1、高速鐵路概論1高速鐵路概論高速鐵路概論課程內容安排課程內容安排 第一講：第一講：高速鐵路概述高速鐵路概述 第二講：第二講：高速鐵路基礎設施與車站高速鐵路基礎設施與車站 第三講：第三講：高速鐵路牽引供電、車輛動力與車輛高速鐵路牽引供電、車輛動力與車輛 第四講：第四講：高速列車信號、控制系統、通信系統高速列車信號、控制系統、通信系統 第五講：第五講：高速鐵路運輸組織與高速鐵路客運服務高速鐵路運輸組織與高速鐵路客運服務 第六講：第六講：高速鐵路運用安全保障與環保高速鐵路運用安全保障與環保 復習復習 考試考試2第四講：第四講：高速列車信號、控制系統、通信系統高速列車信號、控制系統、通信系統 主要內容主

2、要內容 第一章第一章 高速列車信號與控制系統高速列車信號與控制系統 第二章第二章 高速鐵路通信系統高速鐵路通信系統3第四講：第四講：高速列車信號、控制系統、通信系統高速列車信號、控制系統、通信系統 第一章第一章 高速列車信號與控制系統高速列車信號與控制系統 1.1 1.1 概述概述 1.2 1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃 1.3 1.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制 1.4 1.4 高速列車進路控制高速列車進路控制 1.5 1.5 調度集中及行車指揮自動化調度集中及行車指揮自動化41.1 概述概述 高速鐵路信號與控制系統，通常被稱為高速鐵路信號與控制系

3、統，通常被稱為基于通信基于通信的列車控制系統的列車控制系統（ Communication Based Train Communication Based Train Control SystemControl System，CBTCCBTC），或），或先進列車控制系統先進列車控制系統（Advanced Train Control SystemAdvanced Train Control System，ATCS ATCS ）。）。 高速鐵路信號與控制系統是集高速鐵路信號與控制系統是集計算機技術、通信計算機技術、通信技術和控制技術技術和控制技術于一體的綜合控制與管理于一體的綜合控制與管理自動化自動

4、化系統系統。5_1.1 概述概述鐵路信號和通信系統的發展方向鐵路信號和通信系統的發展方向 發展方向發展方向 1 1）軟硬軟硬件件不斷升級換不斷升級換。安全性、可靠安全性、可靠性性、可用、可用性和可維護性逐步提高性和可維護性逐步提高； 2 2）向綜合自動化、人機對話、全面提高運輸向綜合自動化、人機對話、全面提高運輸 質量和路網運輸能力質量和路網運輸能力方向發展。方向發展。6_1.1 概述概述高速鐵路信號與控制系統的組成高速鐵路信號與控制系統的組成 列車運行控制子系統列車運行控制子系統 車站聯鎖子系統車站聯鎖子系統 調度集中子系統調度集中子系統 附屬子系統（診斷與服務子系統、微機監測子系附屬子系統

5、（診斷與服務子系統、微機監測子系統、災害信息處理子系統、通信網絡子系統等）統、災害信息處理子系統、通信網絡子系統等）7_1.1 概述概述高速鐵路信號與控制系統的組成高速鐵路信號與控制系統的組成 列車運行控制子系統列車運行控制子系統 根據車站進路、前行列車位置、安全追蹤間隔等根據車站進路、前行列車位置、安全追蹤間隔等向后續列車提供行車許可、速度目標值等信息，向后續列車提供行車許可、速度目標值等信息，由車載列控設備對列車速度實施監督和控制。由車載列控設備對列車速度實施監督和控制。 車站聯鎖子系統車站聯鎖子系統 根據計劃實時建立各列車安全進路，為列車提供根據計劃實時建立各列車安全進路，為列車提供進、

6、出站及站內行車的安全進路。進、出站及站內行車的安全進路。 調度集中子系統調度集中子系統 根據列車基本運行圖所制定的日、班計劃和列車根據列車基本運行圖所制定的日、班計劃和列車運行正、晚點情況，編制各階段計劃，并下達給運行正、晚點情況，編制各階段計劃，并下達給各個車站連鎖系統。各個車站連鎖系統。81.1 概述概述高速鐵路信號與控制系統的主要特點高速鐵路信號與控制系統的主要特點（1 1）采用列車運行自動控制系統（采用列車運行自動控制系統（ATCSATCS）。）。（2 2）高速鐵路都建有調度中心。高速鐵路都建有調度中心。（3 3）在各車站及區間信號室附近設置車次號核查等列車在各車站及區間信號室附近設置

7、車次號核查等列車- -地地面信息傳遞設備（面信息傳遞設備（TIPBTIPB）。）。（4 4）車站采用計算機聯鎖（車站采用計算機聯鎖（CICI）和大號碼道岔，道岔轉換）和大號碼道岔，道岔轉換采用多臺轉轍機多點牽引。采用多臺轉轍機多點牽引。（5 5）重視安全防護。）重視安全防護。（6 6）通信信號一體化在高速鐵路得到充分體現。）通信信號一體化在高速鐵路得到充分體現。（7 7）高速列車運行中不允許線路上進行施工及維修作業。）高速列車運行中不允許線路上進行施工及維修作業。9_1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃代表世界先進水平的高速鐵路列控系統代表世界先進水平的高速鐵路列控系統德國德國LZ

8、BLZB系統系統：采用軌道環線電纜傳送列控信息；：采用軌道環線電纜傳送列控信息；日本日本DS-ATCDS-ATC系統系統：采用有絕緣的數字軌道電路傳送列控：采用有絕緣的數字軌道電路傳送列控信息；信息；法國法國UM2000+TVM430UM2000+TVM430系統系統：采用無絕緣數字軌道電路傳送：采用無絕緣數字軌道電路傳送列控信息（分級控制）。列控信息（分級控制）。歐洲歐洲ETCSETCS系統系統：為實現歐洲鐵路互聯互通，歐盟組織確：為實現歐洲鐵路互聯互通，歐盟組織確定了適用于高速鐵路列控的標準體系，技術平臺開放；基定了適用于高速鐵路列控的標準體系，技術平臺開放；基于于GSM-RGSM-R無線

9、傳輸方式的無線傳輸方式的ETCS2ETCS2系統，技術先進，并已投入系統，技術先進，并已投入商業運營。商業運營。歐洲正在建設和規劃的高速鐵路均采用歐洲正在建設和規劃的高速鐵路均采用ETCSETCS列控系統，是列控系統，是未來高速列車控制系統的發展方向未來高速列車控制系統的發展方向。10_1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃歐洲鐵路控制系統歐洲鐵路控制系統 ERTMS：即歐洲鐵路運輸管理系統：即歐洲鐵路運輸管理系統(EUROPEAN RAIL TRAFFIC MANAGEMENT SYSTEM / EUROPEAN TRAIN CONTROL SYSTEM). 11ERTMS/ETC

10、SERTMS/ETCS（歐洲鐵路控制系統（歐洲鐵路控制系統) )GSM-R GSM-R （鐵路專用全球移動通信系統（鐵路專用全球移動通信系統 ）ERTMS ERTMS/ETMSERTMS/ETMS（歐洲鐵路交通管理系統）（歐洲鐵路交通管理系統）1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃ETCS系統結構系統結構12相鄰列控中心相鄰列控中心車載設備車載設備機車乘務員機車乘務員軌道軌道電路電路列控中心列控中心聯鎖設備聯鎖設備點式點式設備設備無線通信模無線通信模塊塊人機界面人機界面jiemian 口口輸出模塊輸出模塊列車列車輸入模塊輸入模塊點式信息接收點式信息接收模塊模塊測速模塊入模測速模塊入模

11、塊塊地面設備地面設備連續信息接收連續信息接收模塊模塊無線通信模塊無線通信模塊調度集中系統調度集中系統維護管理中心維護管理中心GSM-R設備維護設備維護記錄單元記錄單元運行管理運行管理記錄單元記錄單元車載安全計算機車載安全計算機1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃ETCS技術規范的核心技術規范的核心 采用目標距離（采用目標距離（Distance to go )Distance to go )控制方式控制方式 以應答器（以應答器（EUROBALISEEUROBALISE）作為列車定位修正基）作為列車定位修正基準；準； 以以GSM-RGSM-R為車地連續信息傳輸為車地連續信息傳輸 規范車

12、地信息間的信息傳輸電氣接口及編碼，規范車地信息間的信息傳輸電氣接口及編碼，以實現互聯互通。以實現互聯互通。13ETCS技術核心設備（1）：采用符合歐洲標準的應答器采用符合歐洲標準的應答器 EurabaliseETCS技術核心設備（2） 車載設備采用符合歐洲安全標準的安全計算機EVCEB, SBDMI155Niveau 2STM STBYSRAnnonce Niveau 1Niveau 1Annonce Niveau2Connexion RBC OK050100150200300250350400安全計算機安全計算機BTM速度傳感器速度傳感器LKJ050150200300250350400050

13、150200300250350400列車接列車接口單元口單元歐 洲 應 答歐 洲 應 答器天線器天線軌道電路軌道電路 傳感器傳感器繼電器接繼電器接口口STM標準化的人機界面歐洲車載設備STMJRUTrain interfaceGSMRmobileGSM antennasTrain BusRadarsEVCBTMANTENNAGeneratorstachometerCaptatoriRSCDMIDATASHACKSoMDATASHACKSoMAREA SCMTSCMTSCMTSCMTSCMT130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC13

14、0100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150AC130100RVVMSV150ACAreaSTMRSC pick-upsBACC DMIETCS技術核心設備（3）：無線閉塞中心RBC:Radio Block Centre1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃ETCS的應用等級的應用等級 ETCSETCS等級等級1: 1: 基于歐標應答

15、器和軌道占用檢查的列基于歐標應答器和軌道占用檢查的列控系統控系統 ETCSETCS等級等級2: 2: 基于基于GSM-RGSM-R和軌道占用檢查的列控系和軌道占用檢查的列控系統統 ETCSETCS等級等級3: 3: 完全基于完全基于GSM-RGSM-R的列控系統的列控系統181.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃ETCS等級等級1ETCS 1ETCS 1級：地面信號查詢應答器軌道電路級：地面信號查詢應答器軌道電路( (計軸計軸設備設備) )。 采用采用固定追蹤間隔形式固定追蹤間隔形式；司機依靠地面信號行；司機依靠地面信號行車，地面信號機前設備產生速度監控；依靠軌道車，地面信號機前設備

16、產生速度監控；依靠軌道電路或計軸設備檢查列車占用和完整性；利用查電路或計軸設備檢查列車占用和完整性；利用查詢應答器覆蓋各國現有信號系統，并用于列車定詢應答器覆蓋各國現有信號系統，并用于列車定位和傳送控制命令。位和傳送控制命令。 該系統是典型的該系統是典型的點式點式ATP(Automatic Train ATP(Automatic Train ProtectionProtection，列車自動保護裝置，列車自動保護裝置) )。19LEU聯鎖ETCS level 1 等級等級1 應答器Eurocab軌道占用檢測1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃ETCS等級等級2 ETCS 2級：軌道

17、電路查詢應答器級：軌道電路查詢應答器GSM-R 與一級相比，司機完全依靠車載信號設備行車與一級相比，司機完全依靠車載信號設備行車（可取消地面信號機）；通過（可取消地面信號機）；通過GSM-RGSM-R連續傳送列車連續傳送列車運行控制命令，車地間可雙向通信；在點式設運行控制命令，車地間可雙向通信；在點式設備的配合下，車載設備對列車運行速度進行連續備的配合下，車載設備對列車運行速度進行連續監控；依靠軌道電路或計軸設備檢查列車占用和監控；依靠軌道電路或計軸設備檢查列車占用和完整性；建有無線移動閉塞中心。完整性；建有無線移動閉塞中心。 該系統是基于移動通信的該系統是基于移動通信的連續式連續式ATPAT

18、P。21 無線閉塞應答器聯鎖EurocabETCS level 2 GSM-R軌道占用檢測1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃ETCS等級等級3 ETCS 3級：查詢應答器級：查詢應答器GSM-R 與二級相比是靠車載設備來檢查列車完整性與二級相比是靠車載設備來檢查列車完整性，不需要軌道電路；，不需要軌道電路； 點式設備、點式設備、GSM-RGSM-R是系統的主要設備。取消地是系統的主要設備。取消地面信號機和軌道電路后，室外線路上的信號設備面信號機和軌道電路后，室外線路上的信號設備減少到最低程度；列車追蹤間隔依靠點式設備和減少到最低程度；列車追蹤間隔依靠點式設備和無線移動閉塞中心實現

19、，具有明顯的移動自動閉無線移動閉塞中心實現，具有明顯的移動自動閉塞特征。塞特征。23 無線閉塞應答器EurocabETCS level 3 等級等級3 GSM-R完整性檢測ATP車載設備組成軌道電路信息接收軌道電路信息接收STM應答器信息接收應答器信息接收BTM動車組動車組ATP車車載設備載設備人機界面（人機界面（DMI）ATP車載設備系統結構EB, SBDMI155Niveau 2STM STBYSRAnnonce Niveau 1Niveau 1Annonce Niveau2ConnRBC O050100150200300250350400安全計算機安全計算機BTM速度傳感器速度傳感器LK

20、J050150200300250350400050150200300250350400列車接口單元列車接口單元歐洲應答器天線歐洲應答器天線軌道電路軌道電路 傳感器傳感器繼電器接口繼電器接口STM1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃幾點啟示幾點啟示(1)(1)列車速度的不斷提高，使得鐵路信號技術發生了列車速度的不斷提高，使得鐵路信號技術發生了巨大變化。當列車速度大于巨大變化。當列車速度大于160km/h160km/h后，列車的開后，列車的開環控制已不能滿足要求。環控制已不能滿足要求。ATPATP已成為行車安全不可已成為行車安全不可缺少的重要技術裝備缺少的重要技術裝備。(2)ATP(2

21、)ATP是由地面信號設備和車載設備共同組成的閉是由地面信號設備和車載設備共同組成的閉環高安全系統，是地面聯鎖向車載設備的延伸，環高安全系統，是地面聯鎖向車載設備的延伸，在此基礎上實現了以車載設備為主的行車方式。在此基礎上實現了以車載設備為主的行車方式。各國鐵路在實施各國鐵路在實施ATPATP過程中，都是以故障安全作為過程中，都是以故障安全作為最重要的技術條件，將地面和車載設備按一個系最重要的技術條件，將地面和車載設備按一個系統統一設計，同步進行技術更新或強化改造的。統統一設計，同步進行技術更新或強化改造的。27_1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃幾點啟示幾點啟示(3)(3)通信信

22、號一體化是現代鐵路信號的重要發展通信信號一體化是現代鐵路信號的重要發展趨勢。趨勢。實現對移動體的控制，移動通信是最便實現對移動體的控制，移動通信是最便捷的手段。因此基于通信特別是基于無線移動捷的手段。因此基于通信特別是基于無線移動通信的通信的ATPATP是今后的重要發展方向。是今后的重要發展方向。(4) (4) 技術標準統一，系統化設計，模塊化產品，技術標準統一，系統化設計，模塊化產品，通用兼容是通用兼容是ETCSETCS主要的成功經驗，值得我們認主要的成功經驗，值得我們認真學習和借鑒。真學習和借鑒。281.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃我國發展我國發展ATP的難點的難點難點之一

23、難點之一 我國鐵路地域廣大、列車種類繁多、提速以我國鐵路地域廣大、列車種類繁多、提速以后線路允許速度不統一，同為綠燈卻有多種速度后線路允許速度不統一，同為綠燈卻有多種速度含義。含義。 另外，我國鐵路行車主要特點是另外，我國鐵路行車主要特點是客貨混跑、客貨混跑、高低速列車共線運行高低速列車共線運行，這樣必然要求客貨列車均，這樣必然要求客貨列車均需裝備需裝備ATPATP，從而使得我國發展，從而使得我國發展ATPATP的難度明顯大的難度明顯大于國外。于國外。291.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃我國發展我國發展ATP的難點的難點難點之二難點之二 我國鐵路實行我國鐵路實行以地面信號為主、

24、以機車信號以地面信號為主、以機車信號為輔的行車方式為輔的行車方式，對列車運行實行開環控制，依，對列車運行實行開環控制，依靠司機嚴守信號保證行車安全。因此，習慣于現靠司機嚴守信號保證行車安全。因此，習慣于現有有機車信號監控裝置機車信號監控裝置的控車模式。的控車模式。301.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃我國發展我國發展ATP的難點的難點難點之三難點之三 目前，機車普遍安裝的通用機車信號未達到主目前，機車普遍安裝的通用機車信號未達到主體化的水平。機車信號基于軌道電路和站內電碼體化的水平。機車信號基于軌道電路和站內電碼化，但軌道電路制式繁多，有的根本不能滿足化，但軌道電路制式繁多，有的

25、根本不能滿足“主體化主體化”的要求，將面臨淘汰。的要求，將面臨淘汰。信號基礎裝備薄信號基礎裝備薄弱，影響了是我國弱，影響了是我國ATPATP的發展的發展。難點之四難點之四 GSM-RGSM-R移動通信系統用于鐵路信號、用于移動通信系統用于鐵路信號、用于ATPATP系系統和鐵路綜合移動信息平臺，技術上有明顯優勢統和鐵路綜合移動信息平臺，技術上有明顯優勢，產品得到多家廠商的支持，這在歐盟已得到證，產品得到多家廠商的支持，這在歐盟已得到證明。明。我國我國GSM-RGSM-R網絡建設還在起步階段，影響了基網絡建設還在起步階段，影響了基于于GSM-RGSM-R的的CTCSCTCS的實施的實施。31_1.

26、2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃總體規劃原則總體規劃原則(1)(1)借鑒世界各國經驗，結合我國國情路情，制定我借鑒世界各國經驗，結合我國國情路情，制定我國統一的國統一的ATPATP系列技術標準和規范；系列技術標準和規范；(2)(2)實行跨專業合作，集中全路專家智慧，共同確定實行跨專業合作，集中全路專家智慧，共同確定總體技術方案和總體規劃；總體技術方案和總體規劃；(3)(3)堅持技術先進、系統成熟、經濟合理，等級配置堅持技術先進、系統成熟、經濟合理，等級配置的原則；的原則；(4)(4)堅持通信信號一體化的方向，新線建設優先發展堅持通信信號一體化的方向，新線建設優先發展基于無線的基于無

27、線的ATPATP；(5)(5)堅持新線建設與既有線改造并重，在總體規劃的堅持新線建設與既有線改造并重，在總體規劃的指導下，分步實施，有序發展；指導下，分步實施，有序發展；(6)(6)堅持機車信號主體化與發展堅持機車信號主體化與發展ATPATP相結合。相結合。321.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS系統描述系統描述 CTCSCTCS（Chinese Train Control SystemChinese Train Control System）中國列中國列車運行控制系統車運行控制系統 定義：定義：CTCSCTCS是為了保證列車安全運行，并以分級是為了保證列車安全運行，并以分

28、級形式滿足不同線路運輸需求的列車運行控制系統形式滿足不同線路運輸需求的列車運行控制系統。 列車運行控制系統是我國鐵路提速線路和客運專列車運行控制系統是我國鐵路提速線路和客運專線保證列車行車安全、提高列車運行效率的重要線保證列車行車安全、提高列車運行效率的重要技術裝備技術裝備. . 能有效通過技術手段對列車能有效通過技術手段對列車運行速度運行速度、運行間隔運行間隔進行實時監控和超速防護；同時能夠減輕司機勞進行實時監控和超速防護；同時能夠減輕司機勞動強度、改善工作條件，提高乘客舒適度。動強度、改善工作條件，提高乘客舒適度。331.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃發展發展CTCS的原因的

29、原因1 1）既有線提速、客運專線和高速鐵路建設，對信號）既有線提速、客運專線和高速鐵路建設，對信號技術的發展既提出了新的挑戰，也提供了難得的發技術的發展既提出了新的挑戰，也提供了難得的發展機遇。展機遇。2 2）條件已成熟。）條件已成熟。3 3）需要對中國列車控制技術發展進行規劃。）需要對中國列車控制技術發展進行規劃。34_1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS系統描述系統描述 基本功能：基本功能：(1) (1) 安全防護安全防護l在任何情況下防止列車無行車許可運行。在任何情況下防止列車無行車許可運行。l防止列車超速運行。防止列車超速運行。防止列車超過進路允許速度。防止列車超過

30、進路允許速度。防止列車超過線路結構規定的速度。防止列車超過線路結構規定的速度。防止列車超過機車車輛構造速度。防止列車超過機車車輛構造速度。防止列車超過臨時限速及緊急限速。防止列車超過臨時限速及緊急限速。防止列車超過鐵路有關運行設備的限速。防止列車超過鐵路有關運行設備的限速。l防止列車溜逸。防止列車溜逸。351.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS系統描述系統描述 (2)(2)人機界面人機界面 以字符、數字及圖形等方式顯示列車運行速度、以字符、數字及圖形等方式顯示列車運行速度、允許速度、目標速度和目標距離。允許速度、目標速度和目標距離。 實時給出列車超速、制動、允許緩解等表示以及

31、實時給出列車超速、制動、允許緩解等表示以及設備故障狀態的報警。設備故障狀態的報警。 具有標準的列車數據輸入界面，可根據運營和安具有標準的列車數據輸入界面，可根據運營和安全控制要求對輸入數據進行有效性檢查。全控制要求對輸入數據進行有效性檢查。361.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS系統描述系統描述(3) (3) 檢測功能檢測功能 開機自檢功能和運行中動態檢查功能。開機自檢功能和運行中動態檢查功能。 能夠記錄設備的關鍵數據以及關鍵動作，并提供能夠記錄設備的關鍵數據以及關鍵動作，并提供監測接口。監測接口。(4) (4) 可靠性和安全性可靠性和安全性 按照信號故障按照信號故障安全原

32、則進行系統設計。安全原則進行系統設計。 核心硬件設備須采用冗余結構。核心硬件設備須采用冗余結構。 滿足電磁兼容性相關標準。滿足電磁兼容性相關標準。371.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃 CTCS體系結構體系結構 CTCSCTCS的體系結構按的體系結構按鐵路運輸管理層鐵路運輸管理層、網絡傳輸層網絡傳輸層、地面設備層地面設備層和和車載設備層車載設備層配置。配置。38鐵路運輸管理層鐵路運輸管理層網絡傳輸層網絡傳輸層地面設備層地面設備層車載設備層車載設備層1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃 CTCS體系結構體系結構 l鐵路運輸管理層鐵路運輸管理層 鐵路運輸管理系統是行車指揮

33、中心，以鐵路運輸管理系統是行車指揮中心，以CTCSCTCS為行車安全保障基礎，通過通信網絡實現對列車為行車安全保障基礎，通過通信網絡實現對列車運行的控制和管理。運行的控制和管理。l網絡傳輸層網絡傳輸層 CTCSCTCS網絡分布在系統的各個層面，通過有線網絡分布在系統的各個層面，通過有線和無線通信方式實現數據傳輸。和無線通信方式實現數據傳輸。391.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃 CTCS體系結構體系結構 l地面設備層地面設備層 地面設備層主要包括列控中心、軌道電路和點地面設備層主要包括列控中心、軌道電路和點式設備、接口單元、無線通信模塊等。式設備、接口單元、無線通信模塊等。列控中

34、心是地列控中心是地面設備的核心面設備的核心，根據行車命令、列車進路、列車運行，根據行車命令、列車進路、列車運行狀況和設備狀態，通過安全邏輯運算，產生控車命令狀況和設備狀態，通過安全邏輯運算，產生控車命令，實現對運行列車的控制。，實現對運行列車的控制。l車載設備層車載設備層 車載設備層是對列車進行操縱和控制的主體，車載設備層是對列車進行操縱和控制的主體，具有多種控制模式，并能夠適應軌道電路、點式傳輸具有多種控制模式，并能夠適應軌道電路、點式傳輸和無線傳輸方式。車載設備層主要包括車載安全計算和無線傳輸方式。車載設備層主要包括車載安全計算機、連續信息接收模塊、點式信息接收模塊、無線通機、連續信息接收

35、模塊、點式信息接收模塊、無線通信模塊、測速模塊、人機界面和記錄單元等。信模塊、測速模塊、人機界面和記錄單元等。401.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS系統構成系統構成 參照國際標準參照國際標準，結合國情，從，結合國情，從需求出發，按系需求出發，按系統條件和功能劃統條件和功能劃分等級。分等級。CTCSCTCS體系的構建體系的構建原則原則是以地面設是以地面設備為基礎，車載備為基礎，車載與地面設備統一與地面設備統一設計。設計。41相鄰列控中心相鄰列控中心車載設備車載設備機車乘務員機車乘務員軌道軌道電路電路列控中心列控中心聯鎖設備聯鎖設備點式點式設備設備無線通無線通信模塊信模塊人機

36、界面人機界面jiemian 口口輸出模塊輸出模塊列車列車輸入模塊輸入模塊點式信息點式信息接收模塊接收模塊測速模塊測速模塊入模塊入模塊地面設備地面設備連續信息連續信息接收模塊接收模塊無線通信無線通信模塊模塊調度集中系統調度集中系統維護管理中心維護管理中心GSM-R設備維護設備維護記錄單元記錄單元運行管理運行管理記錄單元記錄單元車載安全計算機車載安全計算機1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS 分級分級 CTCSCTCS根據功能要求和設備配置劃分應用等級，分根據功能要求和設備配置劃分應用等級，分為為0 04 4級級。 CTCS-0CTCS-0級級( (簡稱簡稱C0C0級級) )：

37、由通用機車信號：由通用機車信號+ +列車運列車運行監控裝置組成，為既有系統，適用于列車最高行監控裝置組成，為既有系統，適用于列車最高運行速度為運行速度為120km/h120km/h以下的區段。以下的區段。 CTCS-1CTCS-1級級( (簡稱簡稱C1C1級級) )：由主體機車信號由主體機車信號+ +安全型安全型運行監控記錄裝置組成，點式信息作為連續信息運行監控記錄裝置組成，點式信息作為連續信息的補充，可實現點連式超速防護功能。適用于列的補充，可實現點連式超速防護功能。適用于列車最高運行速度為車最高運行速度為160km/h160km/h以下的區段。以下的區段。421.2 中國列控系統發展規劃中

38、國列控系統發展規劃CTCS-1級級(簡稱簡稱C1級級)(1) 地面子系統組成地面子系統組成軌道電路軌道電路 完成列車占用檢測及列車完整性檢查，連續向列完成列車占用檢測及列車完整性檢查，連續向列車傳送控制信息。車傳送控制信息。 點式信息設備點式信息設備 宜設置在車站附近，主要用于向車載設備傳輸定宜設置在車站附近，主要用于向車載設備傳輸定位信息。位信息。(2)車載子系統組成車載子系統組成主體機車信號主體機車信號點式信息接收模塊點式信息接收模塊安全型運行監控記錄裝置安全型運行監控記錄裝置43_1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS-2級級(簡稱簡稱C2級級)CTCS-2CTCS-2

39、級級( (簡稱簡稱C2C2級級) )：基于軌道電路和點式應答器傳基于軌道電路和點式應答器傳輸控車信息，并采用車地一體化設計的列車運行控制輸控車信息，并采用車地一體化設計的列車運行控制系統。面向提速干線和客運專線，適用于各種線路速系統。面向提速干線和客運專線，適用于各種線路速度區段，地面可不設通過信號機度區段，地面可不設通過信號機。 (1) 地面子系統組成地面子系統組成 列控中心：列控中心：根據列車占用情況及進路狀態計算行車許根據列車占用情況及進路狀態計算行車許可及靜態列車速度曲線并傳送給列車。可及靜態列車速度曲線并傳送給列車。 軌道電路：軌道電路：完成列車占用檢測及列車完整性檢查，連完成列車占

40、用檢測及列車完整性檢查，連續向列車傳送控制信息。車站與區間采用同制式的軌續向列車傳送控制信息。車站與區間采用同制式的軌道電路。道電路。 點式應答器點式應答器441.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS-2級級(簡稱簡稱C2級級)(2) 車載子系統組成車載子系統組成 連續信息接收模塊連續信息接收模塊 點式信息接收模塊點式信息接收模塊 測速模塊測速模塊 設備維護記錄單元設備維護記錄單元 車載安全計算機車載安全計算機 人機界面人機界面 運行管理記錄單元運行管理記錄單元 預留無線通信接口。預留無線通信接口。45_1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS-3級級(簡稱簡稱

41、C3級級) CTCS-3CTCS-3級級( (簡稱簡稱C3C3級級) )：基于無線傳輸信息，并采用基于無線傳輸信息，并采用軌道電路等方式檢查列車占用的列車運行控制系軌道電路等方式檢查列車占用的列車運行控制系統，點式設備主要傳送定位信息。統，點式設備主要傳送定位信息。C3C3級列控系統級列控系統可以疊加在可以疊加在C2C2級列控系統上。級列控系統上。 (1) 地面子系統組成地面子系統組成無線閉塞中心無線閉塞中心（RBC） 使用無線通信手段的地面列車間隔控制系統使用無線通信手段的地面列車間隔控制系統。它根據列車占用情況及進路狀態向所管轄列車。它根據列車占用情況及進路狀態向所管轄列車發出行車許可和列

42、車控制信息。所使用的安全數發出行車許可和列車控制信息。所使用的安全數據通道不能用于話音通信。據通道不能用于話音通信。461.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS-3級級(簡稱簡稱C3級級) 無線通信無線通信（GSM-R）地面設備）地面設備 作為系統信息傳輸平臺完成地車間大容量的信息交換。作為系統信息傳輸平臺完成地車間大容量的信息交換。 點式設備點式設備 主要提供列車定位信息。主要提供列車定位信息。 軌道電路軌道電路 主要用于列車占用檢測及列車完整性檢查。主要用于列車占用檢測及列車完整性檢查。(2) 車載子系統組成車載子系統組成 無線通信（無線通信（GSM-R）車載設備）車載設備

43、 作為系統信息傳輸平臺完成車地間大容量的信息交換。作為系統信息傳輸平臺完成車地間大容量的信息交換。 點式信息接收模塊點式信息接收模塊 完成點式信息的接收與處理完成點式信息的接收與處理471.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS-3級級(簡稱簡稱C3級級) 測速模塊測速模塊 實時檢測列車運行速度并計算列車走行距離。實時檢測列車運行速度并計算列車走行距離。 設備維護記錄單元設備維護記錄單元 對接收信息、系統狀態和控制動作進行記錄。對接收信息、系統狀態和控制動作進行記錄。 車載安全計算機車載安全計算機 對列車運行控制信息進行綜合處理，生成目標距離模對列車運行控制信息進行綜合處理，生成

44、目標距離模式曲線，控制列車按命令運行。式曲線，控制列車按命令運行。 人機接口人機接口 車載設備與機車乘務員交互的接口。車載設備與機車乘務員交互的接口。 運行管理記錄單元運行管理記錄單元 規范機車乘務員駕駛，記錄與運行管理相關的數據。規范機車乘務員駕駛，記錄與運行管理相關的數據。481.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃 CTCS-4級級(簡稱簡稱C4級級) CTCS4CTCS4級級( (簡稱簡稱C4C4級級) )：完全基于無線傳輸信息的列完全基于無線傳輸信息的列車運行控制系統。地面可取消軌道電路，由無線車運行控制系統。地面可取消軌道電路，由無線閉塞中心和列控車載設備共同完成列車定位和

45、完閉塞中心和列控車載設備共同完成列車定位和完整性檢查，實現虛擬閉塞或移動閉塞。整性檢查，實現虛擬閉塞或移動閉塞。 (1) 地面子系統組成地面子系統組成無線閉塞中心（無線閉塞中心（RBC） 同同CTCS-3CTCS-3無線通信（無線通信（GSM-R）地面設備）地面設備 作為系統信息傳輸平臺完成地車間大容量的信息交換。作為系統信息傳輸平臺完成地車間大容量的信息交換。491.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃 CTCS-4級級(簡稱簡稱C4級級)(2) 車載子系統組成車載子系統組成 l 無線通信（無線通信（GSM-R）車載設備）車載設備 作為系統信息傳輸平臺完成車地間大容量的信息交換。作為

46、系統信息傳輸平臺完成車地間大容量的信息交換。l 測速模塊測速模塊 需要時，實時檢測列車運行速度并計算列車走行距離。需要時，實時檢測列車運行速度并計算列車走行距離。l 設備維護記錄單元設備維護記錄單元 對接收信息、系統狀態和控制動作進行記錄。對接收信息、系統狀態和控制動作進行記錄。l 車載安全計算機車載安全計算機 對列車運行控制信息進行綜合處理，生成目標距離模式曲對列車運行控制信息進行綜合處理，生成目標距離模式曲線，控制列車按命令運行。線，控制列車按命令運行。501.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃 CTCS-4級級(簡稱簡稱C4級級) 人機接口人機接口: :車載設備與機車乘務員交互

47、的接口。車載設備與機車乘務員交互的接口。 全球衛星定位或其他設備：全球衛星定位或其他設備：提供列車定位及列車提供列車定位及列車速度信息速度信息 列車完整性檢查設備列車完整性檢查設備 運行管理記錄單元：運行管理記錄單元：規范機車乘務員駕駛，記錄規范機車乘務員駕駛，記錄與運行管理相關的數據與運行管理相關的數據51_1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS級間關系級間關系 CTCSCTCS車載設備向下兼容，通過系統設計，系統級車載設備向下兼容，通過系統設計，系統級間切換可以自動完成，級間切換不影響列車正常間切換可以自動完成，級間切換不影響列車正常運行運行. . 如如: :既有線提速區

48、段，配置既有線提速區段，配置CTCS2CTCS2級車載設備的列級車載設備的列車可以在運行過程中自動完成車可以在運行過程中自動完成CTCS1/0CTCS1/0級至級至CTCS2CTCS2級或級或CTCS2CTCS2級至級至CTCS1/0CTCS1/0級的切換。級的切換。521.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS級間關系原則級間關系原則 符合符合CTCSCTCS規范的列車超速防護系統應能滿足一套規范的列車超速防護系統應能滿足一套車載設備全程控制的運用要求。車載設備全程控制的運用要求。 系統車載設備向下兼容。系統車載設備向下兼容。 系統級間轉換應自動完成。系統級間轉換應自動完成。

49、系統地面、車載配置如具備條件，在系統故障條系統地面、車載配置如具備條件，在系統故障條件下應允許降級使用。件下應允許降級使用。 系統級間轉換應不影響列車正常運行。系統級間轉換應不影響列車正常運行。 系統各級狀態應有清晰的表示。系統各級狀態應有清晰的表示。531.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃CTCS與與ETCS比對比對54級級ETCSETCSCTCSCTCS0 0歐洲既有線現狀歐洲既有線現狀中國既有線現狀；通用式機車信號中國既有線現狀；通用式機車信號+ +監監控裝置控裝置1 1 基于點式傳輸的列車控制系統；基于點式傳輸的列車控制系統； 列車占用及完整性檢查由軌道電路完列車占用及完整

50、性檢查由軌道電路完成；設置地面信號機；成；設置地面信號機；面向面向160km160kmh h以下區段；以下區段；主體機車信號主體機車信號+ +加強型監控裝置加強型監控裝置2 2 基于基于GSMRGSMR傳輸的列車控制系統；傳輸的列車控制系統；列車檢測和列車完整性檢查由軌道電列車檢測和列車完整性檢查由軌道電路完成；可以取消地面信號機：路完成；可以取消地面信號機： 面向提速干線和客運專線；基于軌道面向提速干線和客運專線；基于軌道電路電路+ +點式應答器進行信息傳輸的列控點式應答器進行信息傳輸的列控系統；可取消地面通過信號機；系統；可取消地面通過信號機；3 3基于基于GSMRGSMR傳輸的列車控制系

51、統；傳輸的列車控制系統；取消軌道電路和地面信號機；無線閉取消軌道電路和地面信號機；無線閉塞中心與車載驗證系統共同完成列車塞中心與車載驗證系統共同完成列車定位和完整性檢查；可實現移動閉塞定位和完整性檢查；可實現移動閉塞 面向提速干線、客運專線和特殊線面向提速干線、客運專線和特殊線路；基本參照路；基本參照ETCS2ETCS2級級4 4 未定義未定義 面向客運專線和特殊線路面向客運專線和特殊線路 基本參照基本參照ETCS3ETCS3級級 1.2 中國列控系統發展規劃中國列控系統發展規劃ETCS和和CTCS系統的共同點系統的共同點 制式統一，標準規范制式統一，標準規范 技術先進，易于升級技術先進，易于

52、升級 車載設備，上下兼容車載設備，上下兼容 標準開放，利用競爭標準開放，利用競爭55_1.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制 高速列車間隔控制高速列車間隔控制是通過不同行車閉塞方式實是通過不同行車閉塞方式實現的，其核心是既要保證行車安全，又要最大現的，其核心是既要保證行車安全，又要最大限度地提高行車效率。通常采用限度地提高行車效率。通常采用固定自動閉塞固定自動閉塞和和準移動閉塞準移動閉塞。虛擬閉塞和移動閉塞是未來的。虛擬閉塞和移動閉塞是未來的發展方向。發展方向。 列車速度控制列車速度控制是將列車運行速度與列車允許速是將列車運行速度與列車允許速度比較，判斷列車是否超速，如果

53、超速則采取度比較，判斷列車是否超速，如果超速則采取制動措施，防止列車超過進路允許速度、線路制動措施，防止列車超過進路允許速度、線路結構規定的速度、機車車輛構造速度、臨時限結構規定的速度、機車車輛構造速度、臨時限速及緊急限速、鐵路有關運行設備的限速。速及緊急限速、鐵路有關運行設備的限速。561.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制高速列車運行控制系統特性高速列車運行控制系統特性 （1 1）列控信息）列控信息 （2 2）列車追蹤間隔距離和間隔時間）列車追蹤間隔距離和間隔時間 （3 3）ATPATP控制模式控制模式 （4 4）RAMS RAMS 可靠性（可靠性（Reliabili

54、tyReliability） 可用性（可用性（AvailabilityAvailability） 可維修性（可維修性（MaintainabilityMaintainability） 安全性（安全性（SafetySafety）57_1.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制（1）列控信息）列控信息 列控信息是指列控地面設備之間、與地面外部設列控信息是指列控地面設備之間、與地面外部設備之間，列控車載設備之間、與列車外部設備之備之間，列控車載設備之間、與列車外部設備之間，間，列控地面設備與列控車載設備之間傳輸的信列控地面設備與列控車載設備之間傳輸的信息息。 列控信息是列控系統的神經

55、中樞，是列控系統正列控信息是列控系統的神經中樞，是列控系統正常工作的基礎。常工作的基礎。 分為：分為：安全信息安全信息和和非安全信息非安全信息。 安全信息：直接與行車安全相關的信息；安全信息：直接與行車安全相關的信息； 非安全信息：列控輔助信息。非安全信息：列控輔助信息。581.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制（1）列控信息）列控信息 1)1)信息量信息量 2)2)實時性實時性 兩者應滿足不同速度、不同密度、不同運輸方兩者應滿足不同速度、不同密度、不同運輸方式及不同列車控制方式的要求。式及不同列車控制方式的要求。 列控的信息量應首先滿足列車安全追蹤間隔距列控的信息量應首

56、先滿足列車安全追蹤間隔距離要求。離要求。591.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制（2）列車追蹤間隔距離和間隔時間）列車追蹤間隔距離和間隔時間 在同一方向的兩列列車，彼此以閉塞分區相在同一方向的兩列列車，彼此以閉塞分區相間隔追蹤運行，前一列車的尾部與后一列車的頭間隔追蹤運行，前一列車的尾部與后一列車的頭部之間所保持的最小間隔時間，稱為部之間所保持的最小間隔時間，稱為追蹤間隔時追蹤間隔時間間。 1 1）區間列車追蹤間隔時間）區間列車追蹤間隔時間 Max 2 Max 2）車站同方向發車追蹤間隔時間）車站同方向發車追蹤間隔時間 3 3）車站同方向到達的追蹤間隔時間）車站同方向到

57、達的追蹤間隔時間601.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制（2）列車追蹤間隔距離和間隔時間）列車追蹤間隔距離和間隔時間 1 1）區間列車追蹤間隔時間）區間列車追蹤間隔時間 司機舒適駕駛距離；司機舒適駕駛距離； 列車在設備應變和司機確認信號并開始動列車在設備應變和司機確認信號并開始動 作時間內走行的附加距離；作時間內走行的附加距離； 常用全制動距離；常用全制動距離； 安全防護距離；安全防護距離； 前行列車占用的閉塞分區長度；前行列車占用的閉塞分區長度； 列車長度。列車長度。61各段各段距離距離對應對應的時的時間和間和1.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控

58、制（2）列車追蹤間隔距離和間隔時間）列車追蹤間隔距離和間隔時間 2 2）車站同方向發車的追蹤間隔時間）車站同方向發車的追蹤間隔時間62各段各段距離距離對應對應的時的時間和間和車站辦理列車發車作業時間；車站辦理列車發車作業時間；從出站信號機開放，到列控車載設從出站信號機開放，到列控車載設 備收到信息并給出減速信號，司備收到信息并給出減速信號，司 機確認信號開始制動的延遲時間；機確認信號開始制動的延遲時間；第一段加速時間；第一段加速時間；勻速走行時間；勻速走行時間；第二段加速時間。第二段加速時間。1.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制（2）列車追蹤間隔距離和間隔時間）列車追蹤

59、間隔距離和間隔時間 3 3）車站同方向到達追蹤間隔時間）車站同方向到達追蹤間隔時間63各段各段距離距離對應對應的時的時間之間之和和l車站辦理列車到達作業時間；車站辦理列車到達作業時間；l從進站信號機開放，到列控車載設備從進站信號機開放，到列控車載設備收到信息并給出減速信號，司機確認收到信息并給出減速信號，司機確認信號開始制動的延遲時間；信號開始制動的延遲時間；l列車從規定最高運行速度減速到道岔列車從規定最高運行速度減速到道岔側向允許速度的時間；側向允許速度的時間；l列車頭部駛入軌道后，由道岔速度減列車頭部駛入軌道后，由道岔速度減為零的距離；為零的距離；l列車按道岔允許速度勻速通過安全防列車按道

60、岔允許速度勻速通過安全防護區段和車站咽喉區部分區段走行的護區段和車站咽喉區部分區段走行的距離。距離。1.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制（3）RAMS 1 1）系統安全性）系統安全性 2 2）可靠性）可靠性 3) 3) 有效性有效性 4 4）可維護性）可維護性641.3 高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制和速度控制（4）列車速度控制模式）列車速度控制模式 速度碼階梯控制方式速度碼階梯控制方式 在一個閉塞分區內只控制一個速度等級。在一個在一個閉塞分區內只控制一個速度等級。在一個閉塞分區中只按照一種速度判斷列車是否超速。閉塞分區中只按照一種速度判斷列車是否超速。 速