秦沈客运专线列车运行控制系统

秦沈客运专线列车运行控制系统
吕永宏
【摘要】主要介绍秦沈客运专线列车运行控制系统的功能、原理、基本组成.【期刊名称】《铁道标准设计》
【年(卷),期】2003(000)011
【总页数】2页(P42-43)
【关键词】秦沈客运专线;列车运行控制系统;组成;原理
【作者】吕永宏
【作者单位】中铁一局电务工程有限公司,陕西兴平,713100
【正文语种】中文
【中图分类】U22
1 概述
秦沈客运专线信号系统是以车站信号计算机局域网为基础，以计算机专用广域网为骨架，以调度所和综合维修基地信号计算机局域网为龙头的信息和资源共享的综合信号系统。

该信号综合系统主要由SEI列控联锁一体化系统，列车运行指挥系统(CTC)和信号集中监测系统组成，核心系统为在国内首次采用的SEI列控联锁一体化系统。

由于秦沈客运专线列车运行速度高、站间距长(平均为60 km)、列车运行间隔短，采用集中维修及监测，所以秦沈客运专线区间不设通过信号机，列车以车载速度信
号显示作为运行凭证。

在普通铁路上，司机按照地面信号机的显示来驾驶机车，并且靠地面信号机划分出来的空间间隔来保证列车运行的安全。

在这种模式下，司机要识别地面信号，根据地面信号所代表的信息来控制列车运行；而秦沈客运专线设计列车运行速度达到200 km/h，列车的每秒走行距离达到55.55 m，我国轨道电路长度一般为1 000 m左右(UM2000无绝缘轨道电路的极限长度为1 200 m)，列车走行这段距离需
要18 s左右。

如果列车运行速度为250 km/h，列车走行这段距离仅14 s，也就
是说随着列车运行速度的提高司机辨认信号机显示的时间间隔越短，让司机每隔十几秒辨认一下信号机的显示，对司机来说非常紧张。

司机靠地面显示信号驾驶列车运行必须经过3个过程：识别信号、理解信号、按信号显示所代表的含义操作列车。

经试验，司机从看到信号机显示到及时做出正确反应最短时间大约需要4～5 s，如果这3个环节中任何一个环节出现错误或有延误，对于高速运行的列车来说，都可能造成严重事故。

所以，在高速铁路上完全靠司机的判断来保证行车安全风险太大，国内外的试验表明，当列车运行速度超过160 km/h时，司机辨认信号机
显示的错误率明显增加。

因此，对于运行速度超过160 km/h的列车，必须采用
能有效保证列车运行安全的新型信号系统——列车运行自动控制系统。

2 秦沈客运专线列车运行控制系统
2.1 列车运行自动控制系统的基本原理
列车运行控制系统的地面设备主要产生列车运行控制所需要的基础数据，通过轨道电路和点式环线传送给机车，机车头部的接收传感器通过钢轨(或无线等方式)接收到行车指挥的速度命令信号，经过信号接收机放大、滤波、解调后传递给计算机，再经过计算机的计算分析，确定出列车运行的速度控制曲线，系统根据这条控制曲线对列车进行速度控制，并将控制命令的有关数据(实时允许速度、目标速度等)送到司机控制台显示器和制动控制单元；同时，制动单元通过安装在列车轮对上的速
度传感器测出列车的实际运行速度，将实际运行速度与实时允许速度进行比较。

当列车实际运行速度超过实时允许速度时，则产生制动信号，直接控制列车制动系统实施制动，使列车实时运行速度降到允许速度以下，从而保证列车的运行安全。

2.2 列车运行自动控制系统的基本功能
列车运行自动控制系统是将先进的控制技术、通信技术、计算机技术与铁路信号技术融为一体的行车指挥、控制、管理自动化系统。

它是由闭塞设备、地面信号设备、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一套先进的控制系统。

其基本功能如下：
(1)系统可以检测运行线路的空闲和占用状态，并将信息传递给运行中的列车；
图1 列车自动运行系统地面设备布置
(2)系统可以满足行车安全控制的需要，给司机提供安全行车的速度指令，并可以
自动监控列车的运行速度；
(3)系统具有防止列车冒进，防止列车超速通过道岔的功能，而且可以通过对列控
地面信息的直接控制实现对列车的临时限速；
(4)系统可以通过与联锁系统、调度系统等的互联，实现列车的集中自动控制。

2.3 列车运行自动控制系统的组成
列车运行自动控制系统一般由地面设备和车载设备两大部分组成。

车载设备主要有接收天线(或接收传感器)、信号接收单元、制动控制单元、控制台显示器、速度传感器等组成；地面设备主要有自动闭塞系统、地面控制中心、车上与地面的信息传递系统。

2.3.1 地面设备
(1)地面设备的主要功能
地面设备主要是通过无绝缘轨道电路对列车位置进行检测，同时根据列车对轨道电路占用情况进行列车运行间隔条件的计算和编码，并通过轨道电路向列车上传输有
关速度、目标距离、坡度等数据信息。

秦沈客运专线采用的是法国的UM2000数字无绝缘轨道电路。

这种轨道电路是在原UM71无绝缘轨道电路的基础上对设备进行了数字化改造，地—车间的信息传
递改为由27位数字编码组成，其中有效信息21位(秦沈客运专线实际使用18位)，最前边6位为循环冗余校验码(CRC)，最后3位为预留信息码位，中间18位为实
际使用信息位，其中包括坡度信息4位、目标距离信息6位和速度信息8位。

信
息的传输量由过去的18个变为221个，信息的传输量大大增加。

因此，其速度监督由过去的阶梯控制方式改为分段连续速度模式曲线控制方式，大大提高了线路的通过能力。

UM2000无绝缘轨道电路对于221个编码信息的传输采用频移键控FSK的调制方式。

(2)地面设备组成
列车运行自动控制系统地面设备主要有自动闭塞系统、地面控制中心、车上与地面的信息传递系统。

地面设备分为室外设备和室内设备两部分。

室内设备主要由处理柜和输入、输出柜组成；室外设备主要由无绝缘轨道电路和点式环线组成。

地面设备组成如图1所示。

2.3.2 车载设备
秦沈客运专线采用法国TVM430带速度监督的车载运行控制系统。

TVM430系统车载设备主要由接收传感器、信号接收单元、制动控制单元、控制
台显示器、速度传感器等组成。

这种车载设备是按照VME计算机总线设计和制造的，具有较高的模块化结构。

TVM430列车运行自动控制系统采用分级连续模式曲线的控车模式，控车模式如
图2所示。

图2 TVM430分级连续模式控车曲线
3 结语
秦沈客运专线许多新技术、新设备的应用不仅在国内尚属首次，在国际上也没有成熟的经验，它的建设和投入运营，将为我国高速铁路的发展储备技术，积累经验，带动我国铁路综合技术水平的大幅度提高，加速中国铁路高速化的进程。