列车运行自动控制共44页

VOBC子系统 在VOBC子系统中，列车的位置和运行方向信息在保证列车安全运行中作用重大，列车定位方式采用测速传感器和地面应答器相结合的方式实现。DCS数据通信系统 数据通信系统采用无线局域网WLAN技术，通过沿线设无线接入点(Access Point,AP)的方式实现列车与地面之间不间断的数据通信。一个AP点可以传输几十千米的距离。
一、系统组成
所谓“障碍物”包括前行列车、关闭区域、失去位置表示的道岔，以及任何外部产生的因素如-紧急停车按钮、站台屏蔽门、防淹门和隔离保护门等。同时，地面ATP系统还负责对相邻地面ATP系统的行车许可请求作出响应，完成列车从一个区域到另一个区域的交接。
地面ATP系统与其它设备的信息交互图
ZC接收VOBC发送过来的列车位置、速度和运行方向信息，同时从联锁设备获得列车进路、道岔状态信息，从ATS接收临时限速信息，在考虑其他一些障碍物的条件计算MA，并向列车发送，告诉列车可以走多远、多快，从而保证列车间的安全行车间隔。 由于CBTC系统能够精确的知道列车的位置，“速度一距离模式曲线(Distance to go )”是其对列车的控制原则。事实上，不管是CBTC系统还是传统意义上的由轨道电路完成列车控制的系统控车原则都很相似，只不过CBTC系统对列车位置的把握准确度更高，对列车控制的准确度也会更高，基于轨道电路的系统，移动授权是轨道区段长若干倍，而CBTC系统，移动授权更精确。正是CBTC系统能够更精确的控车，才有的缩短了列车追踪间隔，使运行效率大大提高。
一、系统原理与组成
基本原理 系统根据车载测速定位设备获知列车本身在线路上的位置，并由车载设备将列车位置、区段占用情况实时向ZC报告，同时联锁系统将线路信息包括信号显示、道岔位置、屏蔽门状态发送给ZC和车载，然后ZC向列车提供移动授权，对列车的运行提供保护。

站信号控制的重要参数，据此可以为列车自动排列进
路。在运行过程中，系统将各次列车的目的地号，传
送给车站信号设备，以控制列车进路，所以车次号是
列车描述中很重要的部分。 司机号由司机在车上人工输入，并通知调度人员，
说明哪一位司机在操纵哪一列车。 列车号的设置，是为了使系统跟踪列车的运行，从
而产生车辆运行里程报告。
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(3)ATC功能：在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实 14 现列车运行的控制。ATC功能有三个子功能：
ATP/ATO轨旁功能、ATP/ATO传输功能和ATP/ATO 车载功能。ATP/ATO轨旁功能负责列车间隔和报文生 成；ATP/ATO传输功能负责发送感应信号，它包括报 文和ATC车载设备所需的其他数据；ATP/ATO车载功 能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。
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13➢ATC系统的功能
(1)ATS功能：可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。 (2)联锁功能：响应来自ATS功能的命令，在随时满足安 全准则的前提下，管理进路、道岔和信号的控制，将进路、 轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC功能。 联锁功能由分布在轨旁的设备来实现。
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移动闭塞具有如下特点：
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灵活：制动的起点和终点是动态的，与轨旁设备数 量及行车间隔关系不大
高效：可实现较小的行车间隔
先进：可实现车地双向通信，易于实现无人驾驶。
安全：列车间隔按照后续列车在当前速度下所需的 制动距离加上安全余量计算而得。
舒适：没有固定分区，行车间隔是动态的，并随前 一列车的移动而移动，速度限制连续变化。

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二：列车运行控制系统 ———CTCS-2车载设备
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学习掌握要求： 一、CTCS-2级车载设备的功能； 二、CTCS-2级车载设备构成；
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一.CTCS-2级车载设备的功能
CTCS-2级列控车载设备负责接收地面数据命令信息， 生成速度模式曲线，监控列车运行，保证行车安全。
车载设备的主要功能包括：自检功能；数据的输入和 存储；界面显示；信息接收和发送；静态曲线比较；动 态曲线比较；列车定位；速度的测量及显示；行车许可 和限速命令显示；行车许可和限制速度的监督；司机操 作的监督；溜逸防护；信息记录；自动过分相；站名和 公里标显示；在非CTCS-2级区段运行功能；特殊行车功 能；其他防护功能。
②屏幕显示器：有屏幕显示器和数码显示器，屏幕显示器以 屏幕滚动方式显示实际运行速度轨迹曲线及模式限制速度 曲线，以图形、符号和文字形式显示地面信号机的位置、 种类以及运行线路的曲线、坡道、桥梁、隧道及道口信息。
③列车事故状态记录器：在发生事故后可提供详细、准确的 列车运行状态数据，事故状态记录器具备抗冲击性能。
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第一章. LKJ列车运行监控记录装置
▪ 一、LKJ系统概述： ▪ 二、LKJ系统组成：
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掌握要求
▪ LKJ2000型监控装置的功能； ▪ LKJ2000型监控装置的组成
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一、 概述
LKJ列车运行监控记录装置
▪ 它LKJ是中国列车运行控制系统(CTCS Chinese Train Control System)体系的组成部分，是用于防止列车冒进信 号、运行超速和列车溜逸的重要行车设备。它在实现安全速 度控制的同时，可采集记录与列车安全运行有关的各种机车 运行状态消息，促进了机车运行管理的自动化。

连续式自动列车运行控制系统连续式自动列车运行控制系统连续式自动列车运行控制系统工作原理图连续式自动列车运行控制系统工作原理图控制中心列车信息列车信息允许ctcsctcschinesetraincontrolsystemchinesetraincontrolsystem简介简介为确保列车运行安全提高运输效率结合我国铁路的特点研究制定中国列车运行控制系统ctcs的技术规ctcsctcsctcsctcs系统组成系统组成车载子系统ctcsctcs系统组成系统组成22列车运行控制系统概况ctcsctcs地面子系统地面子系统列车控制中心tct无线闭塞中心rbcctcsctcs系统组成系统组成车载子系统车载子系统组成组成无线系统车载模块ctcsctcs系统组成系统组成ctcsctcs系统结构示意图系统结构示意图ctcsctcs系统组成系统组成ctcsctcs应用等级分类应用等级分类ctcs应用等级4l4ctcsctcsctcsctcs应用等级应用等级00由通用机车信号列车运行监控装置组成为既有系统
本章总结：
本章主要介绍了列车自动控制系统的相关知识， 特别介绍了中国列车控制系统的组成及应用等 级分类。我讲这课的主要目的是让大家对列车 自动控制系统原理做一个具体的了解。列车自 动控制系统的原理大致可以概括为由ATP检测 列车的实际位置，限制列车的速度，保证列车 的安全距离；由ATS对对列车实际运行情况进 行实时控制，指挥调度列车运行；最后由ATO 根据ATP和ATS传过了的数据进行驱动和制动 控制，从而保证了列车的正常运行。
ATP示意图
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ATP运行原理
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列车自动控制系统
列车自动监控系统(ATS)
ATS (Automatic Train Supervision，简称ATS)子系统的 主要功能是监控列车运行状态, 采用软件方法实现联网、通 信及列车运行管理自动化。 它是通过计算机来组织和控制行 车的一套完整的行车指挥系统。列车控制中心计算机系统根 据计划运行图及列车实际运行情况实时控制、指挥列车运行。 各车站的计算机直接控制信号、道岔以及排列列车的进路。 ATS系统可根据需要修改列车运行图，合理调整列车运行。 列车的实际运行情况，是由中心计算机进行实时数据采集， 绘制实际运行图并可完成各种数据的统计、打印、编制报表 等功能。

ATC 速度
自动防护
自动停车
ATC
机车信号
地面 地面 自动信号 人工信号
运行控制系统发展历程
背景
传统铁路信号只能在列车一 般速度运行条件下保证安全， 随着科学技术的发展和列车速 度的提高，发展列车超速防护 系统和其它列车速度控制，才 能进一步提高运输效率，保证 行车安全。
定义：由列控中心、闭塞设 备、地面信号设备、地车信息 传输设备、车载速度控制设备 构成的用于控制列车运行速度 保证行车安全和提高运输能力 的控制系统。
空间间隔法把铁路线路划分为若干个段落区间或闭塞分区在每个区段内同时只准许一列列车运行这样使前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离的行车方法这种行车方法能严格地把列车分隔在两个空间可以有效地防止列车追尾和正面冲突事故的发生确保列车运行安全
列车运行自动控制系统
（第1章）
华容
上海应用技术学院 2011.4
VCC1 DT
VCC1 I/O
列控中心
联锁系统 无线闭塞控制中心
系统主要功能
线路的空闲状态检测； 列车完整性检测 列车运行授权； 指示列车安全运行速度； 监控列车安全运行
列控系统分类
（1）按照地车信息传输方式分 ①连续式列控系统：车载设备可连续接收到地面列控设备
的车-地通信信息，是列控技术发展的主流。连续式列控系 统可细分为阶梯速度控制方式和曲线速度控制方式。
ATC 速度
自动防护
自动停车
ATC
机车信号
地面 地面 自动信号 人工信号
运行控制系统发展历程
系统的组成与功能
无线
制
点
动车
式
输 出
速
信 息
机车信号 天线

第一章 基本概念与术语（3）
n 准移动闭塞 (Distance-To-Go)：线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞 分区，一个分区只能被一列车占用，闭塞分区的长度按最长列车、满负载、 最高速、最不利制动率等最不利条件设计，列车间隔为若干闭塞分区，而与 列车在分区内的实际位置无关，列车位置的分辨率也为一个闭塞分区（一般 为几十米—几百米），制动的起点可以延伸，但终点总是某一分区的边界， 对列车的控制一般采用一次抛物线制动曲线的方式，要求运行间隔越短，闭 塞分区(设备)数也越多。
点式列控系统
连续式列控系统-轨道电路方式
连续式列控系统-轨道电缆方式
连续式列控系统-无线方式
点连续式列控系统-轨道电路+点式应答器
第三章 列控系统基本工作原理
n 概述
n 基本功能 n 间隔控制 n 速度控制
n 基本原理：地面信息——传输通道——车载设备 n 根据传输通道不同分为
n 点式列车运行自动控制系统 n 连续式列车运行自动控制系统
n 组成
n 地面应答器
n 轨旁电子单元（LEU）
n 车载设备
速度传感器
中央处理单元 天线 应答器
LEU
车载设备 地面设备
信号机或联锁设备
第三章 列控系统基本工作原理
v v = v(s) s
ETCS
联锁
现场单元控制 轨道占用 TD-SP-
MA
轨旁电子单元
欧洲应答器
占用轨道区段的末端
欧洲 应答器
第三章 列控系统基本工作原理
讲授内容ห้องสมุดไป่ตู้
n 基本概念与术语 n 概述 n 列车运行自动控制系统基本工作原理 n 地—车信息传输技术
第一章 基本概念与术语（1）

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.
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1、CTCS 0级
为了规范的一致性,将目前干线铁路应用 的地面信号设备和车载设备定义为0级.0级由 通用机车信号加上列车运行监控装置组成,对 这一定义,尚有不同的看法.
〔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.
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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.
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.
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应用等级 控制模式
C0 目标距离
C1 目标距离
C2 目标距离
C3 目标距离
C4 目标距离
制动方式 一次连续 一次连续
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
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 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

2）按车载信号传输方式可分为：连续式和点式。
3）按各系统设备所处地域可分为：控制中心子系

统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统、车场
子系统。
ATC系统的功能

(1)ATS功能：可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。

（2）准移动闭塞ATC系统
准移动闭塞对前、后列车的定位方式是不同的。前行列车
的定位仍沿用固定闭塞的方式，而后续列车的定位则采用 连续的或称为移动的方式。为了提高后续列车的定位精度，
目前各系统均在地面每隔一段距离设置1个定位标志（可
以是轨道电路的分界点或信标等），列车通过时提供绝对 位置信息。在相邻定位标志之间，列车的相对位置由安装
不同闭塞制式的ATC系统

按闭塞制式，城市轨道交通ATC可分为：固定闭塞 式ATC系统、准移动闭塞式ATC系统和移动闭塞式 ATC系统。
1.固定闭塞 2.准移动闭塞 3.移动闭塞

（1）固定闭塞ATC系统
固定闭塞ATC 系统是指基于传统轨道电路的自动
闭塞方式，闭塞分区按线路条件经牵引计算来确 定，一旦划定将固定不变。列车以闭塞分区为最 小行车间隔，ATC系统根据这一特点实现行车指挥 和列车运行的自动控制。固定闭塞ATC系统又可分
较强的抗干扰能力。
不同闭塞制式的ATC系统
1.固定闭塞存在以下缺点
33轨道电路工作稳定性容收环境影响，如道床阻抗变 化、牵引电流干扰等
轨道电路传输信息量小。
利用轨道电路难以实现车队第的信息传输 闭塞分区长度是按照不利条件设计的，分区较长，且 一个分区只能被一列车占用，不利于缩短列车行车间隔 。 无法知道列车在谋一份区内的具体位置。

铁道信号远程控制
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第四部分 列车运行控制系统
中国列车运行控制系统CTCS（Chinese Train Control System）
列车运行控制系统是我国铁路提速线路和 客运专线保证列车行车安全、提高列车运行效 率的重要技术装备，以有效的技术手段对列车 运行速度、运行间隔进行实时监控和超速防护； 同时能够减轻司机劳动强度、改善工作条件， 提高乘客舒适度。
德国LZB系统：采用轨道环线电缆传送列控信息； 日本DS-ATC系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列 控信息；
法国UM2000+TVM430系统：采用无绝缘数字轨道 电路传送列控信息（分级控制）；
以上三种高速列控系统均采用大量专有技术，相互间 不兼容，技术平台不开放。
欧洲ETCS系统：为实现欧洲铁路互联互通，欧盟组织确 定了适用于高速铁路列控的标准体系，技术平台开放；基 于GSM-R无线传输方式的ETCS2系统，技术先进，并已 投入商业运营；欧洲正在建设和规划的高速铁路均采用 ETCS列控系统，是未来高速列车控制系统的发展方向。
英国INVENSYS RAIL（英维斯）
SIEMENS
ETCS系统结构
列车
机车乘务员
输入模块
测速模块入模 块
点式信息接收 模块
输出模块
人机界面 jiemian 口
车载安全计算机
连续信息接收 模块
无线通信模块
运行管理 记录单元
设备维护 记录单元
车载设备
点式 设备
轨道 电路
无线通信模 块
列控中心
(3)通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展 趋势。实现对移动体的控制，移动通信是最便 捷的手段。因此基于通信特别是基于无线移动 通信的ATP是今后的重要发展方向。