R。

ETCS（欧洲列车控制系统）是一个列车控制标准，基于车内设备，能够监督列车的运动，并根据每个线路段的允许速度进行控制，同时计算和监督列车的最大速度。

信息从轨道的ETCS设备（平衡器或无线电）接收，取决于操作级别。

司机的反应被持续监控，如果有必要，紧急刹车将被控制。

这个全面的ATP（列车自动保护系统）的目标是不断监测列车速度，并将其与轨道信号发送的最大值进行比较，车载和轨道间所需的通信将通过平衡器（这就是所谓的操作级别1）或GSM-R无线电连接（操作级别2）来提供；GSM-R（全球移动通信系统-铁路）是第二个ERTMS系统，是欧洲铁路运营的无线电通信标准。

*铁道部高速办　副研究员,100844　北京国外参考资料欧洲铁路运输管理系统ERTMS——21世纪的全球解决方案(上)卢乃宽　编译*摘要:欧洲铁路运输管理系统(ERTM S )和欧洲列车控制系统(ETCS ),是欧盟委员会和国际铁路联盟为实现全欧洲3万km 高速铁路网互联运输,组织开发的新型管理和信号系统。

它采用基于通信的列车控制技术,用一套系统统一了全欧洲的信号标准,实现了高速动车组的跨国运营。

目前,欧洲有8个国家的铁路部门在进行现场试验,10个国家签署了商务合同。

现代通信与传统信号相结合的技术减少了现场设备数量,降低了投资和维护成本。

因此,铁路部门对该项技术的关注已经超越了欧洲联盟最初开发的目的,一些国家的铁路准备将该项技术应用到既有线和运输密度较低的线路,以降低运输成本。

关键词:运输　管理　欧洲 过去10年里,欧洲各国政府努力创造条件,使火车能够在欧洲境内穿越国境时实现互通运营。

但迄今为止,在各国的铁路网上,仍然延用现有的信号制式管理列车的运营。

列车运行控制系统多达10余种(图1),跨国境运营的列车最多装备6种不同的控制系统。

当列车穿过边境,抵达另一个国家时,必须停下来切换运行控制系统的标准。

由于每种系统价格昂贵,使得列车运营及维护费用上升。

为了改善信号制式互不兼容的状况,在全欧洲范围内创立一个既可以兼容现有信号体制、又可以在各国统一推广使用的铁路信号标准,保证各国的列车在欧洲铁路网内的互通运营,必须开发研究一种新型的列车控制系统。

1989年12月欧洲运输部长会议作出决定,就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。

国际铁路联盟开始组织专题项目,分析与信号和列车控制有关的问题,欧洲铁路运输管理系统(Europea n Rail Traffic Manag ement Sy stem ,简称为ERTM S)项目由此诞生。

1990年末,国际铁路联盟成立了铁路专家组,研究开发欧洲列车控制系统的需求。

１．欧洲铁路无线系统选择了ＧＳＭ－ＲＧＳＭ－Ｒ（ＧＳＭ铁路）是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统ＧＳＭ平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统，ＧＳＭ－Ｒ完全汲取了ＧＳＭ十多年来的发展成果，又专门针对铁路各种不同的需求开发了许多功能。

从集群通信的角度来看，ＧＳＭ－Ｒ是一种数字式的集群系统，能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。

利用ＧＳＭ－Ｒ平台的数字传输能力，能传输列车诊断数据，提供货运信息，车载旅客信息服务和其他增值服务等。

ＧＳＭ－Ｒ能满足列车运行速度为０－５００ｋｍ／小时的无线通信要求，安全性好。

ＧＳＭ－Ｒ可作为信号及列控系统的良好传输平台，正在试验中的ＥＴＣＳ欧洲列车控制系统（也称ＦＺＢ）和另一种用于１６０公里以下的低成本的列车控制系统（ＦＦＢ），都是将ＧＳＭ－Ｒ作为传输平台。

ＧＳＭ－Ｒ是采用公开标准的系统，１９９２年欧洲铁路通信标准机构（ＥＩＲＥＮＥ）就开始了怎样将公共ＧＳＭ平台移植为铁路应用的研究，旨在寻找一种能满足未来铁路无线通信需求的、先进的、数字式通信系统，用来取代目前各种落后的、不同制式的模拟系统。

欧洲铁路通信标准机构（ＥＩＲＥＮＥ）在１９９５年完成了对频率的选择，１９９７年开始在法国、德国和意大利建立了３个试验网，进行了大量的系统验证试验，试验结果表明ＧＳＭ－Ｒ能完全满足欧洲铁路部门对于铁路无线通信提出的规范和要求。

目前已有３２个欧洲铁路组织在采用ＧＳＭ－Ｒ谅解备忘录上签字，这意味着这些铁路组织将实施ＧＳＭ－Ｒ。

ＧＳＭ－Ｒ针对铁路通信的特点，在公共ＧＳＭ平台上开发了能满足铁路特殊需求的功能，并已将其标准化。

如用于无线列调的依据位置的寻址功能和根据功能号的寻址功能，用于应急通信用的小区语音广播功能，用户优先级功能及用于调车编组用的语音组呼功能等等。

这些标准化的功能已被欧洲通信标准化组织（ＥＴＳＬ）列入ＧＳＭｐｈａｓｅ２＋中。

国外列车控制系统调研wangkf05@1．国外列控技术综述1.1 欧洲列车控制系统ETCS是欧洲铁路运输管理系统（英文缩写ERTMS,全称European Railway Traffic Management System)的核心。

ETCS涉及一系列关于可操作的技术文件、标准、规范和概念，范围从地面设备到车载设备，从功能需求到系统需求，从运营到接口，从通信协议到信息码的格式，包括了信号安全和列车控制的各个方面。

该系统采用模块化结构，能根据功能需要和运营条件灵活配置系统。

欧洲列车控制系列标准分为1-3级。

ETCS各级向下兼容，即3级可以用于2级，2级可以用于1级。

ETCS还可通过特定传输模块读取现有设备信息，实现与现有列车控制系统的兼容，从而实现了同一列车在不同级别铁路上不停留的跨国运输。

1A系统以传统信号设备为主，增加“欧洲标准应答器”（简称应答器），是一种点式传递信息、用车载计算机进行信息处理、最后实现列车超速防护的列车运行控制系统。

区间仍按传统原则划分固定闭塞分区，配备轨道电路或电子计轴器。

区间地面设置色灯信号机，在信号机旁及在其他关键的场合设置应答器。

信号机旁的应答器通过轨旁电子单元与信号机相连，其作用是把地面信号的显示以及区间的地理数据（如坡度、限速情况等）传给机车。

车载设备有接收天线、数据处理单元、显示与记录单元以及与列车制动机相连的接口等。

轨道上安装的应答器还和地面控制中心相连。

列车通过应答器时测出列车位置并将信息传送到控制中心，控制中心为运行列车计算新的运行权限，并将其发回应答器。

当列车经过应答器时，列车天线接收检测设备接收到新的运行权限和数据，车载计算机计算运动曲线，确定下一个制动点，并将这些信息显示给司机。

1B系统与IA基本相同，只是1B系统增设了“欧洲标准环线”（简称环线）辅助应答器。

环线采用单根漏泄同轴电缆，固定在钢轨内外侧。

这样把点式数据传输方式变为半连续传输方式，ETCS就可以不完全受地面闭塞分区分割的局限，车载设备可提前收到允许运行的距离，计算出新的制动点，避免频繁制动，提高运输效率。