高速铁路信号与通信课件

一、高速铁路信号系统
高速铁路信号系统是一套完整的行车安全制式，主要由列车运行控制系统、联锁系 统和行车指挥系统（CTC）构成，其中CTC系统纳入综合调度系统。
列控系统
地面设备
信号室 道旁设备（轨道电路、应答器等）
综合调度系统 计算机联锁系统
车载设备 调度中心
接收线圈 司机台显示器 测速传感器 车载主机控车 逻 车-辑地通信设备查询器
运行管理计算机 表示盘
控制终端设备 通信终端设备
信号室
通信终端设备
车次号核查装置
安全监控设备终端
车辆段、维修基地等—表示终端
信号室
计算机联锁主机 控制盘/控制终端 道旁设备（轨道电路、转辙机等）
信号 其它
地面固定信号 线路标志
安全防护设备 隧道报警设备
一、高速铁路信号系统
高速铁路信号系统具有如下特点 1、取消了传统铁路区间通过信号机，车载速度显示为行车凭证； 2、取，系 统设备分地面设备和车载设备两大部分，均采用先进的数字信号处理技术。 3、车站联锁系统与列车运行控制系统合二为一，实现了列控联锁一体化，节 省了大量软件及接口设备。 4、由于站间距大，采用了区间信号无人看守中继站设备。 5、采用了车次号确认系统。通过点式应答器方式实现了车次号的车对地传输， 解决了以往调度集中系统不能推广使用的主要难题。 6、实现了区间与站内采用同一种制式的一体化轨道电路，实现了信息传输无 “盲区”。 7、采用了计算机系统取代继电方向电路直接控制列车运行方向。
一、高速铁路信号系统
（一）高速铁路列控系统
列控系统是用来实现列车间隔控制和速度控制、保证行车安全和提高运输能力的安 全控制系统，具有线路空闲检测、危及行车安全因素的检测和间隔控制和速度控制功 能。
传统的行车方式是司机按照地面信号驾驶列车，要正确识别、理解信号并及时正确 执行，行车安全由司机保证。列车高速行车时，以地面信号为主的闭塞制式已不可行， 高速铁路采用了列控系统完成闭塞功能，其特点如下：
（一） 高速铁路列控系统---系统的组 ➢成 列控系统包括：地面设备、车载设备。 ➢ 地面设备：提供线路信息、目标距离和进路状态。 ➢ 车载设备：生成目标距离连续速度控制模式曲线。
允许速度曲线 实际速度曲线
（二）高速铁路计算机联锁系统
联锁系统主要是实现道岔、轨道、信号机之间互相制约的联锁关系， 用于车站进路的控制，以保证列车运行及作业安全。计算机联锁系统是 一种新型的车站信号自动控制系统，它以计算机作为主要技术手段实现 铁路车站联锁的要求，从而完成排列进路、锁闭进路、解锁进路，信号 机及道岔控制等任务。
高速铁路各车站及动车段均设有计算机联锁控制系统。计算机联锁与 车站局域网及相关设备共同组成车站综合控制系统。车站综合控制系统 通过光缆与调度中心相联，接受调度中心控制。
（三）高速铁路综合调度系统
综合调度系统设备主要完成列车调度、列车运行计划、动车底调度、 综合维修管理、旅客服务、牵引供电及电力调度、安全监控及系统维护 等主要功能。
➢ 基本功能 ✓ 间隔控制 — 确保追踪列车与前行列车之间必须 保持一定的安全距离 ✓ 速度防护 — 确保列车的运行速度在许可范围内 ✓ 安全防护 — 防止列车无行车许可运行、防止列 车溜逸、防止列车冒进 。
行车许可（MA）：是列车安全运行的行车凭证，包括 线路信息、目标距离等。
（一）高速铁路列控系统—系统组成 列控系统由地面设备和车载设备两大部分组成。
⒈以车载信号作为行车凭证。
⒉向司机提供速度命令。
⒊信号直接控制列车制动。
由此可见，列控系统具备了高速铁路行车所需要的以速度信号代替色灯信号，以车 载信号作为行车凭证，车载信号设备直接控制列车减速或停车这三大安全要求。
（一）高速铁路列控系统---系统的功能
➢ 列控系统是确保列车行车安全、提高运输效率的信 号系统。
300km/h的高速列车制动距离大约为4～6km，远大于一个闭塞分区的长度，为保证 后续列车能在停车点前停车就需要在不同的位置有不同的速度要求，因此列控地面设备 要在不同的闭塞分区产生不同的速度命令。
（3）传递速度命令 在使用轨道电路的条件下一般会将速度命令调制成信号电流传递到钢轨上，列车通 过时利用天线接收钢轨电流信号经过解调、译码再恢复成速度命令。最新型的轨道电路 是数字编码轨道电路，它可以向列车传递27～150比特的一组数据。
行车指挥系统是用来实现行车调度指挥。对于铁路运输，司机不能随 意停、开列车，其操作要服从调度员命令，并使列车严格按照事先制定 的时刻表运行。
铁路列车调度指挥系统TDCS是实现铁路各级运输对列车实行透明指挥、 实时调整、集中控制的现代化信息系统，已成为目前全路运用最广泛的 运输调度指挥设备。
调度集中系统CTC（Centralized Traffic Control）是在TDCS系统功 能的基础上增加了列车及调车进路的自动控制功能。其特点是将信号与 监控列车运行结合起来，在控制中心指挥列车运行。
（一）高速铁路列控系统—系统组成
2、车载设备 车载设备安装在列车上，主要由天线、信号接收单元、速度传感器、制动控制
单元、司机显示器等组成。天线接收地面信号经信号接收单元形成速度命令。制 动控制单元把这些命令与列车实际速度比较，如果列车超速或可以冒进信号(越过 停点)时就产生制动命令强迫列车减速或停车。
高速铁路信号与通信
李俊娥
• 李俊娥,副教授, • 铁道信号与工程系, 铁道信号教研室 • 联系方式:lje94@ • 联系地址：武汉市江夏区藏龙大道特一号，430205
第一部分 高速铁路信号基础知识
• 一、高速铁路信号系统 （一）高速铁路列控系统 （二）高速铁路计算机联锁系统 （三）高速铁路综合调度系统 • 二、列控系统的发展 • 三、列控系统的分类 • 四、列控系统的关键技术
1、地面系统 地面设备安装在车站及沿线，高速铁路站间距大，当站间距超过15～20km时还要在 区间修建无人值守信号中继站。地面设备的主要作用是： （1）检查列车位置 目前最普通的作法是使用轨道电路检查列车。将轨道分成1～2km的小区段称为闭塞分 区。每个闭塞分区只容许一列车存在，闭塞分区有列车时称为“占用”，无列车时称为 “空闭”。当闭塞分区占用时，在其后方产生一个停车信号。 （2）形成速度命令