现代铁路信号控制系统
铁路信号与控制系统概述
1.1 高速铁路信号与控制系统的发展
1.北美的ARES和ATCS
北美的 ARES和
ATCS
全球定位卫星系统定位精确，误差不超过1 m。ARES利用全球定位卫星来绘制实时地图，使司机 能在驾驶室的监视器上清楚地了解列车前方的具体情况，从而解决夜间和雨雾天气条件下的瞭望困 难。ATCS则采用设在地面上的查询应答器（transponder），而不用全球定位卫星。应当指出， ARES和ATCS的功能不限于列车自动驾驶，它们的潜力还很大。计算机可以在30 s内计算出一条铁 路线的最佳运行实时计划，以便随时调整列车运行，达到安全、效率和节能的最佳综合指标。
洲无线EURORADIO（应用等级2、应用等级3）
，以CBTC作为欧洲铁
路列车运行控制系统今后的发展方向。ERTMS/ETCS技术规范具有系统的开放性、互可操作性与互
用性、兼容性和模块化特点。
1.1 高速铁路信号与控制系统的发展
2.ERTMS/ ETCS
ERTMS/ ETCS
ERTMS/ETCS的低等级系统在原有设备的基础上增加一些新的设备（模块），就能方便地升级到更 高的等级，原有的列控车载设备在高等级的系统中可继续使用。欧盟已通过立法，ERTMS/ETCS不 仅是欧洲高速铁路要强制实行的信号技术规范，也要成为欧洲所有需要信号的地方的一个强制实施 标准。目前，除欧洲正在试验适应21世纪铁路需要的ERTMS系统外，美国、印度和澳大利亚正在积 极地对ERTMS的功能和系统进行评估，其他一些国家也表现出对ERTMS的兴趣。
1.1 高速铁路信号与控制系统的发展
1.北美的ARES和ATCS
北美的 ARES和
ATCS
北美的ARES是为了提高铁路运输的安全和效率而研制的两种基本控制系统之一。它采用全球定位 卫星接收器和车载计算机，通过无线通信与地面控制中心连接起来，实现对列车的智能控制。中心 计算机根据线路状态信息、机车计算机报告的本身位置和其他列车状态信息等，随时计算出应采取 的措施，使列车有秩序地行驶，并能控制列车实现最佳的制动效果。
铁路信号控制系统中的故障排除技术解析
铁路信号控制系统中的故障排除技术解析铁路信号控制系统是铁路运输中至关重要的组成部分，它负责确保列车运行安全、有效地管理信号和轨道设备。
然而，由于其复杂的构造和多样化的设备，系统可能会出现各种故障。
故障排除是维持信号系统正常运行的关键，本文将对铁路信号控制系统中常见的故障进行解析，并介绍相应的排除技术。
一、信号机故障排除技术1. 信号显示异常：当信号机显示与列车实际位置不符时，可能是由于信号灯损坏或线路电气故障引起。
技术人员可使用信号测试仪检查信号电路、信号机接线等，修复或更换损坏的信号机。
2. 信号开关失灵：信号开关是控制信号机正常工作的关键。
如果开关失灵，可能会导致信号机无法正确显示。
在排除故障时，技术人员需要检查开关连接及电气线路，修复或更换损坏的开关。
3. 信号机通讯故障：在现代信号系统中，信号机通常与中央控制中心进行通讯。
如果通讯链路中断，信号机将无法接收命令或发送数据。
排除通讯故障的一种方法是使用专业的通讯测试设备检查通讯线路、信号机接口等。
二、轨道电路故障排除技术1. 轨道电路短路：轨道电路短路是铁路信号系统中常见的故障之一。
短路可能会导致信号机误动或不显示信号。
技术人员需要使用测试仪器检查轨道电路的绝缘情况，并修复或替换导致短路的元件。
2. 线路分路故障：铁路信号系统中的线路分路用于分离不同方向上的列车。
如果线路分路存在故障，可能会导致列车误进或误出。
排除线路分路故障的方法包括检查分路开关、分路电缆等，并确保其正常工作。
3. 轨道电路断路：轨道电路断路是另一种常见的故障类型，它可能会导致信号机失效。
技术人员需要使用测试仪器检查断路的位置，并修复或更换受损的线路或元件。
三、设备故障排除技术1. 控制器故障：信号控制器是铁路信号系统中的核心设备，它负责处理信号机的指令。
如果控制器出现故障，可能会导致信号机无法正常工作。
在排除故障时，技术人员需要检查控制器的电源、接线等，并进行修复或更换。
铁路信号系统的发展与展望
无线通信技术
无线通信技术在铁路信号系统中发挥 着重要作用，用于列车控制、调度指 挥、车站作业和旅客服务等多个方面 。
无线通信技术的发展使得铁路信号系 统能够实现快速、可靠和实时的信息 传输，提高了系统的可靠性和安全性 。
人工智能与机器学习在铁路信号系统中的应用
人工智能和机器学习技术在铁路信号系统中的应用正在逐渐普及，例如用于故障诊断、预测维护和智 能调度等方面。
信号设备国产化
中国铁路积极推动信号设备国产 化，自主研发了一系列具有自主 知识产权的信号设备，提高了信 号系统的可靠性和安全性。
国际铁路组织在铁路信号系统发展中的贡献与经验
国际铁路联盟（UIC）
UIC致力于推动全球铁路信号系统的标准化和互通性，促进各国铁路信号系统的协调发展 。
欧洲铁路交通管理（ERTMS）
简单机械装置
随着铁路运输的发展，开始出现了一 些简单的机械装置，如转辙器和道岔 控制器等，用于控制列车运行。
机械信号阶段
机械信号系统
机械信号系统开始出现，通过机械方式显示列车信号，如臂板信号机等。
列车运行监控
机械信号系统开始配备列车运行监控设备，能够对列车进行追踪和记录。
电气化信号阶段
电气化信号系统
铁路信号系统的发展 与展望
contents
目录
• 铁路信号系统概述 • 铁路信号系统的发展历程 • 铁路信号系统的技术进步 • 铁路信号系统的未来展望 • 新一代铁路信号系统的实践与探索
01
铁路信号系统概述
定义与功能
定义
铁路信号系统是用于指挥列车运 行、保证行车安全、提高运输效 率的重要设施。
05
新一代铁路信号系统的 实践与探索
中国铁路信号系统的现代化进程
铁路信号控制系统安全设计与优化
铁路信号控制系统安全设计与优化铁路信号控制系统是铁路行车安全的重要组成部分，它负责实时监控铁路线路的状态和列车的运行情况，控制列车的运行速度和行驶方向，确保列车在安全的速度和距离范围内运行。
现代铁路信号控制系统采用先进的计算机技术、通信技术和控制技术，能够处理大量的数据，并能在非常短的时间内做出决策，从而保证列车的行车安全和运行效率。
本文将从系统设计和优化两个角度，探讨铁路信号控制系统的安全问题和解决方法。
一、系统设计铁路信号控制系统的设计要求是安全、可靠、精准、高效和适应性强。
系统的安全性是首要保障，要求系统在任何情况下都不能对列车的行车安全造成威胁。
系统的可靠性要求系统能够在长期的运行中保持稳定和高效的性能，减少故障和维修成本。
系统的精准性要求系统能够对列车的位置、速度、加速度等信息进行准确的测量和控制，确保列车的运行安全和行车效率。
系统的高效性要求系统能够在短时间内对大量的数据进行处理和分析，实现列车的快速调度和控制。
系统的适应性要求系统能够根据不同的铁路线路和列车的特点进行灵活的调整和优化，提高系统的运行效率和安全性。
铁路信号控制系统的设计涉及到多个方面，包括系统架构、硬件设计、软件设计、通信设计等，其中最重要的是信号设计。
信号设计是决定铁路信号控制系统行车安全和运行效率的关键因素，它需要综合考虑车站位置、信号灯位置、轨道布置和列车速度等因素，设计出符合铁路运输安全标准和技术要求的信号系统。
二、系统优化铁路信号控制系统的优化主要涉及到系统性能、系统安全性和系统可靠性等方面。
系统性能优化主要是指提高系统处理效率和减少系统响应时间，从而提高系统的行车效率和运行速度。
系统安全性优化主要是指提高系统的安全性能，减少事故的发生概率和风险，从而保证列车的行车安全。
系统可靠性优化主要是指提高系统的稳定性和可靠性，减少系统故障和维修成本，从而保证系统长期稳定和高效的运行。
系统性能优化方面，可以采用多种优化策略，例如增加硬件性能、优化算法设计、改进通信技术和增强系统扩展性等。
铁路信号系统讲解材料
通过自动化监控系统实时监测列车运行状态和信号设 备状态，及时发现和处理异常情况。
智能化维护管理
通过智能化维护管理系统实现信号设备的预防性维护 和故障诊断，提高设备维护效率和可靠性。
绿色环保设计理念
能耗优化设计
优化信号设备能耗设计，降低铁路信号系统的 能源消耗。
环保材料使用
优先选择环保材料和可再生能源，减少对环境 的负面影响。
改造后，中国高速铁路运行安全性和 效率得到显著提升，为高铁的快速发
展奠定了坚实基础。
THANKS
感谢观看
城市轨道交通信号系统还包括自动 列车防护系统（ATP）、自动列车 控制系统（ATC）等子系统，确保 列车在规定的速度和安全条件下运 行。
高速铁路信号系统
高速铁路信号系统是保障高速列车安全、高效运行的核心设施， 通过列车控制系统、信号设备等实现列车运行控制、进路排列、 列车追踪等功能。
高速铁路信号系统通常采用基于通信的列车控制系统（CBTC）， 实现列车与地面设备之间的信息交互，提高列车运行效率和安全 性。
信号系统的历史与发展
历史
铁路信号系统的历史可以追溯到19世纪初，随着技术的不断进步，信号系统经历 了从机械信号到电子信号、从模拟信号到数字信号的演变。
发展
现代铁路信号系统正朝着智能化、自动化、安全可靠的方向发展，如基于通信的 列车控制系统（CBTC）已经在许多城市轨道交通中得到应用，未来还将有更多 的新技术应用于铁路信号系统，进一步提高运输效率和安全性。
03
货运铁路信号系统还包括货运调度系统、货运通信系统等子系统，确保列车在 货运条件下安全、高效运行。
特殊环境下的铁路信号系统（山区、沙漠等）
在山区、沙漠等特殊环境下，铁路信号系统需要具备更高的可靠性和适应性，以确保列车的安全和正 常运行。
铁路信号系统规范
铁路信号系统规范铁路作为现代交通运输的重要方式之一，其安全、高效的运行离不开铁路信号系统的精准指挥和规范保障。
铁路信号系统就如同铁路的“眼睛”和“大脑”，指引着列车的运行，确保列车之间保持安全的距离，避免碰撞和冲突，保障旅客的生命财产安全和铁路运输的顺畅。
铁路信号系统涵盖了众多的设备和技术，包括信号机、轨道电路、道岔控制设备、列车运行控制系统等等。
这些设备和技术相互配合，共同构成了一个复杂而又精密的系统。
首先来说信号机，它是铁路信号系统中最直观的部分。
通过不同的颜色和灯光组合，向列车司机传递着各种指令。
比如常见的红色灯光表示停车，绿色灯光表示可以通行，黄色灯光则表示要减速慢行。
信号机的设置位置和显示方式都有着严格的规范，必须要确保司机在足够的距离内能够清晰地看到信号，并且能够准确理解其含义。
轨道电路也是至关重要的一部分。
它能够检测轨道上是否有列车占用，将这一信息及时传递给信号控制系统，从而实现对列车运行的动态监控和指挥。
轨道电路的性能和稳定性直接影响着信号系统的可靠性。
为了保证其正常工作，对于轨道电路的安装、调试和维护都有着详细的规范要求。
比如，轨道电路的绝缘性能要达到一定的标准，以防止电流泄漏和干扰；轨道电路的参数调整要精确，以适应不同的线路条件和列车运行速度。
道岔控制设备则负责控制铁路线路上道岔的转换，引导列车驶向正确的轨道。
道岔的转换必须准确无误，否则可能导致列车脱轨等严重事故。
因此，道岔控制设备的设计、制造和安装都要遵循严格的规范。
在控制方式上，有手动控制和电动控制等多种方式，但无论哪种方式，都必须具备可靠的联锁功能，确保道岔在列车通过之前处于正确的位置，并且不会被误操作。
而列车运行控制系统则是现代铁路信号系统的核心。
它利用先进的技术手段，如计算机技术、通信技术和自动控制技术，实现对列车运行的精确控制和管理。
常见的列车运行控制系统有 CTCS（中国列车运行控制系统）等。
这些系统能够根据列车的位置、速度、线路条件等信息，自动计算出列车的运行许可，并将相关指令发送给列车，使列车能够保持安全的运行间隔和速度。
铁路信号联锁系统的智能化运行与控制
铁路信号联锁系统的智能化运行与控制铁路信号联锁系统的智能化运行与控制已经成为现代铁路系统的发展方向。
为了保证列车运行的安全性，目前全世界范围内绝大多数铁路均采用信号联锁系统来控制各个区段和车辆的行驶。
然而，传统的信号联锁系统具有局限性，例如人为因素造成的故障率高，无法实时监控车辆位置和状态等问题。
因此，智能化铁路信号联锁系统应运而生。
一、智能化铁路信号联锁系统的基础技术基础技术包括传感器技术、信息处理技术、网络通信技术和数据存储技术等方面。
传感器技术主要用于采集车辆的位置和状态信息，信息处理技术则是用于将采集得到的信息进行实时处理和分析，网络通信技术则是用于将信息传输到相关部门和车辆上，并且保证信息传输的实时性和准确性，数据存储技术则是用于长期存储和分析大量的信息数据。
二、智能化信号联锁系统的工作原理智能化信号联锁系统与传统信号联锁系统最大的区别在于其可以实时监测和控制车辆位置和状态。
通过将车辆装备的传感器与系统连接，车辆位置和状态信息可以被传输到系统后台。
系统后台会实时处理和分析这些数据，并且根据车辆位置和状态信息进行联锁操作，控制车辆的行驶。
当车辆发生故障或者信息传输异常时，系统也可以通过实时监测和报警功能来提醒相关部门并及时处理。
三、智能化铁路信号联锁系统的优势智能化信号联锁系统相比传统信号联锁系统具有更优秀的性能和更多的优势。
首先，智能化信号联锁系统可以实现车辆位置和状态的实时监测和控制，大大提高了铁路的安全性和运行效率。
其次，系统可以实现自动排查故障的功能，降低了列车因人为因素出现故障的比例。
此外，智能化信号联锁系统还可以根据车辆的信息实时调整列车的运行速度和节奏，降低了列车的撞车率。
总之，智能化铁路信号联锁系统的普及，不仅可以大大提高铁路的运行效率，保障了列车运行的安全性，同时也为铁路的未来发展提供新的支持。
铁路企业和相关部门应该加大技术研发和投入，加快智能化铁路信号联锁系统的推广，共同推动铁路系统的发展。
现代化铁路信号与联锁系统课件
铁路信号技术对铁路运输的重 要性
铁路信号技术是保障铁路运输安全和运行效率的重要因素，对于提高铁路运 输能力和质量具有重要的影响。
铁路信号技术的应用前景
随着城市轨道交通和高铁等铁路项目的不断建设，铁路信号技术将有更广阔 的应用前景和市场需求。
铁路信号技术的相关职位和技 能要求
从事铁路信号技术工作需要具备相关的工程知识和技能，如电子技术、计算 机技术、自动化控制等。
发展铁路信号系统的必要性
铁路信号系统的发展是为了提高铁路交通的安全性、减少交通事故发生率， 并提供更高效的列车调度和运行控制。
传统信号系统的局限性
传统信号系统存在着信号通过人工操作容易出错、反应速度慢、依赖人工判 断和人工纠错方面的局限性。
现代化信号系统的特点
1 自动化
现代化信号系统采用自动 化技术，提高了信号的准 确性和响应速度。
机电联锁系统的构成和工作原 理
机电联锁系统由信号机、道岔机、电气设备和机电模块等组成，通过联锁和工作原理
电子联锁系统采用电子技术和计算机技术，实现列车运行的安全监测和控制，并具有自动化故障检测和维护功 能。
铁路信号系统的安全要求
铁路信号系统必须符合相关的国家和行业标准，保证列车运行的安全、可靠 和高效。
1
组成部分
信号机、道岔、轨道电路、电气设备、
工作原理
2
通信系统等。
通过感应器、控制器和执行器等部件，
实现列车运行指示和联锁功能。
3
工作模式
自动模式、半自动模式和人工模式。
铁路联锁系统的作用和分类
作用
• 保证列车运行的安全性 • 防止事故和碰撞
分类
• 机电联锁系统 • 电子联锁系统 • 计算机联锁系统
铁路信号系统现代化
• 通过信号设备向列车传递运行信息 • 确保列车在安全、高效的状态下运行
铁路信号系统的发展历程
19世纪中期，英国首次出现 铁路信号，采用人工信号进
行指挥
19世纪末，美 国开始使用电 气信号，实现 信号的远程控 制和自动化
20世纪初，随 着电子技术的 发展，铁路信 号系统逐渐实 现电子化和自
05
铁路信号系统现代化的案例分析
国内外铁路信号系统现代化的成功案例
国外案例：某国外铁路信号系统现代化项目
• 通过计算机技术和通信技术，实现信号系统的远程控制和数据传输 • 提高信号系统的灵活性和适应性，以应对不同线路环境
国内案例：某铁路信号系统现代化改造项目
• 通过采用先进技术和新材料，提高信号系统的性能和可靠性 • 实现信号系统的自动化运行和智能化调度，提高运行效率
铁路信号系统现代化的维护与管理
建立完善的信号系统维护管理体系
• 制定信号系统维护的规章制度和技术标准 • 加强信号系统维护人员的培训和管理，提高维护水平
实现信号系统的实时监测和故障诊断
• 采用传感器技术和智能监测系统，实时监测信号设备的运行状态 • 实现信号系统的故障预警和故障定位，提高设备可靠性
动化
21世纪，铁路 信号系统向智 能化、网络化 方向发展，如 CTCS、ETCS
等
铁路信号系统在现代铁路中的重要性
铁路信号系统是铁路安全运行的核心保障
• 信号系统故障可能导致列车相撞、追 尾等严重事故 • 信号系统的改进和创新对提高铁路安 全性能 键因素
铁路信号系统现代化的建设与改造
设备升级，提高信号系统的现代化水平
• 对现有信号设备进行技术改造和升级换代，提高设备的性能 • 实现信号系统的自动化运行和智能化调度，提高运行效率
铁路信号系统的工作原理
铁路信号系统的工作原理铁路信号系统是确保铁路运输安全和有效的重要组成部分。
它通过使用信号设备和相关技术，实现列车之间的通信和控制，以及列车运行路线的监控和管理。
在本篇文章中，将介绍铁路信号系统的工作原理以及其中涉及的关键技术。
一、铁路信号系统的基本原理铁路信号系统的基本原理是根据列车运行的状态和位置，向驾驶员和列车之间传递必要的信息，以确保列车行驶在正确的轨道上、与其他列车安全地分离，并遵守规定的速度限制。
在铁路信号系统中，有两个关键的组成部分：信号灯和轨道电路。
信号灯用于向驾驶员发送信息，包括行进允许、减速、停车等指示。
轨道电路则通过感应列车的位置和速度，向信号灯提供准确的信息。
二、信号灯的工作原理信号灯是铁路信号系统中最直观和易于理解的部分。
常见的信号灯有红、黄、绿三种颜色。
红色表示停车，黄色表示减速，绿色表示行进允许。
信号灯的工作原理是通过控制灯的亮灭状态，传递不同的指示信息。
当信号灯亮起红灯时，驾驶员必须停车。
当信号灯亮起黄灯时，驾驶员需减速。
当信号灯亮起绿灯时，驾驶员可以行进。
三、轨道电路的工作原理轨道电路是铁路信号系统中的核心技术之一。
它通过铺设在轨道上的电路，实现对列车位置和速度的感应。
轨道电路工作时，将电流传送到轨道上，形成电路闭合。
当列车进入轨道电路的范围，由于列车本身对电流的阻断作用，轨道电路中的电流会受到影响。
通过监测电流的变化，轨道电路可以确定列车的位置和过程中的速度。
四、信号系统中的传输技术除了信号灯和轨道电路外，信号系统中还涉及到信号的传输和控制。
这主要使用了现代的通信和自动化技术。
在铁路信号系统中，常见的传输技术包括有线通信和无线通信。
有线通信利用电缆或光纤传输信号，确保传输的稳定性和可靠性。
无线通信则通过无线电波传输信号，可以在较大范围内实现列车和信号系统的通信。
另外，信号系统中的控制技术也非常重要。
通过集中控制系统，列车运行和信号灯的操作可以得到协调和管理，确保列车之间的安全间隔，以及正确的行进速度。
调研报告铁道信号自动控制
调研报告铁道信号自动控制铁道信号自动控制是铁路运输领域的重要技术之一，其作用是保证列车运行的安全和顺畅。
本次调研将对铁道信号自动控制的原理、技术、应用以及发展趋势进行分析和归纳。
一、铁道信号自动控制的原理和技术铁道信号自动控制是指利用现代化的计算机技术和通信技术，通过对列车位置、速度、方向等信息的实时监测和处理，自动控制信号灯的显示和转换，从而确保列车能够按照预定的规则和时序安全行驶。
在铁道信号自动控制系统中，最基本的技术是位置计算和通信技术。
通过安装在各个车辆上的位置传感器，系统可以实时获取列车的位置信息，并与预设的列车行进规则进行比对，从而确定列车的运行状态。
通信技术则是用来传输和接收位置信息以及指令的载体，常用的通信方式包括固定无线电通信、移动通信等。
在信号灯方面，铁道信号自动控制系统使用的是电子信号灯，它可以根据系统控制的指令进行显示和转换。
与传统的信号灯相比，电子信号灯可以更精确地显示不同的信号状态，并能够根据具体情况进行自动调整。
二、铁道信号自动控制的应用铁道信号自动控制系统在铁路运输中应用广泛，它可以实现列车的自动运行、自动停车等功能，大大提高了列车运行的安全性和效率。
首先，铁道信号自动控制系统可以实现列车的自动运行。
通过系统对列车位置、速度等信息的实时监测和处理，列车可以按照预设的行进规则自动行驶，减少了驾驶员的操作失误，提高了列车运行的安全性。
其次，铁道信号自动控制系统可以实现列车的自动停车。
系统可以通过与车辆位置传感器和信号灯的配合，实现列车在合适的位置和时机上自动停车，避免了在特定区段的超速或遇到紧急情况时的刹车延迟，提高了列车停车的准确性和安全性。
此外，铁道信号自动控制系统还可以实现列车的运行调度和优化。
通过系统对列车位置、速度等信息进行实时监测和处理，可以实现列车的智能调度和管理，避免了因为车辆之间的距离和速度差异导致的紧急制动和加速，提高了列车的运行效率和整体运输能力。
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《现代铁路信号控制系统》学习资料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(ATC)—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(ATC)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1.1.1是列车运行控制系统地面设备原理框图。
图1.1.1 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1.1.2。
图1.1.2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1-1-3。
图1-1-3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1-1-4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1-1-5所示。
图1-1-5 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。