国外高速铁路列控系统及发展共25页文档
世界 各国 高速铁路 采用的行车控制系统简介
四.高速铁路采用的列车控制系统（法国） 高速铁路采用的列车控制系统（法国）
UM系列轨道电路 UM系列轨道电路
UM71轨道电路根据列车占用情况和线路条件，确定线路的最大允 许速度、临时限速、线路坡度等参数，计算出目标点、目标速度 和坡度，将这些结果编成一个27bits的信息码。 信息码组成如下所示： ① 铁路网编码： 3 bits； ② 目标速度： 8 bits； ③ 目标距离： 6 bits； ④ 线路坡度： 4 bits； ⑤ 编码检测： 6 bits。
四.高速铁路采用的列车控制系统（日本） 高速铁路采用的列车控制系统（日本）
数字ATC系统 数字ATC系统 ATC
采用速度-目标距离控制模式，系统结构为： 地面采用自然衰耗式有绝缘轨道电路： ① 载频：上行采用515、525、535、615、625、635 Hz 下行采用565、575、585、665、675、685 Hz， ② 调制方式采用MSK制式， ③ ATC报文信息量：75 bits（8+58+9）； ④ 向列车传送轨道电路、空闲区间、临时限速等信息； 车载设备采用三重系表决车载计算机： ① 存储线路信息， ② 接收地面传输的有关信息， ③ 计算并生成速度控制曲线； ④ 速度控制曲线与列车速度比较，对超速列车实行自动控制。 数字ATC系统，已于2002年12月东北新干线的盛岗--八户线中采用。
列车运行控制系统在道旁设有控制中心，间隔约15～20公里。
四.高速铁路采用的列车控制系统
车载设备
主要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机控制台显示器、 速度传感器等组成。车载设备根据接收到的地面信息、列车特性，计算 列车制动模式曲线，控制列车运行状态。
司机显示器 信号接收机
制动控制单元
国外高速铁路发展概况
国外高速铁路发展概况
1.1 日本新干线
1 日本高速铁路线路概况
日本高速铁路的发展经历了三个阶段:
第三阶段
（1990年至今）在满足舒适、快捷、安 全、节能、环保要求的同时，在均衡开 发国土和可持续发展方面发挥了积极的 作用。这一阶段不仅要提高既有线和新 干线的速度，还要通过建设越海隧道和 大桥，用铁路把四岛连接起来，形成高 速铁路网。
国外高速铁路发展概况
1.1 日本新干线
2 日本高速铁路运输组织的特点及模式
（2）日本高速铁路运输组织的模式
秋田小型新干线的小町号列车（E3系）在至盛冈前， 与山谷回声号合并运行，从盛冈开始（一部分从仙台开始 ）单独驶入秋田。山形小型新干线的翼号列车(400系)在开 始一段与山谷回声号合并运行，从福岛（一部分从上野） 开始单独驶入山形。日本东北新干线列车开行方案如图1-1 所示。
1.2德国高速铁路
1.德国高速铁路概况
德国高速铁路即城际高速铁路(inter city express， ICE)，它是连接城市，解决人员、货物运输的交通工具， 它将德国国内130多个大小城市连为一体，对人员和信息 的往来与交流，以及经济建设发挥了极其重要的作用。
目前，高速铁路采用的技术有磁悬浮技术和传统的 轮轨技术。
国外高速铁路发展概况
1.1 日本新干线
2 日本高速铁路运输组织的特点及模式
（1）日本高速铁路运输组织的特点
① 密度高
② 速度快
③ 距离近
④ 运量大
⑤ 衔接紧、 换乘好
国外高速铁路发展概况
1.1 日本新干线
2 日本高速铁路运输组织的特点及模式
（2）日本高速铁路运输组织的模式
日本新干线全部是新建的高速铁路，是仅开行高速旅 客列车的客运专线，与既有线走向分开（既有线为窄轨铁 路，其客货列车不能上线运行），采用全高速或全高速-换 乘模式，跨线旅客需要换乘；白天行京为支点， 向其他城市辐射。 ②新干线旅客列车原则上安排在6:00~23:00运行， 其余为夜间施工维修时间。
国内外高速铁路发展概况
第一章绪论一、国外高速铁路的发展二、高速铁路技术经济优势三、我国高速铁路建设与发展高速铁路的定义界定高速铁路有以下几种标准：—1970年日本政府第71号法令中的定义为：列车在主要区间能以200km/h以上速度运行的干线铁路。
—1985年欧洲委员会将高速铁路的最高速度规定为：客运专线300km/h，客货混运线250km/h。
—目前，新建时速250km/h以上，既有线改造时速200km/h以上。
2015-5-233国际上根据铁路线路允许运行的最高时速作以下划分:常速铁路100～120km/h中速铁路120～160km/h 快速（准高速）铁路160～200km/h高速铁路200km/h(既有线改造)～400km/h250km/h(新建线)～400km/h超高速铁路> 400km/h铁路速度的分档普速铁路发展高速铁路的意义经济效益：直接经济效益、间接经济效益社会效益：旅行时间的节约、环保、能耗等2015-5-235一、国外高速铁路的发展2015-5-2361.世界高速铁路的发展阶段1964年，日本建成世界上第一条高速铁路东海道新干线（线路设计允许最高速度240km/h，列车实际运行最高速度210km/h），至今已有50余年的历史。
据近年统计，目前世界上除我国外，其他有近20个国家建成或在建高速铁路1万多km。
世界高速铁路的发展，大体经历了三个阶段：第一阶段：从20世纪60年代至80年代末，为高速铁路发展初期，以日本为首，相继研究修建高速铁路的国家有法国、意大利、德国等，建成高速铁路近3000 km。
第二阶段：从20世纪80年代末至90年代中期，在欧洲形成修建高速铁路的热潮，修建高速铁路的国家扩展到西班牙、比利时、荷兰、瑞典和英国等。
西班牙引进了法、德两国技术，建成了马德里至塞塞维利亚高速铁路，全长471km。
瑞典通过改造线路开行X2000摆式列车实现高速运输。
这一时期建成高速铁路约1500km。
第三阶段：为20世纪90年代后期至现在，研究修建高速铁路的国家又迅速扩展，有人称其为第三次浪潮，正在修建和规划修建高速铁路的国家和地区达20多个，北美、澳洲、亚洲及整个欧洲出现“铁路复兴运动”，美国、加拿大、印度、俄罗斯、捷克等国都积极筹建高速铁路，有些国家和地区已形成高速铁路网。
国外高速铁路建设及发展趋势
橡胶垫层 泡沫聚乙烯 防振 Ｇ 型
３２
２００７．０３ （ 上半月刊）
２４０ ２４０
ｔｒａｃｋ ｃｅｎｔｅｒ ｌｉｎｅ
轨枕 Ｂ ３５５．３ Ｗ６０Ｍ 距离 ６５０ｍｍ
２８００ ２５０９
ＵＩＣ６０ 轨道 轨道扣件系统 ＶＯＳＳＩＯＨ３００
１∶８
ＴＯＲ＝ ± ０．００ －４９３
超高混凝土 横向钢筋 ¿２０，ａ＝６５０
根据 １９７０ 年 ５ 月日本７ １ 法令， 列车在主要区间以 ２００ｋｍ／ｈ 以上 速度运行，可以被称为高速铁路。 根据 １９８５ 年 ５ 月联合国欧经会的 标准，客运专线３００ｋｍ／ｈ ，客货混 线 ２５０ｋｍ／ｈ 可以被称高速铁路。 国际铁路联盟（ Ｕ Ｉ Ｃ ） 给出的标准是 新线 ２ ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 以上，既有线改造 ２００ｋｍ／ｈ 以上。目前，国际上公认 列车最高运行速度达到 ２００ｋｍ／ｈ 及 以上的铁路叫作高速铁路。 ２．２ 世界高速铁路的发展
技术创新成为世界铁路复苏的 重要动力。自 ２０ 世纪中后期，铁路 行业开始复苏。在世界范围内，以信 息技术和高速技术为龙头，带动了 铁路整体技术的迅猛发展，使铁路 这一传统产业面貌焕然一新，铁路 市场竞争能力大大提高。
２ 世界高速铁路概况
２．１ 高速铁路的出现 １９６４ 年 １０ 月 １ 日，世界第一条
ＴＧＶ 动车组试验速度达到５１５．３ｋｍ／ｈ。 高速铁路设计速度为２００ｋｍ／ｈ 以上， 日、法、德、意等技术原创国，高速 实际运行速度为２１０ｋｍ／ｈ，近期运行 列车运行速度都达 ３００ｋｍ／ｈ，最高达 速度已提高到 ２７０ｋｍ／ｈ 以上。法国 ３２０ｋｍ／ｈ，３５０ｋｍ／ｈ 动车组正在研制。 早期高速铁路设计速度为 ３００ｋｍ／ｈ，
现在铁路发展模式形成了 ３ 种 类型（见图 １），包括： 客运型，以日 本铁路为代表； 货运型，以美国铁 路为代表，还有加拿大、南非等； 客 货并举型，有俄罗斯、中国、印度及 欧洲铁路等。其中，旅客运输正向高 速、便捷、舒适化方向发展，而货物
国内外高速铁路发展概述
速
项目
铁
国内外高速铁路发展概述
路
1.1 国外高速铁路概况
1.世界高速铁路的发展建设高潮
世界高速铁 路的发展建
设高潮
自日本东海道新干线开通以来，法国、德国、日本、西班牙、意大利、比利时、英国、瑞典、丹 麦和韩国等国家都已拥有高速铁路，还有多个国家正在修建高速铁路。回顾世界高速铁路的发展 历史，可以看到高速铁路经历了3次主要的建设高潮。
1.1 国外高速铁路概况
1.世界高速铁路的发展建设高潮
世界高速铁 路的发展建
设高潮
日本新干线的成功建设给欧洲国家以巨大冲击，各国纷纷修建高速铁路。1981年，法国高速铁路 （TGV）在巴黎和里昂之间开通，如今已形成以巴黎为中心、辐射法国各城市及周边国家的铁路 网络。此后，德国开发了高速铁路系统，意大利修建了罗马—佛罗伦萨线。1986年，意大利政府 批准了交通运输发展规划纲要，计划修建横连东西、纵贯南北、长达1 230 km的T形高速铁路网 。
1.1 国外高速铁路概况
1.世界高速铁路的发展建设高潮
世界高速铁 路的发展建
设高潮
欧洲国家大规模地修建本国或跨国界高速铁路，逐步形成了欧洲高速铁路网络。1991年，欧洲议 会批准了泛欧高速铁路网规划中提出的在各国边境地区实施15个关键项目，有助于实现各个国家 独立高速线之间的联网。1994年开通的英吉利海峡隧道把法国与英国连接在一起，开创了第一条 高速铁路国际连接线。1997年，从巴黎开出的“欧洲之星”又将法国、比利时、荷兰和德国连接 在一起。
1.1 国外高速铁路概况
1.世界高速铁路的发展建设高潮
世界高速铁 路的发展建
设高潮
（3）第三次建设高潮（20世纪90年代后期至今）。1998年10月在德国柏林召开的第三次世界高 速铁路大会，将当前高速铁路的发展定为世界高速铁路发展的第三次高潮。欧洲各国、亚洲（韩 国、中国）、北美洲（美国）、澳洲（澳大利亚）也都掀起了建设高速铁路的新热潮。
国外主流高速铁路运营调度系统
思考与练习
1.填空题 （1）高速铁路运营调度系统是高速铁路运输管理和列车运行控制的_____，是高速铁路高 新技术的集中体现，是高速铁路运营管理现代化、自动化、安全高效的标志，是为乘客提供 _____的窗口。 （2）高速铁路开行的主要是_____的旅客列车。 2. 简答题 （1）简述法国高速铁路调度指挥管理模式的特点。 （2）简述德国高速铁路运营调度的特点。 （3）简述日本新干线调度指挥系统的特点。
控制中心根据列车运行、沿线行车设备状态及维修作业情况的实施信息，按照列车运行计划， 集中控制管辖区段列车运行，在设备发生故障时，各车站可以进行本地操作。法国高速线基本上是 一条线设1个控制中心。东南高速线，在巴黎和里昂分别设1个CTC中心，行政上归分局调度中心领 导。大西洋线在巴黎设1个CTC中心，北方线在里尔设1个CTC中心，地中海线在马赛设1个CTC中 心，行政上归所属的车务段领导。法国高速铁路CTC中心的操控技术有很大差别，有PRS、PRCI和 MISTRAL，目前最先进的是地中海线马赛CTC中心的 MISTRAL系统。
1. 新干线调度指挥系统
新干线调 既有线独立的调度指挥系统。日本新干线分线路设置了调度中 心，它充分考虑了高速行车所伴随的高风险性及行车安全对调度系统的依赖性，突出了安全的重要 地位，并充分考虑了高速客流有效利用时间的强烈愿望，把正点作为工作核心；从广义运输系统概 念出发，构建集各种功能为一体且总体功能强大的综合调度系统。综合调度系统除传统系统所包含 的全部业务外，还设置了线路的管理、维修、保养，供电系统的监视、遥控，通信信号系统的监控 、检修，灾害的预报、预警，事故抢修等业务。
调
度
系
统
在法兰克福调度指挥中心和7个调度所，路网公司、长途客运公司和货运公司的调度人员均 在一起进行合署办公。路网、客运和货运调度均实行三级管理，调度人员实行两班倒，每班 工作12 h。其高速铁路没有专门另建调度中心，而是纳入所在区域的既有调度系统，以利于 高速列车与既有列车的跨线运行。联邦铁路公司采用三级调度管理方式。
国外高速铁路列控系统及发展-资料27页PPT
国外高速铁路列控系统及发展-资料
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
国外高速铁路发展概况
国外高速铁路发展概况
1.1 日本新干线
2 日本高速铁路运输组织的特点及模式
（2）日本高速铁路运输组织的模式
秋田小型新干线的小町号列车（E3系）在至盛冈前， 与山谷回声号合并运行，从盛冈开始（一部分从仙台开始 ）单独驶入秋田。山形小型新干线的翼号列车(400系)在开 始一段与山谷回声号合并运行，从福岛（一部分从上野） 开始单独驶入山形。日本东北新干线列车开行方案如图1-1 所示。
国外高速铁路发展概况
1.1 日本新干线
2 日本高速铁路运输组织的特点及模式
（2）日本高速铁路运输组织的模式
新干线列车运行速度不断提高，如从1964年刚建成时 的210 km/h，到1975年山阳新干线通车营业时的270 km/h； 从1985年东北新干线通车营业时的240 km/h，到1997年长野 新干线通车营业时的260 km/h。列车追踪间隔时间最小可达 3 min，因而通过能力大，平行运行图通过能力可达400～ 600列/天。
国外高速铁路发展概况
1.1 日本新干线
1 日本高速铁路线路概况
日本高速铁路的发展经历了三个阶段:
第一阶段 第二阶段
（1964—1983 年）在人口稠密的地区修建高 速铁路，如东海道新干线和山阳新干线等。
（1983—1990年）以开发沿线地区经济为目的， 在人口较少的地区修建高速铁路。高速铁路的 功能从简单地缓和运输紧张扩展到拉动地区的 经济发展，如东北新干线和上越新干线。
1.2德国高速铁路
（1）高优先级铁路 网络（10 000 km）
（3）区域间的铁路 网络（16 500 km）
3.德国铁路网的组成
（2）高性能铁路网 络（10 000 km）
国外高速铁路发展概况
CTCS中国铁路列车控制系统
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与车站联锁系统联接（Q口）
➢获得车站进路和相关实时信息，包括进站、出站、通过、进路、股道号、信号机 开放等； ➢根据需要，输出进站或进路信号机点黄灯、接近区段轨道电路发黄码控制条件， 由联锁完成控制及驱动； ➢对于站型简单、在保证安全控车的前提下，Q口可考虑简化处理。对进站能区分 进站信号机、正线通过、道岔直向或侧向接车，对出站能区分是正向还是反向发车 。
面向提速干线、高 速新线或特殊线路
面向高速新线或特 殊线路
7
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CTCS总体结构
列车
机车乘务员
输入模块
测速模块入模 块
点式信息接收 模块
输出模块
车载安全计算机
连续信息接收 模块
人机界面 jiemian 口
运行管理 记录单元
设备维护 记录单元
无线通信模块
车载设备
点式 设备
轨道 电路
无线通信模 块
X X X
模式曲线速度控制
X
X
√
√
√
轨道电路
√信息传输主体
√信息传输主体
√信息传输主体
√
X
GPS定位
X
X
X
X
√
点式设备
X
√
√
√
√
列控中心
X
X
√
√
√
无线闭塞中心（RBC）
X
X
X
√
√
无线通信（GSM-R）
X
X
X
√
√
地面信号
适用范围
√ 既有线现状
√（X）
√（X）
X（√）
X
面向160km/h以下的 区段
第3章 国外高速铁路
德国西门子集团（SIEMENS AG）
• 西门子股份公司是世界最大的机电类公司之一， 1847年由维尔纳· 西门子建立。2008年，公司在全 冯· 球拥有大约480000名雇员，实现销售额1180亿美 元。司的业务主要集中于6大领域：信息和通讯、自 动化和控制、电力、交通、医疗系统和照明。西门子 集团与铁路相关的部分是西门子交通运输系统 （Siemens Transportation Systems（STS）） • 西门子与株电、株所于1999年合资成立株洲西门子 牵引设备有限公司， 2005年11月，与唐山厂签署了 CRH3型高速列车技术转让协议。 • 视频
• 2.电流制式和信号系统多样化，线路适应性强 • 3.编组较小，定员较少 • 4.安全性好，乘坐舒适
• •
ICE全称为InterCityExpress，即城际快车。 德国传统铁路营运时速原来就有200km/h， 1991年，随着汉诺威－乌兹堡（全长327km） 和曼海姆－斯图加特（全长107km）高速铁路 的竣工，ICE高速列车开始投入商业运营，其最 高营运时速可达280km/h。
编组 最高运行速度/ （km/h） 起动加速度/ （m/s2） 受电弓数量/个 轴重/t 牵引传动比 电动机/（kW/台） 电力电子元件 制动方式
12M4T
10M6T
16M
12M4T
14M2T
230 1.6 3 15 2.41 直流 230 晶闸管 电阻＋空气 ＋涡 流
270 1.6 2 11.4 2.96 交流 300 GTO 再生＋涡流 ＋空气
300 1.6 2 11.4 2.79 交流 285 GTO 再生＋空气
285 2.0 2 11.4 2.96 交流 275 IGBT 再生＋涡流 ＋空气
高铁CTCS系统详细介绍
第一章列车运行控制系统在国内外发展现状近年来随着人工智能技术，计算机及其相关技术的飞速发展，世界各国都开始了用高新技术改造传统铁路运输模式的研究，目的在于提高铁路运输效率，增强铁路运营安全，提高服务质量，减少环境污染。
如作为欧洲21世纪干线铁路总统解决方案的欧洲铁路运输管理系统ERTMS，法国铁路的连续实时追踪自动化系统ASTREE，日本新干线的列车运营管理系统COMTRAC和COSMOS,北美的先进列车控制系统A TCS，列车间隔控制系统PTS和PTC，美国旧金山港湾铁路的先进列车控制系统AATC，日本的新一代列车控制系统ATACS 及计算机和无线电辅助列车控制系统CARA T等。
其中代表世界先进水平的高速铁路列控系统的如德国LZB系统：采用轨道环线电缆传送列控信息；日本DS-ATC系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控信息；法国UM2000+TVM430系统：采用无绝缘数字轨道电路传送列控信息（分级控制）；但以上三种高速列控系统均采用大量专有技术，相互间不兼容，技术平台不开放。
欧洲ETCS系统：为实现欧洲铁路互联互通，欧盟组织确定了适用于高速铁路列控的标准体系，技术平台开放；基于GSM-R无线传输方式的ETCS2系统，技术先进，并已投入商业运营；欧洲正在建设和规划的高速铁路均采用ETCS列控系统，是未来高速列车控制系统的发展方向。
我国铁路地域广大、列车种类繁多、提速以后线路允许速度不统一，同为绿灯却有多种速度含义。
另外，我国铁路行车主要特点是客货混跑、高低速列车共线运行，这样必然要求客货列车均需装备ATP，从而使得我国发展ATP的难度明显大于国外。
我国铁路实行以地面信号为主、以机车信号为辅的行车方式，对列车运行实行开环控制，依靠司机严守信号保证行车安全。
因此，习惯于现有机车信号＋监控装置的控车模式。
目前，机车普遍安装的通用机车信号未达到主体化的水平。
机车信号基于轨道电路和站内电码化，但轨道电路制式繁多，有的根本不能满足“主体化”的要求，将面临淘汰。
国外列车控制
国外列车控制列车控制系统的目的是保证列车安全可靠和高效率地运行。
传统的列车控制系统以车站联锁设备为核心，控制命令从行车调度中心发出，经车站联锁设备检查其正确性，然后排列所需进路，进行安全防护。
为实现这种防护，要对道岔进行锁闭，防止侧面行车冲突，排除进路的故障。
随后，行车调度员的行车指令以及进路的允许速度由车站联锁设备通过地面信号显示传达给列车。
列车司机通过了望，得到从车站联锁设备发出的行车命令。
所以，列车运行的安全由车站联锁设备和列车司机共同承担。
如果司机不注意地面信号，或当列车高速运行时误认地面信号，就会造成车毁人亡的事故。
列车控制系统是列车安全运行的系统。
在日本铁路是指“自动列车停止装置A TS”(Automatic Train Stop)和“自动列车控制装置ATC" (Automatic Train Control），将A TS与ATC 两者分开。
但在欧美国家多采用把二者都包含在内的“自动列车防护装置ATP”(Automatic Train Protection）和欧洲列车控制系统ETCS(European Train Control System)。
1、欧洲列车控制系统在上世纪80-90年代，欧洲各国铁路纷纷开发出多种不同性能的速度监督系统或列车自动控制系统。
欧洲各国铁路采用不同的信号制式，存在多种列车控制系统，过境运输列车必须装备多套设备，在过境运行时切换。
这种不兼容的状态，使列车运行速度受到限制，也给司机增加了操作困难，极大地影响了欧洲铁路网的统一。
欧盟和欧洲铁路界希望通过标准化的系统，解决欧洲铁路互联互通的运营问题。
近十多年来，一个以铁路专用移动通信网GSM-R（英文Global System Mobile Devoted To Railway的缩写）为平台，欧洲点式应答器为列车定位手段的欧洲列车控制系统（英文缩写ETCS，全称European Train Control System），在各方面的努力下己经取得了决定性进展。