動車組信號系統第三章列車超速防護系統隨著鐵路向高速度、高密度發展，各國鐵路以防止列車冒進信號、超速行駛為中心，積極研究和發展各種制式的列車超速防護(ATP)系統。

1動車組信號系統突出鐵路信號對列車直接、閉環控制特點的ATP系統，伴隨著鐵路提速和高速鐵路建設得到迅速的發展，技術日益先進，設備愈加完善，效果越來越明顯，使列車運行安全更有保證。

2動車組信號系統第一節從列車自動停車到列車超速防護

1980年后，我國鐵路推廣機車信號、列車自動停車和無線列調三項設備，其中列車自動停車裝置從ZTL—1型發展到ZTL—3型，在我國鐵路迅速普及。3動車組信號系統

機車三項設備的普及，對列車運行安全起到一定的作用。列車自動停車裝置功能簡單，和機車信號配合使用，一旦機車信號出現降級或HU顯示，則自動報警提醒司機注意駕駛，同時自動停車裝置發揮作用。一旦司機(在22s內每隔7s按壓1次)按壓警惕按鈕，則解除了自動停車功能。

4動車組信號系統由于自動停車裝置與列車實際運行速度沒有聯系，可以人為經常解除自動停車功能，在紅燈前不能連續地起作用，仍然存在著冒進信號的可能。為了有效地控制列車運行，減少列車冒進、超速行駛引起的事故，必須加速研制列車超速防護系統。

5動車組信號系統為此，在京廣線鄭武電氣化改造工程中，引進了U—T系統，其中TVM300就是與UM71配套使用的列車超速防護系統。TVM300采用滯后的大臺階速度分級控制模式，地面自動閉塞必須設置雙紅燈防護區段，列車超速防護的制動方式只有一個接口(在法國TGV采用最大常用制動，在我國采用緊急制動方式)。6動車組信號系統經實踐檢驗，TVM300系統用在我國站間距小、客貨混運的繁忙干線區段，再加上國內工程配套存在的種種問題，在運用中出現了較多問題。7動車組信號系統

在廣深準高速工程中，采用了具有UM71與移頻制式兼容功能的ZLSK型準高速客車速度分級控制系統。系統由鐵科院通號所研發，基本原理與TVM300超速防護系統相同，但在制動模式上進行了一定改進。

8動車組信號系統

它依據閉塞分區的長短、平直坡道，通過不同的低頻信息將列車監控速度進行分級，如準高速列車速度分為160km/h、145km/h、120km/h、90km/h、0km/h五級，一般客車分為120km/h、90km/h、0km/h三級，貨物列車分為80km/h、60km/h、0km/h三級。

9動車組信號系統當列車進入到某一閉塞分區時，車載設備通過接收到的軌道低頻信息給出出口速度顯示，要求列車到出口處將速度降至低于規定的出口速度。10動車組信號系統

下一區段的入口速度就是本區段的出口速度，并通過對下一區段的入口速度的監督，實現對本區段出口速度的監督。當列車離開本區段的速度高于設備給出的出口速度時，將因超速而自動制動。系統為雙機熱備，常用制動和緊急制動分用。

11動車組信號系統

LCF超速防護系統是“八五”國家重點科技攻關項目。系統采用多微機結構，其超速防護的原理是通過對國產移頻軌道電路疊加數字化點式信息，提供閉塞分區內的線路信息，采用速度—距離模式曲線方式控制列車運行。12動車組信號系統在制動方式上采用常用制動為主，在常用制動失效時才采用緊急制動，無須設置重復防護區段。它在防止“兩冒一超”方面具有較強功能。曾在京九線商阜段試驗。

13動車組信號系統在川黔線還進行過引進的瑞典ABB公司的查詢應答式ATP試驗。

2003年在秦沈客運專線上采用基于數字軌道電路的TVM430列車運行控制系統，由UM2000數字軌道電路提供地面信息，包含閉塞分區長度、曲線坡度、監控速度等信息，實現速度—距離模式曲線方式控制列車運行。

14動車組信號系統

目前，研制或引進已投入運營或進行試驗的超速防護系統有：①京廣線鄭武段投入運營的TVM300系統；②廣深線投入運營的ZLSK和LSK系統；

15動車組信號系統

③京九線商阜段試驗的LCF系統；④通過北京環行鐵道試驗線試驗的為秦沈客運專線研發的點連式LSK—2000和LCF—200系統；⑤在秦沈客運專線投入運營的TVM430系統。

16動車組信號系統

列車超速防護系統是當今世界各國普遍采用的安全技術設備。我國已具備發展列車運行控制系統(CTCS)的基礎，在鐵路跨越式發展的進程中，應結合既有線提速、客運專線和高速鐵路建設，進行總體規劃，系統設計，分步實施，積極發展，逐步建成集DMIS(調度指揮管理信息系統)、CTC(調度集中)、CTCS為一體的列車運行控制中心，對列車進行安全控制，實現行車指揮的綜合現代化。

17動車組信號系統鐵道部組織全路有代表性的信號控制專家組成專家組，參照ETCS歐洲列控標準，研究制定了我國的CTCS發展裝備暫行技術標準，即《CTCS技術規范總則》(暫行)。CTCS就是中國列車運行控制系統的英文字頭(ChineseTrainControlSystem)。18動車組信號系統

CTCS分為5級：0級為既有線現狀，由通用機車信號+運行監控記錄裝置組成的系統；1級為主體化機車信號+加強型運行監控記錄裝置組成的系統；2級為基于軌道電路(模擬或數字軌道電路)傳輸信息的列車運行控制系統；19動車組信號系統

3級是基于無線傳輸信息(GSM—R)并采用軌道電路等方式檢查列車占用的列車運行控制系統；4級是完全基于無線傳輸信息(GSM—R)的列車運行控制系統。

20動車組信號系統

當前，面臨的緊迫任務是盡快制訂和完善與其相對應的技術條件，確定高速鐵路、客運專線、提速區段等不同線路級別技術設備的配置標準，形成適應我國運輸特點的列車運行控制系統。21動車組信號系統特別要突破在高、中、低速列車混跑，跨越不同速度區段以及地面設備配置不同等情況下，如何有效地在CTCS各級中相互兼容、實施列車超速防護這一重大技術關鍵問題，這是當前需要研究解決的最重要、最迫切的課題。22動車組信號系統由于我國目前缺乏成熟產品及系統建設經驗，因此，必須采用引進和研發相結合的方式，加快推進我國CTCS的發展。

23動車組信號系統第二節ATP概述

1．ATP的基本概念

ATP(AutomaticTrainProtection)，即列車運行超速防護系統。眾所周知列車制動距離與其運行速度成正比。當列車速度提高到140kn/h時，緊急制動距離為1100m；提高到160km/h時，緊急制動距離為1400m；而提高到200km/h時，緊急制動距離為2000m。24動車組信號系統當人的視距小于列車制動距離和操作所需的時間(司機視覺能力對信號做出判斷的最少時間為3～5s)時，傳統的信號控制系統以及以人為主的保證行車安全的控制方式，已不能適應列車運行安全的需要。25動車組信號系統因此，隨著列車速度的提高和密度的加大，必須裝備列車超速防護系統，來保證行車安全。

26動車組信號系統

ATP的核心是鐵路信號速度化，要求信號信息具備明確的速度含義，并根據這些信息對列車運行速度實時連續監控。27動車組信號系統地面列控信息主要根據進路、線路條件以及前后列車的運行位置，在分級速度控制時，產生不同的出口速度信息；在采用速度—距離模式曲線控制時，產生目標距離、目標速度等信息。

28動車組信號系統

ATP車載設備依據接收到的信息，根據列車構造速度、制動性能計算出控制曲線，對列車是否遵守信號(速度)指令進行實際運行速度的監控。29動車組信號系統當列車在允許速度控制曲線以下運行時，ATP車載設備相當于“機車信號”，只不過信號顯示已不僅是燈光顏色，而是允許速度值的量化顯示；30動車組信號系統當列車的實際運行速度接近、超過允許速度曲線時，ATP車載設備就報警、卸載、制動，起到防止“兩冒一超”的安全作用。也就是說，只要ATP設備正常工作，列車就不會發生“兩冒一超”方面的行車事故。31動車組信號系統

ATP系統是由地面信號設備(含列車占用檢查、運行位置定位、信息傳輸等)和車載信號設備共同構成的系統。在列車占用檢查和運行位置定位上，一般采用軌道電路或計軸器等信號設備；在信息傳輸上，一般采用模擬軌道電路、數字軌道電路、軌道環線、應答器以及無線通信設備。

32動車組信號系統車載設備早期往往采用模擬或數字集成電路等純硬件構成，當今主要采用車載安全型計算機以軟硬件為核心、多系冗余構成。33動車組信號系統從世界各國的國家鐵路來看，ATP系統主要用于提速和高速鐵路，駕駛操作包括列車加速等仍由司機完成，而防止“兩冒一超”的安全性操作則由系統自動完成。這樣就大大提高了提速和高速列車的安全保證等級。

34動車組信號系統

我國鐵路列車提速后，列車制動距離增加，信號顯示距離不足，現行信號顯示制式和列車速度控制方式難以滿足行車安全的要求。列車運行速度超過160km／h時，司機難以辨認地面信號，以司機為主的列車控制系統難以保證列車的安全運行，必須發展ATP系統。35動車組信號系統

2．ATP的功能

ATP的功能主要有：停車點防護、超速防護、列車間隔控制(移動閉塞時)、測速測距、車門控制。

3．點式和連續式ATPATP按地面信息的傳輸方式分為點式和連續式兩種。36動車組信號系統

(1)點式ATP

系統由車上設備和地面設備組成。車上設備接收信號點或標志點的應答器信息，還接收列車速度和制動壓力信息，輸出控制命令和向司機顯示。37動車組信號系統地面應答器向列車傳送每一信號點的允許速度、目標速度、目標距離、線路坡度、信號機號碼等信息。應答器本身無源，接收查詢器(車載天線)發射的能量，供內部電路與回答發送用。38動車組信號系統

點式ATP在運用中表現出的最大問題是信息不實時、不連續，難以勝任列車密度大的情況，如后續列車駛過地面應答器時，因前方區段有車，它算出的速度曲線是一條制動停車曲線。39動車組信號系統當前行列車駛離，后續列車因得不到新的信息只能減速運行，直到抵達運行前方的地面應答器，才能接收到新的信息，進而決定如何運行。40動車組信號系統所以各國在實際運用中，往往采取其他的補充技術手段，彌補其實時性方面的不足。例如保留地面信號機、增設環線(Euroloop)或非連續式無線通信等。41動車組信號系統

(2)連續式ATP

連續式ATP包括軌道電路、軌間電纜和無線通信等傳輸方式。42動車組信號系統

①軌道電路方式采用軌道電路傳輸列車控制信息是最普遍的方式。此時軌道電路既作為檢測列車(占用、完整性、定位)的設備，又發送列車控制信息。43動車組信號系統例如法國的TGV鐵路采用UM71無絕緣移頻軌道電路，日本新干線ATC采用單邊帶調制音頻軌道電路。44動車組信號系統

利用軌道電路傳輸信息時，由于受到道床環境的嚴重制約，存在鄰線干擾和外界干擾問題使得傳輸性能不理想，集膚效應非常明顯，且傳輸距離也受到限制。45動車組信號系統

②軌間電纜方式利用軌間鋪設的電纜傳輸信息。控制中心儲存線路的固定數據：區間線路坡度、彎道、緩行區段的位置及長度等。經聯鎖設備，將沿線的信號顯示、道岔位置等信息傳送至控制中心。

46動車組信號系統列車將其數據：如載重量、車長、制動率、所在位置、實際速度經電纜傳給控制中心。控制中心的計算機根據這些數據計算出該時刻的列車允許速度。47動車組信號系統

此速度值經電纜傳送給運行在線路上的相應列車。列車獲得此速度值，一方面顯示出來，一方面對列車速度進行監控。

48動車組信號系統

這種方式統一指揮全部列車運行，遇有發生行車晚點或其他障礙，可極迅速地將行車命令傳給列車。但控制中心一旦發生故障則全線癱瘓。因此采用另一種控制方式，控制中心將有關信息(線路坡度、緩行區段位置、目標距離或目標速度等)通過電纜送至機車，由車載計算機計算其允許速度。

49動車組信號系統德國鐵路的LZB系統就采用軌道電纜，既用于傳輸信息，又用于列車定位。1978年在漢堡—不來梅區段正式投入運用，每天控制200km/h的特快列車達74次。50動車組信號系統軌道電纜及其鋪設方法與機械化養路作業存在著矛盾，以及造價和維修費用高等原因，未得到推廣。以后又研制用微波代替軌道電纜進行傳輸。51動車組信號系統

③無線方式利用無線通信的方式傳輸信息。地面編碼器生成編碼信息，通過軌道天線向車上發送。信號顯示控制接口負責檢測要發送的信號顯示，并從已編程的數據中選出有用數據送編碼器，同時選出與限制速度、坡度、距離等有關的軌道數據。

52動車組信號系統

編碼器用高安全度的代碼將這些數據編碼，經過載波調制，饋送至軌道天線向機車發送。車上接收設備接收限制速度、坡度、距離后，由車載計算機計算出目標速度，對機車進行監控。53動車組信號系統

美國自1984年以來，利用全球定位系統(GPS)對列車進行跟蹤、定位和測速，定位誤差為20～50m，測速誤差為±1．6km/h。用靜止衛星定位，精度可達2～7m，因此在衛星定位的基礎上開發無線列車控制系統。54動車組信號系統

4．分級制動和一級制動列車制動控制模式分為分級制動模式和一級制動模式。55動車組信號系統(1)分級制動分級制動是以閉塞分區為單元，根據與前行列車的運行距離來調整列車速度，各閉塞分區依據進路條件、前后列車位置，采用不同的低頻頻率調制，指示不同的速度等級，在此基礎上確定限速值。分級制動模式又分為階梯型和曲線型。56動車組信號系統

階梯型分級制動模式俗稱大臺階型。它將一個列車全制動距離劃分為3～4個閉塞分區，每一閉塞分區根據與前行列車的距離來確定限速值。如法國TGV速度控制即采用該方式，速度等級分為270km/h、220km/h、160km/h、0km/h四個速度等級。

57動車組信號系統對270km/h和220km/h，檢查值高于標定值15km/h；對于160km/h，檢查值高于標定值10km/h；對于0km/h，留有35km/h開口。

58動車組信號系統當列車速度高于檢查值時，列車自動制動。其為滯后監督方式，即在閉塞分區出口才監督是否超速，所以為確保安全，必須設有“保護區段”。階梯型分級制模式的速度曲線如圖3.1所示。59動車組信號系統圖3.1階梯型分級制動曲線圖

60動車組信號系統階梯型分級速度控制方法雖然構成較為簡單，但具有較多缺點：

①不能區分制動性能不同的列車，一律按制動性能差的列車布點，影響高性能列車的效能；61動車組信號系統

②段段考慮設備應變時間，影響通過能力；

③保護區段在進站口影響運輸能力。62動車組信號系統

所以，日本和法國在其新建高速鐵路的ATP系統中，改為速度—距離模式曲線控制方式。模式曲線是根據該閉塞分區提供的允許速度值以及列車參數和線路常數由車載計算機計算出來的(或將各種制動模式曲線儲存調用)。63動車組信號系統

(2)一級制動一級制動是按目標距離制動的。根據距前行列車的距離或距運行前方停車點的距離，由控制中心根據目標距離、列車參數和線路參數計算出列車制動模式曲線，或由車載計算機予以計算，按制動模式曲線控制列車運行。

64動車組信號系統信息傳輸有數字編碼軌道電路傳輸和無線傳輸兩種方式。無論何種方式，傳輸的信息必須包括線路允許速度、目標速度、目標距離。一級制動方式最能合理地控制列車運行速度，是列車自動控制技術的發展方向。65動車組信號系統

5．測速和測距

(1)測速列車運行速度的測量非常重要，列車實際運行速度是速度控制的依據。該速度值的準確和精度直接影響調速效果。66動車組信號系統測速有車載設備自測和系統測量兩種方法。車載設備自測有測速發電機、路程脈沖發生器、光電式傳感器和霍爾式脈沖轉速傳感器等方法。系統測量有衛星測速和雷達測速等方法。67動車組信號系統

①測速發電機早期采用測速發電機測速。測速發電機安裝在車輪軸頭上，它發出的電壓與車速成正比，該電壓經處理后產生模擬量和數字量兩個輸出，分別用來驅動速度表和進入車上主機用于速度比較。測速發電機簡單，但在低速范圍內精度較差，可靠性也不高。68動車組信號系統

②路程脈沖發生器其核心部件是一個16極的凸輪，隨著車輪的轉動，發生一系列脈沖，車速越快，脈沖數越多，只要在一定時間內記錄下脈沖的數目，即能換算成列車的實際速度。69動車組信號系統

③光電式傳感器隨著車輪的轉動，光線不斷地通過和被阻擋，使光電式傳感器產生電脈沖，記錄脈沖數目來測量車速。70動車組信號系統

④霍爾式脈沖轉速傳感器車輪轉動時，使霍爾式傳感器產生的頻率正比于車輪轉速的信號來進行測速。需采用兩路測速，以對機車車輪空轉、蠕滑、死抱等引起的誤差進行修正。71動車組信號系統

(2)測距如何測量距停車點的精確距離是列車運行超速防護系統的重要任務。測距是通過測速與輪徑完成的。必須不斷地對輪徑進行修正。72動車組信號系統

6．緊急制動和常用制動緊急制動是將壓縮空氣全部排入大氣，使副風缸內壓縮空氣很快推動活塞，施行制動，使列車很快停下來。73動車組信號系統法國的TVM300車載設備利用緊急放風閥控制列車制動。緊急制動時，列車沖擊大，中途不能緩解，充風時間長，不能使列車安全平穩地運行。74動車組信號系統常用制動是直接控制列車主管壓力使機車制動與緩解，不影響原有列車制動系統的功能。它縮短了制動空走時間，大大減小了制動時的縱向沖擊加速度，使列車運行更安全、舒適。在常有制動失效后，可施行緊急制動。75動車組信號系統第三節TVM300系統

1．TVM300系統的原理在京廣線鄭武電氣化工程中引進了法國的TVM300系統。它以地面UM71無絕緣軌道電路為基礎，具有機車信號(含速度值和顏色顯示)和超速防護功能。76動車組信號系統機車上安裝的TVM300系統為單套設備，可以接收地面發送的4種載頻、14種低頻調制的連續式移頻信息和地面點式環線設備發送的5種點式單頻信息。77動車組信號系統

TVM300系統采用階梯制動模式，在一個閉塞分區內只監控一個速度等級—該閉塞分區的入口速度。它所給出的速度顯示是列車應遵循的出口速度，要求列車在本閉塞分區的出口端調到低于該速度值。78動車組信號系統當列車實際運行速度超過給定的限制速度時，系統將使列車自動施行緊急制動。79動車組信號系統

這種滯后型的速度控制方式，要求地面閉塞分區必須設有“保護區段”，在速度監督的作用下，保證使超速越過第一個禁止信號的列車能在“保護區段”內停車，一般情況下追蹤列車均不會發生追尾事故。80動車組信號系統

TVM300系統主要包括連續式機車信號、點式接收器、測速單元、記錄器。連續式機車信號用來接收連續式移頻信息，由載頻信號接收及處理電路、低頻信息處理電路、繼電器電路、速度控制電路、電源變換器組成。點式接收器用來接收點式信號，為單頻信號，有14個有效信息。

81動車組信號系統測速單元為速度控制電路提供列車實際走行速度信息，測速誤差為1km/h，包括速度傳感器、線性處理器和電源變換器。為提高可靠性和“故障一安全”的需要，設兩個獨立的測速鏈，由安全比較器對兩路測速鏈進行檢測。

82動車組信號系統

速度監督的核心是具有“故障一安全”保障的速度比較器。它將實際運行速度與目標速度進行比較。當實際運行速度超過目標速度規定值時，將使超速繼電器失磁，引起列車制動。83動車組信號系統

2．TVM300系統在我國鐵路的應用在鄭武線電氣化工程中，根據當時我國的實際情況，將列車運行速度定為客車120km/h、貨車80km/h。84動車組信號系統車上設備可處理18種連續信息(實用14種)，5種點式信息。采用階梯型速度控制曲線，對列車進行速度控制，列車超速時，實行緊急制動。85動車組信號系統地面區間設置保護區，進站信號機前方380m處以及站內股道中心點設置點式環線，用于點式速度檢查、控制等以保證行車安全。

86動車組信號系統

列車進入側線，在沒有實行側線進路電碼化情況下，采取儲存45km/h速度信息方式，以保持站內側線行車速度超速防護的連續性。

87動車組信號系統

ATP的核心是鐵路信號速度化，要求信號信息具備明確的速度含義，并根據這些信息對列車運行速度實時連續監控，站內調車考慮了45km/h的限速控制。

88動車組信號系統

區間正向運行時，列車運行速度分級為：客車120km/h、100km/h、85km/h、0km/h，貨車80km/h、70km/h、55km/h、0km/h。

89動車組信號系統

速度控制曲線的速度檢查值按如下方式確定：標定速度在50km/h以下，檢查值高于標定值5km/h；50km/h以上時，檢查值高于標定值10km/h。防護區入口速度檢查值為25km/h。區間正向運行的速度檢查如圖3.2所示。90動車組信號系統圖3.2區間正向運行速度檢查圖91動車組信號系統

鄭武段坡道較多，閉塞分區長度按上坡道、正向運行考慮。反向運行時，相應區段運行速度等級有所降低，劃分為：客車120km/h、90km/h、70km/h、0km/h，貨車80km/h、65km/h、50km/h、0km/h。92動車組信號系統

TVM300系統在運用中存在一些問題，即其采用階梯型制動模式，在一個閉塞分區的只監控一個速度等級——該閉塞分區的入口速度，這種滯后型的速度控制方式，不僅影響通過能力，而且降低了紅燈的嚴肅性。93動車組信號系統一“撞墻”就施行緊急制動，而且中途不能緩解，影響了行車效率，且運行不平穩。留有25km/h的開口也不安全，另外機器體積過大。94動車組信號系統第四節TVM430型超速防護系統

TVM430是基于TVM300發展起來的，在最新的TGV線路上應用的系統。TVM430型系統采用的固定閉塞分區約1500m。因為閉塞分區比列車制動距離(約6000m)短，所以一個制動過程通常要占用4個閉塞分區。

95動車組信號系統

短閉塞分區允許列車以較短的運行間隔運行，這樣，可以在不對列車制動性能提出更高要求的前提下，提高線路的運營能力。

96動車組信號系統在使用TVM300型系統的法國東南線上，最小的運行間隔為5min。在大西洋線上為4min。而在采用TVM430型系統的北方線上，最小運行間隔僅為3min。97動車組信號系統

TVM300型系統允許列車最高運行速度為300km/h，最多可以產生18個連續信息或14個點式信息，并且只傳送當前閉塞分區的限制速度。98動車組信號系統而TVM430可傳送更多的信息，例如：本閉塞分區的限制速度、下一閉塞分區的限制速度、距離、線路的坡度等。99動車組信號系統

對于占用閉塞分區的列車來說，每個閉塞分區有一定的特征參數，其中不變的特征參數有閉塞分區長度、線路的平縱斷面特性(坡道或彎道)，以及相應的最高安全速度(通常是300km/h)；

100動車組信號系統可變的特征參數一般要視前方列車的有無及其他障礙物而定，包括本閉塞分區末端的目標速度、下一閉塞分區末端的目標速度等(目標速度是指列車離開本閉塞分區進入下一閉塞分區的速度)。101動車組信號系統

2．TVM430型系統的組成

TVM430型系統分為車載和地面兩部分。車載設備包括：信號接收、處理、顯示單元，車速檢測單元，數據記錄單元以及電源等，圖3.3為系統的車載設備組成框圖。102動車組信號系統圖3.3TVM430型系統的車載設備組成框圖103動車組信號系統地面設備可以根據系統實現的原理，分為兩部分。

(1)地面電子設備，其主要功能包括在上、下行兩個方向實現同一功能，及在地面設備與軌道之間(最遠可達7km)提供遠程供電。104動車組信號系統

(2)采用NS1技術，實現由“標準”信號設備控制的數據傳輸。地面部分與控制中心相連，地面信息被編碼后以交流信號形式在軌道上傳輸。TVM使用4種不同的載頻，它們在線路上成對地在兩個方向軌道上交替使用。

105動車組信號系統

在TVM430型系統中有27個不同的音頻信號，在同一時間可以任意組合，并以FM(頻率調制)的形式被調制在這些載頻上。106動車組信號系統

這與TVM300型系統使用18個獨立的頻率，同一時間只能有一個頻率以FSK(移頻鍵控)的形式被調制在載頻上不同。

107動車組信號系統每個軌道電路的一端連接一個信號發送器，發送器的相反端有一個接收器。當接收不到軌道電路信號(由于被列車的輪軌短路或其他故障)時，則認為軌道被列車占用。108動車組信號系統

3．TVM430的數據格式軌道上傳送的信號被TGV列車前端的天線(感應器)接收，轉發到車上兩套冗余的數字信號處理器，經過濾波、條件化、解碼等處理后，由車載顯示器顯示給司機。

109動車組信號系統經過解碼后的TVM430信號是一個27bit的數據字，字中的每一位對應于軌道電路中調制在載頻上的一個頻率，這一數據字又分為5個碼，組成TVM430信號的數據格式。110動車組信號系統

(1)速度碼(占8bit，頻率為0．88～4．08Hz)。包括本閉塞分區最高安全速度、本閉塞分區末端的目標速度及下一閉塞分區末端的目標速度。

111動車組信號系統其代表的速度值有5個，在高速線路上分別表示為：300km/h，270km/h，230km/h，170km/h和0km/h。

112動車組信號系統

(2)坡度碼(占4bit，頻率為4．72～6．64H2)。坡度信息由整個閉塞分區情況平均而得。列車在進行速度計算時要考慮到這一因素。113動車組信號系統

(3)閉塞分區長度碼(占6bit，頻率為7．28～10．48H2)。閉塞分區長度可能有多種，對于計算速度十分重要。

114動車組信號系統例如，在平坦的高速線路上，一個閉塞分區可以長達1500m，而在海峽隧道閉塞分區的末端部分，閉塞分區長度只有這個數字的十分之一。115動車組信號系統

(4)路網碼(占3bit，頻率為11．12～15．60Hz)。路網碼決定列車如何理解速度碼。

116動車組信號系統

例如，在最高允許速度為300km/h的高速線路上所用的路網碼，與在速度限制為160km/h的海峽隧道中所用的路網碼不同。117動車組信號系統

(5)糾錯碼(占6bit，頻率為16．24～17．52Hz)。當信號誤讀時，糾錯碼不但能檢查出錯誤，在某些情況下還能糾正錯誤。糾錯碼采用6位循環冗余校驗碼(CRC)。

118動車組信號系統

采用上述27bit的數據字傳遞信息，將給司機的控車帶來很大便利。在TVM300型系統中，地面設備發送的列車目標速度碼僅在每個閉塞分區邊界處更新，相應地就僅提供司機離散的階梯狀的速度曲線，此曲線無法反映列車的連續速度變化。

119動車組信號系統

TVM430型系統則根據一次實時接收的閉塞分區長度碼及其他碼字信息，可以產生連續的速度變化模式曲線，從而提供給司機更實際的速度變化信息。圖3.4描繪了該模式曲線。120動車組信號系統圖3.4連續的速度變化模式曲線圖121動車組信號系統

4．TVM430型系統在秦沈客運專線上的應用秦沈客運專線采用列控系統和計算機聯鎖一體化的方案，采用的是法國CSEE公司的SEI/TVM430設備，可以節省大量聯鎖系統的硬件和聯鎖系統與列控系統的接口。122動車組信號系統

秦沈客運專線因設有列車運行控制系統，區間不設通過信號機，車載信號設備為主體信號設備。SEI/TVM430系統的地面設備結構示意圖如圖3.5所示。由3種機柜組成，分別為應用機柜、外圍接口柜和軌道接口柜。123動車組信號系統圖3.5SEI系統結構示意圖124動車組信號系統應用機柜也稱主機柜，一個機柜包括3個應用組匣PAP1～PAP3，含有3個CPU，3塊通信板，2個比較器。采用三取二冗余結構，構成容錯系統。即最多容許1個CPU、1塊通信板和1個比較器故障；此時不影響系統正常工作。125動車組信號系統

外圍接口柜包括最多6個外圍接口組匣PIPl—PIP6，控制并行輸入和輸出、安全和非安全接口。126動車組信號系統

軌道接口柜完成軌道電路和連續傳輸信息的功能。每個柜包括最多6個軌道接口組匣PIV。每個PIV可實現兩個閉塞分區的CDV接口。一個CDV接口為1個軌道電路用，包括軌道電路發送器(CEC)和接收器(CRR)。127動車組信號系統

列車上均安裝TVM430車載設備，車載設備采用數字信號處理技術，接收地面設備經軌道電路傳輸的信息，產生列車速度控制曲線，用以監督或控制列車安全運行。128動車組信號系統

列車控制模式采用人控為主、設備為輔的方式。司機按每個軌道電路地面信息給出的速度值運行時，速度監督設備不干預司機的正常操作。當司機違章操作或列車速度超過規定的允許速度時，速度監督設備則自動實施制動。129動車組信號系統

TVM430型系統采用UM2000型數字編碼軌道電路。該軌道電路除提供用于控制列車間隔的速度等級等信息外，還可提供線路坡度、閉塞分區長度等線路數據，使設備得以采用分級連續模式曲線控制方式。

130動車組信號系統

用于秦沈客運專線的正常追蹤速度分級為200km/h、180km/h、160km/h、140km/h、0km/h。131動車組信號系統第五節200km/hEMU超速防護系統

1．軌道電路根據CTCS有關技術規范，不同級別的線路其制式有所不同，主要有以下制式：132動車組信號系統

⑴CTCS-0級：國產4信息、8信息和18信息移頻；⑵CTCS-1級：UM-71、ZPW-2000；⑶CTCS-2級：UM-71、ZPW-2000；133動車組信號系統

2．車載設備ATP主機柜設置在駕駛室后方的機械室內。另外，ＤＭＩ設置在駕駛臺上，ＳＴＭ天線、ＢＴＭ天線、速度發電機設置在車體下方。ＡＴＰ的制動由ＡＴＰ裝置中的繼電器邏輯單元輸出，并連接到車體方的設備—綜合配電盤上，再通過該裝置與制動裝置連接。134動車組信號系統當列控車載設備運行于CTCS-0級和CTCS-1級線路時，只作為機車信號功能使用。列車在CTCS-2級線路上運行時，間隔7個閉塞分區追蹤運行。135動車組信號系統

3．車載列控顯示裝置（DMI）車載列控顯示裝置（DMI）在駕駛室的位置見下圖3.6。136動車組信號系統圖3.6車載列控顯示裝置（DMI）在駕駛室的位置137動車組信號系統

1.主界面顯示區域DMI的主界面分為如圖3.7所示的六個區域。138動車組信號系統圖3.7DMI主界面139動車組信號系統

⑴主界面細分功能圖在每一個主顯示區中又細分為不同的內容顯示區域，具體劃分如圖3.8所示（其中紅色區域為保留區域）。140圖3.8DMI主界面功能細分圖141動車組信號系統

A區警示信息A區顯示的信息內容包括：A1區：ATP設備觸發制動之前的預警時間；A2區：目標距離；142動車組信號系統

A1區的大小為54*54（像素）。DMI在該區域中心以灰色矩形圖標的方式表示制動預警時間。該圖標應根據制動預警時間的不同而顯示出大小不同的矩形圖標。圖標大小共分為5個等級，分別是最大圖標（54*54像素）的10％，25％，50％，75％，100％。143動車組信號系統當列車處于CSM區時，如果ATP制動預警時間大于8秒時，DMI在A1區不顯示任何圖標；如果ATP制動預警時間小于或等于8秒時，DMI應當在A1區按相應比例顯示制動預警圖標。144動車組信號系統當列車處于TSM區時，如果ATP制動預警時間大于8秒，DMI在A1區顯示最小的制動預警圖標（最大圖標的10％），如果制動預警時間小于或等于8秒時，DMI應當在A1區按相應比例顯示制動預警圖標。145動車組信號系統

A2區的大小為54*222（像素）。該區域使用兩種表示方法同時表示目標距離：柱狀光帶表示法以及數字表示法。柱狀光帶位于該區域的下部，光帶正上方為數字表示區。

146動車組信號系統柱狀光帶的左側為坐標系，該坐標系采用對數坐標，最大的顯示范圍是1000米。當目標距離大于1000米時，柱狀光帶的高度保持不變，只用數字標出實際目標距離，數字表示法可表示的最遠距離為8000米。A2區的顯示如圖3.9所示。147動車組信號系統圖3.9A2區顯示示意圖148動車組信號系統

A2區僅當列車處于TSM區時才有相應的顯示，在CSM區時并不顯示。149動車組信號系統

B區速度信息列車當前速度以數字的方式顯示在B1區，同時，速度表的指針也指示了列車的當前速度（并以不同的顏色和表圈以不同的形狀來表示緊急程度）。B區中的細分區域的大小（像素）及顯示內容如下：150動車組信號系統

B1：50*50

以數字方式顯示列車當前速度；B2：36*36

以速度表盤的方式表示各種速度；B3：36*36（保留）B4：36*36（保留）151動車組信號系統B5：36*36（保留）B6：36*36（保留）

B7：36*36以文字圖標的方式ATP設備所處的控制模式。152動車組信號系統列車實際運行速度采用雙顯示備份表示。一種表示方式是采用速度表的表示方法，速度表的指針指向刻度盤的當前速度。表盤的刻度為0～400km/h；另一種表示方式是數字表示的方法，在速度表的中間區（B1區）以數字的形式表示出當前速度值。

153動車組信號系統根據不同的情況，在速度表盤上以不同顏色的光帶顯示目標速度、允許速度、SBI速度和EBI速度。具體表示方式如圖3.10和圖3.11所示。154動車組信號系統圖3.10圖3.11155動車組信號系統

a.在列車未超速情況下，顯示器以不同顏色的光帶在速度表的表圈上顯示目標速度和允許速度。在允許速度處，光帶的寬度是正常光帶寬度的兩倍，形成“鉤”狀光帶。156動車組信號系統

b.在CSM區，列車未超速情況下，目標速度以深灰色（DarkGrey）顯示；允許速度以灰色(Grey)顯示。157動車組信號系統

c.在TSM區，列車未超速情況下，允許速度以黃色（Yellow）顯示。158動車組信號系統

d.列車速度超過允許速度、但未超過SBI情況下，開始以光帶方式顯示SBI速度，從允許速度到SBI之間光帶的寬度為正常光帶寬度的兩倍，顯示顏色為橙色（Orange）。同時速度表指針指向列車當前速度。159動車組信號系統

e.列車速度超過SBI速度、但未超過EBI情況下，以光帶方式顯示EBI速度，從允許速度到EBI之間光帶的寬度為正常光帶寬度的兩倍，顯示顏色為紅色（Red）。同時速度表指針指向列車當前速度。160動車組信號系統

f.列車速度超過EBI速度后，以光帶方式顯示EBI速度，從允許速度到EBI之間光帶的寬度為正常光帶寬度的兩倍，顯示顏色為紅色（Red），超出EBI部分不顯示光帶，同時速度表指針指向列車當前速度。161動車組信號系統在不同狀態下速度表的顯示方式如表3.1所示（略）：162動車組信號系統

C區設備狀態C1～C7區保留。C8區：該區域以文字的方式顯示ATP設備所處的CTCS等級。CTCS等級與顯示文字對應的關系如表3.2所示。163動車組信號系統表3.2CTCS等級與顯示文字對應關系序號文本等級1CTCS0CTCS0級2CTCS1CTCS1級3CTCS2CTCS2級164動車組信號系統

C9區：以圖標的方式顯示制動狀態。DMI根據ATP設備的制動狀態顯示圖標。如果ATP處于非制動非允許緩解狀態，則該區域不顯示任何圖標。制動圖標與制動狀態對應關系如表3.3所示。165動車組信號系統表3.3圖標與制動等級對應關系表序號圖標含義1緊急制動2常用制動（1、4、7級）3允許緩解166動車組信號系統

D區距離信息在CTCS2級時，D1區用于顯示距離坐標。坐標系的原點位于D1區的左下角，它始終以列車當前所在位置為參考原點，即列車始終位于坐標系的原點。167動車組信號系統

該坐標系的橫坐標為距離（單位：米），采用對數坐標，最遠顯示前方8000米內的相關信息。坐標系的縱坐標為速度（單位：公里/小時），它表示線路的最大允許運行速度。168動車組信號系統

D6區以白色短實線標識出MRSP的變化點，所謂的MRSP的變化點是指相鄰的兩個不同的MRSP的位置坐標的交接點。169動車組信號系統

D7區顯示列車前方8000米范圍內的MRSP，為清楚起見，以數字的方式顯示速度坐標。170動車組信號系統

D9區以黃色實線表示列車前方的第一個起模點（CSM區與TSM區的交接點）。同時，將起模點的指示線向下延長到坐標顯示區，以便于司機可以清楚地了解到起模點的具體坐標位置。同時，為了給司機作出明顯的提示，從起模點到下一個MRSP以斜線相連接，表示一個降速過程，便于司機駕駛。171動車組信號系統

D區的顯示示意如圖3.12所示。172圖3.12D區顯示示意圖173動車組信號系統

當列車運行于CTCS0/1級時，D區用于顯示機車信號。機車信號的顯示標準符合TB/T3060的相應規定，顯示方式如圖3.13所示。174動車組信號系統圖3.13機車信號175動車組信號系統機車信號定義與顯示圖標的對應關系如表3.4所示（略）。176動車組信號系統E區報警信息E區用來顯示機控/人控優先、文本信息、車次號、時間等信息。177動車組信號系統車載ATP設備在運行過程中存在機控/人控優先不同控制狀態，這兩種優先狀態可以通過ATP機柜內部的跳線來實現初始化設置，也可以由車載ATP設備在運行過程中根據具體情況進行實時的切換。178動車組信號系統

E5區以圖標方式表示機控優先和人控優先。在機控優先情況下，顯示圖標“機控”，當車載ATP設備提示司機介入時，E5區的圖標更換為“人控”。人控/機控優先圖標如圖3.14所示。179動車組信號系統圖3.14人控/機控表示圖標180動車組信號系統

E19、E20、E21、E22、E23區用于顯示各種文本信息。文本信息采用滾動方式顯示，最后收到的信息總是以高亮的方式顯示于E19區，之前的信息依次下移

。司機可以通過可擴展功能鍵中的上、下翻頁鍵查詢之前的所有信息。181動車組信號系統E16a區顯示當前的列車車次號。E17區顯示當前時間。

182動車組信號系統F區可擴展功能鍵信息可擴展功能鍵信息用于指示當前狀況下功能鍵F1～F8的具體含義，每個功能鍵顯示區域的大小為：62*60（像素），共8個功能鍵顯示區。183功能鍵層次定義拓展圖如圖3.15所示。184動車組信號系統

⑵顯示界面的布置顯示界面總體上分為三個顯示層：基本顯示層、數據輸入層和信息查詢顯示層。基本顯示層主要用于列車運行過程中向乘務員提供列車、車載設備的狀態信息和控制命令，以及來自地面設備的信息。185動車組信號系統數據輸入層向乘務員提供了有關列車數據的輸入界面；信息查詢顯示層根據乘務員的要求，用來向乘務員提供查詢信息。186動車組信號系統

①基本顯示層基本顯示層總體上分為七個顯示區域，分別是制動警示信息顯示、距離信息顯示區、速度信息顯示區、設備狀態顯示區、報警信息顯示區、距離信息顯示區和功能鍵區。基本顯示如圖3.16所示。187圖3.16基本顯示層188動車組信號系統

②數據輸入層當用戶輸入數據時，D區變為數據輸入區，其它區域保持不變。③信息查詢顯示層信息查詢顯示層將根據具體需要提供的查詢數據進行定義。189動車組信號系統

2．顯示內容車載設備顯示界面主要顯示速度距離信息、地面狀態、車載設備情況、和日期時間等內容：190動車組信號系統（1）速度距離信息：數據名稱數據類型值域更新頻率來源當前速度浮點0-400100msATP限制速度浮點0-400100msATP緩解速度浮點0-400100msATP目標速度浮點0-400100msATP目標距離浮點0-8000100msATP191動車組信號系統（2）地面狀態數據名稱數據類型值域更新頻率來源軌道電路制式枚舉移頻、ZPW2000100msATP軌道電路信息枚舉參見《3060》100msATP運行等級枚舉CTCS2、CTCS1、CTCS0100msATP固定限速整數0～300隨機ATP（應答器）臨時限速整數0～300隨機ATP（應答器）特殊限速整數0～300隨機ATP（應答器）192動車組信號系統（3）車載設備情況數據名稱數據類型值域更新頻率來源控車模式枚舉完全監控、部分監控、調車、目視行車、隔離等100msATP機車信號色燈枚舉綠、黃、雙黃、紅黃、綠黃、黃2、紅、白、滅燈100msATP運行狀態枚舉EB、SB1、SB2、SB3、RELEASE100msATP193動車組信號系統（4）其他信息數據名稱數據類型值域更新頻率來源日期100msATP時間100msATP車次號字符100msATP/DMI司機號字符100msATP/DMI194動車組信號系統

3．司機命令DMI接收和處理的司機的輸入命令包括以下內容：195動車組信號系統

命令名稱備注１備注２上下行選擇用于載頻鎖定以按鍵方式運行等級用于選擇CTCS0/1/2級以按鍵方式模式切換用于模式切換以按鍵方式數據輸入切換到數據輸入界面以按鍵方式數據查詢以按鍵方式司機響應用于提示司機保持“警惕”以按鍵方式制動緩解設備提示允許緩解后，人工緩解制動以按鍵方式啟動啟動ATP設備轉入正常工作狀態以按鍵方式196動車組信號系統（1）輸入數據DMI輸入的主要包括下表描述的信息：197動車組信號系統

數據名稱數據類型值域備注１備注２司機號字符串待定車次號字符串待定198動車組信號系統

車次號編碼方式：按鐵道部相關標準編碼。司機號編碼方式：16位2進制數據。其中：0＝未知；1～65534為司機號；65535＝未知。199動車組信號系統（2）查詢數據DMI設備允許乘務員查詢列車的有關狀態數據，DMI可以向司機提供以下數據：200動車組信號系統數據名稱數據類型值域備注１備注２司機號字符串待定車次號字符串待定201動車組信號系統按鍵功能及用法調車鍵當ATP設備處于非調車模式時，司機按下“調車”鍵，如果滿足轉換條件，ATP設備就進入調車模式，產生限制速度為45km/h的速度模式，列車一旦超過該限制速度，ATP設備就將觸發制動。202動車組信號系統進入調車模式后無論地面上有無信號，設備都按調車模式控車。當ATP設備處于調車模式時，司機按下“調車”鍵，如果滿足轉換條件，ATP設備就將退出調車模式而進入待機模式。203動車組信號系統目視鍵如果ATP車載裝置接收到了禁止信號（HU碼或無信號）狀態，司機在列車停車后，根據運行管理方法，按下“目視”功能鍵后，ATP就進入目視行車模式，產生限制速度為20km/h的速度模式，列車速度一旦超過該限制速度，ATP就自動觸發制動。204動車組信號系統

ATP設備接收到HU以外的信號碼時，自動解除本運行狀態。在車載設備處于目視行車模式下，司機應當每隔一定時間長度（如60秒）按壓該鍵，以表明司機了解當前車載設備處于目視行車模式下。205動車組信號系統允許緩解鍵在人控優先的狀態下，如果列車觸發了常用制動，當列車運行速度低于允許緩解速度后，ATP設備將允許司機緩解制動。當DMI上給出允許緩解的提示后，司機按下“允許緩解”鍵，ATP設備將結束制動。206動車組信號系統

在機控或人控優先的狀態下，如果列車觸發了緊急制動，當列車停車后，ATP設備將允許司機緩解制動。當DMI上給出允許緩解的提示后，司機按下“允許緩解”鍵，ATP設備將結束制動。207動車組信號系統載頻鍵用于選擇列車上下行。等級鍵允許司機切換列車運行的CTCS等級。數字鍵數字按鍵包括0到9共十個數字，用于輸入數字。208動車組信號系統字母鍵用于切換數字鍵輸入數字或字母。刪除鍵在輸入時，用于清除輸入內容。啟動鍵用于開車時從待機狀態轉入正常運行狀態。209動車組信號系統取消鍵用于輸入過程中退出參數或操作命令輸入狀態，放棄已輸入數據或已選擇的操作命令。確定鍵用于對輸入及提示進行確認。返回鍵返回上級界面。210動車組信號系統警惕鍵如果車載ATP設備處于目視行車模式下，司機需每隔一定時間或距離（如60秒或者200米）按壓【警惕】