欧洲铁路信号系统概况

欧洲铁路信号系统概况

欧洲是世界上铁路最发达的地区之—。欧洲国家多，国土面积小，各国内部的铁路网很密集。近几年来，欧洲铁路公司和信号公司在对各自的既有信号系统进行升级或者技术改造的同时，在欧盟(EU)委员会和国际铁路联盟(UIC)的推动下，欧洲7大铁路信号公司，如法国的Alstom(阿尔斯通)公司、瑞典的Adtranz公司、德国的Siemens(西门子)公司、法国的Alcatel(阿尔卡特)公司、意大利的Ansaldo(安萨尔多)公司(含法国CSEE公司)、英国WestingHouse(西屋)公司，以及Invensys公司，联合起来为信号系统的互联和兼容问题制定信号标准，并制造了相关的产品：

在较大范围内开发并应用新型计算机辅助铁路运输管理系统；

在进路控制方面，随着区域计算机联锁技术逐步取代陈旧技术，自动化系统得到广泛应用；

在列车防护和控制系统方面，研制了基于通信的列车控制系统(CBTC)；

为了欧洲铁路信号系统的互联和兼容问题，制定了统一的、开放性信号系统标准，从而实现欧洲各国铁路互通运营。

本章根据搜集到的有关欧洲铁路信号系统的论文、报道和技术资料，对它们进行了归纳整理，从列车运行控制系统、欧洲统一先进的列车运行控制系统(即ETCS)、联锁系统、行车指挥系统、高速铁路，以及磁悬浮铁路等方面介绍欧洲铁路信号系统的现状和发展，有关法国、英国和德国的铁路信号系统的详细情况在另外章节专门介绍。

第一节列车运行控制系统

一、种类繁多的列控系统

欧洲有7大铁路信号公司（Alstom、Adtranz、Siemens、Invensys、Alcatel、Ansaldo、WestingHouse，它们都是UNIFE的成员），它们研制生产的列车运行控制系统（ATP/A TC）有十余种，如德国的LZB系列和FZB系列、法国的TVM系列等。这些运行控制系统有的适用于中速铁路，有的适用于高速铁路。在欧洲铁路网上，各个国家的铁路部门使用各自不同的信号制式管理列车的运营。

二、基于通信的列车运行控制系统

近年来，几乎所有欧洲国家铁路都在建立列车运行管理和保证行车安全系统方面寻求新的经济有效的技术方案，其中包括地区性线路。德国铁路和Adtranz公司共同研究制定了无线通信管理列车运行（FFB）地区性线路运营规划，在建立的列车运行管理系统中，几乎全部通过无线通信系统来实现通信服务联系，完全不用地面信号和监督线路空闲的线路设备，保证在任何线路上的列车运行安全。基于通信的列车控制系统（CBTC）按欧洲统一的安全标准设计，系统符合欧洲PrEN50129和PrEN50128标准设计的一体化安全要求（SIL4，安全完善度等级4）。

三、列车控制系统向标准化、统一化发展

目前，欧洲由于种类繁多的铁路信号帛式互不兼容，影响了欧洲铁路跨国运输的效率。在欧盟（EU）和国际铁路联盟UIC的支持下，欧洲铁路制定了统一的列车运行管理系统ERTMS（欧洲铁路运输管理系统），包括欧洲列车运行控制系统ETCS（欧洲列车控制系统）、列车与地面的双向无线通信系统GSM-R和欧洲运输管理系统ETMS。

第二节欧洲列车控制系统（ETCS）

一、ETCS的产生背景

在欧洲铁路网上，各个国家的铁路部门使用各自不同的信号制式管理列车的运营，列车运行控制系统（A TP/A TC）多达十余种，如LZB系列/FZB系列、TVM系列等，这些信号和控制系统互不兼容。因此，跨国境运营的列车要么穿过边境抵达另一个国家后停下来更换机车，要么根据运行线路的不同装备多种不同的控制系统（最多的有6种），当列车穿过边境抵达另一个国家后，切换相应的运行控制系统。

因信号制式和控制方式的不同，列车无法在欧洲境内穿越国境时实现互通运营；当列车装备多种控制系统后，由于每种控制系统价格昂贵，使得列车运营及维护费用上升，同时所遇到的繁多的信号技术使得穿越边界的操作非常低效。

基于上述原因，这就产生了研制通用信号系统和新型列车控制系统的要求。这种通用信号系统应能满足：

跨国境运营的列车不受限制地穿越边界，提高列车运行效率；

信号和列车控制系统界面标准化，尽可能减少不同国家的特殊要求；

通过鼓励对设备的开放市场来产生商业吸引力，从而降低设备的成本。

欧洲铁路运输管理系统ERTMS是欧洲铁路和欧洲信号工业在欧洲委员会的财政支持和国际铁路联盟UIC的支持下，经过大约10年的工作得到的结果。其目的是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，提高运输效率。

二、ETCS的组成

前已述及，欧洲铁路运输管理系统ERTMS包括三个组成部分：

欧洲列车控制系统ETCS（European Train Control System）；无线通信系统（GSM-R）；欧洲运输管理系统ETMS（European Traffic Management System）。

其中，ETCS涉及列车控制和信号方面，它包含了所有的信号技术，也就是欧洲信号一体化技术。ERTMS的信号技术表示为ERTMS/ETCS。

GSM-R是基于成熟的公共无线通信网络GSM的技术，为铁路专用的通信网络。GSM-R 可以覆盖地面设备和车载设备，为它们提供连续的、双向的信息（包括数据和语音）传输通道。无线电技术（GSM-R是基于欧洲EIRENE和MORANE的结果。ERTMS的无线通信技术表示为ERTMS/GSM-R。

ERTMS中的ETCS是一个先进的列车自动防护（ATP）系统和机车信号（Cab Singnalling）技术规范，安装符合ERTMS/ETCS技术规范的列车运行控制系统，不仅能提高列车的安全性，而且使列车能够在欧洲境内穿越国境时实现互通运营。

欧洲采用ERTMS/ETCS的目的，不仅能保证系统的可互操作性，而且还要增强系统的性能，增加系统实现的灵活性，并降低系统的成本。

三、ETCS等级