列车运行控制系统
列车运行控制系统概述
❖ 上海地铁1号线1989年引进阿尔斯通美国公司的ATC系
统，为了节省投资，在正线道岔联锁区域和车辆段采 列车运行控制系统概述
❖ ATC系统的大量引进拉近了我国地铁信号装配 水平与国际上的差距，取得了较好的效果。我 国地铁的整体技术水平上了一个台阶，列车运 行呈现出全新的面貌。此后不久，我国又对部 分设备实施国产化，取得了较好的效果。
第1章 列车运行控制系统概述
3．发展阶段
❖ 从1994年至今，我国城市轨道交通建设进入 了 快速发展期，随之而来的是信号设备的大 规模引进。
❖ 采用引进设备后，大大缩短了运行间隔，提 高了安全程度和通过能力，但由于国内外的 电源质量、道岔结构、轨道施工工艺等存在 差异，所以引进的ATC系统在我国的应用效 果不像在国外那么好。而且，引进的设备也 会带来后续的诸多问题。
❖ 进入20世纪90年代以后，大量引进国外先进的地铁信号 设备。北京地铁1号线于1989年从英国西屋公司引进 ATC系统。复八线由于要与前期的一号线贯通，为了便 于既有信号系统兼容，复八线也大量引进了英国西屋公 司的列车自动控制系统（ATC）。同时，配套了国产的 继电联锁设备、车站计算机联锁设备和信号微机联锁监 测设备等。
第1章 列车运行控制系统概述
❖列车自动控制（Automatic Train Control，简称 ATC）系统早在20世纪60年代就已经开始被研制 和试用。日本于1964年交付使用了世界上第一条 高速铁路——东海道新干线，其以机控为主、设 备优先的列车控制系统，使列车在高速度、高密 度运行的条件下，安全运行30多年。
第1章 列车运行控制系统概述
❖ 进入20世纪70年代之后，列车速度的提高对列 车运行控制系统在安全和效率方面提出了更高 的要求，随着地面信息传输技术（应答器、轨 道电路和轨间环线电缆等）和列车信息接收技 术的不断完善，出现了点式ATC系统、点连式 ATC系统
列车运行控制系统
关
键
技
术
①系统功能需求规范（functional requirement specification，FRS）。系统功能需求规范 主要描述了列车运行控制系统应该具有的功能，包括联锁设备、TCC、轨道电路及点式信息 设备的基本功能，车载设备的功能，防护功能，记录功能，列车的操作过程等。
1.2 列车运行控制系统的构成与关键技术
1.2 列车运行控制系统的构成与关键技术
2.列车运行控制系统的关键技术
（2）地-车列控数据的传输方法。
。列
控的车载设备完全靠从地面控制中心接收到的行车控制命令进行行车，实时监督列车的实际速度
和地面允许的速度指令，当列车速度超过地面行车限速时，车载设备将实施制动，保证列车的运
行安全。
关
键技ຫໍສະໝຸດ 术地-车信息传输方式分为连续式传递信息方式和点式传递信息方式。连续式传递信息方式能 连续不断地将地面信息及时地向车上传递，实时性好，有利于保证行车安全和提高行车效率 。点式传递信息方式通过感应点将地面信息传到车上，当地面信息发生变化时，列车只有在 经过感应点时才能得到信息，实时性差。
2.列车运行控制系统的关键技术
②系统需求规范（system requirement specifications，SRS）。系统需求规范主要描述了列车 运行控制系统及各子系统的构成、工作原理及主要技术要求。
关
键
技
术
③接口规范（functional interface specification，FIS/for further study，FFS）。接口规 范主要定义了系统中各个子系统的软硬件标准，以便实现系统设备的集成和互操作性。
1.2 列车运行控制系统的构成与关键技术
列车运行控制系统的五个级别
列车运行控制系统的五个级别一、列车运行控制系统的五个级别列车运行控制系统是保障列车安全运行的重要设备，它通过控制列车的速度、位置和运行模式，确保列车在轨道上的稳定运行。
根据功能和安全性等方面的不同，列车运行控制系统可以分为五个级别，分别是ATC、ATO、CBTC、CTBC和ETCS。
二、ATC（Automatic Train Control）级别ATC是列车运行控制系统的最基本级别，它主要通过信号系统和车载设备实现对列车的自动控制。
在ATC级别下，列车通过接收信号系统发出的信息，控制列车的速度和位置，以确保列车在规定的区间内安全运行。
ATC级别适用于高速铁路等需要保证列车安全运行的场所。
三、ATO（Automatic Train Operation）级别ATO是在ATC基础上进一步发展的列车运行控制系统级别。
ATO级别在保证列车安全运行的基础上，更加注重列车的运行效率和准点性。
相比于ATC级别，ATO级别的列车运行更加自动化，列车的运行速度和位置更加精确可控。
ATO级别适用于城市轨道交通等高密度、高频率的线路。
四、CBTC（Communications-Based Train Control）级别CBTC是一种基于通信技术的列车运行控制系统级别，它通过车载设备和地面设备之间的通信，实现对列车的精确控制。
CBTC级别不仅可以控制列车的速度和位置，还可以实现列车的精确停站、车辆调度和列车间的安全距离控制等功能。
CBTC级别适用于复杂的轨道交通系统，如地铁、轻轨等。
五、CTBC（Communication-Based Train Control）级别CTBC是一种基于通信技术的列车运行控制系统级别，它在CBTC的基础上进一步发展，主要用于高速铁路系统。
CTBC级别通过车载设备和地面设备之间的通信，实现列车的精确控制和列车间的安全距离控制。
CTBC级别的列车运行更加高效、精确和安全，适用于高速铁路等需要高速、高频的线路。
列车运行自动控制系统的组成
列车运行自动控制系统的组成
列车运行自动控制系统通常由以下几部分组成：
1. 轨道信号系统：包括信号机和轨道电路，用来指挥、监控列车的运行状态和速度。
2. 列车控制中心：负责传输和处理轨道信号系统发送的指令，控制列车的起动、行驶和停车等操作。
3. 信号设备：包括信号灯、车站显示屏、列车接收器等，用来向列车驾驶员和乘客发送运行信息。
4. 列车自动控制装置：位于列车上的设备，通过接收来自信号系统的信号，控制列车的运行速度和停车。
5. 信息传输系统：用来传输轨道信号和列车运行数据的系统，可以采用有线或无线通信技术。
6. 列车位置和速度检测系统：通过安装在轨道上的传感器，监测列车的位置和速度，并将数据传输给列车控制中心。
以上是列车运行自动控制系统的主要组成部分，不同的列车类型和运营模式可能会有所不同。
第八章列车运行控制系统铁路信号基础
▪ 按照闭塞方式分类 • 固定闭塞列控系统：将线路划分为固定的闭塞 分区，前后列车的位置及间隔，均以闭塞分区 为单元来检测和表示。 • 移动闭塞列控系统：不存在固定的闭塞分区， 列车之间的安全追踪间隔随着列车运行而不断 移动且变化。
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▪ 按照功能和自动化程度分类
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8.1 列控系统概述
列车运行控制系统是由地面设备和车载设备构 成，用来控制列车运行速度，保证行车安全，提高 运输能力。
列车运行控制系统的功能是： 1）检测线路的空闲状态； 2）检测列车完整性； 3）列车运行授权； 4）指示列车安全运行速度； 5）监控列车安全运行。
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德国LZB系统是基于轨道电缆传输的列控系统， 是世界上首次实现连续速度控制模式的列控系统， 技术上是成熟的。1965年在慕尼黑-奥斯堡间首次运 用，德国已装备了2000km铁路线，1992年开通了西 班牙马德里—塞维利亚471km高速线。
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欧洲是世界轨道交通最发达的地区，欧洲现有 的列车运行控制系统种类繁多。为克服欧洲各国信 号制式复杂、互不兼容，保证高速列车在欧洲铁路 网内互通互行，在欧洲共同体的支持下，欧洲各信 号厂商联合制订ERTMS/ETCS技术规范。
在分级曲线控制方式下，列车在一个闭塞分 区中运行时,列控设备判定列车超速的目标速度不 再是一个常数，而是随着列车行驶不断变化，即 是距离的函数。
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分段速度—距离控制模式基本原理
S1+S2 S4 S3
设备监督曲线
制动性能差的车 制动性能好的车
S 分段速度控制模式 Ｓ＝（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）＊ｎ
中国列车运行控制系统
3
控制系统
控制系统是CTCS的核心组成部分，主要包括中央控制系统和区域控制系统。 中央控制系统负责全线列车的控制和监控，区域控制系统则负责某一区域 的列车控制和监控
中央控制系统通过无线通信网络与车载设备和轨旁设备进行信息交互，获 取列车的状态信息和轨旁设备的控制指令，同时向车载设备和轨旁设备发 送控制指令，调整列车的运行状态。区域控制系统则通过无线通信网络与 本区域的列车和轨旁设备进行信息交互，实现本区域列车的控制和监控
4
技术特点
CTCS具有以下 技术特点
技术特点
技术特点
总之，CTCS-中国列车运行控制系统是中国自主研发 的具有自主知识产权的列车运行控制系统，具有安全、 高效、可维护、可扩展等特点，为列车的安全运行提
供了重要保障
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清新简约风
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限速信息等，为列车提供安全保障
2
轨旁设备
01.
轨旁设备是CTCS地面设备的组成部分，主要包括轨道电路、应答器、信号机等。这些设 备通过无线通信网络与车载设备进行信息交互，实现列车位置、进路信息、限速信息等 信息的传输和控制
02.
轨道电路是轨旁设备的基本组成部分，用于监测列车的占用情况。应答器则是传递信息的重要设备， 可以向列车发送进路信息、限速信息等。信号机则用于指示列车的运行方向和限速情况，确保列车安 全通过
汇报人：XXXX
1
车载设备
车载设备是CTCS的核心组成部分，主要 包括车载计算机、速度传感器、轴温传 感器、机车信号设备等。这些设备通过 无线通信网络与地面设备进行信息交互， 实现列车位置、速度等信息的实时监测
列车运行控制系统
列车运行控制系统列车运行控制系统是列车在区间运行过程中实现自动化的设备。
一般铁路将这些设备统称为区间设备，包括各种闭塞设备、机车信号和自动停车设备。
在高速铁路上，当行车速度提高后，仍用地面区间设备来调整列车运行，将产生很大困难。
首先是地面信号机的显示不能给司机一个准确的速度限制，其中包括显示的距离和显示的数量，其次是固定的闭塞分区将影响区间的行车效率。
因此，高速运行的列车应采用新的区间设备。
1.列车运行控制系统的形式高速列车运行控制系统的构成由于系统具体应用关键技术实现方法的不同而存在很大区别。
例如，法国TVM430型列车速度监督设备采用无绝缘数字式的编码轨道电路传输列控信息；日本DS ATC系统则采用有绝缘数字式的编码轨道电路传输列控信息；ETCS2级采用铁路数字移动通信系统（global system for mobile communications for railway，GSM R）传输列控信息，采用RBC无线闭塞中心。
2.列车运行控制系统的特点（1）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、安全控制机电一体化的自动化系统。
（2）车载信号属于主体信号，直接为司机指供列车应遵循的安全速度。
（3）自动监控列车运行速度，可靠地防止由于司机丧失警惕或错误操作可能酿成的超速运行、列车颠覆、冒进信号或列车追尾等事故，它是一种行车安全控制设备。
3.列车运行控制系统的构成（1）地面设备。
地面设备包括轨旁设备、列车控制中心（train control center，TCC）和地面通信网络设备。
（2）车载设备。
车载设备包括列车运行监控模块、测速/定位模块、显示器模块、牵引制动接口、运行记录器模块等。
（3）地车信息传输通道。
地车信息传输通道包括地面信息传输设备、车载信息传输设备、地面信息传输网络和车载信息传输网络。
中国铁路列车运行控制系统
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驾驶曲线
监控曲线
• 目标-距离模式曲线
干预点
车载监控曲线 地面信号曲线 无保护闭塞分区
车载计算目标距离 TD(t)
TD (t) TD (t+Δt)
监控点 SL(t)
E(t)
地面计算区间 的占用
E(t) : 对测距误差、列车响应时间、列车制动等的补偿
2）CTCS-2级与CTCS-0级的切换原理
CTCS-2级列控系统结构示意图
BTM:应答器信息接收模块;STM:轨道电路信息接收模块
6.2.2 CTCS-2级列控系统基本工作原理
1）目标距离一速度控制原理
目标－距离（Distance to go）控制曲线，也称一次制动模式速度控制 曲线。列控系统车载设备通过对列车行车许可、线路参数、列车信息的综 合处理，生成目标距离模式曲线，监控列车安全运行。
6.1.2 CTCS系统的功能、结构与分级
1）CTCS系统的基本功能 包括2方面： 按照故障-安全原则，在任何情况下防止
列车无行车许可证运行； 防止列车超速运行，包括列车超过进路
运行速度、线路结构规定的速度。
2）CTCS系统体系结构（四层体系结构）
铁路运输管理层
行车指挥中心，以CTCS为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列 车运行的集中控制和管理。
城市轨道交通通信信号系统—列车运行控制系统
2.ATO系统
1)自动完成对列车的起动、牵引、巡航、惰行和制动的控制， 以较高的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及 旅行速度。
2)在ATS监控范围的入口及各站停车区域（含折返线、停车线） 进行车一地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS 系统对在线列车进行监控。
2.ATO系统
1.ATP系统
4)为列车车门的开启提供安全、可靠的 信息。 5)根据联锁设备提供的进路上轨道区间 运行方向，确定相应轨道电路发码方向。 6)任何车——地通信中断以及列车的非 预期移动（含退行）、列车完整性电路 的中断、列车超速（含临时限速）、车 载设备故障等均将产生安全性制动。
1.ATP系统
7)实现与ATS的接口和有关的交换 信息。 8)系统的自诊断、故障报警、记录。 9)列车的实际速度、推荐速度、目 标速度、目标距离等信息的记录和 显示。
• 9)为旅客提供向导显示信息：向无线通信、广 播、旅客向导系统损供必要的信息，主要内容 有列车到达时间、目的地及列车终到、末班列 车等。
• 10)数据记录、统计和打印：自动进行运行报表 统计，并根据要求进行显示打印。
• 11)与其他系统接口。
ATS自动监控模式
1
调度员人工介入模式
2
列车出入车厂调度模式
列车运行控制系统
1.保障行车安全 2.提高运营效率
1.按设备功能划分
（1） 列车自动防护子系统（Automatic） （2） 列车自动运行系统（Automatic） （3） 列车自动监控系统（AutomaticTrain
Supervision,简称ATS)
2.按设备安装位置划分
1)轨旁设备：包括线路上、信号设备 室内信号设备
2)车载设备：指安装在车上的信号设备
第六章 列车运行控制
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红灯
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列车实际运行曲线
ATP 防护曲线
限
制
速
度
区
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未确定
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二、曲线速度防护模式
2.目标—距离(DISTANCE TO GO)曲线控制模式
目标－距离模式曲线控制不再对每一个闭塞分区规定一个目标速度， 而是向列车传送目标速度、目标距离（可包含多个闭塞分区）。
Km/h 200
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100
50
0
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0
分段制动和一次制动方式示意图
分段制动需要多个空走距离和安全距离，若采用一次制动只需要一个空走距
离和安全距离。
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二、曲线速度防护模式
1.分级曲线速度控制模式 每个闭塞分区仍然给定一个目标速度。
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闭塞分区分界处绝缘节位置相对固定，且两边闭塞分区传输信息不同。 列车可以根据接收到信息的变化来了解通过绝缘节的时机，从而获得列 车位置信息。
甲站
乙站
f5
f1
f3
f5
f1
f3
f2
f4
f6
f2
f4
f6
分区1
分区2
分区3
分区4
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三、列控系统关键技术
2>计轴器定位方法 计轴传感器安放也是固定的，通过计轴器检测列车占用或者出清对应计 轴区段也可以获得列车位置信息。
列车运行控制系统唐涛主编
列车运行控制系统唐涛主编列车运行控制系统是一种用于控制和管理列车运行的关键设备。
它负责监测列车的运行状态、调度列车的运行计划、控制列车的运行速度和方向，并保障列车运行的安全和高效。
列车运行控制系统是由多个子系统组成的复杂系统。
这些子系统包括信号系统、制动系统、牵引系统、通信系统等。
每个子系统都有自己的功能和特点，它们相互配合、相互作用，共同完成列车运行的任务。
信号系统是列车运行控制系统中最重要的子系统之一。
它通过信号灯、信号机等设备向列车驾驶员传递运行指令和信息，控制列车的运行速度和方向。
制动系统是保障列车运行安全的关键子系统，它能够对列车进行制动，控制列车的运行速度和停车距离。
牵引系统是控制列车加速和减速的子系统，它通过电力或机械力驱动列车运行。
通信系统是实现列车与列车之间、列车与指挥中心之间的信息交换和通信的子系统，它能够传递运行计划、指令和报警信息等。
列车运行控制系统具有高度的安全性和可靠性。
它能够实时监测列车的运行状态，及时发现并处理运行异常和故障。
当列车发生紧急情况时，列车运行控制系统能够迅速采取措施，保障乘客和列车的安全。
同时，列车运行控制系统还具有自我诊断和故障排除的功能，能够自动检测和修复一些常见故障，提高系统的可用性和可靠性。
列车运行控制系统还能够提高列车运行的效率和舒适性。
它能够优化列车的运行计划，减少列车的停车时间和运行时间，提高列车的运行速度和运载能力。
同时，列车运行控制系统还能够根据列车的载荷情况和乘客需求，自动调整列车的运行速度和停靠站点，提供更加舒适和便捷的乘车体验。
列车运行控制系统在未来的发展中还存在一些挑战和机遇。
随着科技的不断进步，列车运行控制系统将会更加智能化和自动化。
例如，人工智能技术的应用将使列车运行控制系统具有更强的决策能力和自学习能力，能够更好地适应复杂多变的运行环境。
同时，列车运行控制系统还将与其他交通系统进行无缝连接，实现更加高效和便捷的交通运输网络。
列车运行控制系统
列车运行控制系统定义：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。
功能：1. 线路的空闲状态检测；2. 列车完整性检测3. 列车运行授权；4. 指示列车安全运行速度；5. 监控列车安全运行系统分类发达在列控系统研究方面已有较长发展历史，比较成功的列控系统主要有：日本新干线ATC系统，法国TGV铁路和韩国高速铁路的TVM30C及TVM430系统，德国及西班牙铁路采用的LZB系统，及瑞典铁路的EBICA900系统等。
上述列车控制系统都具有自己的特点、不同的技术条件和适应范围，因此，列控系统可以分成许多类型。
（1）按照地车信息传输方式分类：①连续式列控系统，如：德国LZB系统、法国TVM系统、日本数字ATC系统。
连续式列控系统的车载设备可连续接收到地面列控设备的车- 地通信信息，是列控技术应用及发展的主流。
采用连续式列车速度控制的日本新干线列车追踪间隔为 5min ，法国TGV北部线区间能力甚至达到 3 min。
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。
②点式列控系统，如：瑞典EBICAB系统。
点式列控系统接收地面信息不连续，但对列车运行与司机操纵的监督并不间断，因此也有很好的安全防护效能。
③ 点一连式列车运行控制系统，如： CTCS2级，轨道电路完成 列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息。
点式 信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信 息。
（ 2 ）控制模式分，分为两种类型：① 阶梯控制方式出口速度检查方式，如：法国 TVM300系统入口速度检查方式，如： 日本新干线传统 ATC 系统② 速度—距离模式曲线控制方式速度-距离模式，如：德国LZB 系统，日本新干线数字 ATC 系统（3）按照人机关系来分类，分为两种类型：① 设备优先控制的方式。
如：日本新干线 ATC 系统。
列车运行控制系统的五个级别
列车运行控制系统的五个级别一、列车运行控制系统的五个级别1. 人工驾驶2. 半自动驾驶3. 自动驾驶4. 线路自动保护5. 无人驾驶二、人工驾驶人工驾驶是指列车由驾驶员全程操控的模式。
在这个级别下，驾驶员负责列车的启动、加速、减速、停车等操作。
驾驶员需要依靠自己的经验和技术来保证列车的安全运行。
人工驾驶模式下，列车的运行完全依赖于驾驶员的操作，需要驾驶员对列车运行的各种情况做出及时的反应和决策。
三、半自动驾驶半自动驾驶是指列车在驾驶员的辅助下进行运行的模式。
在这个级别下，列车可以自动进行加速、减速、停车等操作，但驾驶员仍然需要负责列车的起步和终点的操作。
驾驶员可以通过控制面板来设定列车的运行速度和目的地，列车会根据设定的参数来自动进行运行。
半自动驾驶模式下，驾驶员可以更轻松地控制列车的运行，减轻了驾驶员的工作负担。
四、自动驾驶自动驾驶是指列车在没有驾驶员的情况下进行全自动运行的模式。
在这个级别下，列车可以自主进行起步、加速、减速、停车等操作，完全不需要驾驶员的干预。
列车会通过激光雷达、摄像头等传感器来感知周围的环境，并根据不同的情况做出相应的决策。
自动驾驶模式下，列车可以更加精确地控制自己的运行，提高了运行的安全性和稳定性。
五、线路自动保护线路自动保护是指列车在运行过程中通过信号系统来保证安全运行的模式。
在这个级别下，列车会根据信号系统的指示来控制自己的运行。
信号系统会根据列车的位置和速度来发送相应的指令，列车会根据指令来调整自己的运行状态。
线路自动保护模式下，列车可以在遇到紧急情况时及时做出反应，保证列车的安全运行。
六、无人驾驶无人驾驶是指列车在没有驾驶员的情况下进行全自动运行，并且没有信号系统的保护的模式。
在这个级别下，列车会完全依靠自己的系统来进行运行。
列车会通过激光雷达、摄像头等传感器来感知周围的环境，并根据不同的情况做出相应的决策。
无人驾驶模式下，列车可以更加灵活地控制自己的运行，提高了运行的效率和安全性。
列车运行控制系统的五个级别
列车运行控制系统的五个级别1. 介绍列车运行控制系统（Train Control System，简称TCS）是用于控制和监控列车运行的关键系统。
TCS通过集成多个子系统，包括信号系统、制动系统、速度控制系统等，确保列车在运行过程中安全、高效地运行。
TCS的级别划分是根据系统的功能和性能来划分的，不同级别的系统具有不同的能力和特点。
本文将详细介绍列车运行控制系统的五个级别，包括级别0到级别4。
2. 级别0级别0是最基本的列车运行控制系统级别，也被称为无自动化级别。
在级别0中，列车的运行完全依赖于驾驶员的操作，所有的控制和调度都由驾驶员手动完成。
这种级别的系统没有任何自动化功能，驾驶员需要全程掌控列车的运行和操作。
级别0适用于一些简单的铁路线路，如短途旅客列车和货运列车。
3. 级别1级别1是部分自动化的列车运行控制系统级别。
在级别1中，列车仍然由驾驶员操作，但系统提供了一些辅助功能来帮助驾驶员进行列车运行控制。
这些辅助功能包括速度控制和列车位置监测等。
级别1的系统可以减少人为错误和事故的发生，提高列车的安全性和运行效率。
级别1适用于一些较为复杂的铁路线路，如高速铁路和城市轨道交通。
4. 级别2级别2是半自动化的列车运行控制系统级别。
在级别2中，列车的运行由系统和驾驶员共同控制。
系统通过信号和通信设备与列车进行通信，提供详细的运行指令和信息。
驾驶员根据系统提供的指令进行操作，并负责监控列车的运行情况。
级别2的系统可以实现列车的自动控制、速度调整和车辆分离等功能，减少人为错误和提高列车的安全性和运行效率。
级别2适用于一些较为复杂的铁路线路，如高速铁路和城市轨道交通。
5. 级别3级别3是高度自动化的列车运行控制系统级别。
在级别3中，列车的运行完全由系统控制，驾驶员只负责监控列车的运行情况，并在必要时进行干预。
系统通过信号和通信设备与列车进行实时通信，提供运行指令和信息。
系统可以实现列车的自动控制、速度调整、车辆分离和车辆组合等功能。
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列车运行控制系统铁路通信信号系统是铁路运输的基础设施，是实现铁路统一指挥调度，保证列车运行安全、提高运输效率和质量的关键技术设备，也是铁路信息化技术的重要技术领域。
现代信息类技术的迅速发展。
对铁路信号、通信产品和服务产生了重要影响。
铁路通信和信号技术，以及现代铁路信息化系统之间的关系和作用变得密不可分。
车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。
在列车运行控制技术方面，计算机、通信、控制技术与信号技术集成为一个自动化水平很高的列车运行自动控制系统（简称列控系统）。
列控系统不仅在行车安全方面提供了根本保障，而且在行车自动化控制、运营效率的提高及管理自动化等方面，提供了完善的功能，并向着运输综合自动化的方向发展。
列控系统技术是现代化铁路的重要标志之一。
随着列车速度的提高，列车的运行安全除了以进路保证外，还必须以专用的安全设备，监督、强迫列车(司机)执行。
这些安全设备从初级的列车自动停车装置、自动告警装置、列车速度自动监督系统(或列车速度自动检查装置)发展到列车速度自动控制系统。
列车自动控制系统(A TC)—般指系统设备（包括地面设备和车载设备），同时也是一种闭塞方式，主要包括：1．以调度集中系统CTC为核心，综合集成为调度指挥控制中心。
2．以车站计算机联锁系统为核心，综合集成为车站控制中心。
3．以列车速度防护与控制为核心，综合集成为列车（车载）运行控制系统。
4、以移动通信（例如GSM-R）平台，构建通信信号一体化的总成系统（例如CTCS）。
列车自动控制系统(A TC)的主要功能有四项：·检查列车在线路上的位置(列车检测)。
·形成速度信号(调整列车间隔)。
·向列车发送速度信号或目标距离信号(信号传输)。
·按速度或目标距离信号控制列车制动(制动控制)。
上述一至三项功能由地面没备完成，第四项功能由车载设备完成。
本章主要内容为200km/h动车组司机驾驶所需要的列控ATP技术和GSM-R系统中的无线列调功能。
第一节列控ATP系统技术原理一．列控ATP系统的组成与功能列控ATP是列车超速防护和机车信号系统的一体化系统，列控ATP系统主要由车载设备及地面设备两大部分组成，地面设备与车载设备一起才能完成列车运行控制的功能。
图7.1.1是列车运行控制系统地面设备原理框图。
图7.1.1 列车运行控制系统地面设备原理框图地面控制中心通过电缆与铁路线上的轨道电路、信号机、应答器等设备相连。
主要完成列车位置检测、形成速度信号及目的距离等信号，并将此信号传递给列车，车载设备将按照速度信号控制列车制动。
列控ATP系统车载设备原理框图见图7.1.2。
图7.1.2列控系统车载设备原理框图车载设备主要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机显示器、速度传感器等组成。
机车头部的天线接收到地面的速度命令及目的距离等信号，经过信号接收单元放大、滤波、解调后，将此命令的数据送到司机显示器和制动控制单元。
制动控制单元收到速度传感器传送的信号，测量出列车的实际速度，将实际速度与信号命令比较，如果判断列车需要制动，则产生制动信号，直接控制列车制动系统。
列车就会自动减速或停车。
列控ATP系统主要功能是：1．防止列车冒进关闭的信号机；2．防止列车错误出发；3．防止列车退行；4．防止列车超速通过道岔；5．防止列车超过线路允许的最大速度；6．监督列车通过临时限速区段；7．在出入库无信号区段限制列车速度。
为保证列车运行控制系统不间断地工作和加强设备的维修与管理，在列车运行控制系统的地面和车上都安装有监视设备。
地面监视系统可以检测信号机、轨道电路、地面控制中心的接收和发送设备等。
检测结果可以在维修工区显示及储存，也可以通过通信网送往维修基地和调度中心。
设备异常前数小时内信号设备动作情况可以保存下来，供故障分析用。
车上监视设备可以将列车运行过程中速度信号、制动装置动作以及列车实际速度和司机操作等状态保存下来。
一般可保存12～72 h有关运行安全的资料。
二．列控ATP系统技术原理国外铁路采用的列控系统主要有：日本新干线ATC系统，法国TGV铁路和韩国高速铁路的TVM300及TVM430系统，德国及西班牙铁路采用的LZB系统，及瑞典铁路的EBICA900系统等。
各国的列车自动控制系统都具有自己的特点，有不同的技术条件和适应范围。
1．列控ATP系统技术的分类（1）按照地面向机车传送信号的连续性来分类，分为两种类型：①连续式列控系统，如：德国LZB系统、法国TVM系统、日本数字ATC系统。
连续式列控系统的车载设备可连续接收到地面列控设备的车-地通信信息，是列控技术应用及发展的主流。
采用连续式列车速度控制的日本新干线列车追踪间隔为5 min，法国TGV北部线区间能力甚至达到3 min。
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。
②点式列控系统，如：瑞典EBICAB系统。
点式列控系统接收地面信息不连续，但对列车运行与司机操纵的监督并不间断，因此也有很好的安全防护效能。
（2）按照列车速度防护方式，分为两种类型：①阶梯控制方式出口速度检查方式，如：法国TVM300系统入口速度检查方式，如：日本新干线传统ATC系统②曲线控制方式分级曲线模式，如：法国TVM430系统、速度-距离模式，如：德国LZB系统，日本新干线数字ATC系统（3）按照人机关系来分类，分为两种类型：①设备优先控制的方式。
如：日本新干线ATC系统。
②司机优先控制方式，如：法国TVM300／430系统、德国LZB系统2．阶梯控制方式技术原理每个闭塞分区设计为一个目标速度。
在一个闭塞分区中无论列车在何处都只按照固定的速度判定列车是否超速。
阶梯控制方式可不需要距离信息，只要在停车信号与最高速度间增加若干中间速度信号，即可实现阶梯控制方式。
因此轨道信息量较少，设备相对比较简单，这种传统的控制方式是目前高速铁路最普遍采用的控制方式。
阶梯控制又分为出口速度检查和人口速度检查两种方式。
（1）出口速度检查控制方式法国TGV300系统采用了这种方式，该方式要求列车在闭塞分区内将列车速度降低到目标速度，设备在闭塞分区出口进行检查。
如果列车实际速度未达到目标速度以下则设备自动进行制动。
阶梯控制出口速度检查方式示意图见图7-1-3。
图7-1-3阶梯控制出口速度检查方式示意图TVM300系统是其早期产品，系统构成简单，由于受当时技术条件限制，地对车信息传输容量仅有18个，因此它的速度监控是阶梯式的(见图4 —1)，它只检查列车进入轨道区段的人口速度，不检查出口速度，因此为保证安全，它需要有一个保护区段，这对线路的通过能力有一定的影响，同时这种阶梯监控分段制动的方式也不符合一般列车的连续制动模式。
TVM300系统的速度监督模式曲线如图7-1-4所示。
图7-1-4法国TVM300系统阶梯控制出口速度检查方式示意图TVM300车载设备系统结构如图7-1-5所示。
图7-1-5 TVM300车载设备系统框图TVM300车载设备主要包括连续式信号传感器及接收机、点式信息传感器及接收机、速度传感器及处理单元及速度显示器、音响报警器、制动阀转换开关、辅助表示灯等。
连续式机车信号接收机接收地面连续信息，通过处理给出目标速度和监督速度，同时把来自测速单元的列车实际速度和监督速度进行比较，如果列车实际速度超过监督速度，则控制列车实施制动。
连续式机车信号是车载设备的核心，采用了主备方式的双重结构。
连续式机车信号的接收其主备两套设备完全相同，从感应器、接收机到显示器都是分开的，两套同时工作接收地面信息。
两套设备正常工作时，主备两机的速度控制继电器以并联方式控制制动继电器使之得电，主显示器和主机接通工作，各显示器备机电路断开备用，报警电路只接入主机，当主机或备机发生故障时，不会导致制动继电器失电而自动停车。
但这种概率很小，当主机发生故障时，通过自动转换电路，把备显示器接人备机，报警电路也由主机转到备机；如果备机故障，主机原来的工作状态，主备机均有故障报警；仅主显示器故障时，自动转换电路还在工作，由司机用转换开关手动接通辅助显示器。
测速设备由测速电机和测速单元组成，只采用一个测速电机，但是测速单元为两路，只选择一路输出至机车信号接收器。
设有两路检查工作情况的电路，如果测速电路故障，两路速度相差很大，则发出灯光报警，司机通过开关选择速度较高一路作为安全输出。
法国TGV地面信号传输设备为UM71(或UM2000)型轨道电路。
地面不设信号机，只在闭塞分区分界点处设停车标。
司机驾驶列车完全根据机车信号的速度显示，视机车信号为主体信号。
TVM300每一个闭塞分区内只按照一个允许速度进行控制。
列车的允许速度为本区段的人口速度，即上一区段的目标速度。
机车信号显示器给出的是目标速度，要求列车在区段的出口处必须保持或降低到此速度。
如果司机按照机车显示给出的目标速度运行，速度监督设备不于预司机操作。
当列车速度超过规定的允许速度时，速度监督设备则自动实施制动。
TVM300型设备包括连续式机车信号、点式信息接收设备以及列车速度监督设备。
速度监督设备分为两部分，一部分是测速单元，另一部分为列车制动控制电路。
TVM300型车上设备与UM71轨道电路、地面点式环线系统构成完整的列车运行间隔调整系统，对高速列车运行进行安全防护。
地面发送设备具有18个低频信号(TBF)。
法国TGV实际只使用了14个TBF信号。
此外地面还配有环线点式发送设备，具有14个单频信号，向机车传递“列车进入上行线”、“列车进入下行线”、“绝对停车”、“驶出TVM300控制区段”等信息。
为发挥乘务员责任感及驾驶技巧，法国铁路采用了人控为主，设备起监督作用的控制方式。
出口速度检查方式由于要在列车到达停车信号处(目标速度为零)才检查列车速度是否为零，如果列车速度不是零，设备才进行制动。
由于制动后列车要走行一段距离才能停车，因此停车信号后方要有一段安全防护区。
（2）入口速度检查控制方式日本新干线传统ATC系统采用这种方式，新干线采用速度分级，人口制动，自动缓解的控制方式。
该方式要求列车在闭塞分区人口处接收到目标速度信号后立即以此速度进行检查，一旦列车超速，则进行制动使列车速度降低到目标速度以下。
新干线ATC列车检测采用了有绝缘音频轨道电路。
新干线ATC车载设备与我国普通机车信号不同，它不向司机预告前方地面信号的灯光显示而是给出列车所在区间列车的目标速度。
采用ATC设备后，司机按照机车上的ATC速度信号行车，普通自动闭塞采用的地面信机就不设了。
列车经过的正线、到发线、咽喉区都发送相应的速度信号。