高速鐵路概論1第六章高速列車信號與控制系統1.1概述1.2中國列控系統發展規劃1.3高速列車間隔控制和速度控制1.4高速列車進路控制1.5調度集中及行車指揮自動化21.1概述高速鐵路信號與控制系統，通常被稱為基于通信的列車控制系統（CommunicationBasedTrainControlSystem，CBTC），或先進列車控制系統（AdvancedTrainControlSystem，ATCS）。高速鐵路信號與控制系統是集計算機技術、通信技術和控制技術于一體的綜合控制與管理自動化系統。3_1.1概述高速鐵路信號與控制系統的組成列車運行控制子系統車站聯鎖子系統調度集中子系統附屬子系統（診斷與服務子系統、微機監測子系統、災害信息處理子系統、通信網絡子系統等）4_1.1概述高速鐵路信號與控制系統的組成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。車站聯鎖子系統根據計劃實時建立各列車安全進路，為列車提供進、出站及站內行車的安全進路。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。51.1概述高速鐵路信號與控制系統的主要特點（1）采用列車運行自動控制系統（ATC）。（2）高速鐵路都建有調度中心。（3）在各車站及區間信號室附近設置車次號核查等列車-地面信息傳遞設備（TIPB）。（4）車站采用計算機聯鎖（CI）和大號碼道岔，道岔轉換采用多臺轉轍機多點牽引。（5）重視安全防護。（6）通信信號一體化在高速鐵路得到充分體現。（7）高速列車運行中不允許線路上進行施工及維修作業。6_1.2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德國LZB系統：采用軌道環線電纜傳送列控信息；日本DS-ATC系統：采用有絕緣的數字軌道電路傳送列控信息；法國UM2000+TVM430系統：采用無絕緣數字軌道電路傳送列控信息。歐洲ETCS系統：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；基于GSM-R無線傳輸方式的ETCS2系統，技術先進，并已投入商業運營。歐洲正在建設和規劃的高速鐵路均采用ETCS列控系統，是未來高速列車控制系統的發展方向。7_1.2中國列控系統發展規劃ETCS系統結構8相鄰列控中心車載設備機車乘務員軌道電路列控中心聯鎖設備點式設備無線通信模塊人機界面jiemian口輸出模塊列車輸入模塊點式信息接收模塊測速模塊入模塊地面設備連續信息接收模塊無線通信模塊調度集中系統維護管理中心GSM-R設備維護記錄單元運行管理記錄單元車載安全計算機1.2中國列控系統發展規劃ETCS技術規范的核心采用目標距離（Distancetogo)控制方式以應答器（EUROBALISE）作為列車定位修正基準；以GSM-R為車地連續信息傳輸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。91.2中國列控系統發展規劃ETCS等級1ETCS1級：地面信號＋查詢應答器＋軌道電路(計軸設備)。

采用固定追蹤間隔形式；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，并用于列車定位和傳送控制命令。

該系統是典型的點式ATP(AutomaticTrainProtection，列車自動保護裝置)。10LEU聯鎖ETCSlevel1等級1應答器Eurocab軌道占用檢測應答器1.2中國列控系統發展規劃ETCS等級2ETCS2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（可取消地面信號機）；通過GSM-R連續傳送列車運行控制命令，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。該系統是基于移動通信的連續式ATP。13無線閉塞應答器聯鎖EurocabETCSlevel2

GSM-R軌道占用檢測1.2中國列控系統發展規劃ETCS等級3ETCS3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，不需要軌道電路；點式設備、GSM-R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，具有明顯的移動自動閉塞特征。15無線閉塞應答器EurocabETCSlevel3等級3

GSM-R完整性檢測1.2中國列控系統發展規劃總體規劃原則(1)借鑒世界各國經驗，結合我國國情路情，制定我國統一的ATP系列技術標準和規范；(2)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；(3)堅持技術先進、系統成熟、經濟合理，等級配置的原則；(4)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ATP；(5)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；(6)堅持機車信號主體化與發展ATP相結合。171.2中國列控系統發展規劃CTCS系統描述CTCS（ChineseTrainControlSystem）中國列車運行控制系統定義：CTCS是為了保證列車安全運行，并以分級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線保證列車行車安全、提高列車運行效率的重要技術裝備.能有效通過技術手段對列車運行速度、運行間隔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。181.2中國列控系統發展規劃CTCS系統描述基本功能：在任何情況下防止列車無行車許可運行。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。防止列車溜逸、冒進。191.2中國列控系統發展規劃CTCS體系結構-由地面設備和車載設備組成地面設備地面設備安裝在車站及沿線，高速鐵路站間距大，當站間距超過15～20km時還要在區間修建無人值守信號中繼站。地面設備的主要作用是：（1）檢查列車位置目前最普通的作法是使用軌道電路檢查列車。將軌道分成1～2km的小區段稱為閉塞分區。每個閉塞分區只容許一列車存在，閉塞分區有列車時稱為“占用”，無列車時稱為“空閉”。當閉塞分區占用時，在其后方產生一個停車信號。201.2中國列控系統發展規劃CTCS體系結構地面設備（2）形成速度命令

300km/h的高速列車制動距離大約為4km，遠大于一個閉塞分區的長度，為保證后續列車能在停車點前停車就需要在不同的位置有不同的速度要求，因此列控地面設備要在不同的閉塞分區產生不同的速度命令。3）傳遞速度命令在使用軌道電路的條件下一般會將速度命令調制成信號電流傳遞到鋼軌上，列車通過時利用車載天線接收鋼軌電流信號經過解調、譯碼再恢復成速度命令211.2中國列控系統發展規劃CTCS體系結構車載設備車載設備安裝在列車上，主要由天線、信號接收單元、速度傳感器、制動控制單元、司機顯示器、記錄單元等組成。天線接收地面信號經信號接收單元形成速度命令。制動控制單元把這些命令與列車實際速度比較，如果列車超速就產生制動命令強迫列車減速或停車。

22ATP車載設備組成軌道電路信息接收STM應答器信息接收BTM動車組ATP車載設備人機界面（DMI）1.2中國列控系統發展規劃CTCS系統構成地面設備：提供線路信息、目標距離和進路狀態。車載設備：生成目標距離連續速度控制模式曲線。CTCS體系的構建原則是以地面設備為基礎，車載與地面設備統一設計。24相鄰列控中心車載設備機車乘務員軌道電路列控中心聯鎖設備點式設備無線通信模塊人機界面jiemian口輸出模塊列車輸入模塊點式信息接收模塊測速模塊入模塊地面設備連續信息接收模塊無線通信模塊調度集中系統維護管理中心GSM-R設備維護記錄單元運行管理記錄單元車載安全計算機1.2中國列控系統發展規劃CTCS分級CTCS根據系統配置和功能劃分應用等級，分為0～4級。

CTCS-0級(簡稱C0級)：由通用機車信號+列車運行監控裝置組成，為既有系統，適用于列車最高運行速度為120km/h以下的區段。軌道電路實現列車占用檢測和完整性檢查，并向列車連續提供行車許可，線路參數存儲在列車上。251.2中國列控系統發展規劃CTCS-1級(簡稱C1級)：實在C0級基礎上進行安全升級的列控系統。由主體機車信號+加強型安全型運行監控記錄裝置組成，適用于列車最高運行速度為160km/h以下的區段。在既有設備上強化改造，達到機車信號主體化要求，增加點式設備，實現列車運行安全監控功能。利用軌道電路完成列車占用檢測及完整性檢查并連續向列車傳送控制信息。車載設備根據軌道電路和應答器提供的行車許可、進路數據和臨時限速結合列車性能參數，計算生成目標距離控制模式曲線，監控列車安全運行。261.2中國列控系統發展規劃CTCS-1級(簡稱C1級)(1)地面子系統組成軌道電路

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。

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位信息。(2)車載子系統組成主體機車信號點式信息接收模塊安全型運行監控記錄裝置27_1.2中國列控系統發展規劃CTCS-2級(簡稱C2級)CTCS-2級(簡稱C2級)：基于軌道電路和點式應答器傳輸控車信息(點連式列控系統)。面向提速干線和客運專線200~250km/h的線路，適用于各種限速區段，地面可不設通過信號機，司機憑車載信號行車。

(1)地面子系統組成列控中心：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。軌道電路：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。點式應答器：傳輸定位信息、進路參數、線路參數、臨時限速等信息。281.2中國列控系統發展規劃CTCS-2級(簡稱C2級)(2)車載子系統組成連續信息接收模塊點式信息接收模塊測速模塊設備維護記錄單元車載安全計算機人機界面運行管理記錄單元預留無線通信接口。29_1.2中國列控系統發展規劃

CTCS-3級(簡稱C3級)：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統，點式設備主要傳送用于測距修正的定位基準信息。無線通信系統實現車-地間連續、雙向的信息傳輸。行車許可由無線閉塞中心產生，通過無線系統傳輸到車上C3級列控系統可以疊加在C2級列控系統上。

(1)地面子系統組成無線閉塞中心（RBC）

使用無線通信手段的地面列車間隔控制系統。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車控制信息。301.2中國列控系統發展規劃CTCS-3級(簡稱C3級)無線通信（GSM-R）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。點式設備主要提供列車定位信息。軌道電路主要用于列車占用檢測及列車完整性檢查。(2)車載子系統組成無線通信（GSM-R）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。點式信息接收模塊

完成點式信息的接收與處理311.2中國列控系統發展規劃CTCS-3級(簡稱C3級)測速模塊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。人機接口車載設備與機車乘務員交互的接口。運行管理記錄單元規范機車乘務員駕駛，記錄與運行管理相關的數據。321.2中國列控系統發展規劃CTCS-3級(簡稱C3級)測速模塊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。人機接口車載設備與機車乘務員交互的接口。運行管理記錄單元規范機車乘務員駕駛，記錄與運行管理相關的數據。331.2中國列控系統發展規劃

CTCS4級(簡稱C4級)：取消軌道電路和地面通過信號機，是完全基于無線傳輸信息的列車運行控制系統。由無線閉塞中心和列控車載設備共同完成列車占用和完整性檢查，點式應答器提供用于測距修正的列車定位基準信息。

(1)地面子系統組成無線閉塞中心（RBC）同CTCS-3無線通信（GSM-R）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。點式設備主要提供用于測距修正的列車定位基準信息。341.2中國列控系統發展規劃

CTCS-4級(簡稱C4級)(2)車載子系統組成無線通信（GSM-R）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。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。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。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線，控制列車按命令運行。351.2中國列控系統發展規劃

CTCS-4級(簡稱C4級)人機接口: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：提供列車定位及列車速度信息列車完整性檢查設備運行管理記錄單元：規范機車乘務員駕駛，記錄與運行管理相關的數據36_1.2中國列控系統發展規劃CTCS級間關系CTCS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運行.如:既有線提速區段，配置CTCS2級車載設備的列車可以在運行過程中自動完成CTCS1/0級至CTCS2級或CTCS2級至CTCS1/0級的切換。371.2中國列控系統發展規劃CTCS級間關系原則符合CTCS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。系統車載設備向下兼容。系統級間轉換應自動完成。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。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。381.2中國列控系統發展規劃CTCS與ETCS比對（表6.2）39級ETCSCTCS0歐洲既有線現狀中國既有線現狀；通用式機車信號+監控裝置1

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成；設置地面信號機；面向160km／h以下區段；主體機車信號+加強型監控裝置2

基于GSM—R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；基于軌道電路+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；3基于GSM—R傳輸的列車控制系統；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定位和完整性檢查；可實現移動閉塞

由兩部分組成：1、GSM-R無線傳輸列控數據；2、采用軌道電路傳輸列控數據4

未定義基于GSM-R傳輸的列車控制系統，取消了軌道電路和路面信號機由車載設備實現列車定位和完整性檢查1.2中國列控系統發展規劃ETCS和CTCS系統的共同點制式統一，標準規范技術先進，易于升級車載設備，上下兼容標準開放，利用競爭40_1.3高速列車間隔控制和速度控制高速列車間隔控制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，又要最大限度地提高行車效率。通常采用固定自動閉塞和準移動閉塞。虛擬閉塞和移動閉塞是未來的發展方向。41（2）固定自動閉塞定義將兩個相鄰車站之間區間正線劃分為若干個小段-閉塞分區，每個分區的起點設置一個通過信號機進行防護，閉塞分區內裝有軌道電路，列車在閉塞分區上行駛時借助軌道電路的作用，自動控制通過信號機的顯示，調整運行間隔，自動完成閉塞作用的一種基本閉塞方法。甲站乙站站內站間區間站內分區分區分區分區閉塞閉塞閉塞閉塞特點追蹤目標點固定制動點固定空間間隔長度固定（3）準移動閉塞

追蹤目標點是前行列車所占用閉塞分區的始端，而后行列車從最高速開始制動的計算點是根據目標距離、目標速度及列車本身的性能計算決定的。目標點相對固定，在同一閉塞分區內不依前行列車的走行而變化，而制動的起始點是隨線路參數和列車本身性能不同而變化的。空間間隔的長度是不固定的，稱為準移動閉塞。（3）準移動閉塞特點追蹤目標點固定；（前行列車所占用分區始端）制動點不固定；（隨線路參數和列車的本身性能不斷變化）空間間隔長度不固定；（比固定閉塞短）（3）虛擬閉塞-準移動閉塞的一種特殊方式不設軌道占用檢查設備和軌旁信號機，采用無線通信方式實現列車的定位和軌道占用檢查的功能。閉塞分區和軌旁信號機是以計算機技術虛擬設定的，僅在系統邏輯上存在閉塞分區和信號機的概念。從操作和運輸管理等都等效于準移動閉塞方式。（4）移動自動閉塞定義區間不是固定的劃分為若干個閉塞分區，而是利用先進的衛星定位技術、通信技術和自動控制技術，使前后列車自動保持一定的（合適）間隔。特點追蹤目標點不固定；（前行列車尾部）制動點不固定；（隨線路參數和列車本身性能不斷變化）空間間隔長度不固定。（比準移動閉塞更小）優點行車密度更大，通過能力更強。1.3高速列車間隔控制和速度控制列車速度控制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，如果超速則采取制動措施，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、臨時限速及緊急限速、鐵路有關運行設備的限速。491.3高速列車間隔控制和速度控制（4）列車速度控制模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。在一個閉塞分區中只按照一種速度判斷列車是否超速。速度—距離模式曲線控制方式根據目標速度、線路參數、列車參數、制動性能等確定的反映列車允許速度與目標距離間關系的曲線。該曲線反映了列車在各點允許運行的速度值。501.3高速列車間隔控制和速度控制（4）列車速度控制模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。在一個閉塞分區中只按照一種速度判斷列車是否超速。51入口檢查：列車在閉塞分區入口處接收到目標速度信號后，一旦超速，則列控設備自動實施制動使列車運行降低到目標速度以下。出口檢查方式：司機在閉塞分區內將列車運行降低到目標速度，設備在閉塞分區出口檢查列車運行。1.3高速列車間隔控制和速度控制（4）列車速度控制模式速度碼階梯控制方式

52入口檢查：在入口處設備開始制動到允許速度。出口檢查：在出口前司機制動到規定允許速度。1.3高速列車間隔控制和速度控制（4）列車速度控制模式速度—距離模式曲線控制方式根據目標速度、線路參數、列車參數、制動性能等確定的反映列車允許速度與目標距離間關系的曲線。該曲線反映了列車在各點允許運行的速度值。列控系統根據速度距離模式曲線實時給出列車當前的允許速度，當列車超過當前允許速度時，設備自動實施常用制動或緊急制動，保證列車能在停車點前停車。531.3高速列車間隔控制和速度控制（4）列車速度控制模式速度—距離模式曲線控制方式分類54分段速度—距離控制模式目標距離控制模式基本原理間隔距離以閉塞分區為單位S制動性能差的車制動性能好的車設備監督曲線S制動性能差的車設備監督曲線制動性能好的車1.3高速列車間隔控制和速度控制列車運行控制系統實現列車間間隔控制和速度控制高速列車運行控制系統特性（1）列控信息（2）列車追蹤間隔距離和間隔時間（3）ATP控制模式（4）RAMS——可靠性（Reliability）

可用性（Availability）

可維修性（Maintainability）

安全性（Safety）55_1.3高速列車間隔控制和速度控制（1）列控信息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、與列車外部設備之間，列控地面設備與列控車載設備之間傳輸的信息。分為：安全信息和非安全信息。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。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。561.3高速列車間隔控制和速度控制（1）列控信息1)信息量2)實時性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。列控的信息量應首先滿足列車安全追蹤間隔距離要求。571.3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部之間所保持的最小間隔時間，稱為追蹤間隔時間。

1）區間列車追蹤間隔時間Max2）車站同方向發車追蹤間隔時間

3）車站同方向到達的追蹤間隔時間581.3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1）區間列車追蹤間隔時間司機舒適駕駛距離；列車在設備應變和司機確認信號并開始動

作時間內走行的附加距離；常用全制動距離；安全防護距離；前行列車占用的閉塞分區長度；列車長度。59各段距離對應的時間和1.3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2）車站同方向發車的追蹤間隔時間60各段距離對應的時間和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

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；第一段加速時間；勻速走行時間；第二段加速時間。1.3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3）車站同方向到達追蹤間隔時間61各段距離對應的時間之和車站辦理列車到達作業時間；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，司機確認信號開始制動的延遲時間；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；列車頭部駛入軌道后，由道岔速度減為零的距離；列車按道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距離。1.3高速列車間隔控制和速度控制（3）RAMS1）系統安全性2）可靠性3)有效性4）可維護性621.3高速列車間隔控制和速度控制1、高速列車運行控制系統技術規范制定規范的目的

標準化：系統結構標準化、接口標準化、界面標準化、信息標準化、系統工作模式標準化。

系列化：應能適應于中國鐵路的各類機車、各類列車、各種速度；適用于列車運行不同模式；充分考慮未來的發展。

模塊化：根據列車運行系統的不同級別、不同模式的特點，合理劃分列車運行系統的模塊，以便升級換代和兼容互換。

63高速列車運行控制系統關鍵技術1.3高速列車間隔控制和速度控制2、地-車列控系統數據傳輸方法64軌道電路傳輸技術應答器傳輸技術交叉環線傳輸技術波導傳輸技術無線傳輸技術地車單向傳輸連續性信息量小：模擬軌道電路：每次只能傳輸一種狀態信息，如ZPW2000、UM71數字編碼軌道電路：幾十位信息，如UM2000地車信息傳輸技術—軌道電路傳輸技術地車信息傳輸技術—應答器傳輸技術地車單向傳輸只能在固定地點傳輸信息量大：1023位能量信息地車信息傳輸技術—交叉環線傳輸技術地

車雙向傳輸連續性信息量較大地車信息傳輸技術—波導傳輸技術地

車雙向傳輸連續性信息量大地車信息傳輸技術—無線傳輸技術地

車雙向傳輸，如GSM-R連續性信息量大1.3高速列車間隔控制和速度控制3、列車測速和定位技術70軌道電路及計軸器脈沖速度傳感器應答器交叉環線定位多普勒雷達衛星定位（GPS）列車定位技術—軌道電路定位技術以分區為單位定位軌道電路（占用）列車定位技術—計軸定位技術以分區或區段為單位定位根據輪軸檢測設備的信息產生輪軸數，比較計軸結果得到區段占用/空閑狀態。輪軸檢測設備控制設備輪軸檢測設備軌道空閑檢測區段列車定位技術—脈沖速度傳感器定位技術利用車輪的周長作為“尺子”測量列車走行距離。

根據測量列車走行距離測算出列車運行速度。低速時測量精度高。受列車空轉打滑影響。列車定位技術—多普勒雷達定位技術通過測量發射波和反射波之間的頻差計算出列車的運行速度，并累計求出走行距離。高速時測量精度高。不受列車空轉打滑影響。列車定位技術—應答器定位技術提供定位基準→GPS1.3高速列車間隔控制和速度控制2、列車運行控制系統的構成地面設備軌旁設備、列控中心、地面通信網絡設備。車載設備列車運行監控模塊、測速/定位模塊、顯示器模塊、牽引制動接口、運行記錄器模塊等。地車信息傳輸設備地面信息傳輸設備、車載信息傳輸設備、地面信息傳輸網絡、車載信息傳輸網絡。761.3高速列車間隔控制和速度控制地面設備框圖771.3高速列車間隔控制和速度控制車載設備框圖781.3高速列車間隔控制和速度控制列車運行控制系統設備應具備的功能（1）將先進的控制技術、通信技術、計算機技術與鐵路信號技術融為一體的行車指揮、安全控制機電一體化的自動化系統；（2）車載信號屬于主體信號，直接給司機指示列車應遵循的安全速度；（3）自動監控列車運行速度，可靠地防止由于司機失去警惕或錯誤操作可能造成超速運行、列車顛覆、冒進信號或列車追尾等事故，是一種行車安全控制設備。791.3高速列車間隔控制和速度控制高速列車運行控制系統分類（1）按自動化程度分列車超速防護系統（ATP）鐵路列車運行自動控制系統（ATC）（2）按人—機關系分設備優先控制方式：日本新干線ATC司機優先控制方式：法國TVM300/430801.3高速列車間隔控制和速度控制設備優先控制方式V列＞V目標后立即自動制動，V列＜V目標后自動緩解，不必司機參與。優點:司機負擔小，利于縮短列車追蹤間隔。缺點：對設備自動化程度及列車的制動緩解性能要求較高。81司機優先控制方式只有V列＞V安全設備才進行強迫制動。列車正常運行時設備不干預司機操作。1.3高速列車間隔控制和速度控制高速列車運行控制系統分類（3）按控制模式分速度碼階梯控制方式速度—距離模式曲線控制方式（4）按信息傳輸通道分點式列車運行自動控制瑞典EBICAB900連續式列車運行自動控制德LZB、法TVM、日ATC821.3高速列車間隔控制和速度控制點式列車運行自動控制

優點：造價低、維修工作少。

缺點：信號追蹤性差，限制列車追蹤間隔進一步縮小。

原因：只能在指定的信號點接收信息。如果列車經過某信號點之后，先行列車位置移動，地面信號發生了變化，車上控制系統不能立即知道，而必須等列車到達下一個信號點才能接收到。831.3高速列車間隔控制和速度控制連續式列車運行自動控制優點：列車追蹤間隔小（3min）。缺點：技術難度大，成本高。841.4高速列車進路控制列車進路控制：一般指車站連鎖通過對道岔、股道和信號機的控制為列車提供不同路徑，實現列車在車站的會讓、越行等目的。電氣集中聯鎖系統通過繼電電路實現聯鎖控制功。能在自動化程度、信息聯網共享方面遠低于計算機聯鎖系統，故在逐步減少并停止使用。計算機聯鎖系統計算機聯鎖系統用計算機或微處理器取代了繼電電路，構成了智能化的聯鎖機構。由于自動化程度高，信息可進行聯網共享，高可靠性和高安全性能得到保障，且能更好的適應各種站場作業情況，因此得到大量運用。851.4高速列車進路控制計算機聯鎖系統計算機聯鎖系統是以計算機技術、控制技術、通信技術為基礎，實現對車站信號設備的控制，例如進路鎖閉、進路解鎖、信號機控制、道岔控制等邏輯功能。是鐵路信號發展進程的必然趨勢，將逐漸取代繼電聯鎖。86_計算機聯鎖系統車站信號平面布置圖1.4高速列車進路控制計算機聯鎖系統的層次結構和功能聯鎖系統從操作到監控對象的進路控制可以分為人機對話層、聯鎖層和控制層。人機對話層：是指操作人員向聯鎖系統輸入操作信息和接收來自聯鎖系統表示信息的一層。聯鎖層:是指系統中實現聯鎖功能的一層。控制層（也稱作執行層）：是指對室外的道岔信號機以及軌道電路等信號設備進行控制和采集其狀態信息的一層。871.4高速列車進路控制計算機聯鎖系統的工作原理88列車進站前下發作業信息操作命令下發執行連鎖邏輯處理，下發驅動信號開放的命令驅動相應的接口電路工作接通室外點燈機工作同時，采集模塊采集接口電路中的設備的狀態變化將狀態變化反饋給聯鎖邏輯處理模塊更新其內部狀態，并將該狀態變化反饋給人機交互層更新站場的顯示，并將該變化反饋給CTC分機，再反饋到調度中心車站電務維修人員的操作設備，通過它了解作業執行情況和站內信號設備故障情況例如與電務檢測系統提供共享信息與負責區間閉塞控制的列控中心TCC通信，與無線閉塞中心RBC通信，實現信息共享，為實現車站控制和區間閉塞控制的有效銜接和車-地一體化控制提供條件1.4高速列車進路控制計算機聯鎖系統設備圖891.4高速列車進路控制計算機聯鎖系統基本結構為了滿足系統對可靠性、安全性的高要求，系統都采用冗余設計的方法。90單機系統；雙機冷備系統雙機熱備；三取二；二乘二取二1.5調度集中及行車指揮自動化調度集中調度集中(CentralizedTrafficControl，簡稱CTC)是調度中心對某一區段內的信號設備進行集中控制，對列車運行直接指揮、管理的技術裝備。CTC系統綜合了計算機技術、網絡通信技術和現代控制技術，采用智能化分散自律設計原則，以列車運行調整計劃控制為中心，兼顧列車與調車作業的高度自動化的調度指揮系統。CTC系統從兩個底層系統（列控系統和聯鎖系統）中獲取信息，以進行決策并指揮行車。911.5調度集中及行車指揮自動化行車指揮自動化

鐵路行車指揮自動化(AutomationSystemforRailwayTrafficControl）利用在線計算機和有關技術設備，自動收集信號設備狀態和列車運行的信息，按規定的算法和程序進行處理，實時地發送出指揮列車運行的有關命令，安排列車進路和調整列車運行，同時，將處理的結果予以記錄和顯示，這種集中控制和監視系統稱為鐵路行車指揮自動化。921.5調度集中及行車指揮自動化高速鐵路調度集中的功能（1）行車調度（2）客運調度（3）機車車輛調度（4）維修調度（5）電力調度（6）信號設備監控93調度集中系統

旅客調度牽引供電調度動車及乘務員調度

通信信號監視

及維修調度

列車調度軌道維護調度1.5調度集中及行車指揮自動化CTC設備與系統結構調度中心子系統95調度集中系統調度中心子系統車站子系統調度中心與車站之間的網絡子系統中心機房設備（數據庫服務器、應用服務器等）各應用工作站（調度員工作站、控制工作站等）車站子系統：車站自律機、車務終端、綜合維修終端、電務維修終端等。網絡子系統：網絡通信設備和傳輸通道構成。1.5調度集中及行車指揮自動化高速鐵路CTC系統特點：對列車運營指揮實行集中控制，同時負責與行車有關的管理工作。業務：編制運營計劃（行車、車輛運用、乘務值班）編制臨時運行圖，調整運營計劃；監視沿線列車運行狀況、控制車站進路；統計旅客集散情況，向旅客提供信息服務。961.5調度集中及行車指揮自動化97調度指揮系統按照運行圖計劃發出列車運行指令給車站子系統，車站子系統（自律機）接收存儲調度中心的列車運行計劃，自動按照計劃進行進路排列，并驅動計算機聯鎖系統執行。同時，列車通過地面軌旁設備或無線通信網絡獲得車站聯鎖和列控中心的行車信息和命令，車載設備控制列車運行。各系統間關系第七章高速鐵路通信系統第七章高速鐵路通信系統7.1概述7.2鐵路有線通信與無線通信7.3鐵路調度通信網7.4鐵路綜合數字移動通信系統987.1概述鐵路通信系統是實現鐵路專用通信業務的系統，

其中主要部分由鐵路調度通信系統組成，隨著通信技術的不斷發展，鐵路通信系統正由模擬通信技術向數字通信技術方向發展。高速鐵路通信系統屬于鐵路通信系統，包括有線通信部分和無線通信部分。997.1概述傳統的鐵路專用通信業務包括干、局線通信，區段通信，站場通信，無線專用通信，應急通信和列車通信。見圖7.1鐵路運輸調度通信是鐵路專用通信的重要組成部分，是直接指揮列車運行的通信設施。目前除了傳統的鐵路數字調度通信系統，鐵路目前正在推廣鐵路綜合數字移動通信系統（GSM-R）。1007.1概述101保證指揮列車運行的各種調度指揮命令信息的傳輸。必須通過各種通信手段來保證信息的及時、準確、可靠的傳輸。為旅客提供各種服務的通信。例如預售客票系統、車站內旅客向導系統等。為設備維修及運營管理提供通信條件。線路維修人員在沿線作業時信息互通，列車乘務員在運行中及時與調度員或車站值班員聯系，及其他傳真電報、地區電話等。通信系統的任務7.1概述102通信系統的特點通信應具有高可靠性，保證列車高速安全運行。通信應保證運營管理的高效率。通信和信號系統緊密結合，形成一個整體。通信與計算機網絡的相結合，形成一個現代化的運營、管理、服務系統。通信應完成多種信息的傳輸和提供多種通信服務。多種通信方式結合形成一個統一的鐵路通信網。2.2鐵路有線通信與無線通信有線通信我國鐵路專用有線通信網現狀有線通信平臺是通信網絡的核心，對于鐵路信息化和各種通信業務發展至關重要。與鐵路信息化需求相比，存在很大的差距：（1）光纜線路：覆蓋面不夠，容量不足。（2）傳送網：覆蓋面和迂回保護能力不足。（3）接入網：端口數量和容量不足，不具備多業務接入能力。1032.2鐵路有線通信與無線通信有線通信（4）數據網：規劃有待加強。（5）電話網：急需進行網絡結構的調整和設備的更新改造。（6）調度網：應向數字化、智能化方向發展。（7）會議電視網：需向站段、車間逐步擴展。1042.2鐵路有線通信與無線通信有線通信新的鐵路專用有線通信系統平臺主要構成：光纜線路、光傳送網、接入網、IP網等。從信息化應用角度，各個子系統的定位：（1）光纜線路：物理媒介服務。（2）光傳送網：物理層和數據鏈路層的服務。（3）接入網：物理層、數據鏈路層、網絡層綜合業務接入服務。（4）IP網：網絡層服務。1052.2鐵路有線通信與無線通信無線通信我國鐵路既有無線通信現狀（1）無線列車調度通信行車“三大件”之一；覆蓋率93%以上。（2）無線調度命令傳送系統

為含有調度命令、行車憑證等信息的無線傳送系統，由TDCS系統設備、無線列調系統設備等組成。1062.2鐵路有線通信與無線通信無線通信（3）站場無線及各種單工通信系統

平面調車等站場無線通信系統以及獨立的單工通信系統（如工務、公安、電力等通信系統）在鐵路區段站、編組站廣為使用。（4）集群移動通信系統多信道綜合業務無線移動通信系統（5）其他機車設備1072.2鐵路有線通信與無線通信無線通信現代鐵路運輸對無線通信的要求需求：不僅包括話音業務，也擴展到數據業務。歐洲在2002年提出發展鐵路數字移動通信系統（GSM-R），近些年迅速發展。我國發展GSM-R的目標是：在全路建立一張移動通信網絡，實現鐵路移動設施和固定設施的無縫銜接。1082.3鐵路調度通信網級別劃分按鐵路運輸指揮系統分為：干線、局線、區段三級調度通信體系。干線調度通信：統一指揮各鐵路局；局線調度通信：統一指揮所屬站段；區段調度通信：調度員與所管轄區段的鐵路各中間站。按業務性質分為：列車調度、貨運調度、電力牽引調度、無線列車調度等。1092.3鐵路調度通信網鐵路專用通信行車業務凡是與鐵路運輸有關的一切通信設施，統稱為鐵路專用通信。與行車直接有關的通信業務：（1）調度通信（2）站場通信（3）站間通信（點對點通信）（4）區間通信（區間作業人員對外聯絡）各種專用通信業務之間存在內在聯系。1102.3鐵路調度通信網數字通信系統的組成和運用簡稱：數調系統主要結構：調度主機；操作臺；集中維護管理系統。系統運用

分為：單機運用、多機組網綜合運用1112.3鐵路調度通信網區段數字調度通信設備的主要特點（1）具有優良的傳輸性能（2）基于數字交換平臺與計算機技術融為一體（3）數字與模擬具有兼容性（4）多種業務兼容（5）安全可靠性高（6）具有集中維護網絡管理功能1122.4鐵路綜合數字移動通信系統GSM-R113_GSM-R（GSMforrailway）是通過無線通信方式實現移動話音和數據傳輸的一種技術體制。GSM-R是專門針對鐵路對移動通信的需求而推出的專用系統。GSM-R由國際鐵路聯盟和歐洲電信標準化組織制定技術標準，并被許多歐洲國家采納。GSM-R是基于GSM并在功能上有所超越的成熟技術。2.4鐵路綜合數字移動通信系統GSM-R功能114_話音類調度通信、區間通信：車－地雙向、實時信息傳輸數據類列控信息傳送機車同步操控信息調度指揮信息傳送調度命令（含進路預告信息）、車次號校核信息（含列車停穩信息）行車安全監控信息的傳送動車組工況信息車-地傳輸、列尾信息旅客綜合服務信息的傳送移動售票、旅客服務信息查詢站場調車作業信息的傳送調車作業通知單、調車機車信號監控信息2.4鐵路綜合數字移動通信系統GSM-R