高速铁路通信信号系统.ppt

1、王金花王金花武汉铁路职业技术学院武汉铁路职业技术学院电话：电话： QQ：549879265微机、控制、指挥、通信、信息微机、控制、指挥、通信、信息 Computer, control, command, communication，information4C I复习复习 u闭塞闭塞是铁路上防止列车对撞或追撞（追尾）的方式，是铁路上是铁路上防止列车对撞或追撞（追尾）的方式，是铁路上保障安全的一个主要的方法之一。保障安全的一个主要的方法之一。u由于铁路车辆的制动距离较汽车长得多，当列车运行途中发现由于铁路车辆的制动距离较汽车长得多，当列车运行途中发现前方线路有危险状况时，大多数情况下都是来不及停车

2、的，所以前方线路有危险状况时，大多数情况下都是来不及停车的，所以将铁道分为一个个区块（将铁道分为一个个区块（闭塞区间闭塞区间），同一个区间内不得驶入两），同一个区间内不得驶入两列以上的列车以防止事故的发生，这就是闭塞，这种安全保障措列以上的列车以防止事故的发生，这就是闭塞，这种安全保障措施就叫施就叫闭塞方式闭塞方式，是铁路上列车安全运行的基本要求。，是铁路上列车安全运行的基本要求。u早期闭塞技术的通常要求闭塞区间的长度不小于列车制动的安早期闭塞技术的通常要求闭塞区间的长度不小于列车制动的安全距离。现代四显示色灯闭塞方式通常要求全距离。现代四显示色灯闭塞方式通常要求2 2个闭塞区间的长度个闭塞区

3、间的长度不小于列车制动的安全距离。不小于列车制动的安全距离。u在闭塞方式发明以前，列车出发前和车站联络以后，照时刻表在闭塞方式发明以前，列车出发前和车站联络以后，照时刻表运行；但是当运行图无法精准确认的时候容易发生冲突，无法根运行；但是当运行图无法精准确认的时候容易发生冲突，无法根本的防止追撞事故，所以开始研究闭塞方式作为预防方案了。本的防止追撞事故，所以开始研究闭塞方式作为预防方案了。高铁信号工的一天复习复习 u历史历史u18401840年代以前，列车运行以年代以前，列车运行以“时间间隔法时间间隔法”来保证安全，即每趟列车发出来保证安全，即每趟列车发出以后，间隔一段时间才发出后一列车，但是这

4、种方法无法防止列车因晚点或以后，间隔一段时间才发出后一列车，但是这种方法无法防止列车因晚点或故障停车导致运行时间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。故障停车导致运行时间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。u18421842年英国发明的年英国发明的“空间间隔法空间间隔法” ，以两车之间相隔一段距离的方法来保，以两车之间相隔一段距离的方法来保证安全，可以视为是现代闭塞技术的雏形。证安全，可以视为是现代闭塞技术的雏形。 u闭塞方式分类闭塞方式分类u铁路的闭塞方式可分为铁路的闭塞方式可分为人工闭塞人工闭塞、半自动闭塞半自动闭塞、自动闭塞自动闭塞和和移动自动闭塞移动自动闭塞。u人工闭塞人工闭塞是以人

5、工记录列车的运行位置和控制色灯信号机的闭塞方法。是以人工记录列车的运行位置和控制色灯信号机的闭塞方法。u在在发车前发车前，接发车双方的车站或线路所，接发车双方的车站或线路所共同确认共同确认闭塞区间是处于闭塞区间是处于空闲空闲状态，状态，然后发车的车站或线路所使用路签机、路牌、路票等记录本段区间已经被占然后发车的车站或线路所使用路签机、路牌、路票等记录本段区间已经被占用，并把占用信息通过电话、电报等手段通知接车的车站或线路所。接车的用，并把占用信息通过电话、电报等手段通知接车的车站或线路所。接车的车站或线路所有责任在列车到达后检查车辆到达编组是否完整，是否有部分车站或线路所有责任在列车到达后检查

6、车辆到达编组是否完整，是否有部分车厢滞留在区间未到达。在列车到达前，发车车站应阻止后续运行的列车进车厢滞留在区间未到达。在列车到达前，发车车站应阻止后续运行的列车进入这一区间，接车车站应阻止反向运行的列车进入这一区间。入这一区间，接车车站应阻止反向运行的列车进入这一区间。复习复习 u半自动闭塞半自动闭塞是以人工确认区间空闲，发车后由是以人工确认区间空闲，发车后由轨道电路轨道电路判断车辆进入区间判断车辆进入区间后自动把区间设置为占用状态的闭塞方法。车辆进入区间后，轨道电路会联后自动把区间设置为占用状态的闭塞方法。车辆进入区间后，轨道电路会联锁控制色灯信号机，把占用信息通知到双方车站。车辆到达后，

7、仍需要人工锁控制色灯信号机，把占用信息通知到双方车站。车辆到达后，仍需要人工检查车辆到达编组完整，由人工把区间状态复原为空闲状态。检查车辆到达编组完整，由人工把区间状态复原为空闲状态。u自动闭塞自动闭塞是以计轴设备是以计轴设备自动计算自动计算进入该区间的车轴数目和离开该区间的车进入该区间的车轴数目和离开该区间的车轴数目，从而自动判断区间空闲状态的闭塞方法。车辆进入或离开区间将自轴数目，从而自动判断区间空闲状态的闭塞方法。车辆进入或离开区间将自动连锁控制色灯信号机的状态。动连锁控制色灯信号机的状态。复习复习 u闭塞系统分类闭塞系统分类u铁路的闭塞技术可分为铁路的闭塞技术可分为电话电报闭塞电话电报

8、闭塞、电气路签路牌闭塞电气路签路牌闭塞、继电半自动闭塞继电半自动闭塞、单线计轴自动闭塞单线计轴自动闭塞、双线单向自动闭塞双线单向自动闭塞、双线双向自动闭塞双线双向自动闭塞、移动闭塞移动闭塞等。等。 u人工闭塞人工闭塞u电话电报闭塞是人工闭塞方式之一，即人工用电话和电报通知下一站区间占电话电报闭塞是人工闭塞方式之一，即人工用电话和电报通知下一站区间占用状态。目前在干线上平时已不再使用，仅当闭塞设备、轨道电路、计轴设备用状态。目前在干线上平时已不再使用，仅当闭塞设备、轨道电路、计轴设备等发生故障，自动闭塞或者半自动闭塞无法使用时，临时降级使用的闭塞方式。等发生故障，自动闭塞或者半自动闭塞无法使用时

9、，临时降级使用的闭塞方式。 电气路签路牌闭塞只在单线铁路早期使用。电气路签路牌闭塞只在单线铁路早期使用。u在在20082008年初中国出现的冰雪灾害中，由于电力全部中断，铁路不得不再次使年初中国出现的冰雪灾害中，由于电力全部中断，铁路不得不再次使用人工闭塞，俗称用人工闭塞，俗称“路票行车路票行车”的方式作业。的方式作业。 u半自动闭塞半自动闭塞u继电半自动闭塞是半自动闭塞技术之一，轨道电路与色灯信号机之间通过继继电半自动闭塞是半自动闭塞技术之一，轨道电路与色灯信号机之间通过继电器连锁。是中国单线铁路区间闭塞的主要类型之一，目前正在逐步升级改造电器连锁。是中国单线铁路区间闭塞的主要类型之一，目前

10、正在逐步升级改造为单线计轴自动闭塞。为单线计轴自动闭塞。复习复习 u自动闭塞自动闭塞 u单线计轴自动闭塞、双线单向自动闭塞和双线双向自动闭塞，均是以计轴单线计轴自动闭塞、双线单向自动闭塞和双线双向自动闭塞，均是以计轴设备为基础的自动闭塞技术。双线双向自动闭塞是为了解决在繁忙干线上的设备为基础的自动闭塞技术。双线双向自动闭塞是为了解决在繁忙干线上的一条线路需要检修或养护时仍能够让列车双向通行的技术措施，地面信号机一条线路需要检修或养护时仍能够让列车双向通行的技术措施，地面信号机关闭，以机车信号来进行行车组织。这三种闭塞技术其中根据色灯信号机显关闭，以机车信号来进行行车组织。这三种闭塞技术其中根据

11、色灯信号机显示的状态数不同又分为三显示自动闭塞、四显示自动闭塞等，前者可预告列示的状态数不同又分为三显示自动闭塞、四显示自动闭塞等，前者可预告列车运行前方车运行前方2 2个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不超过个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不超过115km/h115km/h的线路；的线路；后者可预告列车运行前方后者可预告列车运行前方3 3个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不低于个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不低于115km/h115km/h的线路。的线路。u色灯信号的意义色灯信号的意义通常是（在不同的国家速度值的规定略有不同）：通常是（在不同的国家速度值的规定略有不同）：u红色

12、，制动停车，不得进入下一个闭塞区间（意味着前方无空闲区间）；红色，制动停车，不得进入下一个闭塞区间（意味着前方无空闲区间）； u黄色，减速到黄色，减速到45km/h45km/h以下准备能在下一个闭塞区内制动停车（意味着前方以下准备能在下一个闭塞区内制动停车（意味着前方有有1 1个空闲区间）；个空闲区间）； u黄绿色，减速到黄绿色，减速到115km/h115km/h以下以准备能在下两个区间内制动停车（意味着前以下以准备能在下两个区间内制动停车（意味着前方有方有2 2个空闲区间）；个空闲区间）； u绿色，全速运行（意味着前方有绿色，全速运行（意味着前方有3 3个空闲区间）。个空闲区间）。 复习复习

13、 u移动自动闭塞移动自动闭塞u移动闭塞是利用现代无线通信技术的新型闭塞方式，它以机车信号替代轨移动闭塞是利用现代无线通信技术的新型闭塞方式，它以机车信号替代轨道上的固定信号，不依赖连续的轨道电路和固定的区间分隔点，闭塞区间可道上的固定信号，不依赖连续的轨道电路和固定的区间分隔点，闭塞区间可根据列车的前行向前移动，有利于组织间隔小、密度大的连续运输。根据列车的前行向前移动，有利于组织间隔小、密度大的连续运输。复习复习 u联锁的定义联锁的定义u为了保证行车安全，通过技术方法，使进路、进路道岔和信号机之间按一为了保证行车安全，通过技术方法，使进路、进路道岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立起的既相

14、互联系，而又相互制约的关系，这种制约关定程序、一定条件建立起的既相互联系，而又相互制约的关系，这种制约关系即联锁。系即联锁。 u联锁设备联锁设备u联锁（联锁（interlockinginterlocking）在铁路车站上，为了保证机车车辆和列车在进路上）在铁路车站上，为了保证机车车辆和列车在进路上的安全，有效利用站内线路，高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳的安全，有效利用站内线路，高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相

15、互具有制约关系，这种关系称为站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。 u联锁是铁路车站联锁的简称，是铁路信号设备的重要组成部分。联锁是铁路车站联锁的简称，是铁路信号设备的重要组成部分。 u列车进路和调车进路由道岔的不同开通位置所确定，进路的防护则由设于列车进路和调车进路由道岔的不同开通位置所确定，进路的防护则由设于进路入口处的信号机来担当。进站信号机防护的范围是车站和列车接车进路。进路入口处的信号机来担当。进站信号机防护的范围是车站和列车接车进路。 复习复习 u信号机、

16、进路和进路上的道岔相互制约的要求信号机、进路和进路上的道岔相互制约的要求进路上的有关道岔开通位置不对或敌对信号机未关闭时，防护该进路的信进路上的有关道岔开通位置不对或敌对信号机未关闭时，防护该进路的信号机不能开放；号机不能开放； 防护该进路的信号机开放后，该进路上的道岔即不能扳动，其敌对信号机防护该进路的信号机开放后，该进路上的道岔即不能扳动，其敌对信号机均不能开放；均不能开放； 主体信号机未开放时，预告信号机不能开放，正线上的出站信号机未开放主体信号机未开放时，预告信号机不能开放，正线上的出站信号机未开放时，进站信号机不能显示正线通过信号；时，进站信号机不能显示正线通过信号； 列车或机车车辆

17、驶入进路后，防护该进路的信号机立即关闭，禁止其他列列车或机车车辆驶入进路后，防护该进路的信号机立即关闭，禁止其他列车或机车车辆再驶入。车或机车车辆再驶入。 u车站联锁从车站联锁从18561856年英格兰的布列克勒叶年英格兰的布列克勒叶阿姆斯（阿姆斯（Brickloyer ArmsBrickloyer Arms）车站）车站装设由萨克斯倍（装设由萨克斯倍（Sax bySax by）首创的萨式联锁机开始，至今已有）首创的萨式联锁机开始，至今已有100100多年的历史，多年的历史，经历了经历了机械联锁机械联锁、电机联锁电机联锁、电气联锁电气联锁、电气集中联锁电气集中联锁、计算机联锁计算机联锁的发展的发

18、展过程。过程。 u随着科学技术的进步，旧的联锁设备不断被安全可靠性更高、操纵和维护随着科学技术的进步，旧的联锁设备不断被安全可靠性更高、操纵和维护更简单、技术更先进的联锁设备代替。从发展角度看，计算机联锁是发展的更简单、技术更先进的联锁设备代替。从发展角度看，计算机联锁是发展的方向；从经济角度看，电气集中联锁在相当长的一段时间内仍被广泛采用。方向；从经济角度看，电气集中联锁在相当长的一段时间内仍被广泛采用。 u目前中国使用的联锁设备按操纵的方式可以分为目前中国使用的联锁设备按操纵的方式可以分为集中联锁集中联锁和和非集中联锁非集中联锁，按主要设备工作方式的不同可分为按主要设备工作方式的不同可分为

19、电锁器联锁电锁器联锁、继电联锁继电联锁和和计算机联锁计算机联锁。 铁路信号铁路信号从煤油灯到调度集中从煤油灯到调度集中u高速铁路信号系统是一套完整的行车安全制式，主要由高速铁路信号系统是一套完整的行车安全制式，主要由列车运列车运行控制系统行控制系统 ATC（S）：）：Automatic Train Control System 、计算机联锁计算机联锁系统系统和和行车指挥系统行车指挥系统 CTC（S）：）：Centralized Traffic Control System 构构成，其中成，其中CTCCTC系统纳入综合调度系统。系统纳入综合调度系统。高速铁路信号系统高速铁路信号系统u列车运行控制

20、系统列车运行控制系统由列控地面设备和车载设备组成。作为保证由列控地面设备和车载设备组成。作为保证列车行车安全（用于控制列车间隔）和提高运输效率的信号设备。列车行车安全（用于控制列车间隔）和提高运输效率的信号设备。u列控系统从列控系统从列车列车方面保证安全。方面保证安全。列控系统列控系统ATC地面设备地面设备信号室信号室道旁设备（轨道电路、应答器）道旁设备（轨道电路、应答器）接收设备接收设备测速设备测速设备显示器（司机室）显示器（司机室）车车- -地通信设备地通信设备车载设备车载设备高速铁路信号系统高速铁路信号系统u采用计算机技术来排列列车进路，实现进路锁闭、进路解锁、采用计算机技术来排列列车进

21、路，实现进路锁闭、进路解锁、信号机控制、道岔控制等信号机控制、道岔控制等逻辑功能逻辑功能称为计算机联锁。称为计算机联锁。u计算机联锁系统用于控制进路，不管行车指挥，只从计算机联锁系统用于控制进路，不管行车指挥，只从线路线路（区（区间和车站）上保证安全。间和车站）上保证安全。u高速铁路计算机联锁系统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。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，它以计算机联锁系统是

22、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，从而完成排列进路排列进路、锁闭进路锁闭进路、解锁进路解锁进路，信号机及道岔控制信号机及道岔控制等任务。等任务。高速铁路各高速铁路各车站车站及及动车段动车段均设有计算机联锁控制系统。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。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。控制。 高速铁路信号系统高速铁路

23、信号系统高速铁路信号系统高速铁路信号系统u综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能化分散自律设计原则，以列车运行调整计划控制为中心，兼顾列化分散自律设计原则，以列车运行调整计划控制为中心，兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。u调度指挥系统从两个底层系统（列控系统和联锁系统）中获取调度指挥系统从两个底层系统（列控系统和联锁系统）中获取信息，以进行决策并指挥行车。信息，以进行决策并指挥行车。CTC(S)系统系统u高速铁路综合调度系统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

24、度、列车运行计划、动车组综合调度系统设备主要完成列车调度、列车运行计划、动车组车底调度、综合维修管理、旅客服务、牵引供电及电力调度、安车底调度、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。全监控及系统维护等主要功能。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。按照事先制定的时刻表运行。铁路列车调度指挥系统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是实现

25、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。全路运用最广泛的运输调度指挥设备。高速铁路信号系统高速铁路信号系统高速铁路信号系统高速铁路信号系统高速铁路信号系统高速铁路信号系统u各部组成关系各部组成关系1 1）调度集中系统）调度集中系统CTCCTC为核心，构建调度指挥中心平台。为核心，构建调度指挥中心平台。2 2）以车站列控中心、联锁系统和区间信号设备为核心，构建）以车站列控中心、联锁系统和区间信号设备为核心，构建区域控制中心平台。区域控制中心平台。3 3）以列车速度防护与

26、控制为核心，构建车载列车防护与控制）以列车速度防护与控制为核心，构建车载列车防护与控制平台。平台。4 4）以车）以车- -地通信系统为传输平台。地通信系统为传输平台。高速铁路信号系统高速铁路信号系统u调度指挥系统按照运行图计划发出列车运行指令，列车通过地调度指挥系统按照运行图计划发出列车运行指令，列车通过地面轨旁设备或无线通信网络获得车站联锁和列控中心的行车信息面轨旁设备或无线通信网络获得车站联锁和列控中心的行车信息和命令，车载设备控制列车运行。和命令，车载设备控制列车运行。u列控系统的特性列控系统的特性高速铁路信号系统高速铁路信号系统 依靠信号工的眼睛观测，通过人控制的信号给司机传递行车依靠

27、信号工的眼睛观测，通过人控制的信号给司机传递行车命令。命令。 美国在美国在1832年开始在车站上设置信号机，作为站与站之间年开始在车站上设置信号机，作为站与站之间传送信息。信号机上挂有果物笼状的东西，外面包白布或黑传送信息。信号机上挂有果物笼状的东西，外面包白布或黑布，吊在布，吊在10m高的柱子上，这个信号叫球信号。高的柱子上，这个信号叫球信号。 列车间隔调整依靠人工闭塞，只能实现站间闭塞。列车间隔调整依靠人工闭塞，只能实现站间闭塞。闭塞：在某一时刻线路上某一区段只能有一列列车。闭塞：在某一时刻线路上某一区段只能有一列列车。 地面人工信号地面人工信号根据列车在该轨道区段的占用根据列车在该轨道区

28、段的占用/ /出清来点亮轨旁设置的信号机。出清来点亮轨旁设置的信号机。 地面自动信号地面自动信号可以将区间划分为多可以将区间划分为多个闭塞分区，缩短了个闭塞分区，缩短了列车追踪间隔。列车追踪间隔。司机根据地面信号机司机根据地面信号机的显示来控制列车运的显示来控制列车运行。行。典型系统：轨道电路典型系统：轨道电路（有三显示、四显示、（有三显示、四显示、多信息等类型）。多信息等类型）。 由于地面信号显示系统有时受到自然环境（如雾、由于地面信号显示系统有时受到自然环境（如雾、风沙、大雨等）的影响以及地形的限制，司机往往风沙、大雨等）的影响以及地形的限制，司机往往不能在规定的距离上及时了望前方的信号机

29、的信号不能在规定的距离上及时了望前方的信号机的信号显示，因而有产生冒进信号的危险。显示，因而有产生冒进信号的危险。 机车信号在驾驶台上显示地面信号机的状态，改善机车信号在驾驶台上显示地面信号机的状态，改善了司机了望条件。司机能够在任何条件下从容地驾了司机了望条件。司机能够在任何条件下从容地驾驶列车和前方信号为禁止信号时及时采取制动措施，驶列车和前方信号为禁止信号时及时采取制动措施，提高了列车运行的效率和安全程度。提高了列车运行的效率和安全程度。 机车信号机车信号 司机依据地面信号或机车信号行车时，列车有冒进司机依据地面信号或机车信号行车时，列车有冒进禁止信号的可能。禁止信号的可能。 自动停车设

30、备（自动停车设备（ZTL系统）根据车载设备接收的轨系统）根据车载设备接收的轨道电路信息进行防护：道电路信息进行防护： 如果是红灯信息，则自动停车设备输出连续报警如果是红灯信息，则自动停车设备输出连续报警信息，司机必须在信息，司机必须在7秒内确认，否则将实施紧急秒内确认，否则将实施紧急制动。制动。 自动停车自动停车 自动停车设备只是对列车在防冒进禁止信号上有所自动停车设备只是对列车在防冒进禁止信号上有所防护，但在其他速度限制情况下却没有安全防护，防护，但在其他速度限制情况下却没有安全防护，并且还存在人为干预的情况。并且还存在人为干预的情况。 速度自动防护系统（速度自动防护系统（ATP）/（列控系

31、统）：车载设（列控系统）：车载设备根据地面设备传输的信息，实时计算动态速度曲备根据地面设备传输的信息，实时计算动态速度曲线，确保列车在允许的速度范围内运行。线，确保列车在允许的速度范围内运行。 ATP防止防止“两冒一超两冒一超”：防止列车冒进进站信号和：防止列车冒进进站信号和出站信号及超速运行出站信号及超速运行 。速度自动防护速度自动防护速度速度距离模式曲线控制方式距离模式曲线控制方式需要目标速度、线路参数、列车参数、制动性能等参数，依此计算列车需要目标速度、线路参数、列车参数、制动性能等参数，依此计算列车允许速度与目标距离间关系的曲线。允许速度与目标距离间关系的曲线。速度距离模式曲线反映了列

32、车在各点允许的速度值。速度距离模式曲线反映了列车在各点允许的速度值。列控系统根据速度距离模式曲线实时给出列车当前的允许速度，当列车列控系统根据速度距离模式曲线实时给出列车当前的允许速度，当列车超过当前允许速度时，设备自动实施常用制动或紧急制动，保证列车能超过当前允许速度时，设备自动实施常用制动或紧急制动，保证列车能在停车点前停车。在停车点前停车。速度速度距离模式曲线分类距离模式曲线分类l分段速度分段速度距离距离控制模式基本原理控制模式基本原理间隔距离以闭塞分区为单位间隔距离以闭塞分区为单位S制动性能差的车制动性能差的车制动性能好的车制动性能好的车设备监督曲线设备监督曲线l目标距离控制目标距离控

33、制模式基本原理模式基本原理S制动性能差的车制动性能差的车设备监督曲线设备监督曲线制动性能好的车制动性能好的车固定闭塞方式固定闭塞方式 线路划分为固定位置、某一长度的闭塞分区。线路划分为固定位置、某一长度的闭塞分区。 一个闭塞分区只能被一列车占用。一个闭塞分区只能被一列车占用。 列车间隔以闭塞分区为单位，而与列车在分区内的实际位置列车间隔以闭塞分区为单位，而与列车在分区内的实际位置无关。无关。移动闭塞方式移动闭塞方式 线路无固定划分的闭塞分区。线路无固定划分的闭塞分区。 列车间隔是动态的、并随前行列车的移动而移动。列车间隔是动态的、并随前行列车的移动而移动。 后续列车以前行列车尾部为追踪的目标点

34、。后续列车以前行列车尾部为追踪的目标点。 前后列车的最小间隔等于后行列车的制动距离前后列车的最小间隔等于后行列车的制动距离+ +安全距离。安全距离。虚拟虚拟/逻辑闭塞逻辑闭塞 (Virtual/Logical Block)：线路被划分为固定线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区，在一个原固定闭塞分区可以被分位置、某一长度的闭塞分区，在一个原固定闭塞分区可以被分为几个虚拟分区，闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高为几个虚拟分区，闭塞分区的长度按最长列车、满负载、最高速、最不利制动率等最不利条件设计，列车间隔为若干闭塞分速、最不利制动率等最不利条件设计，列车间隔为若干闭塞分区，而与列车在分区内

35、的实际位置无关，列车位置的分辨率也区，而与列车在分区内的实际位置无关，列车位置的分辨率也为一个虚拟分区（一般为几十米），制动的起点可以延伸，但为一个虚拟分区（一般为几十米），制动的起点可以延伸，但终点总是某一虚拟分区的边界，对列车的控制一般采用一次抛终点总是某一虚拟分区的边界，对列车的控制一般采用一次抛物线制动曲线的方式，要求运行间隔越短，分区数也越多，但物线制动曲线的方式，要求运行间隔越短，分区数也越多，但设备基本不增加。设备基本不增加。虚拟闭塞方式虚拟闭塞方式速度（公里速度（公里 / 小时）小时）80/8080/8080/6060/4040/080604020A)固定闭塞下的阶梯控制固定闭

36、塞下的阶梯控制 0/0速度（公里速度（公里 / 小时）小时）80/8080/8080/6080/4040/080604020B) 固定闭塞下的目标距离控制固定闭塞下的目标距离控制80/8080/8080/6080/4040/00/080604020速度（公里速度（公里 / 小时）小时）C) 移动闭塞下的目标距离控制移动闭塞下的目标距离控制不同制式列控系统的比较不同制式列控系统的比较列控系统的关键技术列控系统的关键技术 列车定位技术列车定位技术 地车信息传输技术地车信息传输技术控制中心控制中心轨旁设备轨旁设备VCC1 DTVCC1 I/OVCC1 DTVCC1 I/O列控信息列控信息列车速度列车

37、速度位置等信息位置等信息安全计算机安全计算机安全安全计算机计算机 列车定位技术列车定位技术 轨道电路及计轴器轨道电路及计轴器 脉冲速度传感器脉冲速度传感器 应答器应答器 交叉环线交叉环线 定位定位 多普勒雷达多普勒雷达 卫星定位（卫星定位（GPS）列车定位技术列车定位技术轨道电路定位技术轨道电路定位技术 以分区为单位定位以分区为单位定位轨道电路（占用）列车定位技术列车定位技术计轴定位技术计轴定位技术 以分区或区段为单位定位以分区或区段为单位定位 根据轮轴检测设备的信息产生轮轴数，比较计轴结果得到区根据轮轴检测设备的信息产生轮轴数，比较计轴结果得到区段占用段占用/ /空闲状态。空闲状态。轮轴检测

38、设备轮轴检测设备控制设备控制设备轮轴检测设备轮轴检测设备轨道空闲检测区段轨道空闲检测区段列车定位技术列车定位技术脉冲速度传感器定位技术脉冲速度传感器定位技术 利用车轮的周长作为利用车轮的周长作为“尺子尺子”测量列车走行距离。测量列车走行距离。根据测量列车走行距离测算出列车运行速度。根据测量列车走行距离测算出列车运行速度。 低速时测量精度高。低速时测量精度高。 受列车空转打滑影响。受列车空转打滑影响。 列车定位技术列车定位技术多普勒雷达定位技术多普勒雷达定位技术 通过测量发射波和反射波之间的频差计算出列车的运行速度，通过测量发射波和反射波之间的频差计算出列车的运行速度，并累计求出走行距离。并累计

39、求出走行距离。 高速时测量精度高。高速时测量精度高。 不受列车空转打滑影响。不受列车空转打滑影响。 地地车单向车单向传输：连续性；信息量小：传输：连续性；信息量小： 模拟轨道电路：每次只能传输一种状态信息，如模拟轨道电路：每次只能传输一种状态信息，如ZPW2000、UM71 数字编码轨道电路：几十位信息，如数字编码轨道电路：几十位信息，如UM2000地车信息传输技术地车信息传输技术轨道电路传输技术轨道电路传输技术地车信息传输技术地车信息传输技术应答器传输技术应答器传输技术 地地车单向车单向传输：只能在固定地点传输；信息量大：传输：只能在固定地点传输；信息量大：1023位位能能量量信信息息列车运

40、行控制系统列车运行控制系统ATCu高速铁路采用列控系统的必要性高速铁路采用列控系统的必要性（1）闭塞分区的加长，通过能力的下降）闭塞分区的加长，通过能力的下降（2）辨认信号的频繁）辨认信号的频繁（3）司机对信号处理要求的提高）司机对信号处理要求的提高“红灯停，绿灯行红灯停，绿灯行” ” 速度信号速度信号需要以机车信号为行车凭证需要以机车信号为行车凭证需要车载信号设备直接进行制动控制需要车载信号设备直接进行制动控制速度信号代替色灯信号速度信号代替色灯信号车载信号作为行车凭证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车载信号设备直接控制列车减速或停车列车运行控制系统列车运行控制系统AT

41、Cu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。理，在列车运行控制系统的地面和车上都安装有监视设备。 u 列控系统列控系统是确保列车行车安全、提高运输效率的是确保列车行车安全、提高运输效率的信号系统信号系统。u 基本功能基本功能 间隔控制间隔控制 确保追踪列车与前行列车之间必须保持一定确保追踪列车与前行列车之间必须保持一定的安全距离的安全距离 速度防护速度防护 确保列车的运行速度在许可范围内确保列车的运行速度在许可范围内 安全防护安全防护 防止列车无行车许可运行、防止列车溜逸、防

42、止列车无行车许可运行、防止列车溜逸、防止列车冒进防止列车冒进 。 u 行车许可（行车许可（MA）：是列车安全运行的行车凭证，包括线路信：是列车安全运行的行车凭证，包括线路信息、目标距离等。息、目标距离等。列车运行控制系统列车运行控制系统ATCu列车运行控制系统（简称列控系统）就是对列车运行全过程或列车运行控制系统（简称列控系统）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。一部分作业实现自动控制的系统。u其特征为：列车通过获取的地面信息和命令，控制列车运行，其特征为：列车通过获取的地面信息和命令，控制列车运行，并调整与前行列车之间必须保持的距离。并调整与前行列车之间必须保持的距离。列车运

43、行控制系统列车运行控制系统ATCl列车超速防护系统列车超速防护系统ATP（Automatic Train Protection）l列车自动驾驶系统列车自动驾驶系统ATO（Automatic Train Operation）l列车自动监控系统列车自动监控系统ATS（Automatic Train Supervision） 包括三个子系统包括三个子系统列车运行控制系统列车运行控制系统ATCuATC组成：地面设备和车载设备组成：地面设备和车载设备允许速度曲线允许速度曲线实际速度曲线实际速度曲线 列控系统包括：地面设备、车载设备。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

44、路状态。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。车载设备：生成目标距离连续速度控制模式曲线。列车运行控制系统列车运行控制系统ATC列车运行控制系统列车运行控制系统ATCu地面控制中心通过电缆与铁路线上的轨道电路、信号机、应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。信号控制列车制动。 uATP地面控制中心与

45、地面控制中心与CTC或或TDCS联网，实现运输指挥中心对联网，实现运输指挥中心对列车的直接控制，达到了车地一体化的列车控制能力。列车的直接控制，达到了车地一体化的列车控制能力。 u地面设备包括列控中心、点式设备、轨道电路地面设备包括列控中心、点式设备、轨道电路 列车运行控制系统列车运行控制系统ATCu车载设备主要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机显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。示器、速度传感器等组成。 国外高铁列控系统国外高铁列控系统u国外铁路采用的列控系统主要有：国外铁路采用的列控系统主要有：u日本新干线日本新干线ATC系统，法国系统，法

46、国TGV铁路和韩国高速铁路的铁路和韩国高速铁路的TVM300及及TVM430系统，德国及西班牙铁路采用的系统，德国及西班牙铁路采用的LZB系统，系统，及瑞典铁路的及瑞典铁路的EBICA900系统等。系统等。u差别在于控制模式和车差别在于控制模式和车地间信息传输方式不同地间信息传输方式不同u按照地面向机车传送信号的连续性来分类，有连续式列控系按照地面向机车传送信号的连续性来分类，有连续式列控系统和点式列控系统两种类型。统和点式列控系统两种类型。u按照人机关系来分类，分为设备优先控制和司机优先控制两按照人机关系来分类，分为设备优先控制和司机优先控制两种类型。种类型。u按照列车速度防护模式，分为阶梯

47、速度防护模式和曲线速度按照列车速度防护模式，分为阶梯速度防护模式和曲线速度防护模式两种类型。防护模式两种类型。 u 法国法国TGV（法文（法文Train a Grade Vitesse）东南线（巴黎）东南线（巴黎里昂）和里昂）和TGV大大西洋线（巴黎西洋线（巴黎图尔）上采用的区间信号系统是电气与信号公司（图尔）上采用的区间信号系统是电气与信号公司（CSEE）生产的）生产的UM71型无绝缘轨道电路和型无绝缘轨道电路和TVM（法文（法文Transission Voie-Machine）300300型带超速防护的机车信号所组成，在我国简称为型带超速防护的机车信号所组成，在我国简称为UT系统系统，也称

48、为速差式信号自动闭塞。，也称为速差式信号自动闭塞。法国法国TVM300系统系统u该系统以机车信号为主体信号，取消地面色灯信号机，在闭塞分区分界处该系统以机车信号为主体信号，取消地面色灯信号机，在闭塞分区分界处设停车标，在机车内设指示限制速度的数字显示信号。设停车标，在机车内设指示限制速度的数字显示信号。u8080年代末，被我国引进后，用于京广铁路郑州年代末，被我国引进后，用于京广铁路郑州武昌间电力武昌间电力牵引区段，保留地面色灯信号，有红、黄、绿黄、绿四种灯色显牵引区段，保留地面色灯信号，有红、黄、绿黄、绿四种灯色显示，对应于机车信号的数字显示，在我国被称为示，对应于机车信号的数字显示，在我国

49、被称为四显示信号自动四显示信号自动闭塞闭塞。9090年代初又被应用于广州年代初又被应用于广州深圳准高速铁路。深圳准高速铁路。uUT系统并不等同于四显示信号自动闭塞，根据行车需要，系统并不等同于四显示信号自动闭塞，根据行车需要，UT系统可以实现不同数目显示的自动闭塞。系统可以实现不同数目显示的自动闭塞。制动阀制动控制超速继电器速度表速度传感器实际速度机车信号显示目标速度点 式感应器点式信号处理连续信号处理测速通道速度比较器连续式感应器来自UM71型轨道电路TVM300型车上设备工作框图型车上设备工作框图法国法国TVM300系统系统uTV300型机车信号，在机车上显示彩色数字信息，在法国型机车信号

50、，在机车上显示彩色数字信息，在法国TGV线作为主体信号，取消地面色灯信号机，在闭塞分区分界处设线作为主体信号，取消地面色灯信号机，在闭塞分区分界处设F系列列车停车标。根据列车最高运行速度及其制动距离，确定前系列列车停车标。根据列车最高运行速度及其制动距离，确定前后列车间应保持的追踪间隔距离，亦即相隔闭塞分区数目。后列车间应保持的追踪间隔距离，亦即相隔闭塞分区数目。u法国法国TGV东南线东南线Vmax270km/h，前后列车间应有，前后列车间应有6个闭塞分个闭塞分区长度的间隔，要求各闭塞分区的出口速度即区长度的间隔，要求各闭塞分区的出口速度即ATP目标速度（标目标速度（标定值单位定值单位km/h