列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)

1、列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)定義：由列控中心、閉塞設(shè)備、地面信 號(hào)設(shè)備、地車(chē)信息傳輸設(shè)備、車(chē)載速度控制設(shè)備構(gòu)成的用于控 制列車(chē)運(yùn)行速度保證行車(chē)安全和提高運(yùn)輸能力的控制系統(tǒng)。 功能： 1. 線路的空閑狀態(tài)檢測(cè)； 2. 列車(chē)完整性檢測(cè) 3. 列車(chē)運(yùn)行授權(quán)； 4. 指示列車(chē)安全運(yùn)行速度； 5. 監(jiān)控列車(chē)安全運(yùn)行 系統(tǒng)分類(lèi) 發(fā)達(dá)在列控系統(tǒng)研究方面已有較長(zhǎng)發(fā)展歷史，比較成功的列控 系統(tǒng)主要有：日本新干線 ATC系統(tǒng)，法國(guó)TGV鐵路和韓國(guó)高速 鐵路的TVM30O TVM43源統(tǒng)，德國(guó)及西班牙鐵路采用的 LZB 系統(tǒng)，及瑞典鐵路的EBICA900系統(tǒng)等。上述列車(chē)控制系統(tǒng)都具 有自己的特點(diǎn)、不同的技術(shù)條件和適應(yīng)范圍，因此

2、，列控系統(tǒng) 可以分成許多類(lèi)型。 (1) 按照地車(chē)信息傳輸方式分類(lèi)： 連續(xù)式列控系統(tǒng)，如：德國(guó) LZB系統(tǒng)、法國(guó)TVM系統(tǒng)、日本 數(shù)字ATC系統(tǒng)。 連續(xù)式列控系統(tǒng)的車(chē)載設(shè)備可連續(xù)接收到地面列控設(shè)備的車(chē) -地 通信信息，是列控技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展的主流。 采用連續(xù)式列車(chē)速度控制的日本新干線列車(chē)追蹤間隔為 5 min , 法國(guó)TGV匕部線區(qū)間能力甚至達(dá)到 3 min。連續(xù)式列控系統(tǒng)可 細(xì)分為階梯速度控制方式和曲線速度控制方式。 點(diǎn)式列控系統(tǒng)，如：瑞典 EBICAB系統(tǒng)。 點(diǎn)式列控系統(tǒng)接收地面信息不連續(xù)，但對(duì)列車(chē)運(yùn)行與司機(jī)操縱 的監(jiān)督并不間斷，因此也有很好的安全防護(hù)效能。 點(diǎn)一連式列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)，如： C

3、TCS我，軌道電路完成 列車(chē)占用檢測(cè)及完整性檢查，連續(xù)向列車(chē)傳送控制信息。點(diǎn)式 信息設(shè)備傳輸定位信息、進(jìn)路參數(shù)、線路參數(shù)、限速和停車(chē)信 息。 (2) 控制模式分，分為兩種類(lèi)型： 階梯控制方式 出口速度檢查方式，如：法國(guó) TVM30源統(tǒng) 入口速度檢查方式，如： 日本新干線傳統(tǒng) ATC系統(tǒng) 速度一距離模式曲線控制方式 速度-距離模式，如：德國(guó)LZB系統(tǒng)，日本新干線數(shù)字 ATC系統(tǒng) (3) 按照人機(jī)關(guān)系來(lái)分類(lèi)，分為兩種類(lèi)型： 設(shè)備優(yōu)先控制的方式。如：日本新干線 ATC系統(tǒng)。 司機(jī)優(yōu)先控制方式，如：法國(guó) TVM30A430系統(tǒng)、德國(guó)LZB 系統(tǒng) (4) 按照閉塞方式：固定閉塞、移動(dòng)閉塞 (5) 按照功

4、能、人機(jī)分工和自動(dòng)化程度分： 列車(chē)自動(dòng)停車(chē)（Automatic Train Stop 超速防護(hù)（Automatic Train Protection 車(chē)自動(dòng)控制（Automatic Train Control 車(chē)自動(dòng)運(yùn)行（Automatic Train Operation ATS ATS是一種只在停車(chē)信號(hào)(紅燈)前實(shí)施列車(chē)速度控制 的裝置，是在非速差式信號(hào)體系下的產(chǎn)物，屬于列車(chē)速度控制 的初級(jí)階段。國(guó)外多種 ATS系統(tǒng)補(bǔ)充了簡(jiǎn)單的速度監(jiān)督功能, 這種系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，歷史悠久，在我國(guó)及世界各國(guó)鐵路至今廣 泛采用。 ATP ATP是隨著速差式信號(hào)體系的建立而產(chǎn)生的，列車(chē)正常 運(yùn)行由司機(jī)控制，只在司機(jī)

5、疏忽或失去控制能力且列車(chē)出現(xiàn)超 速時(shí)設(shè)備才起作用，并以最大常用制動(dòng)或緊急制動(dòng)方式，強(qiáng)迫 列車(chē)減速或停車(chē)。當(dāng)列車(chē)速度已降至或到達(dá)限速要求，由司機(jī) 判定和操作制動(dòng)緩解。系統(tǒng)要求符合故障一簡(jiǎn)稱(chēng)AT0系統(tǒng)；列車(chē) 簡(jiǎn)稱(chēng)ATP)系統(tǒng)；列 簡(jiǎn)稱(chēng)AT。系統(tǒng)；列 簡(jiǎn)稱(chēng)ATO系統(tǒng)。 安全原則。這是一 種以人（司機(jī)）控為主的列車(chē)運(yùn)行安全系統(tǒng)，在歐洲高速鐵路 上普遍采用。 ATC （又稱(chēng)列車(chē)自動(dòng)減速系統(tǒng)）。當(dāng)列車(chē)運(yùn)行超過(guò)限制速度時(shí)， 系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)施常用制動(dòng)，使列車(chē)降至低于限制速度的一定值后， 制動(dòng)自動(dòng)緩解，列車(chē)?yán)^續(xù)運(yùn)行。這是一種設(shè)備優(yōu)先的列車(chē)運(yùn)行 安全控制系統(tǒng)，司機(jī)一部分操作由設(shè)備代替，但列車(chē)運(yùn)行的正 常調(diào)速仍由司機(jī)操

6、作，系統(tǒng)同樣要求故障一安全原則。這種方 式很適合于動(dòng)車(chē)組，日本新干線高速鐵路采取這種方式。 ATO （又稱(chēng)列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)）。按系統(tǒng)預(yù)先輸入的程序，保 證列車(chē)運(yùn)行圖的要求，由設(shè)備代替司機(jī)進(jìn)行列車(chē)運(yùn)行的加速、 減速或定點(diǎn)停車(chē)的速度調(diào)整。一般情況下，司機(jī)除對(duì)列車(chē)啟動(dòng) 操作外，只對(duì)設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)督，它屬于一種非安全系統(tǒng)， 一般疊加在ATC或ATP上，列車(chē)運(yùn)行的安全防護(hù)由后者承擔(dān)。 系統(tǒng)總體構(gòu)成 地鐵正線信號(hào)系統(tǒng)采用基于無(wú)線通信的具有完整 ATC功能的列 車(chē)控制系統(tǒng)（CBTC，同時(shí)還提供了連續(xù)式 ATP功能喪失情況 下的點(diǎn)式ATP列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)。包括列車(chē)自動(dòng)防護(hù) ATR列 車(chē)自動(dòng)運(yùn)行ATO、列車(chē)自

7、動(dòng)監(jiān)控 ATS正線計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖 CBI四 個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成。 信號(hào)系統(tǒng)框圖 信號(hào)系統(tǒng)由下列主要的子系統(tǒng)和設(shè)備組成： 1.中央列車(chē)自 動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)（AT0 列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備負(fù)責(zé)執(zhí)行各種 功能，如確認(rèn)、跟蹤和顯示列車(chē)等，它有人工和自動(dòng)進(jìn)路設(shè)置 功能，以及調(diào)整列車(chē)的運(yùn)行以保證運(yùn)行時(shí)間。 2.區(qū)域控制 器 區(qū)域控制器安裝在軌旁，是基于處理器的安全控制器。每 個(gè)區(qū)域控制器通過(guò)數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)和車(chē)載控制器連接。區(qū)域控 制器通過(guò)運(yùn)用CBTC勺移動(dòng)閉塞概念，確保列車(chē)的安全運(yùn)行。 區(qū)域控制器基于已知的障礙地點(diǎn)和預(yù)計(jì)的交通荷載，確定預(yù)定 義的區(qū)域內(nèi)所有列車(chē)的移動(dòng)權(quán)限。區(qū)域控制器接收臨時(shí)限速 （TSR）指令以及該區(qū)域

8、內(nèi)列車(chē)發(fā)出的位置信息。區(qū)域控制器與 Microlok II 接口，以控制和表示軌旁設(shè)備。每個(gè)區(qū)域控制器 都是以三選二表決配置為基礎(chǔ)。 3 .數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 用來(lái)保存 軌道數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。 臨時(shí)速度限制儲(chǔ)存在區(qū)域控制器中。 4. 聯(lián)鎖控制器 MicroLok II MicroLok II 負(fù)責(zé)安全執(zhí)行傳統(tǒng) 聯(lián)鎖功能。MicroLok II從輔助列車(chē)檢查計(jì)軸系統(tǒng)中獲得列車(chē) 位置信息。Microlok II 與軌旁設(shè)備接口，諸如轉(zhuǎn)轍機(jī)、 LED信 號(hào)機(jī)等。為保證正確的 CBT涎行，Microlok II 還與區(qū)域控制 器(ZC)接口。 如果區(qū)域控制器出故障，列車(chē)的安全運(yùn)行通過(guò) 聯(lián)鎖控制器和軌旁LED信號(hào)機(jī)

9、來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)或 車(chē)載控制器出現(xiàn)故障，列車(chē)以地面信號(hào)顯示作為主體信 號(hào) 運(yùn)行。另外，如果數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)(無(wú)線部分)出現(xiàn)故障，系 統(tǒng)提供超速防護(hù)功能并防止列車(chē)冒進(jìn)紅燈信號(hào)。 5 .集成了 ATS車(chē)站工作站和本地控制工作站功能的工作站 集成了 ATS 工作站/本地控制工作站功能的工作站位于設(shè)備集中站的本地調(diào) 度室。該工作站通常用于監(jiān)督列車(chē)運(yùn)行，也可用于聯(lián)鎖的人工 控制。 當(dāng)中央和本地 ATS功能均不可用時(shí)，Microlok自動(dòng)設(shè) 置正線追蹤的直通進(jìn)路，并在終端站自動(dòng)提供折返進(jìn)路，通過(guò) 本地操作終端實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖進(jìn)路的設(shè)置和取消。 6 .車(chē)載控制器 子系統(tǒng)車(chē)載控制器包括基于微處理器的控制器、相

10、關(guān)速度測(cè) 量及位置定位傳感器(在地面應(yīng)答器的輔助下)。車(chē)載設(shè)備與 列車(chē)的各子系統(tǒng)接口，并通過(guò)數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)與區(qū)域控制器接 口。車(chē)載控制器負(fù)責(zé)列車(chē)定位、執(zhí)行允許速度、執(zhí)行移動(dòng)授權(quán) 以及其他有關(guān)的ATP和ATO能。車(chē)載控制器采用三取二表決 方式。 五種列車(chē)駕駛模式：ATO自動(dòng)駕駛模式(AM),連續(xù)式 ATP監(jiān)控下的人工駕駛模式(ATPM),點(diǎn)式ATP監(jiān)控下的人工駕 駛模式(iATP)，限制人工駕駛模式(RM)和非限制人工駕駛模式 (NRM。另外，還有一種用于自動(dòng)折返的模式( ATB ,可以 實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)折返。 7.數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)在 信號(hào)系統(tǒng)各設(shè)備之間提供雙向的 、安全的數(shù)據(jù)交換，它

11、提供開(kāi) 放的通信接口和體系架構(gòu)。應(yīng)用國(guó)際通行的協(xié)議：有線網(wǎng)使用 IEEE 802.3，無(wú)線通信使用IEEE 802.11g ,它是一個(gè)非安全 (Non-vital )的系統(tǒng)，但是通過(guò)其傳送的消息受安全算法的保 護(hù)。DCS夠滿足系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)和數(shù)據(jù)率的要求。 以太網(wǎng)為所有子系統(tǒng)提供了相互通信的途徑。系統(tǒng)提供雙環(huán)冗 余骨干網(wǎng)絡(luò)。ATS接入骨干網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)有線交換機(jī)實(shí)現(xiàn)的。 CTCS 地面子系統(tǒng)可由以下部分組成：應(yīng)答器、軌道電路、無(wú)線通信 網(wǎng)絡(luò)（GSM-R、列車(chē)控制中心（TCC /無(wú)線閉塞中心（RBC 其中GSM-E屬于CTC做備，但是重要組成部分。 應(yīng)答 器是一種能向車(chē)載子系統(tǒng)發(fā)送報(bào)文信息的傳

12、輸設(shè)備，既可以傳 送固定信息，也可連接軌旁單元傳送可變信息。 軌道電路 具有軌道占用檢查、沿軌道連續(xù)傳送地車(chē)信息功能，應(yīng)采用 UM 系列軌道電路或數(shù)字軌道電路。 無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（GSM-R 是用于車(chē)載子系統(tǒng)和列車(chē)控制中心進(jìn)行雙向信息傳輸?shù)能?chē)地通 信系統(tǒng)。 列車(chē)控制中心是基于安全計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，它 根據(jù)地面子系統(tǒng)或來(lái)自外部地面系統(tǒng)的信息，如軌道占用信息、 聯(lián)鎖狀態(tài)等產(chǎn)生列車(chē)行車(chē)許可命令，并通過(guò)車(chē)地信息傳輸系統(tǒng) 傳輸給車(chē)載子系統(tǒng)，保證列車(chē)控制中心管轄內(nèi)列車(chē)的運(yùn)行安全。 車(chē)載子系統(tǒng)可由以下部分組成： CTCS載設(shè)備、無(wú)線系統(tǒng)車(chē)載 模塊。 CTCS車(chē)載設(shè)備是基于安全計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)，通過(guò) 與地面子系統(tǒng)

13、交換信息來(lái)控制列車(chē)運(yùn)行。 無(wú)線系統(tǒng)車(chē)載模 塊用于車(chē)載子系統(tǒng)和列車(chē)控制中心進(jìn)行雙向信息交換。 在DMIS基礎(chǔ)上，調(diào)度集中應(yīng)具備列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃人工、自動(dòng)調(diào) 整、實(shí)際運(yùn)行圖自動(dòng)描繪，行車(chē)日志自動(dòng)生成、儲(chǔ)存、打印， 調(diào)度命令傳送，車(chē)次號(hào)校核等功能。 在DMIS基礎(chǔ)上，調(diào)度中 心具備向車(chē)站、機(jī)務(wù)段調(diào)度、乘 務(wù)室等部門(mén)發(fā)布調(diào)度命令以及 經(jīng)調(diào)度命令無(wú)線傳送系統(tǒng)向司機(jī)下達(dá)調(diào)度命令（含許可證、調(diào) 車(chē)作業(yè)通知單等）的功能。 系統(tǒng)依據(jù)列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃，技 規(guī)、行規(guī)、站細(xì)等規(guī)定，以及相關(guān)聯(lián)鎖技術(shù)條件對(duì) 列車(chē)、調(diào)車(chē)作業(yè)進(jìn)行分散自律安全控制（漢分散自律控制模式 下的中心、車(chē)站人工直接操作）。 對(duì)違反分散自律安全條 件的人工

14、操作，系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)行安全提示。 系統(tǒng)對(duì)于影響正常運(yùn) 用的故障，如信號(hào)故障關(guān)閉（或滅燈及燈絲斷絲）時(shí)應(yīng)具有報(bào) 警、提示、記錄等功能。 與調(diào)度命令無(wú)線傳送系統(tǒng)配合具有解 車(chē)進(jìn)路信息自動(dòng)預(yù)告功能。 進(jìn)行調(diào)車(chē)作業(yè)時(shí)不需要控制權(quán)轉(zhuǎn)換。 不影響既有的平面調(diào)車(chē)區(qū)集中聯(lián)鎖功能。 具有部分非正常條件 下接發(fā)列車(chē)功能以及降級(jí)處理措施。 具有本站及相鄰各兩個(gè)車(chē) 站的列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃顯示功能。 具有本站及相鄰各兩個(gè)車(chē)站 的站間透明功能。 具有人工辦理排進(jìn)路功能，為進(jìn)路指令的執(zhí) 行做好準(zhǔn)備。 具有自我診斷、運(yùn)行日志保存、查詢(xún)和打印等功 能，并逐步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)智能化。 對(duì)所有的人工操作具有完整 的記錄、查詢(xún)、回放和打印功能

15、。 實(shí)時(shí)監(jiān)控電源狀態(tài)，停電時(shí) 應(yīng)自動(dòng)保存列車(chē)、調(diào)車(chē)作業(yè)等重要信息。 在保證網(wǎng)絡(luò)安全 的條件下可與其他相關(guān)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。 列車(chē)作 業(yè) 調(diào)度集中控制范圍內(nèi)的列車(chē)作業(yè)，以列車(chē)運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃自動(dòng) 控制為基本方式，以調(diào)度中心人工控制為輔助方式。 列車(chē)計(jì)劃 管理 日班計(jì)劃 調(diào)度集中應(yīng)具有接收日班計(jì)劃或者單獨(dú)制定日 班計(jì)劃的功能。系統(tǒng)可按要求時(shí)間將日班計(jì)劃以運(yùn)行圖或車(chē)次 時(shí)刻表的方式提供給調(diào)度員，同時(shí)以調(diào)度命令的方式下達(dá)到有 關(guān)站段。 調(diào)度集中應(yīng)具有以日班計(jì)劃為依據(jù)，人工和自動(dòng)調(diào)整 列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃以及中間站甩掛調(diào)車(chē)作業(yè)計(jì)劃的功能，經(jīng)批準(zhǔn)后 實(shí)施下達(dá)到車(chē)站自律機(jī)執(zhí)行。 調(diào)整列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃應(yīng)遵循單 一指揮，按圖行車(chē)，確保重點(diǎn)等原則，正確合理地使用車(chē)站正 線、到發(fā)線，組織