列车运行自动控制系统(第一章)
列车自动控制系统学习笔记
列车自动控制（A T C）系统第一节综述一、组成和功能列车自动控制（ATC Automatic Train Control）系统包括三个子系统：列车自动防护（ATP Automatic Train Protection）、列车自动运行（ATO Automanc Train Operation）、列车自动监控（ATS—Automatic Train Supervision）。
ATC系统包括五个原理功能：ATS功能、联锁功能、列车检测功能、ATC功能和PTI（列车识别）功能。
（1）ATS功能：可自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。
ATS功能主要由位于OCC（控制中心）内的设备实现。
（2）联锁功能：响应来自ATS功能的命令，在随时满足安全准则的前提下，管理进路、道岔和信号的控制，将进路、轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC功能。
（3）列车检测功能：一般由轨道电路完成。
（4）ATC功能：在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实现列车运行的控制。
ATC功能有三个子功能：ATP／ATO轨旁功能——负责列车间隔和报文生成；ATP／ATO传输功能——负责发送感应信号，它包括报文和ATC车载设备所需的其他数据；ATP／ATO车载功能——负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。
（5）PTI功能：是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS 报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。
二、水平等级为确保行车安全和线路最大通过能力，根据国内外的运营经验，一般最大通过能力小于30对／h的线路宜采用ATS和ATP系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护。
在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以调度员人工控制为主的CTC（调度集中）系统。
最大通过能力大于30对／h的线路，应采用完整的ATC系统，实现行车指挥和列车运行自动化。
列控 (已编辑版)A4
第一章●1运行控制系统是轨道交通行车系统的“中枢与神经”，旨在利用各种先进的技术和设备，保证列车以最小安全间隔距离运行，以达到最大的运输能力●2轨道交通信号系统发展历程：（1）地面人工信号为防止列车相撞，在线路上安装各种信号设备。
通过地面信号显示系统，以物体大致形状、灯光的数目和颜色等视觉信号或音响信号等听觉信号给司机以各种运行条件的指示，提醒司机采取相应的措施，以免发生列车正面冲突和追尾事故。
这个阶段，主要是依靠信号工的眼睛观测（传感器），通过人控制的信号给司机传递行车命令（传输），由信号工控制列车间隔。
列车完全由司机驾驶，并负责列车的运行安全。
2）地面自动信号1872年美国人鲁宾逊发明了轨道电路，实现了列车占用钢轨线路状态自动检查。
利用轨道电路检查到的列车占用线路状态控制信号显示，出现了地面自动信号，使地面信号显示能真实反映线路空闲状态，也就是说按信号显示行车能够防止列车冲突事故。
只有当线路在空闲状态时，信号开放才是安全的。
地面信号显示仅仅指明列车前方线路状态，列车完全由司机驾驶，安危在完全掌握在司机手中。
（3）机车信号由于地面信号显示有时受到自然环境（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。
为将列车运行前方所接近信号机的显示情况及时通告司机，发明了机车信号设备，将地面的视觉信号变成通过技术手段引入司机室，大大改善了司机了望条件。
这样司机就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，提高了列车运行的效率和安全程度。
4）自动停车装置列车自动停车设备（简称ATS ，Automatic Train Stop）的功能是当地面信号的“禁止命令”未被司机接受时就自动实施紧急制动，强迫列车停车。
电码轨道线路的出现，使得利用轨道电路向机车传送信息成为可能，地面轨道电路、机车信号与自动停车装置结合的构成简单的列车运行自动控制系统。
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
CRH1型动车组ATP LKJ CIR列车运行控制系统
CRH1动车组列车运行控制系统目录第一章列车运行控制技术概述 (4)第一节闭塞制式 (4)第二节与闭塞制式对应的信号显示制式 (8)第二章列控系统的速度控制模式 (9)第一节阶梯控制方式 (9)第二节曲线控制方式 (12)第三章 ETCS列控系统 (17)第一节ETCS系统构成 (17)第二节ETCS系统应用等级 (18)第四章CTCS-2列控系统 (21)第一节CTCS列控系统概述 (21)第二节CTCS的主要功能与应用等级 (22)第三节CTCS-2列控系统组成 (24)第四节CTCS-2轨道电路 (28)第五节站内轨道电路电码化 (35)第六节CTCS-2应答器 (39)第七节临时限速 (41)第八节CTCS级间转换 (45)第五章车载ATP组成及外部接口 (47)第一节概述 (47)第二节日立车载ATP系统结构 (49)第三节车载设备ATP的外部接口 (54)第六章 ATP车载设备工作模式 (64)第一节概述 (64)第二节ATP车载设备主要控车模式 (65)第三节ATP车载设备操作方式 (94)第四节ATP的速度监控模式 (95)第五节ATP的制动输出模式 (105)第六节故障状态下的运行模式 (109)第七章 DMI 人机界面 (113)第一节DMI设备组成 (113)第二节界面显示 (113)第三节语音及声音表示 (121)第四节DMI键盘接口 (123)第五节DMI工作状态 (126)第六节故障表示 (131)第八章 LKJ2000机车运行监控记录装置 (133)第一节LKJ2000系统组成结构与功能 (133)第二节LKJ2000屏幕显示器 (134)第三节TAX2型机车安全信息综合检测装置 (134)第四节TSC1机车运行监测数据无线传输装置 (135)第九章车载无线通信设备CIR (138)第一节车载无线电通信系统CIR组成 (138)第二节车载无线电通信系统CIR系统原理 (139)第三节车载无线电通信系统CIR的功能 (141)第四节主要性能指标 (142)第五节车载无线通信设备CIR各部分之间的接口 (148)第六节CIR系统运行 (154)第七节450MH Z调度通信 (154)第八节GSM-R通信 (156)第九节CIR检验/试验 (162)参考文献 (165)第五部分第一章列车运行控制技术概述列车运行控制系统ATC(Automatic Train Control)是铁路运输的基础设施，是保证列车运行安全、提高运输效率和实现铁路调度统一指挥的关键技术设备，也是铁路信息化技术的重要技术领域。
中职教育-《城市轨道交通行车组织》课件：单元3 列车自动控制系统(1)人民交通出版社.ppt
（2）信号机的设置
• 城市轨道交通的信号机设置不同于铁路， 规定在ATC控制区域的线路上道岔区设防 护信号机或道岔状态表示器，其他类型的 信号机可根据需要设置。
• 进段信号机灯光配列可同防护信号机，亦可采 用双机构（两个二显示）带引导机构，自上而 下灯位为黄、绿、红、黄、月白。
d.出段（场）信号机 • 出段（场）信号机采用三显示机构，红、
绿，带调车白灯。 e.调车信号机 • 调车信号机采用二显示机构，自上而下 灯位为白、蓝（或红） f.通过信号机 • 若采用自动闭塞，其通过信号机为三显 示机构，自上而下灯位为黄、绿、红。
3. ATS子系统
• ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制， 辅助调度人员对全线列车进行管理，其功能包 括：调度区段内列车运行情况的集中监视与控 制，监测进路控制、列车间隔控制设备的工作， 按行车计划自动控制道旁信号设备以接发列车， 列车运行实迹的自动记录，时刻表自动生成、 显示、修改和优化，运行数据统计及报表自动 生成，设备运行状态监测，设备状态及调度员 操作记录，运输计划管理等，还具有列车车次 号自动传递等功能。
度命令运行；
• 月白色—运行前方道岔在侧股（反位），按ATP 速度命令运行，一般限制速度为．30 km/h；
• 红色＋月白色—引导信号，准许列车在该信号 机处继续运行，但需准备随时停车，仅对防护 站台的信号机设引导信号。
• 站台还设有发车表示器，发车前5s闪白光，发 车时间到亮白色稳定光，列车出清后灭灯。
• 此外，在ATC范围内的各正线控制站各设一套联锁设 备，用以实现车站进路控制。联锁设备接收车站值班 员和ATS控制。考虑到运用的灵活性，正线有岔站原 则上独立设置联锁设备，当然也可以采用区域控制方 法。
列控系统复习参考
第一章区间信号自动控制组织列车在区间内行车一般有两种方法：（1）时间间隔法；（2）空间间隔法闭塞：其实就是空间间隔法：是指把铁路线路划分为若干个段落（区间或闭塞分区），在每个区段内同时只准许一列列车运行，这样使前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离第二章64D型继电半自动闭塞机64D型继电半自动闭塞机要求两个车站值班员共同办理闭塞手续，其办理手续分正常办理，取消闭塞合事故复原三种。
正常办理五个步骤：1.发车站向接车站请求发车；2.接车站值班员同意发车站发车；3.列车从发车站发车；4.接车站值班员开放进站信号，列车进入接车站；5.到达复原。
64D型继电半自动闭塞需要发接两车站共同协调，两站间在办理闭塞时应传递以下信息：1.请求发车正信息；2.自动回执负信息；3.同意接车正信息；4.通知发车正信息；5.解除闭塞，即到达复原负信息；6.取消闭塞负信息；7.事故复原负信息。
64D型继电半自动闭塞动作过程见P17.选择继电器XZJ吸起后起到三个作用：记录发送的请求发车信息；选择接车站发来的信息是回执信息而不是复原信息；证实出站信号机没有开放过。
第三章区间自动闭塞1.国产移频轨道电路国产移频自动闭塞的频率参数是：载频为550、650、750和850Hz，低频调制信号频率为11、15、20和26Hz，频偏为正负50Hz。
在复线区段时，上行线规定采用650Hz和850Hz1.采用的是强制衰耗式，为一送一受（一段电路只有一个送电端和受电端）、电压发送、电流接受。
电流接受方式（有绝缘轨道电路一般采用电压接收方式来获取信号）是在两钢轨旁设置电流传感器，通过感应方式接收信号，同时抵消钢轨中的牵引电流的干扰，提高抗干扰能力。
相邻闭塞分区的轨道电路采用不同的频率，由接在接收端的陷波器强制衰耗。
它对本闭塞分区的频率呈低电阻，对相邻闭塞分区的频率呈高阻。
2.无绝缘移频轨道电路分类（1）电气隔离式：又称谐振式，利用谐振槽路实现相邻轨道电路的电气隔离。
列车运行自动控制系统..
心从CTC或TDCS获得统一时钟，并按统一时钟进行系
统管理和控制。车站列控中心设备影响时间不大于1S。 车站列控中心设备采用统一的标准，具有通用性。在 CTC或TDCS的车站车务终端上设有特定的列控中心人 机界面，包括输入、确认等，与既有车站车务终端的
相关内容进行统一。
（2）主要功能：
a：临时限速功能 b：接车进路信息预告功能
列控系统地面设备
室内设备
车站列控中心地面设备 Nhomakorabea应答器室外设备
轨道电路
学习要求
一、车站列控中心技术特点 二、应答器工作原理
三、级间切换
一.车站列控中心
（1）简介：
车站列控中心（简称TCC）是地面列车运行控制的核心， 传输车站连锁、列车超速防护系统所需要的全部地面信息，
通过驱动接口控制相应的道岔、信号机及轨旁设别。采用
（5）系统接口
1）与CTC/TDCS接口（P口）
列控中心与CTC/TDCS系统的接口属于安全通信接口，采
用标准异步RS422串行接口，与CTC/TDCS的双机之间形
成交叉互连的冗余通道。 列控中心主要功能需求 ①从TDCS、CTC中获取调度命令，包括接发车信息、临时 限速信息（起点里程、长度、速度、车次、起止时间等）、
提高常用制动减压量控制精度；制动缸压力信号 主要在机车单机运行时作为状态记录依据。 ⑦指针式速度指示：采用ZL型或EQG3/8型双针 速度表，双针速度表的实际速度与限制速度指 针依靠装置主机驱动。双针速度表照明电源采 用机车照明电源。
课后思考
1、了解LKJ2000型监控装置发展概述。 2、掌握系统方框图的组成？各起什么作用？
②屏幕显示器：有屏幕显示器和数码显示器，屏幕显示器以 屏幕滚动方式显示实际运行速度轨迹曲线及模式限制速度 曲线，以图形、符号和文字形式显示地面信号机的位置、 种类以及运行线路的曲线、坡道、桥梁、隧道及道口信息。
列车运行控制系统PPT课件
第一章 基本概念与术语（3）
n 准移动闭塞 (Distance-To-Go)：线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞 分区，一个分区只能被一列车占用，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闭塞分区（一般 为几十米—几百米），制动的起点可以延伸，但终点总是某一分区的边界， 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，闭 塞分区(设备)数也越多。
点式列控系统
连续式列控系统-轨道电路方式
连续式列控系统-轨道电缆方式
连续式列控系统-无线方式
点连续式列控系统-轨道电路+点式应答器
第三章 列控系统基本工作原理
n 概述
n 基本功能 n 间隔控制 n 速度控制
n 基本原理：地面信息——传输通道——车载设备 n 根据传输通道不同分为
n 点式列车运行自动控制系统 n 连续式列车运行自动控制系统
n 组成
n 地面应答器
n 轨旁电子单元（LEU）
n 车载设备
速度传感器
中央处理单元 天线 应答器
LEU
车载设备 地面设备
信号机或联锁设备
第三章 列控系统基本工作原理
v v = v(s) s
ETCS
联锁
现场单元控制 轨道占用 TD-SP-
MA
轨旁电子单元
欧洲应答器
占用轨道区段的末端
欧洲 应答器
第三章 列控系统基本工作原理
讲授内容ห้องสมุดไป่ตู้
n 基本概念与术语 n 概述 n 列车运行自动控制系统基本工作原理 n 地—车信息传输技术
第一章 基本概念与术语（1）
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第一章 区间闭塞基础
1.1 闭塞的基本概念和分类
自铁路开始运营，就产生了如何控制列车运行 间隔以确保列车运行安全的问题。由于列车在线路 上运行，不能以相互避让的方法避免迎面相撞，加 之列车速度快、质量大，从开始制动到停车需要行 走较长的距离，这就产生了后继列车追撞前行列车 的可能。为了确保列车在区间内的运行安全，我们 把确保列车在线路上运行安全的技术措施和设备， 称之为“安全列车间隔控制系统”。闭塞设备是保 证列车在区间内行车安全的设备，而列车在车站的 行车安全则是由“车站联锁装置”来保证的。
（3）按照人机关系：
① 设备优先控制的方式。如：日本新干线ATC系统。
② 司机优先控制方式，如：法国TVM300／430系统、 德国LZB系统
（4）按照闭塞方式：固定闭塞、移动闭塞
（5）按照功能、人机分工和自动化程度分：
列车自动停车（Automatic Train Stop 简称ATS） 系统；列车超速防护（Automatic Train Protection 简称 ATP）系统；列车自动控制（Automatic Train Control 简称ATC）系统；列车自动运行 （Automatic Train Operation 简称ATO）系统。
ATC 速度
自动防护
自动停车
ATC
机车信号
地面 地面 自动信号 人工信号
运行控制系统发展历程
系统的组成与功能
无线
制
点
动车
式
输 出
速
信 息
机车信号 天线
应答器
控制中心
应答器编程 轨道电路
VCC1 I/O
VCC1 DT
VCC1 I/O
VCC1 DT
VCC1 DT
VCC1 I/O
VCC1 DT
VCC1 I/O
ATC 速度
自动防护
自动停车
ATC
机车信号
地面 地面 自动信号 人工信号
运行控制系统发展历程
背景
传统铁路信号只能在列车一 般速度运行条件下保证安全， 随着科学技术的发展和列车速 度的提高，发展列车超速防护 系统和其它列车速度控制，才 能进一步提高运输效率，保证 行车安全。
定义：由列控中心、闭塞设 备、地面信号设备、地车信息 传输设备、车载速度控制设备 构成的用于控制列车运行速度 保证行车安全和提高运输能力 的控制系统。
区间闭塞方法的分类
组织列车在区间内行车的方法，一般有以下两种：
⒈ 时间间隔法 列车按照事先规定好的时间由车站发车，使前行列车和追踪列 车之间必须保持一定时间间隔的行车方法．这种行车方法因追 踪列车不能确切地得到前行列车的运行位置，所以不能确保列 车在区间内的运行安全，我国已不再使用此种行车方法。
⒉ 空间间隔法 把铁路线路划分为若干个段落（区间或闭塞分区），在每个区 段内同时只准许一列列车运行，这样使前行列车和追踪列车之 间必须保持一定距离的行车方法，这种行车方法能严格地把列 车分隔在两个空间，可以有效地防止列车追尾和正面冲突事故 的发生，确保列车运行安全。这种行车方法是我国目前所采用 的闭塞方法，我们所说的闭塞就是指空间间隔法。
闭塞的基本概念
闭塞就是用信号或凭证，保证列车按照前 行列车和追踪列车之间必须保持一定距离 （空间间隔制）运行的技术方法。要完成上 述闭塞在我国目前还不能由列车司机直接完 成，而要由车站值班员来完成。对司机来说， 必须由车站值班员给出行车凭证后才能占用 区间。在我国，列车占用区间的凭证通常为 车站出站信号机和区间通过信号机的准许显 示。在用信号的准许显示作为凭证时，首先 必须保证区间空闲，其次要办理闭塞手续和 发出凭证。当列车进入区间后出站信号机自 动关闭准许显示。只有证实列车完全出清区 间并再次办理闭塞时，才能再一次开放准许 显示。
列车运行自动控制系统
.4
背景
传统铁路信号只能在列车一 般速度运行条件下保证安全， 随着科学技术的发展和列车速 度的提高，发展列车超速防护 系统和其它列车速度控制，才 能进一步提高运输效率，保证 行车安全。
定义：由列控中心、闭塞设 备、地面信号设备、地车信息 传输设备、车载速度控制设备 构成的用于控制列车运行速度 保证行车安全和提高运输能力 的控制系统。
VCC1 DT
VCC1 I/O
列控中心
联锁系统 无线闭塞控制中心
系统主要功能
线路的空闲状态检测； 列车完整性检测 列车运行授权； 指示列车安全运行速度； 监控列车安全运行
列控系统分类
（1）按照地车信息传输方式分 ①连续式列控系统：车载设备可连续接收到地面列控设备
的车-地通信信息，是列控技术发展的主流。连续式列控系 统可细分为阶梯速度控制方式和曲线速度控制方式。
1.1 闭塞的基本概念和分类
行车指挥 调度所
列控系统
联锁
闭塞
车站
区间
闭塞的基本概念
铁路线路以车站（线路所）为分界点划 分为若干区间，区间的界限在单线上以两个 车站的进站信号机柱的中心线为车站与区间 的分界线。在双线或多线上，分别以各线路 的进站信号机柱或站界标的中心线为车站与 区间的分界线。为了提高线路通过能力，在 自动闭塞区段又将一个区间划分为若干个闭 塞分区，以同方向两架通过信号机柱为闭塞 分区的分界线。为了确保列车在区间内的运 行安全，列车由车站向区间发车时必须确认 区间（分区）内没有列车并需遵循一定的规 律组织行车，以免发生列车正面冲突或追尾 等事故。
②点式列控系统：接收地面信息不连续，但对列车运行与 司机操纵的监督并不间断。如：瑞典EBICAB系统。
③点一连式列车运行控制系统，如：CTCS2级， 轨道电路 完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信 息。点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、 限速和停车信息。
（2）控制模式分 ①阶梯控制方式 出口速度检查方式，入口速度检查方式， ②速度—距离模式曲线控制方式 速度-距离模式，德国LZB系统，日本新干线数字ATC系统
区间闭塞方法的分类
目前，闭塞可分为以下几类： 站间闭塞 以地面信号为主的自动闭塞 带有列控系统的自动闭塞 基于通信的列控系统的自动闭塞等几类。
1. 站间闭塞
站间闭塞就是两站间只能运行一列车，其列车的空间间隔为一个 站间。按技术手段和闭塞方法又可分为：电话闭塞、半自动闭塞和自 动站间闭塞。