列车运行控制系统
简述列车控制系统组成及各部分的主要功能
简述列车控制系统组成及各部分的主要功能
列车控制系统是指用于控制列车运行的一种系统，它由多个组成部分组成，每个部分都有各自的主要功能。
以下是列车控制系统的主要组成部分及其功能的简要描述：
1. 信号系统：用于控制列车运行的信号系统主要包括信号机、信号灯和信号电路。
信号系统通过发送不同的信号指示列车是否可以行驶、减速或停车，并确保列车之间的安全距离。
2. 列车保护装置：列车保护装置主要用于监测列车的速度、位置和状态，并根据预设的安全规则提供相应的保护措施。
例如，它可以监测列车是否超速、是否存在障碍物等，如果发现异常情况，它会自动触发相应的紧急制动系统。
3. 列车控制中心：列车控制中心是整个列车控制系统的核心部分，它负责收集并处理来自信号系统和列车保护装置的数据，并根据输入的指令控制列车的运行。
列车控制中心还可以提供车辆跟踪、调度管理和通信等功能。
4. 列车驱动系统：列车驱动系统主要负责控制列车的速度和加减速。
它通过控制牵引力或制动力来实现列车的运行控制，并确保列车在不同速度区间内能够平稳运行。
5. 列车通信系统：列车通信系统用于实现列车之间以及列车与地面控制中心之间的通信。
它可以传递列车运行的实时数据、指令和报警信息，以确保信息的及时传递和处理。
6. 列车能量供应系统：列车能量供应系统负责为列车提供动力所需要的能量，例如电力或燃料。
它确保列车能够稳定运行并满足列车运行过程中的能量需求。
列车控制系统主要由信号系统、列车保护装置、列车控制中心、列车驱动系统、列车通信系统和列车能量供应系统等组成。
这些部分协调工作，确保列车的安全运行，并提供对列车运行的实时监测、控制和通信等功能。
列车运行控制系统的组成
列车运行控制系统的组成嘿，朋友们，今天咱们聊聊列车运行控制系统。
这个听起来高大上的东西，其实就是让列车安全、顺畅运行的一套神器。
想象一下，列车在轨道上飞驰，旁边的风呼啸而过，你是不是也觉得有点儿刺激呢？可你知道吗？在这背后，有一整套系统在默默工作，简直像一位无名英雄，值得咱们好好认识一下。
得说说这个系统的“大脑”——列车控制中心。
它就像是一个指挥家，挥动着手中的指挥棒，调度着每一辆列车的行驶。
这里有大屏幕、电脑，还有一群忙碌的工作人员，他们目不转睛地盯着屏幕，随时准备做出反应。
说实话，看着他们那专注的样子，我总觉得像在看一场紧张刺激的比赛，真让人心潮澎湃。
控制中心通过无线通信，实时监控列车的运行状态，确保一切正常，真是了不起。
咱们得聊聊列车的信号系统。
这玩意儿可不能小瞧，它就像是列车行驶中的“红绿灯”。
想象一下，列车在轨道上，遇到信号灯变红，咱们可不能继续前进，得停下，安全第一嘛！信号系统的作用就是确保列车之间的安全距离，避免碰撞。
听起来是不是有点像在玩“过马路”的游戏？不过这里的“过马路”可得小心翼翼，容不得半点马虎。
再说说轨道电路，这可是列车运行的“神经网络”。
它负责检测列车的运行情况，确保每一列车都在规定的轨道上行驶。
就像是人走路时，脚下的地面。
若是有个小坑，咱们可能会摔个狗吃屎，而列车要是跑错了轨道，那可就麻烦大了。
因此，轨道电路的稳定性和可靠性至关重要，得时刻保持最佳状态，绝不能出问题。
还有一项不可或缺的“安全卫士”——制动系统。
这是列车的刹车装置，让列车能够安全停车。
想想你坐过的火车，突然要停下来的时候，那一刹那的感觉，既惊心动魄又让人松了一口气。
制动系统可不是随便的东西，它得经过严格的测试和维护，确保在任何情况下都能及时反应，避免意外发生。
咱们坐上列车的时候，能安心地看窗外的风景，真是离不开这个“小帮手”。
咱们得聊聊列车的自动化控制技术。
随着科技的发展，很多列车已经开始采用自动化系统，减少了人力的干预。
中国列车运行控制系统(CTCS)
CTCSCTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。
CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。
CTCS根据功能要求和设配置划分应用等级，分为0~4级。
1. CTCS概述TDCS是铁路调度指挥信息管理系统，主要完成调度指挥信息的记录、分析、车次号校核、自动报点、正晚点统计、运行图自动绘制、调度命令及计划的下达、行车日志自动生成等功能，换句话说就是原来行车调度员和车站值班员需要用笔记下的东西现在都可以由TDCS自动完成。
中国铁路调度指挥系统参考欧洲ETCS规范，中国逐步形成了自己的CTCS（Chinese Train Control System）标准体系。
如何吸收ETCS规范并结合中国国情更好地再创新，是值得深入研究的课题。
铁路是国民经济的大动脉，是中国社会和经济发展的先行产业，是社会的基础设施，铁路运输部门又是国民经济中的一个重要部门，它肩负着国民经济各种物资运输的重任，对中国社会主义建设事业的发展有着举足轻重的作用。
为了满足国民对铁路运输的要求，进入二十一世纪以后，铁路部门致力于高速铁路和客运专线的建设，并取得了骄人的成绩。
为了适应中国高速铁路、客运专线的迅速发展和保证铁路运输安全的需要，铁道部有关部门研制成功了“CTCS系统”（即：铁路列车控制系统，是Chinese Train Control System的缩写“CTCS”）2. 产生背景由于早期欧洲铁路的列车运行控制系统种类繁多，且各国信号制式复杂、互不兼容，为有效解决各种列车控制系统之间的兼容性问题，保证高速列车在欧洲铁路网内跨线、跨国互通运行，1982年12月欧洲运输部长会议做出决定，就欧洲大陆铁路互联互通中的技术问题寻找解决方案。
2001年欧盟通过立法形式确定ETCS（European Train Control System）为强制性技术规范。
ETCS的主要目标是互通互用、安全高效、降低成本、扩展市场，在规范的设计上融入了欧洲各主要列控系统的功能，制定了比较丰富的互联互通接口。
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—CBTC系统
2. 区域控制器 ZC
ZC接收其控制范围内列车车载设备无线传输的所有列车位置 信息；根据联锁系统报告的信号设备状态信息及所辖区域内轨道 障碍物的位置，为向所辖区域内后续的所有列车计算各自的移动 授权。 ZC同时对线路的临时限速进行管理控制。 ZC还负责对相邻ZC的移动授权请求做出响应，完成列车从一 个区域到另一个区域的交接。
列车定位过程分为两个：列车位置初始化和列车位置信息更新。
➢列车根据检测到第一个无源定位信标作为列车初始位置， 其中检测是通过信标检测列车上的天线位置实现。然后根据 第二个检测的无源定位信标确定列车的行进方向。即列车根 据检测到的两个连续无源定位信标建立列车位置和方向。 ➢列车根据测速测距功能计算出的列车位移，在列车先前建 立的位置基础上持续更新位置。 ➢列车会根据后续检测到的无源定位信标更新校准列车位置。
2. ZC切换原理
当列车正常运行到达当前 受控ZC管辖边界时，如确 认列车满足切换条件，开始 与相邻管辖区的ZC进行信 息交互，当列车越过边界后 将尝试与相邻ZC建立控制 关系，并与运行出清的ZC 解除控制关系。
ZC只能授予列车在其辖 区内活动的权限。当列车 MA延伸到地面ATP边界时， ZC会请求相邻的ZC为该列 车计算MA。
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。
列车运行控制系统的分类
1.按自动化程度分类
列车运行控制系统按自动化程度可分为ATC系统和ATP系统。ATC系统和ATP系统都可以对列车的运行速度进行实时监督，当列车超速时，自动降低列车运行速度，保证行车安全。ATC系统是比ATP系统高一级的列车运行控制系统，它可用来替代司机的部分操作。
2.按人机关系分类
列车运行控制系统按人机关系可分为司机操作优先的速度自动监督系统（人控优先）和设备优先的自动减速系统（机控优先）。人控优先是司机按照模式曲线控制列车速度，设备不干涉司机正常驾驶，只有当列车超速时，设备才会采取有效的减速措施，以确保列车运行安全。设备制动的缓解，必须得到设备允许和司机操作确认。机控优先是设备能够按照模式曲线自动控制列车减速并保证列车运行安全。设备实施常用制动后，一旦满足缓解条件将及时自动缓解。以设备制动优先的列车运行控制系统的另一优点是可以适当缩短列车运行间隔时间，保证列车按时刻表运行。
3.按控制模式分类
列车运行控制系统按控制模式可分为速度码阶梯控制方式和速度-距离模式曲线控制方式。
4.按信息传输通道分类
（1）点式列车运行自动控制系统。点式列车运行自动控制系统在欧洲的干线铁路及城市轨道交通中应用十分广泛。其主要优点是采用了高信息容量的地面应答器，结构简单，安装灵活，可靠性高，价格明显低于连续式列车运行自动控制系统。ETCS1级是典型的点式系统，列车运行速度可达250 km/h。点式列车运行自动控制系统因其主要功能是实现列车的超速防护，所以又称为点式超速防护（点式ATP）系统，它是一种采用点式传递信息，用车载计算机进行信息处理，最后达到列车超速防护目的的系统。点式ATP系统主要由3部分组成：地面应答器、轨旁电子单元（lineside electronic unit，LEU，又称信号接口）及车载设备。点式ATP系统采用无源应答器提供线路数据，采用有源应答器提供行车许可、进路信息和临时限速。采用轨道电路或计轴器进行列车完整性检测，技术成熟，设备简单，容易升级。点式ATP系统的缺点是列车在两个移动授权应答器之间接收不到行车许可信息，影响效率和行车安全。
2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件
2024/1/24
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案例分析：某高铁线路运行控制实践
线路概况
介绍某高铁线路的基本情况，包括线路长度、 设计速度、车站数量等。
控制策略应用
阐述在该高铁线路上应用的列车运行控制策略，包括 基于速度曲线的控制、基于时间间隔的控制和节能优 化控制等。
实施效果评估
对该高铁线路应用上述控制策略后的实际效果 进行评估，包括运行安全性、准点率、能耗降 低等方面的指标。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
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节能优化控制策略
牵引力优化
在保证列车安全、准点运行的前提下，通过优化牵引 力控制策略，降低列车运行能耗。
制动力回收
利用列车制动时产生的能量进行回收再利用，提高能 源利用效率。
空调系统节能控制
根据车厢内外温度和乘客舒适度需求，对空调系统进 行节能控制，减少不必要的能源消耗。
ATC
实现列车自动控制，包括速度控 制、定位、车门控制等。
ATP
确保列车运行安全，防止超速、 碰撞等危险情况。 2024/1/24
ATO
实现列车自动驾驶，减轻驾驶员 负担，提高运行效率。
ATS
监控列车运行状态，提供实时数 据和故障诊断。
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系统架构设计与实现
系统架构设计
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采用分布式架构，实现模块化、可扩展性。
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车载设备与系统架构
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车载设备组成及功能
车载设备主要组成
列车自动控制系统（ATC）
列车自动防护系统（ATP）
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中国列车运行控制系统
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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
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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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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
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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
列车运行控制系统的发展方向课件
列车运行控制系统的历史与发展
历史
列车运行控制系统的发展经历了 从机械控制到电气控制，再到微 机控制和网络化控制的过程。
发展
随着技术的发展，列车运行控制 系统正朝着智能化、自动化、安 全可靠、高效节能的方向发展。
列车运行控制系统的基本组成
列车检测装置
用于检测列车的位置和速度，是列车运行控制系统的核心 组成部分。
ETCS（欧洲列车控制系统）
ETCS是欧洲范围内广泛应用的列车运行控制系统，通过无线通信技术实现列车与地面控制设备的信 号传输，提高了列车运行的安全性和效率。
ATP（自动列车保护系统）
ATP系统在日本新干线中广泛应用，通过自动控制列车速度和制动，确保列车在各种情况下的安全运 行。
国内列车运行控制系统案例
兼容性问题
不同厂商和不同技术之间的兼容性问题，可能导致系统集成和维护的困难，影 响列车的安全和效率。
安全保障与风险防范
安全评估
对列车运行控制系统进行全面的安全评估，确保系统在各种 情况下都能稳定、可靠地运行。
风险防范
建立完善的风险防范机制，对可能出现的故障和事故进行预 测和应对，保障列车运行的安全。
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
列车运行控制系统的未 来发展方向
高度自动化与智能化
01
02
03
列车自动驾驶
通过先进的传感器、雷达 和人工智能技术，实现列 车的自动控制和自动驾驶 ，减少人为操作失误。
智能调度系统
利用大数据和云计算技术 ，实现列车调度的智能化 ，提高列车运行效率和运 输能力。
详细描述
自动驾驶技术利用激光雷达、摄像头、惯性测量单元等传感器，获取列车周围的环境信息，并通过控制系统对列 车进行精确控制。这种技术可以显著提高列车的运行效率和安全性，特别是在恶劣天气或夜晚等复杂环境下，自 动驾驶技术更能发挥其优势。
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。
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
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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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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
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f2
f4
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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。
列车运行控制系统概述
❖ 20世纪90年代后，世界上已有许多国家开发了各 自的列车运行控制系统，以移动闭塞为技术特征 的CBTC系统受到了日益广泛的重视。CBTC系统 是具有发展潜力的列车运行控制系统，正在日趋 完善。目前，该技术已经在20多个国家的城市轨 道交通中使用。
第1章 列车运行控制系统概述
1.2列车运行控制系统概述
❖ 国外列车运行控制系统的发展 ❖ 国内列车运行控制系统的发展
第1章 列车运行控制系统概述
❖ 我国城市轨道交通信号控制系统的发展大致经历 了三个阶段：
1. 初创阶段
2. 过渡阶段
3. 发展阶段
第1章 列车运行控制系统概述
1．初创阶段
❖ 我国的地铁信号系统是随北京地铁兴建而起步 的。1965年7月1日，我国第一条地下铁路—— 北京地铁一期工程动工兴建，1969年10月通车 。根据当时的国情，决定全部设备由国内自己 研制，同时要求设备必须具有较高的技术水平 。信号项目主要为复线自动闭塞（包括机车信 号和自动停车）、调度集中、列车自动驾驶和 继电联锁。通过这几项技术实现行车集中调度 、集中监控和列车运行自动化。
第1章 列车运行控制系统概述
❖ 90年代的城市轨道交通ATC系统采用数字化ATC 技术，以钢轨或轨道间交叉环线作为信息传输 媒体，采用信息编码传送目标速度、目标距离 和轨道电路长度等信息，实现列车与地面之间 的通信，因此列车运行的安全性得到增强，效 率得到提高，效益明显改善。
第1章 列车运行控制系统概述
❖ 第二阶段为电气控制阶段，是以继电器联锁系统 和色灯信号机为代表。
❖ 第三阶段为电子控制阶段，从上个世纪60年代开 始，电子器件和计算机开始应用于列车运行控制 系统之中
第1章 列车运行控制系统概述
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
列车运行控制系统的五个级别是：
1. Level 0：无自动化系统。
所有列车运行功能由乘务员手动控制和监控。
2. Level 1：列车操作员辅助系统（ATO）。
该系统通过自动控制列车的加速、制动和保持列车在规定的速度和距离范围内行驶，但乘务员仍需负责开关门、监控列车运行和应对紧急情况。
3. Level 2：有限度的自动列车控制（GoA2）。
列车在ATS（自动列车监控系统）的控制下自动运行，但乘务员仍需负责开关门和处理紧急情况。
4. Level 3：条件自动列车操作（GoA3）。
列车在ATS的控制下自动运行，乘务员只需负责开关门。
该级别下，列车在特定条件下可完全自主地进行加速和制动。
5. Level 4：高度自动列车操作（GoA4）。
列车在ATS的完全控制下自主运行，乘务员不再需要驾驶员。
该级别下，列车可以应对各种情况，包括紧急情况和列车故障。
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列车运行控制系统2010-03-25 14:52:17| 分类：铁路基础知识| 标签：|字号大中小订阅根据列车在铁路线路上运行的客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方式等状态进行监督、控制和调整的技术装备。
系统包括地面与车载两部分，地面设备产生出列车控制所需要的全部基础数据，例如列车的运行速度、间隔时分等；车载设备通过媒体将地面传来的信号进行信息处理，形成列车速度控制数据及列车制动模式，用来监督或控制列车安全运行。
系统改变了传统的信号控制方式，可以连续、实时地监督列车的运行速度，自动控制列车的制动系统，实现列车的超速防护。
列车控制方式可以由人工驾驶，也可由设备实行自动控制，使列车根据其本身性能条件自动调整追踪间隔，提高线路的通过能力。
新一代铁路信号设备是由列车调度控制系统及列车运行控制系统两大部分组成的。
从技术发展的趋势看是向着数字化、网络化、自动化与智能化的方向发展。
它的作用是保证行车安全、提高运输效率、节省能源、改善员工劳动条件。
发展中的列车控制系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为一体的综合业务管理的自动化系统。
列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的，从初级阶段的机车信号与自动停车装置，发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统。
进入20世纪90年代，世界上已有许多国家开发了各自的列车运行控制系统，其中，在技术上具有代表性且已投入使用的主要有：德国的LZB系统，法国的VM300和TVM430系统，日本新干线的ATC 系统等。
这些系统的共同特点是：可以实现自动连续监督列车运行速度，可靠地防止人为错误操作所造成的恶性事故的发生，保证列车的高速安全运行。
它们之间的主要区别体现在控制方式、制动模式及信息传输等形式方面。
中国近几年来，对国外列车控制系统进行了较深入的研究，对列车控制模式、轨道电路信息传输、轨道电缆信息传输等方面都已取得不少的成果。
在开发过程中，还可借鉴欧洲列车控制系统“功能叠加”、“滚动衔接”的经验，从保证基本安全着手，分步完成并真正达到安全、高效、舒适的目标。
中国列车运行控制系统（CTCS）介绍CTCSCTCS是(Chinese Train Control System)的英文缩写，中文意为中国列车运行控制系统。
ＣＴＣＳ概述CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。
地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络（GSM-R）、列车控制中心（TCT）/无线闭塞中心（RBC）。
其中GSM-R不属于CTCS设备，但是重要组成部分。
应答器是一种能向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息。
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，应采用UM系列轨道电路或数字轨道电路。
无线通信网络（GSM-R）是用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息传输的车地通信系统。
列车控制中心是基于安全计算机的控制系统，它根据地面子系统或来自外部地面系统的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车行车许可命令，并通过车地信息传输系统传输给车载子系统，保证列车控制中心管辖内列车的运行安全。
车载子系统可由以下部分组成：CTCS车载设备、无线系统车载模块。
CTCS车载设备是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统交换信息来控制列车运行。
无线系统车载模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交换。
ＣＴＣＳ应用等级CTCS根据功能要求和设配置划分应用等级分，分为0~4级。
CTCS应用等级0(以下简称L0)：由通用机车信号+列车运行监控装置组成，为既有系统。
CTCS应用等级1(以下简称L1)：由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。
CTCS应用等级2(以下简称L2)：是基于轨道传输信息并采用车-地一体化系统设计的列车运行控制系统。
可实现行指-联锁-列控一体化、区间-车站一体化、通信-信号一体化和机电一体化。
CTCS应用等级3(以下简称L3)：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。
点式设备主要传送定位信息。
CTCS应用等级4(以下简称L4)：是完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。
地面可取消轨道电路，由RBC和车载验证系统共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。
同条线路上可以实现多种应用级别，L2、L3和L4可向下兼容。
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+列车运行监控装置组成，对这一定义，业内尚有不同的看法。
0级到底是在等级内还是在等级外不够明确，目前的通用机车信号尚未能成为主体机车信号，列车运行监控装置尚未能被公认为安全系统，所以称列车运行控制系统还是不够格的，但目前确实在运用，并起着保证安全的作用。
0级的控制模式也是目标距离式，它在既有地面信号设备的基础上，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。
如能在每个进出站口增加点式设备，加强核对地址，就能大大减少逻辑推断地址产生错误的可能性。
日本的数字列车运行控制系统I-ATC就是采取车载信号设备贮存电子电图，通过每一轨道区段的地址编码来调取所需的线路数据，这种方式可以使地-车信息传输的信息的需求量减少。
在欧洲列车控制系统ETCS规范中也不排斥车载信号设备贮存线路数据的方式。
正因为0级尚未成为安全系统，适用于列车最高运行速度为160km/h及以下，一般自动闭塞设计仍按固定闭塞方式进行，采用四显示自动闭塞，信号显示具有分级速度控制的概念，其目标距离式制动曲线可作为参考。
应该说这是一个过渡阶段。
CTCS 1级CTCS 1级由主体机车信号+加强型运行监控装置组成，面向160km/h及以下的区段，在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。
利用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。
1级的控制模式为目标距离式，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。
在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。
1级与0级的差别在于全面提高了系统的安全性，是对0级的全面加强，可称为线路数据全部贮存在车载设备上的列车运行控制系统。
CTCS 2级CTCS 2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控制系统，面向提速干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。
是一种点-连式列车运行控制系统，功能比较齐全和适合国情。
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、限速成和停车信息。
CTCS 2级采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）。
目标距离控制模式根据目标距离、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，采用一次制动方式。
CTCS 2级采取闭塞方式称为准移动闭塞方式，准移动闭塞的追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端，留有一定的安全距离，而后行列车从最高速开始一次制动曲线的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。
目标点相对固定，在同一闭塞分区内不依前行列车的走行而变化，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的。
空间间隔的长度是不固定的，由于要与移动闭塞相区别，所以称为准移动闭塞。
显然其追踪运行间隔要比固定闭塞小一些。
CTCS 3级CTCS 3级是基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统，它可以叠加在既有干线信号系统上。
轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。
无线通信系统实现地-车间连续、双向的信息传输，行车许可由地面列控中心产生，通过无线通信系统传送到车上。
CTCS 3级与2级一样，采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）和准移动闭塞方式。
由于其实现了地-车间连续、双向的信息传输，所以功能更丰富些，实时性更强些。
CTCS 4级CTCS 4级是完全基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统。
由地面无线闭塞中心（RBC）和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。
CTCS 4级采取目标距离控制模式，列车按移动闭塞或虚拟闭塞方式运行。
虚拟闭塞是准移动闭塞的一种特殊方式，它不设轨道占用检查设备，采取无线定位方式来实现列车定位和占用轨道的检查功能，闭塞分区是以计算机技术虚拟设定的。
移动闭塞的追踪目标点是前行列车的尾部，留有一定的安全距离，后行列车从最高速开始制动的计算点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。
目标点是前行列车的尾部，与前行列车的走行和速度有关，是随时变化的，而制动的起始点是随线路参数和列车本身性能不同而变化的。
空间间隔的长度是不固定的，所以称为移动闭塞。
其追踪运行间隔要比准移动闭塞更小一些。
等级对照分析CTCS的应用等级划分，发现有以下两个特点：① 各应用等级均采用目标距离控制模式，采取连续一次制动方式。
这是由于我国的列控系统的应用起步晚，起点高，因此一步就瞄准了比较先进的控制模式。
在我国阶梯式和曲线式分级速度控制都用过，取得了经验，好在并未形成规模，CTCS 推荐采用目标距离控制模式是适宜的，符合国际列控系统的发展趋势。
由于列控系统的控制模式是其主要特征和性能之一，控制模式决定了闭塞方式和列车运行间隔，从而决定了运输能力，所以说除移动闭塞外，各应用等级的主要功能几乎是一样的。
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。
基于国情多信息轨道电路（UM系列18信息）比较成熟，达到国产化程度，所以以它为基础设备之一；欧标应答器通用性强，供货厂商多，也作为基础设备之一；轨道电缆和计轴器不准备推广；数字轨道电路国际上唯有日本用它实现了目标距离控制模式，国内研制尚未成熟，暂不于确定，数字轨道电路的生命力将取决于其国产化程度和进度；无线通信（如GSM-R）欧洲推广，能实现地-车间连续、双向的大信息量传输，有发展趋势，用于高等级列控系统。
线路数据大贮存于车载数据库靠逻辑推算来提取相应数据的方式，用于较低等级列控系统；点式信息设备传输线路数据的方式，增加了线路数据的实时性，用于中等级列控系统，至于采用贮存电子地图和点式信息设备提供闭塞区段地址码的方式将在技术发展中比选；无线通信连续、双向信息传输，有大信息量和实时性的优势，用于高等级列控系统。