列车运行控制系统概述
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列车运行控制系统概述
❖ 上海地铁1号线1989年引进阿尔斯通美国公司的ATC系
统，为了节省投资，在正线道岔联锁区域和车辆段采 列车运行控制系统概述
❖ ATC系统的大量引进拉近了我国地铁信号装配 水平与国际上的差距，取得了较好的效果。我 国地铁的整体技术水平上了一个台阶，列车运 行呈现出全新的面貌。此后不久，我国又对部 分设备实施国产化，取得了较好的效果。
第1章 列车运行控制系统概述
3．发展阶段
❖ 从1994年至今，我国城市轨道交通建设进入 了 快速发展期，随之而来的是信号设备的大 规模引进。
❖ 采用引进设备后，大大缩短了运行间隔，提 高了安全程度和通过能力，但由于国内外的 电源质量、道岔结构、轨道施工工艺等存在 差异，所以引进的ATC系统在我国的应用效 果不像在国外那么好。而且，引进的设备也 会带来后续的诸多问题。
❖ 进入20世纪90年代以后，大量引进国外先进的地铁信号 设备。北京地铁1号线于1989年从英国西屋公司引进 ATC系统。复八线由于要与前期的一号线贯通，为了便 于既有信号系统兼容，复八线也大量引进了英国西屋公 司的列车自动控制系统（ATC）。同时，配套了国产的 继电联锁设备、车站计算机联锁设备和信号微机联锁监 测设备等。
第1章 列车运行控制系统概述
❖列车自动控制（Automatic Train Control，简称 ATC）系统早在20世纪60年代就已经开始被研制 和试用。日本于1964年交付使用了世界上第一条 高速铁路——东海道新干线，其以机控为主、设 备优先的列车控制系统，使列车在高速度、高密 度运行的条件下，安全运行30多年。
第1章 列车运行控制系统概述
❖ 进入20世纪70年代之后，列车速度的提高对列 车运行控制系统在安全和效率方面提出了更高 的要求，随着地面信息传输技术（应答器、轨 道电路和轨间环线电缆等）和列车信息接收技 术的不断完善，出现了点式ATC系统、点连式 ATC系统
列车运行控制系统
关
键
技
术
①系统功能需求规范（functional requirement specification，FRS）。系统功能需求规范 主要描述了列车运行控制系统应该具有的功能，包括联锁设备、TCC、轨道电路及点式信息 设备的基本功能，车载设备的功能，防护功能，记录功能，列车的操作过程等。
1.2 列车运行控制系统的构成与关键技术
1.2 列车运行控制系统的构成与关键技术
2.列车运行控制系统的关键技术
（2）地-车列控数据的传输方法。
。列
控的车载设备完全靠从地面控制中心接收到的行车控制命令进行行车，实时监督列车的实际速度
和地面允许的速度指令，当列车速度超过地面行车限速时，车载设备将实施制动，保证列车的运
行安全。
关
键技ຫໍສະໝຸດ 术地-车信息传输方式分为连续式传递信息方式和点式传递信息方式。连续式传递信息方式能 连续不断地将地面信息及时地向车上传递，实时性好，有利于保证行车安全和提高行车效率 。点式传递信息方式通过感应点将地面信息传到车上，当地面信息发生变化时，列车只有在 经过感应点时才能得到信息，实时性差。
2.列车运行控制系统的关键技术
②系统需求规范（system requirement specifications，SRS）。系统需求规范主要描述了列车 运行控制系统及各子系统的构成、工作原理及主要技术要求。
关
键
技
术
③接口规范（functional interface specification，FIS/for further study，FFS）。接口规 范主要定义了系统中各个子系统的软硬件标准，以便实现系统设备的集成和互操作性。
1.2 列车运行控制系统的构成与关键技术
铁路列车运行控制系统
铁路列车运行控制系统（CTCS）列车运行控制系统（简称列控）是铁路运输极重要的环节。
随着对铁路运输要求的提高,如何改进列车控制系统,实现列车安全、快速、高效的运行是目前的主要问题。
随着计算机技术、通信技术、微电子技术和控制技术的飞速发展使得无线通信传递车地大容量信息成为可能。
传统的列车运行控制系统是利用地面发送设备向运行中的列车传送各种信息，使司机了解地面线路状态并控制列车速度的设备，用以保证行车安全，同时也能适度提高行车效率。
它是一种功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术。
它包括机车信号、自动停车装置以及列车速度监督和控制等。
依据不同的要求安装不同的设备。
机车信号和自动停车装置都可单独使用，也可以同时安装。
新一代铁路信号设备是由列车调度控制系统及列车运行控制系统两大部分组成的。
从技术发展的趋势看是向着数字化、网络化、自动化与智能化的方向发展。
它是列车运营的大脑神经系统，直接关系保证着行车安全、提高运输效率、节省能源、改善员工劳动条件。
发展中的列控系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为一体的综合业务管理的自动化系统。
列车运行控制系统的内容是随着技术发展而提高的，从初级阶段的机车信号与自动停车装置，发展到列车速度监督系统与列车自动操纵系统。
随着列车速度的不断提高,随着计算机、通信和控制的等前沿科学技术发展，为通信信号一体化提供了理论和技术基础。
尤其，其所依托的新技术，如网络技术与通信技术的技术标准与国外是一致的，可属于技术上借鉴。
近年来,欧洲铁路公司在欧盟委员会和国际铁路联盟的推动下,为信号系统的互联和兼容问题制定了相关的技术标准,其中包括欧洲列车运行控制系统———ETCS 标准。
在世界各国经验的基础上，从2002 年开始，结合我国国情、路情，已制定了统一的中国列车运行控制系统为ChineseTrainControlSystem 的缩写——CTCS （暂行）技术标准。
列车运行控制系统概述
• 自动列车防护系统由地面设备和车载设备构成
一、机车信号
• 机车信号的定义 机车信号又称机车自动信号是用设在机车司机室的机车信号机
自动反映运行条件指示司机运行的信号显示制度 为实现机车信号而装设的整套技术设备成为机车信号设备在机
车上应安装机车信号车载设备在线路上应安装机车信号地面设备使 得机车上能接收到反映地面信号的信息
站 场 工 程
供 电 系 统
变 电 系 统
接 触 网 系 统
电 力 系 统
远 程 监 控 系 统
列联 控锁 系系 统统
调 度 集 中 系 统
集 中 监 测
系 统
通 信 系 统
列
旅市客
总车转牵制车运运车供客综票客场运
向
引 系
动 系
网 络
输 计
行 管
辆 管
电 管
运 调
合 维
务 系
服 务
营 销
组 织
成体架统统系划理理理度修统系策管
规定的距离内及时瞭望前方的地面信号显示
• 在以地面信号为主体的信号系统中地面信号显示是行车凭证机车 信号为辅助信号
• 4.自动停车装置自动闭塞+地面主体信号+机车信号辅助信号+自动 停车
• 如何防止由于司机失去警惕而发生危及列车运行安全的事故
•
列车自动停车设备ATS：当地面信号的禁止命令未被司机接收
ETCS-3 铁路综合移动通信系统GSM-R 取消区间的轨道电路采用移动闭塞 车载设备发送列车数据RBC基于车载信息定位列车 RBC计算列车的移动授权凭证 列车完整性检查由列车完整性验证系统与地面RBC共同完 成 ETCS车载设备凭车载信号行车
CTCS标准的产生
第八章列车运行控制系统铁路信号基础
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▪ 按照闭塞方式分类 • 固定闭塞列控系统：将线路划分为固定的闭塞 分区，前后列车的位置及间隔，均以闭塞分区 为单元来检测和表示。 • 移动闭塞列控系统：不存在固定的闭塞分区， 列车之间的安全追踪间隔随着列车运行而不断 移动且变化。
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▪ 按照功能和自动化程度分类
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8.1 列控系统概述
列车运行控制系统是由地面设备和车载设备构 成，用来控制列车运行速度，保证行车安全，提高 运输能力。
列车运行控制系统的功能是： 1）检测线路的空闲状态； 2）检测列车完整性； 3）列车运行授权； 4）指示列车安全运行速度； 5）监控列车安全运行。
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德国LZB系统是基于轨道电缆传输的列控系统， 是世界上首次实现连续速度控制模式的列控系统， 技术上是成熟的。1965年在慕尼黑-奥斯堡间首次运 用，德国已装备了2000km铁路线，1992年开通了西 班牙马德里—塞维利亚471km高速线。
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欧洲是世界轨道交通最发达的地区，欧洲现有 的列车运行控制系统种类繁多。为克服欧洲各国信 号制式复杂、互不兼容，保证高速列车在欧洲铁路 网内互通互行，在欧洲共同体的支持下，欧洲各信 号厂商联合制订ERTMS/ETCS技术规范。
在分级曲线控制方式下，列车在一个闭塞分 区中运行时,列控设备判定列车超速的目标速度不 再是一个常数，而是随着列车行驶不断变化，即 是距离的函数。
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分段速度—距离控制模式基本原理
S1+S2 S4 S3
设备监督曲线
制动性能差的车 制动性能好的车
S 分段速度控制模式 Ｓ＝（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）＊ｎ
▪ 按照闭塞方式分类 • 固定闭塞列控系统：将线路划分为固定的闭塞 分区，前后列车的位置及间隔，均以闭塞分区 为单元来检测和表示。 • 移动闭塞列控系统：不存在固定的闭塞分区， 列车之间的安全追踪间隔随着列车运行而不断 移动且变化。
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▪ 按照功能和自动化程度分类
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8.1 列控系统概述
列车运行控制系统是由地面设备和车载设备构 成，用来控制列车运行速度，保证行车安全，提高 运输能力。
列车运行控制系统的功能是： 1）检测线路的空闲状态； 2）检测列车完整性； 3）列车运行授权； 4）指示列车安全运行速度； 5）监控列车安全运行。
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德国LZB系统是基于轨道电缆传输的列控系统， 是世界上首次实现连续速度控制模式的列控系统， 技术上是成熟的。1965年在慕尼黑-奥斯堡间首次运 用，德国已装备了2000km铁路线，1992年开通了西 班牙马德里—塞维利亚471km高速线。
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欧洲是世界轨道交通最发达的地区，欧洲现有 的列车运行控制系统种类繁多。为克服欧洲各国信 号制式复杂、互不兼容，保证高速列车在欧洲铁路 网内互通互行，在欧洲共同体的支持下，欧洲各信 号厂商联合制订ERTMS/ETCS技术规范。
在分级曲线控制方式下，列车在一个闭塞分 区中运行时,列控设备判定列车超速的目标速度不 再是一个常数，而是随着列车行驶不断变化，即 是距离的函数。
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分段速度—距离控制模式基本原理
S1+S2 S4 S3
设备监督曲线
制动性能差的车 制动性能好的车
S 分段速度控制模式 Ｓ＝（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）＊ｎ
中国列车运行控制系统
3
控制系统
控制系统是CTCS的核心组成部分，主要包括中央控制系统和区域控制系统。 中央控制系统负责全线列车的控制和监控，区域控制系统则负责某一区域 的列车控制和监控
中央控制系统通过无线通信网络与车载设备和轨旁设备进行信息交互，获 取列车的状态信息和轨旁设备的控制指令，同时向车载设备和轨旁设备发 送控制指令，调整列车的运行状态。区域控制系统则通过无线通信网络与 本区域的列车和轨旁设备进行信息交互，实现本区域列车的控制和监控
4
技术特点
CTCS具有以下 技术特点
技术特点
技术特点
总之，CTCS-中国列车运行控制系统是中国自主研发 的具有自主知识产权的列车运行控制系统，具有安全、 高效、可维护、可扩展等特点，为列车的安全运行提
供了重要保障
-
清新简约风
十分感谢大家观看
演示文稿是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。大部分时间，它们都是在为观众服务。演示文稿 是一种实用的工具，可以是演示，演讲，报告等。
限速信息等，为列车提供安全保障
2
轨旁设备
01.
轨旁设备是CTCS地面设备的组成部分，主要包括轨道电路、应答器、信号机等。这些设 备通过无线通信网络与车载设备进行信息交互，实现列车位置、进路信息、限速信息等 信息的传输和控制
02.
轨道电路是轨旁设备的基本组成部分，用于监测列车的占用情况。应答器则是传递信息的重要设备， 可以向列车发送进路信息、限速信息等。信号机则用于指示列车的运行方向和限速情况，确保列车安 全通过
汇报人：XXXX
1
车载设备
车载设备是CTCS的核心组成部分，主要 包括车载计算机、速度传感器、轴温传 感器、机车信号设备等。这些设备通过 无线通信网络与地面设备进行信息交互， 实现列车位置、速度等信息的实时监测
列车运行控制复习提纲
列车运行控制复习提纲第一章列车运行控制基础第一节列车运行控制系统概述列车控制系统就是对列车运行全过程或一部分作业实现调度指挥、防护与控制的系统。
其特征：调度指挥系统按照运行图计划发出列车运行指令，列车通过车站和线路设备获取地面行车信息和命令，车载设备控制列车运行。
列车运行自动控制系统ATC 包括三个子系统列车自动监控系统ATS列车超速防护系统ATP列车自动驾驶系统ATO 我国铁路列车运行自动控制系统(CTCS) 的高端技术平台，主要内容包括1) 以调度指挥系统TDCS 和调度集中系统CTC 为核心，构建调度指挥中心平台2) 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3) 以列车速度防护和控制为核心，构建车载列车防护与控制平台4) 以铁路综合数字移动通信GSM-R 为传输平台，构建基于通信的列控系统CBTC 第二节闭塞技术基础闭塞线路可以是两站之间的整个区间线路，称为闭塞区间，也可以是区间中的一段线路，称为闭塞分区。
闭塞技术：为了保证列车运行安全，行车组织中，必须控制列车运行间隔的一种保障列车在区间行车安全的技术空间间隔法：把铁路线路划分为若干个区段(区间或闭塞分区) ，在每个区段内同时只准许一列列车运行，是前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离的行车方法。
若某列车取得一个闭塞线路的行车许可凭证时，必须满足以下条件1．该闭塞分区空闲2．该闭塞分区未向其他列车授予行车许可凭证3．该闭塞分区的其他防护条件均满足当列车取得某闭塞分区的线路行车凭证，该闭塞线路表现特征为：防护该闭塞分区的信号机处于开放状态。
闭塞的防护逻辑特征为允许该闭塞分区禁止向其他列车授予行车许可凭证站间闭塞:就是以一个站间作为列车追踪运行空间间隔，两站之间的区间设置一个闭塞单位，称为闭塞区间，闭塞区间内只能运行一列列车，其列车的空间间隔为一个站间。
1．半自动站间闭塞半自动站间闭塞是人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。
CTCS列车运行控制系统ppt课件
轨道电路定位技术
轨道电路原理
01
通过轨道上的电路和车载设备之间的电磁感应或电信号传输实
现列车位置检测。
轨道电路在列车定位中的应用
02
利用轨道电路分段或编码方式，确定列车在轨道上的具体位置。
轨道电路定位技术的优缺点
03
优点包括成熟可靠、适用于各种天气条件；缺点包括精度相对
较低、需要铺设专用轨道电路等。
基于时间间隔的控制策略
列车追踪间隔控制
通过调整前行列车与后行列车的追踪间隔时间，确保列车在区间 内安全、有序运行。
车站间隔时间控制
根据车站到发线运用和列车停站时间等因素，合理设置车站间隔 时间，提高车站通过能力。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
系统架构将向更加分布式、智 能化、自适应的方向发展。
未来发展趋势预测
• 列车协同控制将实现更加精细化、个性化 的运行调整和优化。
未来发展趋势预测
应用前景展望
01
02
03
CTCS列车运行控制系统将在高 速铁路、城际铁路等更多领域得 到广泛应用。
随着技术的发展和应用的深入， CTCS系统将不断升级和完善， 为铁路运输提供更加安全、高效、 智能的保障。
多列车协同控制的复杂性
解决方案
采用高速、可靠的通信技术，如 LTE-R等，确保车地通信的实时性和 准确性。
关键技术挑战及解决方案
采用冗余设计和故障导向安全原则， 确保系统的高可用性和安全性。
采用先进的列车协同控制算法，实现 多列车的协同控制和优化运行。
未来发展趋势预测
技术发展趋势
车地通信将向更高速度、更大 容量、更低时延的方向发展。
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进入20世纪90年代以后，大量引进国外先进的地铁信号
设备。北京地铁1号线于1989年从英国西屋公司引进 ATC系统。复八线由于要与前期的一号线贯通，为了便 于既有信号系统兼容，复八线也大量引进了英国西屋公 司的列车自动控制系统（ATC）。同时，配套了国产的 继电联锁设备、车站计算机联锁设备和信号微机联锁监 测设备等。 上海地铁1号线1989年引进阿尔斯通美国公司的ATC系 统，为了节省投资，在正线道岔联锁区域和车辆段采用 国产6502电气集中。
行控制系统的车载设备功能不断扩大，如实时
计算距离-速度模式曲线、自动实施常用制动 和紧急制动、自动驾驶、节能运行等。
第1章 列车运行控制系统概述
90年代的城市轨道交通ATC系统采用数字化ATC
技术，以钢轨或轨道间交叉环线作为信息传输
媒体，采用信息编码传送目标速度、目标距离
和轨道电路长度等信息，实现列车与地面之间
城市轨道交通列车运行控制
主讲人：马超
第1章 列车运行控制系统概述
1.1
城市轨道交通的发展历史
1.2
列车运行控制系统概述
1.3
列车运行控制系统的发展方向
1.2列车运行控制系统概述
列车运行控制系统的认识 国外列车运行控制系统的发展 国内列车运行控制系统的发展
第1章 列车运行控制系统概述
列车运行控制系统最基本的问题 有下列两方面：
器和臂板信号机为代表的时代。
第二阶段为电气控制阶段，是以继电器联锁系统
和色灯信号机为代表。
第三阶段为电子控制阶段，从上个世纪60年代开 始，电子器件和计算机开始应用于列车运行控制 系统之中
第1章 列车运行控制系统概述
1.2列车运行控制系统概述
列车运行控制系统的基本认识 国外列车运行控制系统的发展 国内列车运行控制系统的发展
第1章 列车运行控制系统概述
第1章 列车运行控制系统概述
ATC系统的大量引进拉近了我国地铁信号装配 水平与国际上的差距，取得了较好的效果。我
国地铁的整体技术水平上了一个台阶，列车运
行呈现出全新的面貌。此后不久，我国又对部 分设备实施国产化，取得了较好的效果。
第1章 列车运行控制系统概述
3．发展阶段
从1994年至今，我国城市轨道交通建设进入
第1章 列车运行控制系统概述
2．过渡阶段
1971年，北京地铁二期工程（即二号环线） 开始建设，要求采用“行车指挥与列车运行
自动化”系统，即ATC系统。1986年，北京地
铁通过引进消化，研制出一套机车信号系统 ，并用这套系统替换了环线全部机车信号， 从而提高了车载设备的可靠性。
第1章 列车运行控制系统概述
要保证任何一个运行过程中的列车是安全的。 在保证行车安全的前提下，还要使行车有更高的效率。 作为轨道交通系统，安全和高效是其追求的两大目标。
轨道交通系统能否安全高效运行，首先取决于列车运行控制
系统的性能。
第1章 列车运行控制系统概述
列车运行控制系统的三个发展阶段 第一阶段称为机械装置控制阶段，是以机械锁闭
的通信，因此列车运行的安全性得到增强，效 率得到提高，效益明显改善。
第1章 列车运行控制许多国家开发了各 自的列车运行控制系统，以移动闭塞为技术特征
的CBTC系统受到了日益广泛的重视。CBTC系统
是具有发展潜力的列车运行控制系统，正在日趋 完善。目前，该技术已经在20多个国家的城市轨 道交通中使用。
的。1965年7月1日，我国第一条地下铁路—— 北京地铁一期工程动工兴建，1969年10月通车 。根据当时的国情，决定全部设备由国内自己 研制，同时要求设备必须具有较高的技术水平 。信号项目主要为复线自动闭塞（包括机车信 号和自动停车）、调度集中、列车自动驾驶和 继电联锁。通过这几项技术实现行车集中调度 、集中监控和列车运行自动化。
我国从1999年初开始推行城市轨道交通设备的
国产化政策。其主要目的在于降低建设投资，使
国家及地方在财力上能够承受。另一个目的是充
分吸收借鉴国外的先进技术，同时研制开发具有
自主知识产权的城市轨道交通相关技术并进行本 土化生产制造，大大提升中国城市轨道交通行业
的技术水平并逐步减少对国外产品的依赖。
第1章 列车运行控制系统概述
第1章 列车运行控制系统概述
进入20世纪70年代之后，列车速度的提高对列 车运行控制系统在安全和效率方面提出了更高
的要求，随着地面信息传输技术（应答器、轨
道电路和轨间环线电缆等）和列车信息接收技 术的不断完善，出现了点式ATC系统、点连式 ATC系统
第1章 列车运行控制系统概述
在80年代，随着信息传输量的增加、自动控制 技术的完善和微电子技术的发展，使得列车运
第1章 列车运行控制系统概述
1.2列车运行控制系统概述
国外列车运行控制系统的发展 国内列车运行控制系统的发展
第1章 列车运行控制系统概述
我国城市轨道交通信号控制系统的发展大致经历 了三个阶段：
1. 初创阶段
2. 过渡阶段 3. 发展阶段
第1章 列车运行控制系统概述
1．初创阶段
我国的地铁信号系统是随北京地铁兴建而起步
第1章 列车运行控制系统概述
列车自动控制（Automatic Train Control，简称 ATC）系统早在20世纪60年代就已经开始被研制
和试用。日本于1964年交付使用了世界上第一条
高速铁路——东海道新干线，其以机控为主、设 备优先的列车控制系统，使列车在高速度、高密 度运行的条件下，安全运行30多年。
了 快速发展期，随之而来的是信号设备的大
规模引进。 采用引进设备后，大大缩短了运行间隔，提 高了安全程度和通过能力，但由于国内外的 电源质量、道岔结构、轨道施工工艺等存在
差异，所以引进的ATC系统在我国的应用效
果不像在国外那么好。而且，引进的设备也
会带来后续的诸多问题。
第1章 列车运行控制系统概述
2010年12月30日北京五条轨道交通新线正式开通，这其中
就包括国内首条具有完全自主知识产权CBTC列车控制系统 示范工程——亦庄线。亦庄线是按照政府首套政策实施的 信号系统核心技术示范工程，是由北京交通大学研发的具 有完全自主知识产权的CBTC核心技术及系统装备经历实验 室研制、试车线试验、运营线中试后的正式工程应用。其 开通对推动北京市和我国城市轨道交通运行控制系统国产 化和产业化具有重要意义。