铁路信号基础知识第五讲列控系统的基本概念

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因为制动速度控制曲线是分段给出的，每次只需一个 闭塞分区线路参数。分段曲线式分级速度控制一般制 动速度控制曲线是不连贯和不光滑的，如图 2 所示。
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分级速度控制制动速度曲线也可以利用计算机 技术做成连贯和光滑的，如图 3 中粗虚线所示。但 粗虚线所示的制动速度控制曲线实际上是各闭塞分 区入口速度控制值的连接线，该制动速度控制曲线 不随列车性能和线路参数的变化而变动，具有唯一 性，与目标距离连续式一次速度控制模式曲线不 同，所以，其本质上还归属分级速度控制范围。
CTCS-3 级是基于无线通信 ( 如 GSM-R) 的列 车运行控制系统，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， 行车许可由无线闭塞中心产生，通过无线通信系统 传送到列车上。
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阶梯式分级速度控制，只是对每一个闭塞分区 的入口速度或出口速度进行控制，对列车速度的控 制是不连续的。因此，地对车载所需要的信息量比 较少，如 TVM-300 系统，地对车实时传输 18 个信 息，设备相应简单些。
曲线式分级速度控制根据列车运行的速度分级， 每一个闭塞分区给出一段速度控制曲线，对列车运 行进行速度控制。
C T C S 应用等级 3 ：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。其点式设备主要传送定位信息。
C T C S 应用等级 4 ：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，由无 线闭塞中心（R B C）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。 3.2 CTCS-2级
C T C S -2 级系统中，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。
C T C S -2 级采取目标距离控制模式，采取准移 动闭塞方式。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。 3.3 CTCS-3级
2 列控系统的两大要素
世界各国的列控系统制式很多，评介和识别列 控系统的两大要素 ：一是速度控制模式。速度控制模 式决定了列控系统采用的闭塞制式、列车运行追踪间 隔，体现了列控系统的效能水平，有人会以采用的 闭塞制式冠于列控系统的名称，称为“某某闭塞的 列控系统”；二是车地信息传输方式。车地信息传输 量的大小决定了可能采用的速度控制模式。车地信
1 列控系统的主要功能
列车运行自动控制系统 ATC 就是对列车运行 全过程或一部分作业实现自动控制的系统。
列车运行自动控制系统（简称列控系统）是保 证列车按照空间间隔制运行的技术方法，它是靠控 制列车运行速度的方式来实现的。 1.1 列控系统的基本功能
（1）列控系统的车载信号是列车运行的凭证。 （2）按列车运行安全制动距离，自动调整列车 运行追踪间隔。 （3）防止列车运行速度超过线路允许速度、道 岔侧向规定速度以及列车构造速度，保证列车运行 安全 ；列车运行超速时，由列控设备自动实行减速 或制动停车。 （4）防止列车冒进关闭的禁止信号机（或点）。 （5）监督列车以低于 30 km/h 的速度进行出入 库作业。 （6）与机车自身速度控制系统结合，实现对列 车减速、缓解、加速的自动控制。 （7）与列车调度系统结合，实现对列车的简单 自动驾驶。 （8）由车载测速单元获取列车走行速度和列车 的位置。通过每一个轨道区段分界点或应答器时，列 车的测距系统将校正一次，以提高目标距离的精度。 （9）根据接收的地面中心信息，车载设备进行 实时处理。车载设备应连续向司机显示下列行车内 容 ：目标速度、目标距离、允许速度、实际速度， 以及其他辅助报警显示 ：超速、制动、缓解和故障。
虚拟闭塞
移动闭塞
车地信息传输
多信息轨道电路+ 点式设备
数字轨道电路、或 无线通信、或数字轨道电
多信息轨道电路+点 路、或轨道电缆、或多信 无线通信
式设备
息轨道电路+点式设备
无线通信
轨道占用检查 轨道电路
轨道电路
轨道电路或计轴设备
无线定位、应答器 无线定位、应答器
制动模式图示
列车运行间隔 双红灯防护XL+1L 设为对照值XL
一次连续制动始点可变、 一次连续制动始点 移动闭塞、更小于
小于XL
可变、小于XL
XL
3 中国列车运行控制系统CTCS
3.1 CTCS应用等级 中国列车运行控制系统 C T C S 规范中，根据功
能要求和设备配置划分应用等级，分为 0 ～ 4 级。 C T C S 应用等级 0 ：由通用机车信号 + 列车运
（3）人员和设备防护 ：在施工或发生事故时，通 过局部操作或车站或区段调度所控制，使列控系统发 出各种防护或限速命令，对设备或人员进行安全防护。 1.3 附加功能
（1）根据需要，列控系统控制中心还可对所辖 区间内渡线道岔及中间小站道岔进行控制，实现信 号基础安全设备一体化。
（2）对地面设备状态进行监督管理，存储设备 的故障信息，并将故障和报警信息传送到区段调度 所或车站操作员处。
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铁路通信信号工程技术(RSCE) 2009年12月，第6卷第6期
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息传输方式是列控系统的主要技术特征之一，有人 会以采用的车地信息传输方式冠于列控系统的名称， 称为“基于某某车地信息传输方式的列控系统”。
从速度控制方式角度，列车运行自动控制分为 以下几种模式。
（1）分级速度控制 分级速度控制是以一个闭塞分区为单位，根据列 车运行的速度分级，对列车运行进行速度控制。分级 速度控制系统的列车追踪间隔主要与闭塞分区的划分、 列车性能和速度有关。而闭塞分区的长度是以最坏性 能的列车为依据并结合线路参数来确定的，所以，不 同速度列车混合运行的线路采用这种模式，其能力要 受到较大的影响。分级速度控制又分为阶梯式和分段 曲线式。阶梯式分级速度控制又分为超前式和滞后式。 一个闭塞分区的进入速度称为入口速度，驶离 速度称为出口速度。 超前速度控制方式又称为出口速度控制方式， 给出列车的出口速度值，控制列车不超过出口速度。 以超前对出口速度进行控制，不会冒出闭塞分区。 滞后速度控制方式又称为入口速度控制方式， 给出列车的入口速度值，监控列车在本闭塞分区不超 过给定的入口速度值，采取人控优先的方法，控制列 车不超过下一闭塞分区入口速度值，如图 1 所示。
1.2 其他功能 为保证高速铁路列车的安全运行，设有下列检
测设备和安全防护措施，并纳入列控系统进行统一 管理，构成完整的列车安全运行体系。
（1）环境状况监督 ：强风、雨、雪检测器及立交 处防落物检测器产生的报警信号，传输给车站和区段 调度所。列控系统根据这些信息发出限速或停车指令。
（2）列车状态检测 ：轴温检测器产生的报警信 号传到车站和区段调度所。列控系统根据这些信息 处理 ：通过点式传输，将轴温报警信息传送给列车。
列控设备给出的分段制动速度控制曲线，是根据 每一个闭塞分区的线路参数和列车自身的性能计算而 确定的。闭塞分区的线路参数可以通过地对车信息实时 传输，也可事先在车载信号设备中存储通过核对取得。
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列控设备给出一次连续的制动速度控制曲线，是 根据目标距离、线路参数和列车自身的性能计算而确 定的，线路参数可以通过地对车信息实时传输，也 可以事先在车载信号设备中存储通过核对取得。因为 给出的制动速度控制曲线是一次连续的，需要一个制 动距离内所有的线路参数。地对车信息传输的信息量 相当大，可以通过无线通信、数字轨道电路、轨道电 缆、应答器等传输系统传输。目标距离速度控制的列 车制动的起始点随线路参数和列车本身性能不同而变 化，空间间隔的长度不固定，比较适用于各种不同性 能和速度列车的混合运行，其追踪运行间隔要比分级 速度控制小，减速比较平稳，旅客的适舒度也好些。
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（2）目标距离速度控制 目标距离速度控制采取的制动模式为连续式一 次制动速度控制的方式，根据目标距离、目标速度以 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。连续式一次速度控制模式，若以前 方列车占用的闭塞分区入口为追踪目标点，则为准移 动闭塞 ；若以前方列车的尾部为追踪目标点，则为移 动闭塞。考虑留有适当的安全距离，如图 4 所示。
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铁路信号基础知识
第五讲 列控系统的基本概念
傅世善
（北京全路通信信号研究设计院，北京 100073）
摘要：介绍列控系统的基本概念，包括列控系统的主要功能;评介和识别列控系统的两大要素，即 速度控制模式和车地信息传输方式；中国列车运行控制系统CTCS的应用等级和目前常用的制式。 关键词：列控 功能 要素 系统
C T C S -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，适用于各种提速区段，地面可不设通过信 号机。
CTCS-2 级原本是 CTCS 技术规范中的一个应
用等级，但经铁道部组织专家研究，已形成一种固 定模式，构成一个系统，因为没有为该系统另取名， 就称为 CTCS-2 级系统。
行监控装置组成，为既有系统。 C T C S 应用等级 1 ：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。
C T C S 应用等级 2 ：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 实现行车指挥 - 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。
（3）控制模式的比较 列控系统各种控制模式比较如表 1 所示。
No.6 傅世善：铁路信号基础知识（第五讲）
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表1 列控系统各种控制模式比较表
控制模式
分级速度
目标距离
制动模式
台阶式
分段曲线式
一次连续式
信号显示
速差式
速差式
速度式（连续式）
闭塞制式
固定闭塞
准移动闭塞
C T C S -3 级采取目标距离控制模式和准移动闭 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。
目前，C T C S -3 级系统中已包括了 C T C S -2 功能，起到兼容和备用的作用。
（完） （收稿日期：2009-10-30）
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铁路通信信号工程技术(RSCE) 2009年12月