高速铁路信号系统介绍课件
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高速铁路系统76页PPT
17.01.2020
24
现代通信研究所
(2) 数字交叉连接（DXC）的运用
数字交叉连接是指数字交换设备（或数 字交叉连接设备）的两个端口用固定或 半固定的方式连接起来，以达到两个端 口直通的目的。在数字交换设备内，数 字交叉连接通过网管或维护终端做数据 建立或拆除。数字交叉连接在区段连接 数字调度系统中的运用主要表现在提供 通道的能力方面。
5.其他控制6.站场扩音5.公安、工
信息通道 对讲
务对讲
6.道口无线
报警
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现代通信研究所
调度通信按铁路运输指挥系统分干线、局线、 区段三级调度通信体系 ： 干线调度通信是铁道部为统一指挥各铁路局， 协调地完成全国铁路运输计划，在铁道部与铁 路局之间设立的各种调度通信。 局线调度通信是铁路局为统一指挥所属调度区 段及主要站段，协调地完成全局运输计划，在 铁路局与编组站、区段站、主要大站之间设立 的各种调度通信。 区段调度通信是各调度区段为指挥运输生产， 在调度员与所辖区段的铁路各中间站按专业、 部门设置的调度通信系统，统称区段调度。
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现代通信研究所
本节内容： 数字传输系统 数字交换系统 区段数字调度通信
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现代通信研究所
1. 数字传输系统
数字传输系统原理图
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现代通信研究所
上图表示模拟话音信号在发送端经 过抽样、量化和编码以后得到了脉冲编 码调制（PCM）信号，此过程称为模拟 话音信号数字化，该数字信号经过传输 线路送到对端。在接收端将收到的PCM 码组还原成模拟话音信号。
17.01.2020
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高速铁路信号系统介绍ppt课件
等
12
列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供 的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设 备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车
运行速度进行比较，超速后及时进行控制。
13
列控系统构成
CTC/TDCS
计 令 车 位调 C向 向 车和成全计 列 生 轨T算，站置度车列载应控运算控成道C机控联并中站控分机中轨电设 答 制 行联制锁进心联中机联心道路备 器 模 。锁道采行下锁心实锁根电编接 报 式按岔集处达联下时将据路码收 文 曲照、轨理运锁达:进进编发到信线C信道。行下临路路码送T轨息，号电图发时信信和给C道后监机路下至进限息息临轨，的达车路速电，控发和时道排列进站命信路计列送临限电列车路令息C给时速路码 算 车T进占的列限报;C序 生 安路用命分控速文。信机中信息心息、: 道临岔时限速车进信站路息分信机 息
9
应答器 载频： 车→地：27.095MHz±5KHz 地→车：4.234MHz±200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit
10
应答器
应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）；
有源应答器（可变信息应答器）。
11
应答器可提供的信息
线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程；
高速铁路信号系统 集成技术介绍
中铁电气化局集团有限公司
1
第一部分
CTCS-3列控系统介绍
2
高速铁路信号名词术语
CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系 统规范，包括地面子系统和车载子系统。 CTCS-2级：中国列车控制系统2级 CTCS-3级：中国列车控制系统3级
12
列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供 的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设 备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车
运行速度进行比较，超速后及时进行控制。
13
列控系统构成
CTC/TDCS
计 令 车 位调 C向 向 车和成全计 列 生 轨T算，站置度车列载应控运算控成道C机控联并中站控分机中轨电设 答 制 行联制锁进心联中机联心道路备 器 模 。锁道采行下锁心实锁根电编接 报 式按岔集处达联下时将据路码收 文 曲照、轨理运锁达:进进编发到信线C信道。行下临路路码送T轨息，号电图发时信信和给C道后监机路下至进限息息临轨，的达车路速电，控发和时道排列进站命信路计列送临限电列车路令息C给时速路码 算 车T进占的列限报;C序 生 安路用命分控速文。信机中信息心息、: 道临岔时限速车进信站路息分信机 息
9
应答器 载频： 车→地：27.095MHz±5KHz 地→车：4.234MHz±200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit
10
应答器
应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）；
有源应答器（可变信息应答器）。
11
应答器可提供的信息
线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程；
高速铁路信号系统 集成技术介绍
中铁电气化局集团有限公司
1
第一部分
CTCS-3列控系统介绍
2
高速铁路信号名词术语
CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系 统规范，包括地面子系统和车载子系统。 CTCS-2级：中国列车控制系统2级 CTCS-3级：中国列车控制系统3级
高速铁路信号系统-第四章 CTCS-2级列控系统
4.3 系统构成
CTCS-2 列控系统分为车载设备和地面设备两部分，地面设备又分为轨旁和室内设 备两部分
图4.1 CTCS-2系统构成图
4.3 系统构成
1．地面设备 列控中心的硬件设备结构要求与车站计算机联锁相同，采用联锁列控一体 化结构，根据列车占用情况及进路状态，通过对轨道电路及可变应答器信 息的控制产生行车许可信息和进路相关的线路静态速度曲线，并传送给列 车。 轨道电路采用ZPW-2000系列，完成列车占用检测及列车完整性检查，连 续向列车传送允许移动的控制信息。
4.4 技术规范
1．总体要求 （4）系统采用目标距离模式曲线监控列车安全运行。生成监控曲线所需的行车 许可、线路参数、限速等信息由轨道电路和应答器提供。 （5）列控车载设备具有设备制动优先和司机制动优先两种控车模式，一般应采 用设备制动优先控车模式。 （6）系统设备的可靠性、可用性、可维护性和安全性（RAMS）应符合EN50126 的有关规定。
4.4 技术规范
3．车站列控中心技术要求 （1）车站设置车站列控中心，主要用于实现对有源应答器报文的存储与控制。 报文存储器应至少有 20% 的余量。 （2）当车站联锁建立列车进路后，车站列控中心通过控制进站端处有源应答器 为列车提供车站进路信息和车站及区间的限速信息，车站进路信息报文包括：应 答器链接、线路速度、线路坡度、限速、轨道区段等信息；车站列控中心通过控 制出站端处有源应答器为列车提供限速信息，根据需要还可提供区间线路参数、 应答器链统
1 4.1 概述
2 4.2 技术条件
3 4.3 系统构成
4
4.4 技术规范
4.1 概 述
根据《CTCS技术规范总则》的描述，CTCS-2级列车控制系统是基于轨道电路和点式设备传 输信息的列车运行控制系统。它面向客运专线、提速干线，适用于各种限速区段，机车乘 务员凭车载信号行车。CTCS-2是结合中国实际情况，具有中国特色的列车控制系统，具有 以下特点： （1）基于轨道电路和应答器进行车地间信息传输。 （2）采用目标距离的控制模式，实现一次连续制动的控制方式。 （3）能在既有提速线路上叠加，实现在同一线路上与既有信号系统的兼容。 （4）采用了具有自主知识产权的ZPW-2000A型无绝缘轨道电路，采用国内已有厂家试制 成功的欧标应答器，这就意味着地面设备已能国产化。车载信号设备已通过引进设备实现 技术引进，最终实现国产化。
高速铁路信号技术概论课件
需要扩大运输能力。
（2）中国加快发展高速铁路是从国情实际出发的必然选择
中国正处于经济社会持续快速发展的重要时期，铁路“瓶颈”
制约矛盾非常突出。
中国正处于工业化加快形成的重要时期，铁路运输远远不能适
应工业化发展的迫切要求。
中国正处在统筹城乡和区域发展的关键时期，铁路网布局
难以适应城乡和区域发展的迫切要求。
检修周期及技术标准，按铁道部检修规程执行。
第二章
高速铁路信号系统
第一节 高速铁路对铁路信号的要求
一、对列车运行控制系统的要求
在高速铁路上，由于速度高，司机辨认地面信号是非
常困难的，依靠司机驾驶列车以保证安全已不可能，
在高速列车运行中，机车信号提供的速度等级是直接
指挥列车运行的命令，因此必须高可靠、高安全，不
施管理、电气设备管理、旅客运输和运行管理等，它
以提高运营效率为目标，是保证高速铁路稳定运行、
行车指挥自动化系统应设置运营、行车、车辆、电务
和电力等调度的综合调度所，把各行业的管理及调度
250 km/h以上的铁路系统。高速铁路常被简称为
“高铁”。
高速铁路除了在列车在运营速度达到一定标准外，车
辆、线路、通信信号都需要提升。广义的高速铁路还
包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。
高速铁路以快捷、安全、可靠、舒适、运行准确、运输
能力大、能源消耗低、占用土地少、票价适中、有利于
环境保护、综合造价低、有较好的效率和效益，与高速
高速铁路信号技术
第三章 信号基础设备
第一节 信号机
（2）中国加快发展高速铁路是从国情实际出发的必然选择
中国正处于经济社会持续快速发展的重要时期，铁路“瓶颈”
制约矛盾非常突出。
中国正处于工业化加快形成的重要时期，铁路运输远远不能适
应工业化发展的迫切要求。
中国正处在统筹城乡和区域发展的关键时期，铁路网布局
难以适应城乡和区域发展的迫切要求。
检修周期及技术标准，按铁道部检修规程执行。
第二章
高速铁路信号系统
第一节 高速铁路对铁路信号的要求
一、对列车运行控制系统的要求
在高速铁路上，由于速度高，司机辨认地面信号是非
常困难的，依靠司机驾驶列车以保证安全已不可能，
在高速列车运行中，机车信号提供的速度等级是直接
指挥列车运行的命令，因此必须高可靠、高安全，不
施管理、电气设备管理、旅客运输和运行管理等，它
以提高运营效率为目标，是保证高速铁路稳定运行、
行车指挥自动化系统应设置运营、行车、车辆、电务
和电力等调度的综合调度所，把各行业的管理及调度
250 km/h以上的铁路系统。高速铁路常被简称为
“高铁”。
高速铁路除了在列车在运营速度达到一定标准外，车
辆、线路、通信信号都需要提升。广义的高速铁路还
包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。
高速铁路以快捷、安全、可靠、舒适、运行准确、运输
能力大、能源消耗低、占用土地少、票价适中、有利于
环境保护、综合造价低、有较好的效率和效益，与高速
高速铁路信号技术
第三章 信号基础设备
第一节 信号机
高速铁路无线通信介绍精品PPT课件
证、研究，决定借鉴欧洲先进国
家铁路通信在GSM-R系统上成20功15经年1月29日，中国铁路
验，决定在国内选择GSM-R作总为公铁司召开工作会议，会
随着欧洲铁路的迅速发展， 路专用移动通信系统，替代上原通有报，2014年，我国铁
国足化欧际 欧 进 委铁洲程会路2的推1联需荐世盟要了纪，铁(铁从家。U于路I路开1C9综)1路始9为99合9网了年满3调年一开GS度向体始M-，R的式、功网欧模发大的络洲拟展秦基的一通，线础运些信首和上行国系批胶逐统试济步，点线在支线，全持路并国铁为在各路青实条路高破营跨藏验铁新纪1业越线成路1线录.里2投 ， 程万产铁超公规路过里模营。1.创业高6万历里速公史程铁里最突路，
弱场补强-直放站
光纤直放站的近端机以电缆直接耦合的方式从基站直接耦合到 RF信号，并变换为光信号经过光纤传输到远端机，远端机再将光信 号变换为原始的RF信号，通过天线或漏泄电缆将RF信号发送直放站 到所要覆盖的地区。
信号覆盖的前方阵营-基站
普通单网 （无冗余） 交织单网
频道号 基站接收频 基站发射频 频道号 基站接收频 基站发射频
率(Mhz) 率(Mhz)
率(Mhz) 率(Mhz)
999 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009
885.000 885.200 885.400 885.600 885.800 886.000 886.200 886.400 886.600 886.800 887.000
➢ 对核心网MSC、SGSN、GGSN等网元进行状态监测 ➢ 对无线子系统BSC、BTS、直放站等网元进行状态监测，提
供网络状态数据
➢ 提供GSM-R网络Abis、A、Gb、PRI等接口监测 ➢ 提供用户话单查询、分析
高速铁路信号系统
6.2 计算机联锁系统
6.2.1 计算机联锁系统的 结构和功能
2.联锁运算层 联锁主机是计算机联锁系统的主要执行设备，它接收从上位机下 发的操作命令，根据从采集板接收到的反映室外设备状态的继电器信 息来执行联锁逻辑运算。 联锁运算层主要完成联锁逻辑运算功能，通过与上位机和执行表 示层实时通信接收到的信息，执行联锁逻辑运算。联锁运算层负责进
6.1.1 铁路信号系
统的结构
信号设备 铁 路 信 号
6.1 高速铁路信号系统基础知识
第一节 信号设备主要有继电器、信号机、轨道电路、
转辙机、控制台和电源屏等。
第一节 信号系统一般是对指挥列车运行，控制列车运行
信号系统
速度和追踪方式，传递列车相关控制信息，监督 列车运行及各种作业情况的总称。
第一节 铁路信号系统 主要包括车站联锁系统、区间闭塞系统、列车运行控制系统、
（包括进路状态、轨道占用情况、线路状况及调度命令等）计算生成对应列 车的行车许可，并通过地面设备或无线通信将行车许可发送至车载设备，车
载计算机根据行车许可计算出列车的允许速度曲线，当列车的实际速度超过
允许速度时自动实施制动，保证行车安全。
6.1.1 铁路信号系
6.1 高速铁路信号系统基础知识
统的结构
6.2.2 计算机联锁系统软 件
据和动态数据。 （1）静态数据。静态数据在配置初始值之后，在整个联锁处理 过程中均不发生变化。静态数据主要包括基本信号设备对应的静态数 1.联锁数据
6.2 计算机联锁系统
联锁数据根据其在联锁处理过程中是否发生变化，可以分为静态数
据和进路静态数据。
①基本信号设备对应的静态数据。为了便于统一管理和方便联锁 程序的处理，一般情况下将同一个信号设备的静态数据都集中于同一
高速铁路信号系统-第三章 列车运行控制系统
3.2 ATP概述
点连式 ATP
点连式 ATP 是利用轨道电路传输连续信息，应答器传输点式信息的列控系统。
3.2 ATP概述
连续式ATP
（3）无线方式。 无线方式指利用无线通信的方式传输信息。地面编码器生成编码信息，通过轨道天 线向车上发送。信号显示控制接口负责检测要发送的信号显示，并从已编程的数据中 选出有用数据传送至编码器，同时选出与限制速度、坡度、距离等相关的轨道数据。 编码器用高安全度的代码将这些数据编码，经过载波调制，馈送至轨道天线向机车发 送。车上接收设备接收限制速度、坡度、距离等数据后，由车载计算机计算出目标速 度，并对机车进行监控。
3.2 ATP概述
1. ATP的基本概念 2. ATP分类 3. 分级制动和一级制动 4. 制动优先方式 5. 测速和测距 6. 紧急制动和常用制动
3.2 ATP概述
3.2.1 ATP的基本概念 ATP 的核心是铁路信号速度化，要求信号信息具备明确的速度含义，并根据这些信 息对列车运行速度进行实时的连续监控。地面列控信息主要根据进路、线路条件以 及前后列车的运行位置，在分级速度控制时，产生不同的出口速度信息；在采用速 度-距离模式曲线控制时，产生目标距离、目标速度等信息。 ATP车载设备依据接收到的信息，根据列车构造速度、制动性能计算出控制曲线， 对列车是否遵守信号（速度）指令进行实际运行速度的监控。当列车的实际运行速 度接近、超过允许速度曲线时，ATP车载设备就会报警、卸载、制动，起到防止“两 冒一超”的安全作用。
3.2 ATP概述
3.2.1 ATP的基本概念
我国铁路列车提速后，列车制动距离增加，信号显示距离不足，现行信号显示制式 和列车速度控制方式难以满足行车安全的要求。列车运行速度超过 160 km/h 时， 司机难以辨认地面信号，以司机为主的列车控制系统难以保证列车的安全运行，为 此必须发展 ATP 系统。ATP 的主要功能有：停车点防护、超速防护、列车间隔控 制（移动闭塞时）、测速测距、车门控制等。
高速铁路通信信号系统 ppt课件
PpPpTt课课件件
21
二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
概述
内 容
列车运行控制系统
概 调度集中CTC
要
计算机联锁系统
（3）系统组成——地面子系统
轨道电路——铁路线路是否空闲是保证行车安全的重要条件，
区间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。
区间轨道电路的组成原理是：信息发送设备利用线路的两 条钢轨作传输线，将信息传输至接收设备，用以完成列车 占用检查、钢轨断轨检查以及传递各种行车有关信息等。
要
计算机联锁系统
CTCS是中国列车运行控制系统（Chinese Train Control System）英文 缩写，它以分级的形式满足不同线路运输需求，在不干扰机车 乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行的安全。
2、体系结构
CTCS的体系结构按铁路运输管理层、网络传输层、地面设备 层和车载设备层配置。
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16
二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
（2）工作原理
概述
内 容
列车运行控制系统
概 调度集中CTC
要
计算机联锁系统
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17
在CTCS-3级列控系统中，无线通信系统（GSM-R）完成车地双
向通信得知其管辖区域内的列车运行情况从而得到轨道占用情况，
并结合运行时刻表、线路数据等信息生成列车的移动授权，再由
化，实现了对调度中心管辖区段内的车站信号、道岔等设备和
进路集中控制。
临时限速服务器——调度中心设列控系统专用临时限速服务器
及临时限速操作终端。用于临时限速的下达与取消。临时限速
服务器与RBC和TCC的通信连接，传输临时限速相关信息。
高速铁路信号系统-第七章 CTCS-3级列控系统
信号数据传输网络四部分。
1
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
2
7.2 CTCS-3级系统结构
3
7.3 CTCS-3级列控车载设备
4
7.4 CTCS-3级列控地面设备
5
7.5 DMI显示器
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
7.1.1 主要技术原则
（1）满足运营速度
350 km/h、最小追踪间隔 3 min
定为超速
2 km/h报警、超速
发紧急制动。
5 km/h
触发常用制动、超速15km/h
触
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
7.1.1 主要技术原则
（11）RBC 向装备
CTCS-3 级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级
车载设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。
（12）CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足IEC 62280
7.1.1 技术特点
（5）临时限速的灵活设置。可以实现任意地点、长度和数量的临时限速设置。
（6）RBC可集中设置，也可以分散设置。
（7）RBC向装备CTCS-3级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级车载设备
的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
7.1.3 主要工作模式
当列车越过禁止信号时触发紧急制动。
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
7.1.3 牵引计算
1．计算模型
列车运行距离和运行时分的计算采用如下公式：
1000 (1 r ) (v v )
ds
25.92 g c
(m)
1 000 (1 r ) (v2 v1 )
1
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
2
7.2 CTCS-3级系统结构
3
7.3 CTCS-3级列控车载设备
4
7.4 CTCS-3级列控地面设备
5
7.5 DMI显示器
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
7.1.1 主要技术原则
（1）满足运营速度
350 km/h、最小追踪间隔 3 min
定为超速
2 km/h报警、超速
发紧急制动。
5 km/h
触发常用制动、超速15km/h
触
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
7.1.1 主要技术原则
（11）RBC 向装备
CTCS-3 级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级
车载设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。
（12）CTCS-3级列控系统统一接口标准，涉及安全的信息采用满足IEC 62280
7.1.1 技术特点
（5）临时限速的灵活设置。可以实现任意地点、长度和数量的临时限速设置。
（6）RBC可集中设置，也可以分散设置。
（7）RBC向装备CTCS-3级车载设备的列车、应答器向装备CTCS-2级车载设备
的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
7.1.3 主要工作模式
当列车越过禁止信号时触发紧急制动。
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求
7.1.3 牵引计算
1．计算模型
列车运行距离和运行时分的计算采用如下公式：
1000 (1 r ) (v v )
ds
25.92 g c
(m)
1 000 (1 r ) (v2 v1 )
高速铁路信号与通信课件
一、高速铁路信号系统
高速铁路信号系统是一套完整的行车安全制式，主要由列车运行控制系统、联锁系 统和行车指挥系统（CTC）构成，其中CTC系统纳入综合调度系统。
列控系统
地面设备
信号室 道旁设备（轨道电路、应答器等）
综合调度系统 计算机联锁系统
车载设备 调度中心
接收线圈 司机台显示器 测速传感器 车载主机控车 逻 车-辑地通信设备查询器
运行管理计算机 表示盘
控制终端设备 通信终端设备
信号室
通信终端设备
车次号核查装置
安全监控设备终端
车辆段、维修基地等—表示终端
信号室
计算机联锁主机 控制盘/控制终端 道旁设备（轨道电路、转辙机等）
信号 其它
地面固定信号 线路标志
安全防护设备 隧道报警设备
一、高速铁路信号系统
高速铁路信号系统具有如下特点 1、取消了传统铁路区间通过信号机，车载速度显示为行车凭证； 2、取，系 统设备分地面设备和车载设备两大部分，均采用先进的数字信号处理技术。 3、车站联锁系统与列车运行控制系统合二为一，实现了列控联锁一体化，节 省了大量软件及接口设备。 4、由于站间距大，采用了区间信号无人看守中继站设备。 5、采用了车次号确认系统。通过点式应答器方式实现了车次号的车对地传输， 解决了以往调度集中系统不能推广使用的主要难题。 6、实现了区间与站内采用同一种制式的一体化轨道电路，实现了信息传输无 “盲区”。 7、采用了计算机系统取代继电方向电路直接控制列车运行方向。
一、高速铁路信号系统
（一）高速铁路列控系统
列控系统是用来实现列车间隔控制和速度控制、保证行车安全和提高运输能力的安 全控制系统，具有线路空闲检测、危及行车安全因素的检测和间隔控制和速度控制功 能。
高速铁路概论PPT课件
提升城市形象
高速铁路的建设往往伴随着城市基础设施的完善 和环境的改善，提升了城市的形国际高速铁路发展趋势
欧洲
欧洲国家如德国、法国、西班牙等在高速铁路方面持续投入，提升 既有线路速度并建设新线路，扩大高速铁路网覆盖范围。
日本
日本新干线作为全球最早的高速铁路，将继续提升运营速度，并计 划建设连接北海道等偏远地区的高速铁路。
应急处置
高速铁路应急处置包括应急预案制定、应急演练、应急救援 等内容，旨在快速、有效地应对突发事件，减少损失。
04 高速铁路的经济与社会影 响
高速铁路的经济效益
促进沿线地区经济发展
高速铁路的建设和运营带动了沿线地区的产业集聚、人口 流动和城市发展，从而提高了区域经济活力。
提升运输效率
高速铁路的运营速度远高于传统铁路，缩短了城市间的旅 行时间，提高了物流和客运的效率，降低了运输成本。
成熟阶段
进入21世纪，高速铁路在全球范围内得到快速发展，中国成为高 速铁路建设的主力军，建成了全球最大的高速铁路网络。
高速铁路的分类与技术标准
分类
根据运营方式和路网地位，高速铁路可以分为客运专线型高速铁路和客货混线型 高速铁路。
技术标准
各国高速铁路的技术标准有所不同，但基本要素包括线路规格、车辆标准和信号 系统等。中国高速铁路采用无砟轨道和CRH系列动车组，最高设计时速为350公 里。
高速铁路概论 PPT 课件
目录
CONTENTS
• 高速铁路概述 • 高速铁路技术基础 • 高速铁路运营管理 • 高速铁路的经济与社会影响 • 高速铁路的未来发展
01 高速铁路概述
定义与特点
定义
高速铁路是指通过改造既有线路（含直线和曲线半径小于2000米的弯道）使营 运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速 率达到每小时250公里以上的铁路系统。
高速铁路的建设往往伴随着城市基础设施的完善 和环境的改善，提升了城市的形国际高速铁路发展趋势
欧洲
欧洲国家如德国、法国、西班牙等在高速铁路方面持续投入，提升 既有线路速度并建设新线路，扩大高速铁路网覆盖范围。
日本
日本新干线作为全球最早的高速铁路，将继续提升运营速度，并计 划建设连接北海道等偏远地区的高速铁路。
应急处置
高速铁路应急处置包括应急预案制定、应急演练、应急救援 等内容，旨在快速、有效地应对突发事件，减少损失。
04 高速铁路的经济与社会影 响
高速铁路的经济效益
促进沿线地区经济发展
高速铁路的建设和运营带动了沿线地区的产业集聚、人口 流动和城市发展，从而提高了区域经济活力。
提升运输效率
高速铁路的运营速度远高于传统铁路，缩短了城市间的旅 行时间，提高了物流和客运的效率，降低了运输成本。
成熟阶段
进入21世纪，高速铁路在全球范围内得到快速发展，中国成为高 速铁路建设的主力军，建成了全球最大的高速铁路网络。
高速铁路的分类与技术标准
分类
根据运营方式和路网地位，高速铁路可以分为客运专线型高速铁路和客货混线型 高速铁路。
技术标准
各国高速铁路的技术标准有所不同，但基本要素包括线路规格、车辆标准和信号 系统等。中国高速铁路采用无砟轨道和CRH系列动车组，最高设计时速为350公 里。
高速铁路概论 PPT 课件
目录
CONTENTS
• 高速铁路概述 • 高速铁路技术基础 • 高速铁路运营管理 • 高速铁路的经济与社会影响 • 高速铁路的未来发展
01 高速铁路概述
定义与特点
定义
高速铁路是指通过改造既有线路（含直线和曲线半径小于2000米的弯道）使营 运速率达到每小时200公里以上，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速 率达到每小时250公里以上的铁路系统。
高速铁路概论-第四讲-高铁信号控制通信系统PPT课件
线或多线区段，分别以各线的进站信号机或站界标为
车站与区间的界限。
由车站向区间发车时，必须确认区间无车。在单线线 路上还必须防止两个车站同时向一个区间发车。为此， 要求按照一定的方法组织列车在区间内运行，一般叫做 行车闭塞法，或叫做闭塞
闭塞是指在一个区间内，在同一时间里，只能允许一个 列车占用的行车方法
调整状态（无车占用）、 分路状态（有车占用）、 断轨故障状态、 短路故障状态。
24
1.1 概述
联锁部分
一.联锁概念 什么叫联锁呢？
在车站，为保证行车安全，在有关的道岔和信号机之间，以 及信号机和信号机之间，必须建立一种互相制约的关系，这 种互相制约的关系叫做联锁。 通过技术方法使有关的信号、道岔和进路必须按照一定程序、 一定条件才能动作或建立起来的相互制约的联系关系，叫做 联锁。
RSCCappictka-tuopris
.RSC
Radars
BTM
ANTENNA
ETCS技术核心设备（3）：无线闭塞中心
RBC:Radio Block Centre
一、概述 2、组成
概述
内 容
列车运行控制系统
概 调度集中CTC
要
计算机联锁系统
采用计算机技术来排列列车进路，实现进路锁闭、进路解锁、 信号机控制、道岔控制等逻辑功能称为计算机联锁。 计算机联锁系统用于控制进路，不管行车指挥，只从线路（区 间和车站）上保证安全。根据计划实时建立各列车安全进路， 为列车提供进、出站及站内行车的安全进路。
5_
1.1 概述
• 一.信号 • 信号：是传递信息的符号 • 铁路信号设备是一个总名称，概而言之为信号、
联锁、闭塞铁路信号：是向有关行车和调车作业 人员发出的指示和命令； • 联锁设备：用于保证站内行车和调车工作的安全 和提高车站的通过能力； • 闭塞设备：用于保证列车区间内运行的安全和提 高区间的通过能力。
车站与区间的界限。
由车站向区间发车时，必须确认区间无车。在单线线 路上还必须防止两个车站同时向一个区间发车。为此， 要求按照一定的方法组织列车在区间内运行，一般叫做 行车闭塞法，或叫做闭塞
闭塞是指在一个区间内，在同一时间里，只能允许一个 列车占用的行车方法
调整状态（无车占用）、 分路状态（有车占用）、 断轨故障状态、 短路故障状态。
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1.1 概述
联锁部分
一.联锁概念 什么叫联锁呢？
在车站，为保证行车安全，在有关的道岔和信号机之间，以 及信号机和信号机之间，必须建立一种互相制约的关系，这 种互相制约的关系叫做联锁。 通过技术方法使有关的信号、道岔和进路必须按照一定程序、 一定条件才能动作或建立起来的相互制约的联系关系，叫做 联锁。
RSCCappictka-tuopris
.RSC
Radars
BTM
ANTENNA
ETCS技术核心设备（3）：无线闭塞中心
RBC:Radio Block Centre
一、概述 2、组成
概述
内 容
列车运行控制系统
概 调度集中CTC
要
计算机联锁系统
采用计算机技术来排列列车进路，实现进路锁闭、进路解锁、 信号机控制、道岔控制等逻辑功能称为计算机联锁。 计算机联锁系统用于控制进路，不管行车指挥，只从线路（区 间和车站）上保证安全。根据计划实时建立各列车安全进路， 为列车提供进、出站及站内行车的安全进路。
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1.1 概述
• 一.信号 • 信号：是传递信息的符号 • 铁路信号设备是一个总名称，概而言之为信号、
联锁、闭塞铁路信号：是向有关行车和调车作业 人员发出的指示和命令； • 联锁设备：用于保证站内行车和调车工作的安全 和提高车站的通过能力； • 闭塞设备：用于保证列车区间内运行的安全和提 高区间的通过能力。
第五章-高速铁路信控系统 ppt课件
绿色，全速运行（意味着前方有3个空闲区间）。
ppt课件
7
第一节 概 述
复习
移动自动闭塞
移动闭塞是利用现代无线通信技术的新型闭塞方式，它以
机车信号替代轨道上的固定信号，不依赖连续的轨道电路
和固定的区间分隔点，闭塞区间可根据列车的前行向前移 动，有利于组织间隔小、密度大的连续运输。
ppt课件
8
第一节 概 述
在闭塞方式发明以前，列车出发前和车站联络以后，照时
刻表运行；但是当运行图无法精准确认的时候容易发生冲
突，无法根本的防止追撞事故，所以开始研究闭塞方式作
为预防方案了。
ppt课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一节 概 述
复习
历史
1840年代以前，列车运行以“时间间隔法”来保证安全，即每趟列车发出以后，间隔 一段时间才发出后一列车，但是这种方法无法防止列车因晚点或故障停车导致运行时 间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。 1842年英国发明的“空间间隔法”[1]，以两车之间相隔一段距离的方法来保证安全， 可以视为是现代闭塞技术的雏形。
继电半自动闭塞是半自动闭塞技术之一，轨道电路与色灯信号机之间 通过继电器连锁。是中国单线铁路区间闭塞的主要类型之一，目前正 在逐步升级改造为单线计轴自动闭塞。
ppt课件
6
第一节 概 述
复习
自动闭塞
单线计轴自动闭塞、双线单向自动闭塞和双线双向自动闭塞，均是以计轴设 备为基础的自动闭塞技术。双线双向自动闭塞是为了解决在繁忙干线上的一 条线路需要检修或养护时仍能够让列车双向通行的技术措施，地面信号机关 闭，以机车信号来进行行车组织[4]。这三种闭塞技术其中根据色灯信号机显 示的状态数不同又分为三显示自动闭塞、四显示自动闭塞等，前者可预告列 车运行前方2个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不超过115km/h的线路； 后者可预告列车运行前方3个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不低于 115km/h的线路。 色灯信号的意义通常是（在不同的国家速度值的规定略有不同）： 红色，制动停车，不得进入下一个闭塞区间（意味着前方无空闲区间）； 黄色，减速到45km/h以下准备能在下一个闭塞区内制动停车（意味着前方有 1个空闲区间）； 黄绿色，减速到115km/h以下以准备能在下两个区间内制动停车（意味着前 方有2个空闲区间）；
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7
第一节 概 述
复习
移动自动闭塞
移动闭塞是利用现代无线通信技术的新型闭塞方式，它以
机车信号替代轨道上的固定信号，不依赖连续的轨道电路
和固定的区间分隔点，闭塞区间可根据列车的前行向前移 动，有利于组织间隔小、密度大的连续运输。
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8
第一节 概 述
在闭塞方式发明以前，列车出发前和车站联络以后，照时
刻表运行；但是当运行图无法精准确认的时候容易发生冲
突，无法根本的防止追撞事故，所以开始研究闭塞方式作
为预防方案了。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一节 概 述
复习
历史
1840年代以前，列车运行以“时间间隔法”来保证安全，即每趟列车发出以后，间隔 一段时间才发出后一列车，但是这种方法无法防止列车因晚点或故障停车导致运行时 间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。 1842年英国发明的“空间间隔法”[1]，以两车之间相隔一段距离的方法来保证安全， 可以视为是现代闭塞技术的雏形。
继电半自动闭塞是半自动闭塞技术之一，轨道电路与色灯信号机之间 通过继电器连锁。是中国单线铁路区间闭塞的主要类型之一，目前正 在逐步升级改造为单线计轴自动闭塞。
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第一节 概 述
复习
自动闭塞
单线计轴自动闭塞、双线单向自动闭塞和双线双向自动闭塞，均是以计轴设 备为基础的自动闭塞技术。双线双向自动闭塞是为了解决在繁忙干线上的一 条线路需要检修或养护时仍能够让列车双向通行的技术措施，地面信号机关 闭，以机车信号来进行行车组织[4]。这三种闭塞技术其中根据色灯信号机显 示的状态数不同又分为三显示自动闭塞、四显示自动闭塞等，前者可预告列 车运行前方2个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不超过115km/h的线路； 后者可预告列车运行前方3个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不低于 115km/h的线路。 色灯信号的意义通常是（在不同的国家速度值的规定略有不同）： 红色，制动停车，不得进入下一个闭塞区间（意味着前方无空闲区间）； 黄色，减速到45km/h以下准备能在下一个闭塞区内制动停车（意味着前方有 1个空闲区间）； 黄绿色，减速到115km/h以下以准备能在下两个区间内制动停车（意味着前 方有2个空闲区间）；
高速铁路信号系统-第五章 CTCS2-200H ATP系统
5.2 车载设备功能
5．两种车载工作方式选择 列控车载设备具有设备制动优先和司机制动优先两种模式，允许通过内部设置（机柜 内跳线）进行选择。 6．CTCS 级间切换 CTCS 级间切换主要指列控车载设备与LKJ之间控制权的切换。列控车载设备在地面 应答器的配合下，可以在区间完成与LKJ的自动切换，也可以通过人机界面进行人工 切换。控车权的交接以列控车载设备为主。为保证制动的安全性、平稳性和连续性， 如果在切换时列控车载设备或LKJ已经触发制动，则在停车后或缓解后方可切换。
5.2 车载设备功能
7．防 溜 在列车停车的状态下，会对列车的不恰当移动进行防护，防止列车在停车状态下发生 非预期的前后移动。 8．与 LKJ 接口 通过开关量接口、通信接口、模拟量接口，列控车载设备向 LKJ 输出控车权，与
LKJ交换与运行监督记录有关的信息，提供轨道电路感应信号、机车信号等。LKJ 经列控车载设备与列车的制动控制接口连接。LKJ 向列控车载设备输出 LKJ 制动 状态以及司机号、车次号、日期、时间等信息。。
CTCS2-200H ATP系统
车载设备由车载安全计算机、轨道信息接收单元（STM）、应答器信息接收单元 （BTM）、制动接口单元、记录单元、人机界面（DMI）、速度传感器、BTM天 线、STM天线等组成。
图5.1 CTCS-2级列控系统车载设备
CTCS2-200H ATP系统
列控地面设备由车站列控中心控制，ZPW-2000系列轨道电路、车站电 码化设备传输连续列控信息，应答器传输点式列控信息。列控车载设备 根据地面提供的动态控制信息、线路静态参数、临时限速信息及有关列 车数据，生成控制速度和目标距离模式曲线，控制列车运行。同时，记 录单元对列控系统有关数据及操作状态信息进行实时动态记录，ATP 地 面控制中心与CTC或TDCS联网，实现运输指挥中心对列车的直接控制， 达到拥有车地一体化的列车控制能力的目的。
《高速铁路概论》——06-高速铁路信号与通信
5.1.2 列车运行控制系统
高铁论坛
请同学们以小组为单位查阅资料，试 着说一说ATP系统有哪些优势？
提示
ATC系统是比ATP系统高一级的列车 运行控制系统，它可替代司机的部分操作， 降低司机的劳动强度，并且能够提高运输 效率。
5.1.2 列车运行控制系统
2．列车运行控制系统的分类
2）按人机关系不同分类
5.1.2 列车运行控制系统
3．中国的列车运行控制系统
2）CTCS的应用等级
CTCS-0级
• CTCS-0级由通用 机车信号和运行 监控记录装置构 成，尚未成为安 全系统，适用于 列车最高运行速 度在120 km/h以下 的区段。
CTCS-1级
• CTCS-1级由主体 机车信号和安全 型运行监控记录 装置组成，面向 160 km/h以下的区 段，在既有设备 基础上强化改造， 以达到机车信号 主体化的要求， 实现列车运行安 全监控功能。
高铁联调联试
任务引入
2．高铁枢纽站，高铁晚点牵一发动全身 蚌埠南站是京沪高铁七大中心枢纽站之一，也是合蚌高铁的起点 站，若其中一趟高铁晚点，可能会影响到整个高铁枢纽站的准点率。 3．高铁运行靠调度指挥，延误5 min扰乱运输秩序 高铁调度指挥系统是一个计划性很强的系统，这5 min的延误可 能导致调度员要为后续列车变更接车站台。车站接发车人员、其他车 次的旅客要在短时间内从原定计划的站台转移到变更后的站台，这会 给车站运输秩序带来极大的干扰。 4．全国铁路一张图，5 min可能影响全国路网运行 对于整个高铁路网来说，延误超过5 min，这趟高铁的线路时间 就要做出调整，随即可能就是整个干线的调整，以及所有与之相连的 高铁线路的调整，最后甚至可能带来半个中国高铁时刻的变化。
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调度中心 CTC
包括:轨道电路、应答器 列控中心、车载设备等
车载设备
列控中心
车站联锁
轨道 电路
应答器
道岔 信号机
20
CTCS-2级系统结构
轨道电路功能：
应答器功能：
车载设备功能：
实现列车占用检查 提供行车许可及闭塞分区数量
提供临时限速和进路信息 线路允许速度和闭塞分区长度等
综合轨道电路、应答器信 息和动车组参数，自动生 成连续速度控制模式曲线 ，实时监控列车安全运行
3
高速铁路信号系统构成
高速铁路信号系统是一个以调 度集中为龙头、车站设备为基 础、通信网络为骨架，集行车 调度指挥、列车运行控制、设 备监测、灾害防护和信息管理 等功能于一体的综合控制系统。
4
信号系统总体结构示意图
5
列控系统几个重要发展阶段内容提纲 一、列控系统概述 二、CTCS-0级列控系统 三、CTCS-2级列控系统 四、CTCS-3D级列控系统 五、CTCS-3级列控系统
等
12
列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供 的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设 备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车
运行速度进行比较，超速后及时进行控制。
13
列控系统构成
CTC/TDCS
计 令 车 位调 C向 向 车和成全计 列 生 轨T算，站置度车列载应控运算控成道C机控联并中站控分机中轨电设 答 制 行联制锁进心联中机联心道路备 器 模 。锁道采行下锁心实锁根电编接 报 式按岔集处达联下时将据路码收 文 曲照、轨理运锁达:进进编发到信线信道。C行下临路路码送T轨息，号电图发时信信和给C道后监机路下至进限息息临轨，的达车路速电，控发和时道排列进站命信路计列送临限电列车路令息C给时速路码 算 车T进占的列限报;C序 生 安路用命分控速文。信机中信息心息、: 道临岔时限速车进信站路息分信机 息
轨道电路为 CTCS-2提供连续
的行车许可
L5
L4
L3
L2
1300m
1300m
1250
1350
速度曲线
L
LU
U
1250
1300
1200
HU
1200
101011101
21
C2生成行车许可核心工作原理
轨道电路以码序形式提供空闲闭塞分区数量。
应答器提供闭塞分区长度和线路允许速度。
车载设备综合计算出目标距离，生成速度曲线。
高速铁路信号系统 集成技术介绍
中铁电气化局集团有限公司
1
第一部分
CTCS-3列控系统介绍
2
高速铁路信号名词术语
CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系 统规范，包括地面子系统和车载子系统。 CTCS-2级：中国列车控制系统2级 CTCS-3级：中国列车控制系统3级
9
应答器 载频： 车→地：27.095MHz±5KHz 地→车：4.234MHz±200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit
10
应答器
应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）；
有源应答器（可变信息应答器）。
11
应答器可提供的信息
线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程；
轨道空闲 6
5
4
3
2
1
0
信号显示 L
L
L
L
LU
U
HU
信息名称 L3码 L3码 L2码 L码 LU码 U码 HU码
信号显示 L
L
L
L
LU U2 UU
信息名称 L3码 L3码 L2码 L码 LU码 U2码 UU码
信号显示 L
L
L
L
LU U2S UUS
信息名称 L3码 L3码 L2码 L码 LU码 U2S码 UUS码
LKJ设备通过车载存储线路数据，通过IC卡由司机输入临时限速 和其他信息，通过机车信号信息提供行车许可，LKJ自动生成监
控曲线。
18
三 、CTCS-2级列控系统
19
CTCS-2级系统结构
CTCS-2级是基于轨道电路和应答器传输列 车行车许可信息并采用目标距离连续速度控 制模式监控列车安全运行的列控系统。
CTC：Centralized Traffic Control 列车调度集中系统 TDCS：Train Operation Dispatching Command System 列车调
度指挥系统 TSRS：临时限速服务器 CSM（Centralized Signaling Monitoring）：信号集中监测 LEU：Land Electronic Unit地面电子单元。 SW Balise： Switchable Balise 有源应答器。 FX Balise：Fixed Balise 无源应答器。 RBC（Radio Block Center），无线闭塞中心。 EMC（ElectroMagnetic Compatibility），电磁兼容性。
当前码序： -L--5-
空闲数量： --7--
目标距离：9-2--5-0mm
=1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350 =
9250m
速度曲线
码序 空闲分区数量
1300m 1250m 1300m 1350m 1300m 1350m 1300m 1350m
L5 L4 L3 L2
6
一、列控系统概述
7
ZPW-2000无绝缘轨道电路
调谐区
调
空调
谐
芯谐
单
线单
元
圈元
主轨道电路
补偿电容
调谐区
调
空
调
谐
芯
谐
单
线
单
元
圈
元
室外 室内
匹配变压 器 电缆模拟网络
ZCO3 电 缆
100m
相当总长 7.5km
相当总长 7.5km
匹配变压 器 电缆模拟网络
ZCO3 电 缆
接收
GJ
8
发送
轨道电路码序
运行图
调度中心 CTC
联锁进路命令
临时限速报文发送给应答器。
列控中心
车站联锁
轨道电路编码
应答器报文
控制
轨道电路
应答器
道岔
信号机
101011101
速度曲线
14车载系统15来自列车模拟运行16
二 、CTCS-0级列控系统
17
CTCS-0级是既有线现状，地面为自动闭塞或半自动闭塞，车载 设备由列车运行监控记录装置LKJ和通用式机车信号组成。
L
LU
U
HU
7
6
5
4
3
2
1
0
22
C2的运行许可工作原理
目标距离: 97654212963000500 76543210
空空空闲闲闲区区区段段段：：：
1250 +1300 + 1350 +1300 +1350 +1300 +1350
速度曲线
1300m 1250m 1300m
L5 L4 L3
1350m 1300m 1350m 1300m 1350m